CN113446339B - 能检测制动力矩的制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能检测制动力矩的制动器，其结构是在制动器本体上设置有制动瓦，其特征是，在所述制动瓦的制动面上开有卡槽，在所述卡槽中设置有衬板，附着在衬板前端面上的摩擦衬垫突出于所述卡槽的槽口，在所述衬板的背面设置有滑动轴承，以使所述衬板和摩擦衬垫在制动器制动时能够沿制动摩擦力的作用方向产生微量位移；拉压传感器的一端连接在所述衬板的端部，另一端连接在所述制动瓦上，或是连接在与制动瓦固定相接的制动器机件上，以将所探测到的衬板微量位移转化为制动摩擦力信息并予以输出。本发明实现了对多种制动器制动摩擦力的实时检测，进而实现了对制动器制动力矩的实时检测。

Description

能检测制动力矩的制动器

技术领域

本发明涉及一种制动器，具体地说是一种能检测制动力矩的制动器。

背景技术

申请人的在先专利ZL20182056157.1“毂式制动器制动力矩真值检测传感器”，公开了一种检测鼓式制动器制动力矩的技术方案。这种检测传感器可以检测出鼓式制动器的制动力矩，为判断鼓式制动器的工作状态提供了一种可行和有效的检测手段。由于这种制动力矩检测传感器是检测制动臂在制动过程中随制动力而产生的微小位移而得出制动力矩的数据，因此，造成了一定的使用局限，而不能适用于其他种类的制动器上。而现有在用的制动器都需要监测制动力矩，以确保使用的安全性。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能检测制动力矩的制动器，以解决现有多种制动器尚不能检测制动力矩的问题。

本发明是这样实现的：一种能检测制动力矩的制动器，在制动器本体上设置有制动瓦，在所述制动瓦的制动面上开有卡槽，在所述卡槽中设置有衬板，附着在衬板前端面上的摩擦衬垫突出于所述卡槽的槽口，在所述衬板的背面设置有滑动轴承，以使所述衬板和摩擦衬垫在制动器制动时能够沿制动摩擦力的作用方向产生微量位移；拉压传感器的一端连接在所述衬板的端部，另一端连接在所述制动瓦上，或是连接在与制动瓦固定相接的制动器机件上，以将所探测到的衬板微量位移转化为制动摩擦力信息并予以输出。

进一步地，在所述制动瓦上或是在与制动瓦固定相接的制动器机件上，通过紧固件压接有弹簧压片，所述弹簧压片的压边压接在所述衬板的边沿。

进一步地，所述滑动轴承为沿衬板长向设置的滚珠排。

进一步地，所述衬板在所述卡槽中沿长向的活动旷量大于拉压传感器中的感应板保持正常工作条件下的极限变形量。

当制动器失电制动后，制动器上的制动瓦在制动弹簧或推力器的作用下，压向刹车鼓或刹车盘，以制动电机轴。这个制动力矩是依靠设置在制动瓦前端面上的摩擦衬垫与刹车鼓或刹车盘之间的制动摩擦力来产生的。而制动器在刹车制动时，摩擦衬垫与被制动件之间产生的制动摩擦力就会带动衬板在制动瓦的卡槽中产生一个由拉压传感器所限的微量位移，该微量位移的方向与制动瓦施加正压力所产生的制动摩擦力的方向是一致的，并可由拉压传感器探测出这个微量位移，并转换成反映制动摩擦力大小的检测数据，由此实现对制动器制动摩擦力的实时检测；再配以电机刹车鼓或刹车盘的结构尺寸（即制动摩擦力作用力臂的数据信息），就可得出制动器施加制动时的制动力矩的信息。通过在制动瓦上开出卡槽以容纳衬板和摩擦衬垫，并且在衬板与制动瓦之间设置滑动轴承，这样就可使衬板在制动时产生沿制动摩擦力方向的微量位移成为可能，并且还可通过卡槽予以安全限位，通过滑动轴承以最大限度地降低衬板移动时的摩擦阻力，从而提高了拉压传感器的检测精度。

本发明利用拉压传感器悬挂连接制动瓦上的衬板和摩擦衬垫，从而在制动器刹车制动时，就能够使衬板产生随制动摩擦力大小的变化而变化的拉伸位移量，并在拉压传感器的感应板上产生相应的变形量，再通过应变片将该变形量转变成受力大小的电信号并输出，由此实现了对制动器制动摩擦力的实时检测，进而实现了对制动器制动力矩的实时检测。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是实施例1中的制动臂的结构示意图。

图3是图1中的A处局部放大图。

图4是图2中的B处局部放大图。

图5是弹簧压片对衬板的压接示意图。

图6是实施例2的结构示意图。

图7是图6的A-A向剖视图。

图8是图7的B-B向局部剖视图。

图9是图7的C-C向局部剖视图。

图10是图8的D处局部放大图。

图11是实施例3的结构示意图。

图12是实施例4的结构示意图。

图13是图12的D-D向剖视图。

图中：1、磁力器，2、制动螺栓，3、制动臂，4、制动拉杆，5、制动弹簧，6、制动瓦轴，7、制动瓦，8、销轴，9、拉压传感器，10、衬板，11、摩擦衬垫，12、滑动轴承，13、弹簧压片，14、螺钉，15、底座，16、液压推力器，17、制动臂轴，18、制动瓦轴，19、轭铁，20、衔铁。

具体实施方式

实施例1

在图1、图2所示，本实施例为鼓式制动器，制动器本体包括两个相对设置的制动臂3、连接在两制动臂3之间的磁力器1、推动制动臂3的制动弹簧5以及设置在制动臂3上的制动瓦7。磁力器1通过制动螺栓2连接在两个相对设置的制动臂3的上端，在磁力器1上设置有松闸手柄。制动弹簧5套接在制动拉杆4上，制动拉杆4固定连接在制动臂3上，用以将制动臂3向内推动，以压向居中设置的刹车鼓。制动臂3的下端通过销轴铰接在底座上，或是连接在机座上。制动瓦7通过制动瓦轴6铰接在制动臂3上。

如图1、图3所示，在制动瓦7的制动面上开有卡槽，在卡槽中设置有金属制的衬板10，衬板10与卡槽的形状相同，且在卡槽中沿长向的活动旷量大于拉压传感器9中的感应板保持正常工作条件下的极限变形量。附着在衬板10前端面上的摩擦衬垫11突出于卡槽的槽口，在衬板10的背面设置有滑动轴承12，所述滑动轴承12为沿衬板10长向设置的滚珠排，以使衬板10和摩擦衬垫11在制动器制动时能够沿制动摩擦力的作用方向产生微量位移。拉压传感器9包括感应板和应变片，其下端通过轴连接在衬板10的上端部，其上端通过销轴8连接在制动瓦7的上部延伸端。当制动器制动时，衬板10在摩擦力的作用下产生一个微量位移，拉动（或压缩）拉压传感器9的感应板，感应板随之产生相应的变形，并由应变片将感应板的这个变形量转化为受力信息予以输出，结合刹车鼓的半径信息，即可实时得出鼓式制动器制动力矩的检测值。

如图2、图4、图5所示，在制动瓦7的两边通过螺钉14压接有弹簧压片13，弹簧压片13的压边压接在衬板10的边沿。设置弹簧压片13压接衬板10，也是为了降低衬板移动时的摩擦阻力，降低对拉压传感器的干扰，相应提高拉压传感器的检测精度。

实施例2

如图6所示，本实施例为液压制动器，制动器本体包括底座15、设置在底座15上的两个制动臂3、连接在两制动臂3之间的液压推力器15以及设置在制动臂3端部的制动瓦7。在液压推力器15中设置有制动弹簧5，液压推力器15通过推杆和销轴连接在两个相对设置的制动臂3的后端。制动臂3的中部通过制动臂轴17连接在底座15上，在制动臂3的前部内侧通过制动瓦轴18连接制动瓦7。两个制动瓦7的端面相对，制动臂轴17为支点轴，制动弹簧5通过推杆推动制动臂3的后端，使制动臂3的前端相向运动，并使连接在制动臂3上的制动瓦7相对内压到刹车盘上，以制动动力轴。

如图7—图10所示，在制动瓦7的制动面上开有卡槽，在卡槽中设置有金属制的衬板10，衬板10在卡槽中沿长向的活动旷量大于拉压传感器9中的感应板保持正常工作条件下的极限变形量。附着在衬板10前端面上的摩擦衬垫11突出于卡槽的槽口（图8），在衬板10的背面设置有滑动轴承12，所述滑动轴承12为沿衬板10长向设置的滚珠排，以使衬板10和摩擦衬垫11在制动器制动时能够沿制动摩擦力的作用方向产生微量位移。拉压传感器9包括感应板和应变片，其下端通过销轴8连接在衬板10的上端部（图9），其上端通过销轴8连接在制动瓦7的上部延伸端（图8）。当制动器制动时，衬板10在摩擦力的作用下产生一个微量位移，拉动（或压缩）拉压传感器9的感应板随之产生相应的变形，并由应变片将感应板的这个变形量转化为受力信息予以输出，结合摩擦衬垫11在刹车盘上的作用力臂的数据信息，即可实时得出液压制动器制动力矩的检测值。

如图7、图10所示，在制动瓦7的两边分别通过螺钉14压接有弹簧压片13，弹簧压片13的压边压接在衬板10的边沿。设置弹簧压片13压接衬板10，是为了降低衬板移动时的摩擦阻力，降低对拉压传感器的干扰，相应提高拉压传感器的检测精度。

实施例3

如图11所示，本实施例为板块制动器，制动器本体包括轭铁19、设置在轭铁19预设槽中的电磁线圈和制动弹簧、与额铁19相对设置的衔铁20以及固定在衔铁20上的制动瓦7。轭铁19为矩形板体，在其板体上开有预设槽，电磁线圈和制动弹簧分别安装在对应的预设槽中。

在制动瓦7的制动面上开有卡槽，在卡槽中设置有金属制的衬板10，衬板10与卡槽的形状基本相同，且在卡槽中沿长向的活动旷量大于拉压传感器9中的感应板保持正常工作条件下的极限变形量。附着在衬板10前端面上的摩擦衬垫11突出于卡槽的槽口，在衬板10的背面设置有滑动轴承12，所述滑动轴承12为沿衬板10长向设置的滚珠排，以使衬板10和摩擦衬垫11在制动器制动时能够沿制动摩擦力的作用方向产生微量位移。拉压传感器9包括感应板和应变片，其上端通过销轴连接在衬板10的下端部，其下端通过销轴8连接在衔铁20上。当制动器制动时，衬板10在摩擦力的作用下产生一个微量位移，拉动（或压缩）拉压传感器9的感应板，感应板随之产生相应的变形，并由应变片将感应板的这个变形量转化为受力信息予以输出，结合摩擦垫片对刹车盘的作用半径的数据信息，即可实时得出板块制动器制动力矩的检测值。

实施例4

如图12、图13所示，本实施例为板块制动器，其基本结构同实施例3，只是在衔铁20的端面开设卡槽，制动瓦7设置在衔铁20的卡槽中，制动瓦7在卡槽中沿长向的活动旷量大于拉压传感器9中的感应板保持正常工作条件下的极限变形量。相应地，本实施例省去了衬板的设置，摩擦衬垫11与传统结构一样，是直接附着在制动瓦7的制动面上，且摩擦衬垫11突出于卡槽的槽口（图13）。在制动瓦7的背面设置有滑动轴承12，所述滑动轴承12为沿制动瓦7长向设置的滚珠排，以使制动瓦7和摩擦衬垫11在制动器制动时能够沿制动摩擦力的作用方向产生微量位移。

参看图11，本实施例中的拉压传感器9也是包括有感应板和应变片，其上端通过销轴连接在制动瓦7的下端部，其下端通过销轴8连接在衔铁20上。当制动器制动时，制动瓦7在摩擦力的作用下产生一个微量位移，拉动（或压缩）拉压传感器9的感应板，感应板随之产生相应的变形，并由应变片将感应板的这个变形量转化为受力信息予以输出，结合摩擦垫片对刹车盘的作用半径的数据信息，即可实时得出板块制动器制动力矩的检测值。

如图13所示，在衔铁20的两边通过螺钉14压接有弹簧压片13，弹簧压片13的压边压接在制动瓦7的边沿。设置弹簧压片13压接制动瓦7，可降低制动瓦的滑动阻力，降低对拉压传感器的干扰，相应提高拉压传感器的检测精度。

Claims (6)

1.一种能检测制动力矩的制动器，在制动器本体上设置有制动瓦，其特征是，在所述制动瓦的制动面上开有卡槽，在所述卡槽中设置有衬板，所述衬板在所述卡槽中沿长向的活动旷量大于拉压传感器中的感应板保持正常工作条件下的极限变形量，附着在衬板前端面上的摩擦衬垫突出于所述卡槽的槽口，在所述衬板的背面设置有滑动轴承，以使所述衬板和摩擦衬垫在制动器制动时能够沿制动摩擦力的作用方向产生微量位移；拉压传感器的一端连接在所述衬板的端部，另一端连接在所述制动瓦的上部延伸端上，或是连接在与制动瓦固定相接的制动器机件上，以将所探测到的衬板微量位移转化为制动摩擦力信息并予以输出。

2.根据权利要求1所述的能检测制动力矩的制动器，其特征是，在所述制动瓦上或是在与制动瓦固定相接的制动器机件上，通过紧固件压接有弹簧压片，所述弹簧压片的压边压接在所述衬板的边沿。

3.根据权利要求1所述的能检测制动力矩的制动器，其特征是，所述滑动轴承为沿衬板长向设置的滚珠排。

4.根据权利要求1、2或3所述的能检测制动力矩的制动器，其特征是，所述制动器为鼓式制动器，所述制动器本体包括两个相对设置的制动臂、连接在两制动臂之间的磁力器、推动制动臂的制动弹簧以及设置在制动臂上的制动瓦。

5.根据权利要求1、2或3所述的能检测制动力矩的制动器，其特征是，所述制动器为液压制动器，所述制动器本体包括底座、设置在底座上的两个制动臂、连接在两制动臂之间的液压推力器以及设置在制动臂端部的制动瓦。

6.根据权利要求1、2或3所述的能检测制动力矩的制动器，其特征是，所述制动器为板块制动器，所述制动器本体包括轭铁、设置在轭铁预设槽中的电磁线圈和制动弹簧、与额铁相对设置的衔铁以及固定在所述衔铁上的制动瓦。

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