CN112709770B - 一种基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器及其控制方法，包括：制动执行装置、间隙自调节装置、制动力驱动装置和自锁装置；在制动发生阶段，自锁块在驱动弹簧的作用下受到向下压力，并利用自锁块与传动块之间的啮合自锁避免自锁块受压上滑、传动块受压右滑；在制动结束阶段，电流通过第三励磁线圈产生磁场，铁芯在磁场的作用下产生磁性，实现对自锁块的吸附，完成对自锁结构的解锁；从而使得右制动器摩擦片在第一磁致伸缩杆的带动下向右移动。本发明取消了电机在制动过程中的应用，避免了电机出现堵转的现象。

Description

一种基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器及其控制方法

技术领域

本发明属于汽车制动系统技术领域，具体指代一种基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器及其控制方法。

背景技术

随着生产力的不断发展，人们的生活标准不断提高，出行方式也逐渐开始变化。近年来，智能驾驶发展如火如荼，而作为智能驾驶中重要的一部分，底盘控制也在逐渐革新当前的工作方式。在未来，随着车辆智能化程度的不断提高，对于底盘的控制必将与传统的传动机构解耦，采用线控的方式实现目的。制动作为底盘控制中不可或缺的一部分也必将逐步的迈进线控的大门。

对于制动器方案，目前市面上常用的包括鼓式制动器和盘式制动器，其中盘式制动器散热快、重量轻、构造简单、调整方便。特别在高负载工况下耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，能够在冬季和恶劣路况下行车。因此，盘式制动器也是未来的发展方向。

因此，在未来的发展趋势中，基于线控的盘式制动器将成为热门的发展领域；然而，就目前来看，线控制动器仍然存在一定的问题。当前的线控制动发展方向为利用电机代替真空助力器推动主缸活塞，由于电机输出的为高速低扭转动运动，还需要一套高效的减速装置，将电机的扭矩转换为强大的直线推力。然而由于底盘空间较小，电机与减速装置的体积必须很小，很难实现制动所需要的制动力大小。此外，由电机驱动的线控制动方案还存在电机堵转问题。因此，需要采用新的技术方案和制动思路来实现线控制动。

目前，线控制动涌现出一种新的设计思路，即利用磁致伸缩材料在磁场中的伸长效应来实现制动。例如，中国发明专利申请号CN201410785712.9，名称为“一种具有超磁致伸缩加力功能的盘式制动器及其方法”，其中提到了利用磁致伸缩材料在制动系统中的应用，增加紧急制动工况下制动力的大小，然而在制动系统中仍然保持了传统的液压回路，使得制动系统更加复杂化。中国发明专利申请号CN201911009661.X，名称为“一种基于磁致伸缩材料的盘式制动器及其控制方法”中将取消了传统的制动液压管路，利用磁致伸缩材料和杠杆驱动摩擦片制动，简化了制动器结构。然而却忽略了材料特性和结构设计不足而产生的问题。磁致伸缩材料在磁场中的饱和伸长量较小，在克服制动间隙的前提下能产生的制动力较小；此外杠杆结构由于中间梁受弯，会损耗大量制动力，最后，当因摩擦导致制动间隙变大时，会导致制动器失效，从而产生安全隐患。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于串联磁致伸缩材料的间隙自调节制动器及其控制方法，以解决现有技术中制动结构复杂、制动效果差、车辆布置空间占用大和电机堵转的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种基于串联磁致伸缩材料的间隙自调节制动器，包括：制动执行装置、间隙自调节装置、制动力驱动装置和自锁装置；

所述制动执行装置包括：制动器壳体、左制动衬块、右制动衬块、左制动器摩擦片、右制动器摩擦片、制动导块、导轨、导轨弹簧和制动盘；所述左制动摩擦片与左制动衬块、右制动摩擦片与右制动衬块固定连接；所述左制动衬块与制动器壳体固定连接；所述右制动衬块与制动导块固定连接；所述制动导块与制动器壳体间隙配合，制动导块受压时，沿水平方向滑动；所述制动盘与左制动器摩擦片、右制动器摩擦片间设有制动间隙，当制动导块受压，在制动器壳体内沿水平方向给右制动器摩擦片施加压力，右制动器摩擦片压紧制动盘，驱动制动器壳体沿导轨带动左制动衬块和左制动摩擦片压紧制动盘，从而实现制动盘的制动；所述制动器壳体与导轨间隙配合，制动器壳体受压时，沿水平方向向右滑动；所述导轨弹簧安装至导轨上，制动过程结束后利用导轨弹簧使制动器壳体、左制动衬块和左制动器器摩擦片回位；

所述间隙自调装置包括：压力传感器、第一磁致伸缩杆、第一励磁线圈和第一隔磁罩；所述压力传感器与制动器壳体固定连接；所述第一磁致伸缩杆与压力传感器固定连接；所述第一励磁线圈缠绕于第一磁致伸缩杆上；所述第一隔磁罩设于制动器壳体内部，内部包裹第一励磁线圈，避免受到外部磁场干扰；

所述制动力驱动装置包括：第二励磁线圈、第二磁致伸缩杆、第二隔磁罩；所述第二励磁线圈缠绕于第二磁致伸缩杆上；所述第二磁致伸缩杆的一端与制动导块固定连接；所述第二隔磁罩与制动器壳体固定连接；所述第二励磁线圈与第二磁致伸缩杆安装至第二隔磁罩内部，以避免受到外部磁场干扰；

所述自锁装置包括：电磁铁、驱动弹簧、自锁块、传动块和第三隔磁罩；所述电磁铁包括：第三励磁线圈和铁芯；所述第三隔磁罩设于制动器壳体内部；所述铁芯与第三励磁线圈安装在第三隔磁罩内；所述第三励磁线圈缠绕至铁芯上；所述铁芯的一端与制动器壳体固定连接；所述传动块分别与第一磁致伸缩杆、第二磁致伸缩杆固定连接；所述传动块与制动器壳体间隙配合，传动块可在制动器壳体内沿水平方向滑动；所述驱动弹簧的两端分别与铁芯、自锁块固定连接所述自锁块与传动块啮合连接，通过两者间自锁来限制制动过程中传动块的反向位移。

进一步地，所述自锁块、传动块均呈楔形设计，所述传动块上部开有楔形槽，自锁块的一端设于楔形槽内，二者的斜面端配合后使得传动块在制动过程中水平方向反向自锁。

进一步的，所述自锁块与传动块上楔形槽与垂直面夹角小于摩擦角。

进一步地，所述自锁块、传动块均呈锯齿设计，二者间通过锯齿配合；使得传动块在制动过程中水平方向反向自锁。

进一步的，所述间隙自调节装置在制动发生阶段，导通第一励磁线圈内电流，产生磁场，使得第一磁致伸缩杆伸长，以实现制动间隙的消除；在制动结束阶段，断开第一励磁线圈内电流，第一磁致伸缩杆恢复原长带动传动块回位，从而带动右摩擦片回位。

进一步的，所述电磁铁在电流的作用产生磁性；在制动发生阶段，自锁块在驱动弹簧的作用下受到向下压力，并利用自锁块与传动块之间的啮合自锁避免自锁块受压上滑、传动块受压右滑；在制动结束阶段，电流通过第三励磁线圈产生磁场，铁芯在磁场的作用下产生磁性，实现对自锁块的吸附，完成对自锁结构的解锁；从而使得右制动器摩擦片在第一磁致伸缩杆的带动下向右移动。

本发明的一种基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器的控制方法，步骤如下：

步骤1)：采集踏板信息与车辆行驶信息，并将采集到的信息传输至电子控制单元；

步骤2)：电子控制单元利用采集到的踏板信息和车辆行驶信息计算所需制动力；

步骤3)：利用间隙自调节装置与自锁装置完成间隙自调节、制动自锁与制动力预紧；

步骤4)：调节制动力驱动装置中第二励磁线圈电流大小以驱动第二磁致伸缩杆伸长，并以此产生制动力；

步骤5)：制动过程结束，断开第一励磁线圈与第二励磁线圈电流，第一磁致伸缩杆与第二磁致伸缩杆恢复原长；自锁结构解锁，在第一磁致伸缩杆的拉力和导轨弹簧的回弹力下左、右制动力摩擦片回位，结束制动。

进一步的，所述步骤1)中踏板信息包括：踏板位移信号与踏板速度信号；车辆行驶信息包括车速信号和车辆加速度信号。

进一步的，所述步骤3)中间隙自调节、制动自锁与制动预紧过程为：对第一励磁线圈进行通电，第一磁致伸缩杆的伸长完成间隙自调节；利用压力传感器采集第一磁致伸缩杆和制动器壳体间的压力；当压力达到预定阈值，即左、右制动器摩擦片与制动盘达到目标预紧力时，对第一励磁线圈断电；自锁块在传动块平移与位移驱动弹簧的共同作用下下移，自锁块与传动块自锁，完成预紧力保持。

进一步的，所述步骤4)中的第二磁致伸缩杆的伸长量为：

式中，F_C为目标制动力，F₀为制动预紧力，E为杨氏模量，r为第二磁致伸缩杆半径，L为第二磁致伸缩杆长度，ε为第二磁致伸缩杆伸长量。

进一步的，所述步骤4)中线圈所需电流大小为：

式中，I为电流大小，λ为应变量，L_l为第二磁致伸缩杆线圈缠绕长度，N为线圈扎数，ε为第二磁致伸缩杆伸长量，H(λ)为实验所得的磁场强度与应变量的关系。

进一步的，所述步骤5)中自锁结构解锁过程为：第三励磁线圈内通电，产生磁场，铁芯在磁场作用下产生磁性吸附自锁块，自锁块上移，解除自锁。

本发明的有益效果：

本发明基于两个磁致伸缩杆发明一种线控制动器，相比于传统的制动系统，取缔了复杂的液压(气压)管路，使整体结构简单化。相比于当前采用电机的线控制动器，本发明取消了电机在制动过程中的应用，避免了电机出现堵转的现象。取缔了复杂且占用空间大的传动机构，使得整车布置更加方便容易。相比于当前基于磁致伸缩材料的线控制动，考虑了间隙自调节的问题，避免了因制动间隙而导致的制动力损耗，以及因磨损而导致制动间隙变大的制动力失效问题。

附图说明

图1为制动器整体结构图；

图2a为第二实施例自锁结构图；

图2b为图2a的M部放大图；

图3为实验所得磁场强度与应变关系曲线图；

图4为制动器控制流程图；

图中：11-制动器壳体；12-左制动衬块；13-左制动器摩擦片；14-制动盘；15-右制动器摩擦片；16-右制动衬块；17-制动导块；18-导轨；19-导轨弹簧；21-压力传感器；22-第一磁致伸缩杆；23-第一励磁线圈；24-第一隔磁罩；31-第二励磁线圈；32-第二磁致伸缩杆；33-第二隔磁罩；401-第三励磁线圈；402-第一铁芯；403-第三隔磁罩；404-第一驱动弹簧；405-楔形自锁块；406-楔形传动块；411-第四隔磁罩；412-第四励磁线圈；413-第二铁芯；414-第二驱动弹簧；415-锯齿自锁块；416-锯齿传动块。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1所示，本发明的一种基于串联磁致伸缩材料的间隙自调节制动器，包括：制动执行装置、间隙自调节装置、制动力驱动装置和自锁装置；

所述制动执行装置包括：制动器壳体11、左制动衬块12、右制动衬块16、左制动器摩擦片13、右制动器摩擦片15、制动导块17、导轨18、导轨弹簧19和制动盘14；所述左制动摩擦片13与左制动衬块12、右制动摩擦片15与右制动衬块16固定连接；所述左制动衬块12与制动器壳体11固定连接；所述右制动衬块16与制动导块17固定连接；所述制动导块17与制动器壳体11间隙配合，制动导块17受压时，沿水平方向滑动；所述制动盘14与左制动器摩擦片13、右制动器摩擦片15间设有制动间隙，当制动导块17受压，在制动器壳体11内沿水平方向给右制动器摩擦片15施加压力，右制动器摩擦片15压紧制动盘14，驱动制动器壳体沿导轨18带动左制动衬块12和左制动摩擦片13压紧制动盘14，从而实现制动盘14的制动；所述制动器壳体11与导轨18间隙配合，制动器壳体11受压时，沿水平方向向右滑动；所述导轨弹簧19安装至导轨18上，制动过程结束后利用导轨弹簧19使制动器壳体11、左制动衬块12和左制动器器摩擦片13回位。

所述间隙自调装置包括：压力传感器21、第一磁致伸缩杆22、第一励磁线圈23和第一隔磁罩24；所述压力传感器21与制动器壳体11固定连接；所述第一磁致伸缩杆22与压力传感器21固定连接；所述第一励磁线圈23缠绕于第一磁致伸缩杆22上；所述第一隔磁罩24设于制动器壳体11内部，内部包裹第一励磁线圈23，避免受到外部磁场干扰；

所述制动力驱动装置包括：第二励磁线圈31、第二磁致伸缩杆32、第二隔磁罩33；所述第二励磁线圈31缠绕于第二磁致伸缩杆32上；所述第二磁致伸缩杆32的一端与制动导块17固定连接；所述第二隔磁罩33与制动器壳体11固定连接；所述第二励磁线圈31与第二磁致伸缩杆32安装至第二隔磁罩33内部，以避免受到外部磁场干扰。

所述自锁装置包括：电磁铁、驱动弹簧404、自锁块、传动块和第三隔磁罩403；所述电磁铁包括：第三励磁线圈401和铁芯；所述第三隔磁罩403设于制动器壳体11内部；所述铁芯与第三励磁线圈401安装在第三隔磁罩403内；所述第三励磁线圈401缠绕至铁芯上；所述铁芯的一端与制动器壳体11固定连接；所述传动块分别与第一磁致伸缩杆22、第二磁致伸缩杆32固定连接；所述传动块与制动器壳体11间隙配合，传动块可在制动器壳体11内沿水平方向滑动；所述驱动弹簧404的两端分别与铁芯、自锁块固定连接所述自锁块与传动块啮合连接，通过两者间自锁来限制制动过程中传动块的反向位移。

示例一，自锁装置包括：第一电磁铁、第一驱动弹簧404、楔形自锁块405、楔形传动块406和第三隔磁罩403；所述第一电磁铁包括：第三励磁线401和第一铁芯402；所述第三隔磁罩401与制动器壳体11固定连接；所述第一铁芯402与第三励磁线圈401均安装在第三隔磁罩403内，以避免受到外部磁场干扰；所述第三励磁线圈401缠绕至第一铁芯402上；所述第一铁芯402的一端与制动器壳体11固定连接；所述楔形传动块406分别与第一磁致伸缩杆22、第二磁致伸缩杆32固定连接；所述楔形传动块406上部开有楔形槽，楔形自锁块405的一端置于楔形槽中；所述楔形传动块403与制动器壳体11间隙配合，楔形传动块406可在制动器壳体11内沿水平方向滑动；所述第一驱动弹簧404的两端分别与第一铁芯402、楔形自锁块405固定连接，当楔形自锁块405需要下降时，对其向下施压。所述自锁块与传动块上楔形槽与垂直面夹角小于摩擦角。

示例二，参照图2a，图2b所示，自锁装置包括：第二电磁铁、第二驱动弹簧414、第四隔磁罩411、锯齿自锁块415和锯齿传动块416；所述第二电磁铁包括：第四励磁线圈412和第二铁芯413；所述第四励磁线圈412缠绕至第二铁芯413上；所述第四隔磁罩411与制动器壳体11固定连接；所述第二铁芯413与第四励磁线圈412均安装在第四隔磁罩411内，避免受到外部磁场干扰；所述第二铁芯413的一端与制动器壳体11固定连接；、第二驱动弹簧414的两端分别与第二铁芯413、锯齿自锁块415固定连接；所述锯齿传动块416分别与与第一磁致伸缩杆22、第二磁致伸缩杆32固定连接；所述锯齿传动块416与制动器壳体11间隙配合，使锯齿传动块416可沿制动器壳体11向左移动；所述第二驱动弹簧414在制动工况下驱动锯齿自锁块415向下滑动；锯齿自锁块415与锯齿传动块416间通过锯齿配合，在电磁铁未吸附锯齿自锁块时，锯齿传动块仅可在间隙自调节装置作用下向左运动，当受到制动力执行装置的支反力向右运动时，锯齿自锁；当电磁铁吸附锯齿自锁块时，锯齿自锁块与锯齿传动块分离，锯齿传动块可以在制动器壳体内左右滑动。

所述间隙自调节装置在制动发生阶段，导通第一励磁线圈内电流，产生磁场，使得第一磁致伸缩杆伸长，以实现制动间隙的消除；在制动结束阶段，断开第一励磁线圈内电流，第一磁致伸缩杆恢复原长带动传动块回位，从而带动右摩擦片回位。

所述电磁铁在电流的作用产生磁性；在制动发生阶段，自锁块在驱动弹簧的作用下受到向下压力，并利用自锁块与传动块之间的啮合自锁避免自锁块受压上滑、传动块受压右滑；在制动结束阶段，电流通过第三励磁线圈产生磁场，铁芯在磁场的作用下产生磁性，实现对自锁块的吸附，完成对自锁结构的解锁；从而使得右制动器摩擦片在第一磁致伸缩杆的带动下向右移动。

参照图4所示，本发明的一种基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器的控制方法，步骤如下：

步骤1)：采集踏板信息与车辆行驶信息，并将采集到的信息传输至电子控制单元；踏板信息包括：踏板位移信号与踏板速度信号；车辆行驶信息包括车速信号和车辆加速度信号。

步骤2)：电子控制单元(ECU)利用采集到的踏板信息和车辆行驶信息计算所需制动力；

步骤3)：利用间隙自调节装置与自锁装置完成间隙自调节、制动自锁与制动力预紧；间隙自调节、制动自锁与制动预紧过程为：对第一励磁线圈进行通电，第一磁致伸缩杆的伸长完成间隙自调节；利用压力传感器采集第一磁致伸缩杆和制动器壳体间的压力；当压力达到预定阈值，即左、右制动器摩擦片与制动盘达到目标预紧力时，对第一励磁线圈断电；自锁块在传动块平移与位移驱动弹簧的共同作用下下移，自锁块与传动块自锁，完成预紧力保持。

步骤4)：调节制动力驱动装置中第二励磁线圈电流大小以驱动第二磁致伸缩杆伸长，并以此产生制动力；参照图3所示；

第二磁致伸缩杆的伸长量为：

式中，F_C为目标制动力，F₀为制动预紧力，E为杨氏模量，r为第二磁致伸缩杆半径，L为第二磁致伸缩杆长度，ε为第二磁致伸缩杆伸长量。

线圈所需电流大小为：

式中，I为电流大小，λ为应变量，L_l为第二磁致伸缩杆线圈缠绕长度，N为线圈扎数，ε为第二磁致伸缩杆伸长量，H(λ)为实验所得的磁场强度与应变量的关系。

步骤5)：制动过程结束，断开第一励磁线圈与第二励磁线圈电流，第一磁致伸缩杆与第二磁致伸缩杆恢复原长；自锁结构解锁，在第一磁致伸缩杆的拉力和导轨弹簧的回弹力下左、右制动力摩擦片回位，结束制动。

自锁结构解锁过程为：第三励磁线圈内通电，产生磁场，铁芯在磁场作用下产生磁性吸附自锁块，自锁块上移，解除自锁。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于串联磁致伸缩材料的间隙自调节制动器，其特征在于，包括：制动执行装置、间隙自调节装置、制动力驱动装置和自锁装置；

所述制动执行装置包括：制动器壳体、左制动衬块、右制动衬块、左制动器摩擦片、右制动器摩擦片、制动导块、导轨、导轨弹簧和制动盘；所述左制动器摩擦片与左制动衬块、右制动器摩擦片与右制动衬块固定连接；所述左制动衬块与制动器壳体固定连接；所述右制动衬块与制动导块固定连接；所述制动导块与制动器壳体间隙配合，制动导块受压时，沿水平方向滑动；所述制动盘与左制动器摩擦片、右制动器摩擦片间设有制动间隙，当制动导块受压，在制动器壳体内沿水平方向给右制动器摩擦片施加压力，右制动器摩擦片压紧制动盘，驱动制动器壳体沿导轨带动左制动衬块和左制动器摩擦片压紧制动盘，从而实现制动盘的制动；所述制动器壳体与导轨间隙配合，制动器壳体受压时，沿水平方向向右滑动；所述导轨弹簧安装至导轨上；

所述间隙自调装置包括：压力传感器、第一磁致伸缩杆、第一励磁线圈和第一隔磁罩；所述压力传感器与制动器壳体固定连接；所述第一磁致伸缩杆与压力传感器固定连接；所述第一励磁线圈缠绕于第一磁致伸缩杆上；所述第一隔磁罩设于制动器壳体内部，内部包裹第一励磁线圈；

所述制动力驱动装置包括：第二励磁线圈、第二磁致伸缩杆、第二隔磁罩；所述第二励磁线圈缠绕于第二磁致伸缩杆上；所述第二磁致伸缩杆的一端与制动导块固定连接；所述第二隔磁罩与制动器壳体固定连接；所述第二励磁线圈与第二磁致伸缩杆安装至第二隔磁罩内部；

所述自锁装置包括：电磁铁、驱动弹簧、自锁块、传动块和第三隔磁罩；所述电磁铁包括：第三励磁线圈和铁芯；所述第三隔磁罩设于制动器壳体内部；所述铁芯与第三励磁线圈安装在第三隔磁罩内；所述第三励磁线圈缠绕至铁芯上；所述铁芯的一端与制动器壳体固定连接；所述传动块分别与第一磁致伸缩杆、第二磁致伸缩杆固定连接；所述传动块与制动器壳体间隙配合，传动块可在制动器壳体内沿水平方向滑动；所述驱动弹簧的两端分别与铁芯、自锁块固定连接，所述自锁块与传动块啮合连接，通过两者间自锁来限制制动过程中传动块的反向位移；

对第一励磁线圈进行通电，第一磁致伸缩杆的伸长完成间隙自调节；利用压力传感器采集第一磁致伸缩杆和制动器壳体间的压力；当压力达到预定阈值，即左、右制动器摩擦片与制动盘达到目标预紧力时，对第一励磁线圈断电；自锁块在传动块平移与驱动弹簧的共同作用下下移，自锁块与传动块自锁，完成预紧力保持。

2.根据权利要求1所述的基于串联磁致伸缩材料的间隙自调节制动器，其特征在于，所述自锁块、传动块均呈楔形设计，所述传动块上部开有楔形槽，自锁块的一端设于楔形槽内，二者配合后使得传动块在制动过程中水平方向反向自锁。

3.根据权利要求2所述的基于串联磁致伸缩材料的间隙自调节制动器，其特征在于，楔形自锁块和传动块上楔形槽的倾斜接合面与竖直面的夹角小于摩擦角。

4.根据权利要求1所述的基于串联磁致伸缩材料的间隙自调节制动器，其特征在于，所述自锁块、传动块均呈锯齿设计，二者间通过锯齿配合；使得传动块在制动过程中水平方向反向自锁。

5.根据权利要求1所述的基于串联磁致伸缩材料的间隙自调节制动器，其特征在于，所述间隙自调节装置在制动发生阶段，导通第一励磁线圈内电流，产生磁场，使得第一磁致伸缩杆伸长，以实现制动间隙的消除；在制动结束阶段，断开第一励磁线圈内电流，第一磁致伸缩杆恢复原长带动传动块回位，带动右摩擦片回位。

6.根据权利要求1所述的基于串联磁致伸缩材料的间隙自调节制动器，其特征在于，所述电磁铁在电流的作用产生磁性；在制动发生阶段，自锁块在驱动弹簧的作用下受到向下压力，并利用自锁块与传动块之间的啮合自锁避免自锁块受压上滑、传动块受压右滑；在制动结束阶段，电流通过第三励磁线圈产生磁场，铁芯在磁场的作用下产生磁性，实现对自锁块的吸附，完成对自锁装置的解锁；使得右制动器摩擦片在第一磁致伸缩杆的带动下向右移动。

7.一种基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器的控制方法，基于权利要求1-6中任意一项所述的制动器，其特征在于，步骤如下：

步骤1)：采集踏板信息与车辆行驶信息，并将采集到的信息传输至电子控制单元；

步骤2)：电子控制单元利用采集到的踏板信息和车辆行驶信息计算所需制动力；

步骤3)：利用间隙自调节装置与自锁装置完成间隙自调节、制动自锁与制动力预紧；

步骤4)：调节制动力驱动装置中第二励磁线圈电流大小以驱动第二磁致伸缩杆伸长，并以此产生制动力；

步骤5)：制动过程结束，断开第一励磁线圈与第二励磁线圈电流，第一磁致伸缩杆与第二磁致伸缩杆恢复原长；自锁装置解锁，在第一磁致伸缩杆的拉力和导轨弹簧的回弹力下左、右制动力摩擦片回位，结束制动。

8.根据权利要求7所述的基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器的控制方法，其特征在于，所述步骤3)中间隙自调节、制动自锁与制动预紧过程为：对第一励磁线圈进行通电，第一磁致伸缩杆的伸长完成间隙自调节；利用压力传感器采集第一磁致伸缩杆和制动器壳体间的压力；当压力达到预定阈值，即左、右制动器摩擦片与制动盘达到目标预紧力时，对第一励磁线圈断电；自锁块在传动块平移与驱动弹簧的共同作用下下移，自锁块与传动块自锁，完成预紧力保持。

9.根据权利要求7所述的基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器的控制方法，其特征在于，所述步骤4)中的第二磁致伸缩杆的伸长量为：

式中，F_C为目标制动力，F₀为制动预紧力，E为杨氏模量，r为第二磁致伸缩杆半径，L为第二磁致伸缩杆长度，ε为第二磁致伸缩杆伸长量。

10.根据权利要求9所述的基于串联磁致伸缩的间隙自调节制动器的控制方法，其特征在于，所述步骤4)中线圈所需电流大小为：

式中，I为电流大小，λ为应变量，L_l为第二磁致伸缩杆线圈缠绕长度，N为线圈扎数，ε为第二磁致伸缩杆伸长量，H(λ)为实验所得的磁场强度与应变量的关系。

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