CN114876983B - 制动机构、机械制动器、电子机械制动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种制动机构、机械制动器、电子机械制动系统及车辆。该制动机构包括固定卡钳；两个制动单元，两个制动单元沿第一方向排列且二者之间形成用于制动盘部分伸入的制动间隙；每个制动单元可沿第一方向移动地安装于固定卡钳；第一方向平行于制动盘的轴心线方向；与两个制动单元一一对应的两个曲轴单元，每一组相互对应的制动单元与曲轴单元中，曲轴单元位于制动单元远离制动间隙的一侧，且曲轴单元可绕第一轴线旋转地安装于固定卡钳；第一轴线垂直于所述第一方向；驱动单元，驱动单元通过连杆组件与两个曲轴单元传动连接，以驱动两个曲轴单元旋转并带动两个制动单元彼此靠近。该制动机构可以避免系统的可靠性风险。

Description

制动机构、机械制动器、电子机械制动系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆制动技术领域，尤其涉及到一种制动机构、机械制动器、电子机械制动系统及车辆。

背景技术

区别于传统的液压推动活塞以推动摩擦片的制动器，电子机械制动(electronicmechanical brake，EMB)系统是一种用轮端电机推动减速器，继而推动某种旋转变直线运动的机械结构(滚珠丝杠、凸轮机构、曲柄滑块机构等)，最终推动摩擦片产生制动的制动器。

现有的电子机械制动系统中，摩擦片通过钳体以可浮动的方式固定到车架上，存在可靠性问题。

发明内容

本申请提供了一种制动机构、机械制动器、电子机械制动系统及车辆，该制动机构可以避免系统的可靠性风险。

第一方面，本申请提供了一种制动机构，该制动机构可以用于制动制动盘。该制动机构具体包括固定卡钳、驱动单元、制动单元和曲轴单元。其中，制动单元为两个，两个制动单元沿第一方向排列，且两个制动单元之间可以形成一制动间隙，该制动间隙可以供一部分制动盘伸入。每个制动单元可沿第一方向移动地安装于固定卡钳，此处的第一方向平行于制动盘的轴心线方向。曲轴单元也为两个，两个制动单元和两个曲轴单元一一对应。每一组相互对应的曲轴单元与制动单元中，曲轴单元位于制动单元远离制动间隙的一侧，且曲轴单元可绕第一轴线旋转地安装于固定卡钳。驱动单元固定于固定卡钳，且驱动单元通过连杆组件与两个曲轴单元传动连接，以驱动链两个曲轴单元同时旋转。两个曲轴单元旋转时可以带动两个制动单元同时相向移动以彼此靠近。在车辆制动时，驱动单元通过连杆组件驱动两个曲轴单元分别绕各自的第一轴线旋转，进而带动两个制动单元相互靠近，使得两个制动单元能够将位于制动间隙内的制动盘夹紧实现制动。该制动机构结构简单，能够实现纯机械制动。固定卡钳相对车辆固定，制动单元、驱动单元、曲轴单元都是安装或固定于固定卡钳。且两个制动单元可以分别被两个曲轴单元驱动，对制动盘的夹紧制动过程更为稳定，结构的可靠性更高。

其中，连杆组件具体包括依次传动连接的传动副、连杆、角杆以及平衡杆。其中，平衡杆可绕第二轴线转动地且可沿第二方向移动地安装于固定卡钳。平衡杆的两端分别于两个曲轴单元铰接，使得平衡杆在沿第二方向移动或绕第二轴线转动时可以同时驱动两个曲轴单元旋转。其中，第二轴线平行于上述第一轴线，且第二轴线可相对固定卡钳移动。而第二方向则垂直于第一方向。角杆可绕第三轴线转动地安装于固定卡钳，该第三轴线平行于第一轴线，相对固定卡钳位置固定。该角杆与上述平衡杆铰接，且平衡杆与角杆的铰接点与第二轴线重合。传动副的一端的传动连接于驱动单元的动力输出端，另一端通过连杆与角杆铰接。驱动单元的动力可以经、传动副、连杆、角杆传递到平衡杆，平衡杆再分配到两个曲轴单元。由于平衡杆可以绕第二轴线旋转，平衡杆可以通过旋转调整分配到两个曲轴单元的力，使得两个曲轴单元合理受力，并使得最终传递到制动单元的力保持相等，保护制动单元以及固定卡钳。

其中，平衡杆和固定卡钳之间通过第一弹性复位件连接。在制动作业时，平衡杆可以被驱动单元驱动沿第二方向移动。当驱动单元停止制动，平衡杆可以通过第一弹性复位件复位。

为了连接两个曲轴单元，平衡杆具有两个对称连接臂，每个连接臂用于对应连接一个曲轴单元，也就是说，平衡杆可以通过两个连接臂驱动两个曲轴单元。其中，两个连接臂与对应的曲轴单元的铰接点距离第二轴线之间的距离相等，使得平衡杆可以平均分配驱动力到两个曲轴单元。

具体地，在相互铰接的连接臂与曲轴单元之间，连接臂具有铰接半环，曲轴单元具有铰接凸缘，铰接凸缘与铰接半环的内表面转动配合。

一些可能实现的方式中，驱动单元包括电机以及减速器。电机固定于固定卡钳，减速器传动连接于电机的动力输出轴，且减速器传动连接上述传动副。基于这样的驱动单元，传动副需要能够实现将旋转运动转换为直线运动的效果，因此，传动副可以为齿轮齿条组件或蜗轮蜗杆组件。其中，电机的动力输出轴的旋转中心与制动盘上述第一方向的夹角大于等于70°，该布置方式可以节省空间，利于在轮端的安装布置。

一些可能实现的方式中，曲轴单元包括传动臂、转动轴和凸轮。转动轴可绕第一轴线旋转地安装于固定卡钳，转动轴的轴心线可以与第一轴线重合。传动臂一端固定于转动轴，另一端与连杆组件的平衡杆铰接。平衡杆通过驱动传动臂即可驱动转动轴旋转。凸轮固定于转动轴，能够随转动轴一起绕第一轴线旋转，且凸轮的周面抵接上述制动单元。凸轮的几何中心平行于第一轴线且与第一轴线之间存在预设距离，使得与凸轮周面接触的制动单元可以随凸轮的旋转产生直线运动。

一些可能实现的方式中，制动单元包括增益桥和摩擦片。增益桥可沿第一方向移动地安装于固定卡钳，摩擦片固定于增益桥朝向制动间隙的一侧。上述曲轴单元与增益桥背离摩擦片的一侧抵接，当曲轴单元被驱动旋转，曲轴单元上的凸轮可以驱动增益桥向制动间隙一侧移动。当两个制动单元同时被驱动，两个制动单元相互靠近，两个摩擦片可以将在位于制动间隙内的制动盘夹紧，实现制动。

在车辆制动时，驱动单元通过连杆组件驱动两个曲轴单元旋转，并带动两个制动单元相互靠近，使得两个摩擦片可以将制动盘夹紧制动。当车辆停止制动时，需要两个制动单元相互远离。为此，在两个制动单元之间连接有第二弹性复位件，在两个制动单元相互靠近时，第二弹性复位件积蓄能量产生弹性势能。在车辆停止制动时，驱动单元的驱动力消失，两个制动单元可以在第二弹性复位件的驱动下相互远离以恢复原本的制动间隙。

在一些可能实现的方式中，每个制动单元与固定卡钳之间设置有增益组件。具体地，增益组件包括第一V型槽、第二V型槽以及滚动体。第一V型槽设置于制动单元朝向固定卡钳的一侧，第二V型槽设置于固定卡钳朝向制动单元的一侧，滚动体设置于第一V型槽和第二V型槽之间。在制动单元夹持制动盘时，增益桥被制动盘反向作用具有沿第二方向移动的趋势，增益桥相对固定卡钳沿第二方向移动，滚动体可以在第一V型槽和第二V型槽之间滚动，使得增益桥进一步向摩擦片施力，摩擦片对制动盘产生更大的夹紧力，以此减小电机的功率需求和电流需求。

第二方面，本申请还提供一种机械制动器，包括制动盘以及上述技术方案提供的任意一种制动机构。其中，制动盘的一部分伸入固定卡钳内并位于两个制动单元之间的制动间隙内，驱动单元通过连杆组件驱动两个曲轴单元分别带动两个制动单元靠近以夹紧制动盘，实现机械制动。

第三方面，本申请还提供一种电子机械制动系统，包括制动踏板、电子制动机构、切换机构以及上述机械制动器。电子制动机构分别与制动踏板、机械制动器以及切换机构信号连接，以根据制动踏板和切换机构的信号控制机械制动器制动。在电子制动机构不能正常工作时，机械制动器可以对行车进行制动，以保证行车的安全性能。并且，该电子机械制动系统在实施制动时，结构更为可靠稳定，能够实现零拖滞。

第四方面，本申请还提供一种车辆，该车辆包括车体、轮毂以及上述电子机械制动系统。固定卡钳固定于车体，制动盘固定于所述轮毂。该车辆能够取得上述电子机械制动系统的所有有益效果。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种机械制动器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种制动机构的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种制动机构中传动副的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种制动机构中连杆组件的部分结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种制动机构的部分结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种制动机构的部分结构俯视图；

图7为本申请实施例提供的一种制动机构中曲轴单元的部分结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种制动机构中曲轴单元的凸轮驱动制动单元移动的原理示意图；

图9为本申请实施例提供的一种制动机构中制动单元的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种制动机构中固定卡钳的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一种制动机构的爆炸图；

图12为本申请实施例提供的一种制动机构左视图；

图13为图12中A-A的剖面结构示意图；

图14为图13中B部放大图；

图15为本申请实施例提供的一种电子机械制动系统的结构示意图；

图16为本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图。

附图标记；1-固定卡钳；11-侧板；12-顶板；121-安装孔；122-滑槽；123-转轴；13-前板；14-第二增益块；2-驱动单元；21-电机；22-减速器；3-制动单元；31-增益桥；311-第一增益块；32-摩擦片；4-曲轴单元；41-传动臂；42-转动轴；43-凸轮；5-连杆组件；51-传动副；511-传动齿轮；5111-轴孔；512-传动齿条；5121-连接柱；52-连杆；521-连接孔；53-角杆；531-铰接孔；54-平衡杆；541-连接臂；61-第一弹性复位件；62-第二弹性复位件；7-铰接轴；8-滚动体；10-制动机构；20-制动盘；100-机械制动器；200-制动踏板；300-切换机构；400-电子制动机构；401-控制器；402-电子信号传感器；403-反馈机构；500-车辆；501-轮毂。

具体实施方式

车辆制动可以采用电子机械制动系统，通过推动摩擦片使摩擦片与固定于轮毂的制动盘抵接产生摩擦力以将制动盘制动，进而将车轮锁定实现车辆制动。目前的机械制动系统中，用于安装摩擦片的卡钳为浮动式结构，存在不可靠的问题。

基于此，本申请实施例提供一种机械制动机构、机械制动器、电子机械制动系统以及车辆。其中的机械制动机构采用了固定式的卡钳结构，可以提高系统的可靠性。

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

如图1所示，本申请实施例提供一种机械制动器，该机械制动器可以应用于汽车的电子机械制动系统以对车轮进行机械制动。该机械制动器包括制动机构10和制动盘20。制动机构10包括固定卡钳1、驱动单元2以及两个制动单元3、两个曲轴单元4。固定卡钳1在应用时可以固定到车辆的车架，保持与车架的相对固定。在车辆制动时，固定卡钳1不会发生结构的变化或位置移动。以固定卡钳1的结构为参考，定义第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z。两个制动单元3可以沿第一方向X排列设置于固定卡钳1的内部空间，且两个制动单元3之间可以形成一制动间隙W，该制动间隙W可以供制动盘20的一部分伸入。在需要对制动盘20进行制动时，驱动单元2通过连杆组件5驱动两个曲轴单元4分别带动两个制动单元3沿第一方向X相互靠近，两个制动单元3可以将制动盘20夹紧。处于旋转状态或旋转趋势的制动盘20与两个制动单元3之间产生摩擦力，当摩擦力足够大，可以阻止制动盘20旋转至相对固定卡钳1保持静止，实现对制动盘20的制动。应当理解，两个制动单元3之间的制动间隙W用于制动盘20的一部分伸入，而两个制动单元3沿第一方向X排列且两个制动单元3可以沿第一方向X相互靠近以将制动盘20夹紧，此处的第一方向X垂直于制动盘20的两个表面e(由于视角所限，此处仅示出其中一个表面e)。该两个表面e分别朝向两个制动单元3，且每个表面e平行于图1中第二方向Y和第三方向Z。在两个制动单元3夹紧制动盘20时，两个制动单元3一一对应地接触制动盘20的两个表面e。

请参照图2所示的制动结构10的结构，驱动单元2具体包括电机21和减速器22，电机21固定于固定卡钳1。两个曲轴单元4也沿第一方向X排列，每个曲轴单元4可以绕第一轴线L1旋转地安装于固定卡钳1。电机21的动力输出轴传动连接减速器22。减速器22的输出端通过连杆组件5驱动连接两个曲轴单元4旋转。两个曲轴单元4能够同时被连杆组件5驱动旋转，两个曲轴单元4的旋转方向相反。当然，对于每个曲轴单元4，其具有对应的第一轴线L1。此处的第一轴线L1平行于第三方向Z，则第一轴线L1垂直于第一方向X和第二方向Y。两个制动单元3沿第一方向X排列设置于固定卡钳1的内部，且两个制动单元3可以沿第一方向X同时移动以相互靠近或相互远离。两个曲轴单元4与两个制动单元3一一对应，在驱动单元2通过连杆组件5驱动两个曲轴单元4同时旋转时，两个曲轴单元4可以驱动两个制动单元3，使两个制动单元3沿第一方向X相向移动以彼此靠近。在两个制动单元3之间还连接有第二弹性复位件62，可以驱动两个制动单元3在非制动状态复位，保持制动间隙W。

请继续参考图2，本申请实施例中的连杆组件5具体包括依次传动连接传动副51、连杆52、角杆53以及平衡杆54。电机21输出的驱动力通过减速器22、传动副51、连杆52、角杆53传递到平衡杆54，通过平衡杆54带动两个曲轴单元4旋转。其中，平衡杆54可沿第二方向Y相对固定卡钳1直线移动，在平衡杆54与固定卡钳1之间链接有第一弹性复位件61。第一弹性复位件61具体可以为弹簧，在制动机构10处于制动状态并驱动平衡杆54相对固定卡钳1直线移动时，第一弹性复位件61具有驱动平衡杆54复位的弹性势能。平衡杆54还可以相对固定卡钳1绕第二轴线L2旋转，该第二轴线L2平行于第三方向Z。第二轴线L1平行于第一轴线L1。

基于电机21的动力输出方式，传动副51可以将电机21经减速器22输出的旋转运动转换为直线运动。在本申请实施例中，电机21经减速器22输出的旋转运动的旋转中心平行于第二方向Y。传动副51可以将该旋转运动转换为平行于第一方向X的直线运动。此处的传动副51可以为图3所示的齿轮齿条副，即传动副51包括传动齿轮511和传动齿条512。传动齿轮511通过轴孔5111与减速器22的输出轴同轴固定，使得传动齿轮511可以随减速器22同轴旋转，传动齿轮511的旋转中心平行于第二方向Y。传动齿轮511沿圆周方向设置有齿部(此处仅示出局部的齿部)，传动齿条512沿直线方向设置有齿部，传动齿轮511的齿部与传动齿条512的齿部啮合。当传动齿轮511随减速器22旋转，传动齿条512沿平行于第一方向X的方向直线运动。在传动齿条512上设置有连接柱5121，该连接柱5121用于连接连杆52。

连杆52、角杆53以及平衡杆54的结构可以参考图4所示。连杆51呈长条状，连杆51的其中一端设置有连接孔521，该连接孔521可以与传动齿条512上的连接柱5121铰接。传动齿条512可以带动连杆52具有连接孔521的一端直线运动。连杆52的另一端与角杆53铰接，连杆52与角杆53之间可以通过孔轴转动配合的方式实现铰接。角杆53具有角杆铰接孔531，铰接孔531的轴心线形成角杆53的旋转中心。将铰接孔531的轴心线定义为第三轴线L3，第三轴线L3平行于第一轴线L1，角杆53可以绕第三轴线L3旋转。角杆53的一端与连杆52铰接，另一端与平衡杆54铰接。平衡杆54上安装有铰接轴7，平衡杆54可以绕该铰接轴7旋转。铰接轴7的轴心线与第二轴线L2重合。角杆53与平衡杆54的铰接中心与该第二轴线L2重合，使得角杆53在驱动平衡杆54直线移动的同时，平衡杆54还可以绕第二轴线L2旋转。平衡杆54具有两个关于第二轴线L2中心对称的连接臂541，每个连接臂541用于对应铰接一个曲轴单元4。以其中一个连接臂541进行示例，连接臂541的端部形成有铰接半环M，铰接半环M具有弧形的内壁。

如图5所示，平衡杆54的每个连接臂对应铰接一个曲轴单元4。以其中一个曲轴单元4进行示例，曲轴单元4包括传动臂41、转动轴42以及凸轮43。转动轴42可绕自身轴心线旋转，转动轴42的轴心线与上述第一轴线L1重合。传动臂41一端固定于转动轴42，另一端形成铰接凸缘N。铰接凸缘N可以伸入连接臂541的铰接半环M内与铰接半环M的内壁转动配合。凸轮43同轴固定于转动轴42，使得凸轮43可以随转动轴42一起绕第一轴线L1旋转。凸轮43几何中心相对第一轴线L1偏移，使得凸轮43绕第一轴线L1旋转时可以将旋转运动转换为直线运动。结合图5所示的坐标可知，凸轮43可以将自身的旋转运动转换为平行于第一方向X和第二方向Y的直线运动。应当理解，在连杆组件5运动过程中，第一轴线L1、第三轴线L3相对固定卡钳1位置保持固定，第二轴线L2则是相对固定卡钳1可以发生变动。

如图6所示的俯视图，以固定卡钳1为参考，电机21通过减速器22、传动副51驱动连杆52具有连接孔521的一端直线移动。连杆52带动角杆53绕第三轴线L3旋转，角杆53的旋转带动平衡杆54沿第二方向Y直线运动。平衡杆54沿第二方向Y的直线运动可以带动两个曲轴单元4的传动臂41绕对应的第一轴线L1旋转，同时转动轴42和凸轮43绕对应的第一轴线L1旋转。其中，任意一个曲轴单元4中，传动臂41与平衡杆54的铰接点与第一轴线L3之间的距离均为P，相当于，两个曲轴单元4与平衡杆54之间的传动距离相等。从而，平衡杆54可以将动力平均分配到两个曲轴单元4。此处，平衡杆54还可以绕第二转轴L2旋转，使得平衡杆54可以调整两个曲轴单元4的旋转角度。

转动轴42与凸轮43的俯视图可以参照图7所示。转动轴42的轴心线所在位置为O₁(也即第一轴线L1所在位置)，凸轮43垂直于转动轴42轴心线的平面为圆形，圆心所在位置为O₂，凸轮43的回转中心与O₁重合。在图6所示的结构状态下，沿第二方向Y，转动轴42的轴心线与凸轮43的几何中心存在设定距离H。当转动轴42绕第一轴线L1旋转，凸轮43也会绕第一轴线L1旋转。以第一轴线L1为参考，在凸轮43旋转过程中，与凸轮43周面接触的结构(该结构仅与凸轮43的边缘接触，并不随凸轮43旋转)距离O₁的位置会发生变化，即凸轮43可以将旋转运动转换为与凸轮43周面接触的结构的直线运动。

如图8所示，本申请实施例中，将凸轮43设定为与制动单元3接触。在未制动状态下，凸轮43与制动单元3的接触点为C(如实线所示)。当凸轮43随转动轴42绕O₁旋转至该制动单元3与凸轮43的接触点为C’(如虚线所示)，C’点与C点之间的距离为H。也就是说，在凸轮43旋转过程中，制动单元3沿第一方向X发生了距离为H的直线位移。

制动单元3的结构可以参照图9所示，包括增益桥31和摩擦片32。两个制动单元3沿第一方向X排列，且两个制动单元3之间形成制动间隙W。该制动间隙W可以供制动盘20的一部分伸入。对于每个制动单元3，摩擦片32设置于增益桥31朝向制动间隙W的一侧，使得两个摩擦片32之间形成上述制动间隙W。增益桥31背离摩擦片32的一侧具有接触区Q，该接触区Q用于接触曲轴单元4的凸轮43的边缘。也就是说，在一组相互对应的曲轴单元4与制动单元3中，曲轴单元4的凸轮43位于增益桥31背离制动间隙W的一侧。从而使得曲轴单元4旋转时，凸轮43可以驱动增益桥31、摩擦片32向制动间隙W一侧移动。两个曲轴单元4同时旋转并同时驱动增益桥31、摩擦片32向制动间隙W一侧移动时，两个摩擦片32相互靠近。为了实现两个制动单元3之间结构回复，在两个制动单元3之间连接有第二弹性复位件62。当两个制动单元3在两个曲轴单元4的凸轮43的驱动下沿第一方向X彼此靠近，第二弹性复位件62积蓄弹性势能。在非制动状态，曲轴单元4的凸轮43旋转至不会对驱动制动单元3产生驱动力，第二弹性复位件62积蓄的弹性势能释放，驱使两个制动单元3彼此远离至原始状态。在整个过程中，制动单元3上的接触区Q始终与曲轴单元4的凸轮43边缘接触。

第二弹性复位件62呈C形，沿第二方向Y，两个制动单元3的前端和后端分别连接有一个第二弹性复位件62。即两个第二弹性复位件62沿第二方向Y排列，能够为两个制动单元3提供稳定的回弹力，保证两个制动单元3在结构恢复过程中保持稳定。

本申请实施例中，在进行制动过程中，驱动单元2通过连杆组件5驱动两个曲轴单元4旋转，以使凸轮43能够发生图8所示的旋转，从而驱动制动单元3发生图8所示的直线位移。结合图2所示的制动机构10可知，在制动状态下，两个曲轴单元4可以被连杆组件5同时驱动旋转(两个曲轴单元4的旋转方向相反)，使得两个制动单元3沿第一方向相互靠近，夹紧制动盘20实现制动。

在具体工作过程中，两个曲轴单元4用于分别驱动两个制动单元3沿第一方向X彼此靠近，若两个制动单元3与制动盘20之间的摩擦力不均匀，或者传动组件5各个零件之间存在尺寸公差，则两个传动臂41的行程可能存在不同，影响制动单元3对制动盘20的制动效果。两个传动臂41将会对平衡杆54的两个连接臂541产生不同的反向作用力，该作用力可以驱动平衡杆54绕第二轴线L2自由旋转，补偿上述误差，使得平衡杆54分配到两个曲轴单元4的力保持相等，进而保证两个制动单元3对制动盘20的摩擦力保持相同。平衡杆54这样的结构，可以保证合理的制动力分配以及固定卡钳1的合理受力，既能防止制动单元3的摩擦片32产生偏磨，还能防止固定卡钳1的疲劳损坏，有利于提高机械结构的可靠性和寿命。

结合图2所示，固定卡钳1的结构可以参照图10所示，固定卡钳1呈框架结构，具有两个侧板11(由于视角所限，此处示出其中一个侧板11)，两个侧板11之间连接有顶板12和前板13。两个侧板11之间的空间即可以用于安装上述两个制动单元3。在顶板12上设置有两个安装孔121，两个安装孔121分别对应两个曲轴单元4。每个曲轴单元4可以穿过对应的安装孔121进入固定卡钳1内部，使得曲轴单元4的凸轮43可以与位于固定卡钳1内的制动单元3上的接触区Q抵接。两个安装孔121之间还设置有滑槽122和转轴123。滑槽122沿第二方向Y延伸，平衡杆54的铰接轴7可以穿设在滑槽122中。铰接轴7可以在滑槽122内沿第二方向Y滑动，还可以在滑槽122内绕自身轴心线旋转。转轴123用于配合角杆53的铰接孔531。角杆53的铰接孔531套设在转轴123上，使得角杆53可以绕转轴123(转轴123的轴心线与第三轴线L3共线)旋转。

结合上述实施例对本申请提供的制动机构10各零部件的结构介绍，请参照图11所示的制动机构10的爆炸图。以固定卡钳1作为参考，电机1固定于固定卡钳1，第一轴线L1和第三轴线L3相对固定卡钳位置固定。电机21、减速器22和传动齿轮511同轴依次传动连接，传动齿轮511可以绕自身轴线旋转。其中，电机21的动力输出轴的旋转中心L4与第一方向X的夹角大于等于70°，也就是说，电机21的动力输出轴的旋转中心L4将会平行于制动盘20的表面e(结合图1所示，制动盘20表面e在图11中平行于第二方向Y与第三方向Z)。这样的布置方式可以节省空间，利于整个制动机构10的安装布置。传动齿轮511与传动齿条512啮合，可以驱动传动齿条512直线运动。角杆53铰接于固定卡钳1上的转轴123，转轴123的轴心线与第三轴线L3共线。传动齿条512经连杆52可以驱动角杆53绕第三轴线L3旋转。平衡杆54通过铰接轴7与角杆53铰接，铰接轴7穿设于固定卡钳1上的滑槽122。铰接轴7可以在滑槽122内绕第二轴线L2旋转，同时铰接轴7可以在滑槽122内沿第二方向直线运动。角杆53通过铰接轴7驱动平衡杆54相对固定卡钳1沿第二方向Y移动。平衡杆54相对固定卡钳1的移动会使第一弹性复位件61积蓄弹性势能，使得第一弹性复位件61可以在电机21停止驱动时，驱动平衡杆54复位。平衡杆54的移动可以带动两个曲轴单元4分别绕其对应的第一轴线L1旋转。每个曲轴单元4绕其对应的第一轴线L1旋转，带动凸轮43绕第一轴线L1做回转运动。凸轮43的旋转通过其外轮廓推动制动单元3的增益桥31上的接触面Q产生沿第一方向X的直线运动。对于两个制动单元3，两个制动单元3会被驱动产生相互靠近的动作，从而两个摩擦片32可以夹紧制动盘20发挥制动效果。在制动过程中，连接于两个制动单元3之间的第二弹性复位件62被压缩产生弹性势能。当电机21停止，驱动力消失，平衡杆54在第一弹性复位件61的驱动下复位，两个曲轴单元4也随之复位。第二弹性复位件62释放弹性势能，驱动两个制动单元3沿第一方向X相互远离，最终复位，保证两个制动单元3之间的制动间隙W。

请参照图12所示的制动机构10的左视图，可以看到，电机21、减速器22、传动齿轮511依次沿第二方向Y传动连接。传动齿轮511与传动齿条512啮合，可以将电机21输出的旋转运动转换为连杆52的直线运动。

结合图12的A-A面，请参照图13所示出的制动机构10的剖面结构示意图，该剖面平行于第一方向X和第二方向Y形成的平面。在固定卡钳1与增益桥31之间设置有滚动体8。基于本申请中，制动单元3设置有两个，每个制动单元3的增益桥31与固定卡钳1之间分别设置有两个滚动体8，该两个滚动体8沿第二方向Y排列。

结合图13中B部的放大图图14所示，对于任意一个滚动体8，增益桥32朝向固定卡钳1的一侧设置有第一增益块311，固定卡钳1朝向增益桥31的一侧设置有第二增益块14。第一增益块311朝向固定卡钳1的一面形成第一V形槽T1，第二增益块14朝向增益桥31的一面形成第二V形槽T2。第一V型槽T1的角度与第二V型槽T2的角度相同，第一V型槽T1和第二V型槽T2配合形成用于容纳滚动体8的槽体，滚动体8位于槽体内，并且分别与第一V型槽T1和第二V型槽T2的表面抵接。在未制动状态下，滚动体8位于第一V型槽T1和第二V型槽T2的最低位。当驱动单元2通过连杆组件5、曲轴单元4驱动两个制动单元3相向运动(即两个制动单元3彼此靠近)，摩擦片32挤压具有旋转运动或旋转趋势的制动盘20。制动盘20与摩擦片32之间产生摩擦力，该摩擦力驱动摩擦片32具有周向旋转的趋势。摩擦片32通过第一增益块311带动滚动体8沿第二方向Y滚动，滚动体8相当于向第一V型槽T1和第二V型槽T2之间的间距较小处移动。由于固定卡钳1的结构稳定，滚动体8会反向作用到增益桥31上，使得增益桥31进一步向摩擦片32施力，摩擦片32对制动盘20产生更大的夹紧力，摩擦片32与制动盘20之间的摩擦力更大。固定卡钳1是固定的，第一增益块13固定于固定卡钳1。在未制动状态下，制动单元3相对于固定卡钳1也是固定的，两个制动单元3之间的距离是固定的。也就是说，在未制动状态下，整个制动机构10的结构是相对稳定的，这种稳定的结构可以提高整个结构的可靠性。在车体振动时，制动单元3不会被推到制动盘20产生拖滞力矩，有利于实现零拖滞。

此处，可以将第一V型槽T1、第二V型槽T2以及滚动体8看作一组增益组件，该组增益结构可以与前述电机21驱动的制动机构对制动盘20形成共同制动，以此减小电机21的功率需求和电流需求，进而降低整个动力系统的功率、尺寸、体积、重量以及成本。该增益组件的增益比为μ×tanγ/(tanγ-μ)。其中公式中μ为摩擦片32的摩擦系数，γ为第一V型槽T1和第二V型槽T2的角度。可见，本申请实施例中的增益组件提供的增益是一种线性增益，在摩擦片32材质规格确定、V型槽角度确定的情况下，增益比为一常数。这样的结构可以满足防抱死刹车系统(antilock brake system，ABS)和汽车电子稳定控制系统(electronicstability controller，ESC)等复杂的制动调节和辅助功能。

综上，本申请实施例所提供的制动机构10，结构更为稳定可靠，且在制动时可以实现零拖滞。整个制动动力传动链结构也比较简单，且可以将动力平均分配到两个制动单元3，防止制动盘20磨损以及固定卡钳1疲劳损坏。该制动机构10采用纯机械方式制动，在系统电气故障时，依旧可以实现制动效果。

基于上述机械制动器，本申请实施例还提供一种电子机械制动系统，该电子机械制动系统可以参照图15所示，包括制动踏板200、电子制动机构400、切换机构300以及上述机械制动器100。电子制动机构400可以包括控制器401、电子信号传感器402以及反馈机构403。切换机构300具有第一状态和第二状态，当电子制动机构400正常工作时，切换机构300处于第一状态，当电子制动机构400不能够正常工作时，切换机构300处于第二状态。反馈机构403可以在切换机构300处于第一状态时与制动踏板200传动连接，制动踏板200在受到驾驶员的踩踏时，反馈机构403可以产生一个类似制动的作用力，以提高驾驶员的体验感和真实感。具体地，当切换机构300处于第一状态时，电子信号传感器402可以接收到制动踏板200的制动信号，并可以将制动信号传递至控制器401，以使控制器401可以根据制动信号控制制动器100进行制动。当切换机构300处于第二状态时，制动踏板200可以通过传动系统使制动器100制动。其中，切换机构300处于第一状态时，电子制动机构400正常工作；切换机构300处于第二状态时，电子制动机构400不能正常工作。可见在电子制动机构400不能正常工作时，机械制动器100可以对行车进行制动，以保证行车的安全性能。并且，该电子机械制动系统在实施制动时，结构更为可靠稳定，能够实现零拖滞。

如图16所示，基于上述电子机械制动系统，本申请实施例还可以提供一种车辆，该车辆的车体500装载有上述电子机械制动系统，电子机械制动系统可以安装在车辆的轮毂501上，具体地，电子机械制动系统中机械制动器100的制动盘20与轮毂401连接，制动机构10的固定卡钳1固定于车体500。当电子机械制动系统处于制动状态时，制动机构10动作使得两个制动单元3夹紧制动盘20，制动盘20则可以通过制动轮毂501以达到制动驻车目的。机械制动器100的工作原理与过程已经在上述文件中详细阐述，此处不再赘述，应当理解，该车辆在制动时，能够取得上述机械制动系统的所有有益效果。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种制动机构，用于制动机械制动器的制动盘；其特征在于，包括：

固定卡钳；

两个制动单元，两个所述制动单元沿第一方向排列，且两个制动单元之间形成用于所述制动盘部分伸入的制动间隙；每个所述制动单元可沿所述第一方向移动地安装于所述固定卡钳；所述第一方向平行于所述制动盘的轴心线方向；

与两个所述制动单元一一对应的两个曲轴单元，每一组相互对应的所述制动单元与所述曲轴单元中，每个所述曲轴单元包括传动臂、转动轴和凸轮，所述转动轴可绕第一轴线旋转地安装于所述固定卡钳，所述凸轮同轴固定于所述转动轴并随所述转动轴绕所述第一轴线旋转，所述第一轴线垂直于所述第一方向；

连杆组件，所述连杆组件包括依次传动连接的传动副、连杆、角杆以及平衡杆；所述平衡杆可绕第二轴线转动地且可沿第二方向移动地安装于所述固定卡钳，所述第二轴线平行于所述第一轴线，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述平衡杆包括两个关于所述第二轴线中心对称的连接臂，每个所述连接臂与一个所述传动臂铰接；每个所述连接臂与对应的所述传动臂的铰接点和所述第一轴线之间的距离相等；

驱动单元，所述驱动单元固定于所述固定卡钳，所述驱动单元传动连接所述传动副以通过所述连杆组件驱动两个所述转动轴旋转，使得两个所述凸轮旋转时带动两个所述制动单元沿所述第一方向相互靠近。

2.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，在相互铰接的所述连接臂与所述传动臂之间，所述连接臂具有铰接半环，所述传动臂具有铰接凸缘，所述铰接凸缘与所述铰接半环的内表面转动配合。

3.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，所述连杆的两端分别与所述传动副和所述角杆的一端铰接；所述角杆的另一端与所述平衡杆铰接，所述平衡杆与所述角杆的铰接点与所述第二轴线重合；

所述角杆可绕第三轴线转动地安装于所述固定卡钳，所述第三轴线平行于所述第一轴线。

4.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，所述平衡杆与所述固定卡钳之间连接有第一弹性复位件。

5.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，所述驱动单元包括电机及减速器；

所述电机固定于所述固定卡钳；所述减速器同轴连接于所述电机的动力输出轴，且所述减速器传动连接所述传动副。

6.根据权利要求5所述的制动机构，其特征在于，所述电机的动力输出轴的旋转中心与所述第一方向的夹角大于等于70°。

7.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，所述传动副为齿轮齿条组件或蜗轮蜗杆组件。

8.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，所述凸轮的几何中心与所述第一轴线具有预设距离；所述凸轮的周面与所述制动单元抵接。

9.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，两个所述制动单元之间连接有第二弹性复位件。

10.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，每个所述制动单元与所述固定卡钳之间设置有增益组件；所述增益组件包括第一V型槽、第二V型槽以及滚动体；

所述第一V型槽设置于所述制动单元朝向所述固定卡钳的一侧，所述第二V型槽设置于所述固定卡钳朝向所述制动单元的一侧，所述滚动体设置于所述第一V型槽和所述第二V型槽之间。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的制动机构，其特征在于，每个所述制动单元包括增益桥和摩擦片；

所述增益桥可沿所述第一方向移动地安装于所述固定卡钳，所述摩擦片固定于所述增益桥朝向所述制动间隙的一侧；所述凸轮与所述增益桥背离所述摩擦片的一侧抵接。

12.一种机械制动器，其特征在于，包括制动盘以及如权利要求1-11中任一项所述的制动机构；

所述制动盘的一部分伸入所述固定卡钳内并位于两个所述制动单元之间的制动间隙内。

13.一种电子机械制动系统，其特征在于，包括制动踏板、电子制动机构、切换机构以及如权利要求12所述的机械制动器；

所述电子制动机构分别与所述制动踏板、所述机械制动器以及所述切换机构信号连接，以根据所述制动踏板和所述切换机构的信号控制所述机械制动器制动。

14.一种车辆，其特征在于，包括车体、轮毂以及如权利要求13所述电子机械制动系统；

所述固定卡钳固定于所述车体，所述制动盘固定于所述轮毂。