CN115030972B - 一种小型多点液压远程同步刹车制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种小型多点液压远程同步刹车制动系统，针对多点制动过程中的多个远距离动力源很难保证在同一时间产生相同的制动力，从而导致被制动设备在制动过程中受力不均的问题，提出了小型多点液压远程同步刹车制动系统。采用小型液压驱动机构、液压管路与多个制动机构结合的方式形成一套多点同步刹车制动结构。通过同一小型液压驱动机构为不同位置的多个制动机构提供液压动力源，不但解决了各远距离点制动力难以相同与同步的问题，而且可以提供较大的制动力。小型液压驱动机构采用直驱伺服方式压缩液压油提供精确的高压液压动力，具有体积小、结构紧凑且制动特性好等优点。

Description

一种小型多点液压远程同步刹车制动系统

技术领域

本发明涉及刹车制动，尤其适用于大质量、大惯性物体制动等领域。

背景技术

大质量、大惯性长行程运行的设备多采用多点驱动的方式，相应的，由于单点制动无法满足其制动要求，故制动过程也才采用多点制动方式。多点制动存在因多点制动力不同步而导致设备刹车失效，产生运行故障。以长距离、大运量带式输送机为例，由于控制协调问题，多点制动的多个动力源很难保证在同一时间产生相同的制动力矩，从而导致带式输送机在制动过程中受力不均，进而可能造成物料飞车、打滑等事故，且制动力矩的不平衡往往会导致制动系统动力装置磨损严重，进而影响其制动精度。因此，研制出小型多点液压远程同步刹车制动系统，能够为大型设备提供多个刹车制动系统，实现多点远程同步刹车制动，且具有小型化优点，具有很广阔的应用情景。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种小型多点液压远程同步刹车制动系统，该系统采用小型液压驱动机构、液压管路与制动机构相结合的方式形成一套多点远程同步刹车制动结构。在刹车制动过程中，小型液压驱动机构通过伺服控制提供稳定的高压液压油，液压油经液压管路实现远程动力传输，为分布在不同位置的制动机构提供高压液压油源，制动机构在高压液压油的作用下提供刹车制动力，由于液压油为不可压缩流体，可为多个制动机构同时提供高压液压油实现刹车制动，从而在多点提供刹车制动力，实现同步刹车制动。由于采用液压作为动力源，具有远距离传输、同步且刹车制动力大等优点。

为实现上述目的，本发明为一种同步刹车制动系统，包括：小型液压驱动机构、制动机构与液压管路。小型液压驱动机构采用直驱伺服方式压缩液压油产生精确的高压液压动力，并通过液压管路传输给分布在不同位置的制动系统，制动系统通过液压油驱动产生刹车制动力，利用液压流体的不可压缩性，实现多点同步高精度刹车制动力控制。

小型液压驱动机构作为同步制动系统的动力源，采用直驱传动压缩方式，无需液压油箱，主要是由驱动电机、丝杠传动机构、动力液压缸和压力传感器组成，丝杠传动机构将驱动电机的旋转运动转换为直线运动，推动动力液压缸中的活塞杆直线运动进而压缩液压油，输出高压液压动力。压力传感器用于采集液压油压力信息，通过对驱动电机进行伺服控制，可精确控制液压油压力，从而精确控制制动力。丝杠传动机构采用丝杠旋转、丝杠螺母直线运动的方式，并通过滚针对丝杠螺母进行直线导向，结构安装紧凑且直线导向性好。

液压管路由若干液压管路与若干管路三通组成，实现液压动力的远距离传输，主要负责连接动力液压缸与多个制动点处的制动液压缸，从而将动力液压缸输出的液压油传输给多个制动液压缸，实现液压制动。

制动机构中包含多个制动点，每一个制动点主要由制动液压缸和带弹簧的刹车装置组成。在液压驱动力和弹簧恢复力的作用下从动液压缸的活塞杆可做往复直线运动，从而实现与刹车装置的压紧与松弛状态转换，进而改变刹车制动状态。

当执行制动指令时，驱动电机得电，电机转子转动，并通过丝杠机构转化为动力液压缸活塞杆的直线运动。此时，动力液压缸压缩液压油增大液压管路压力，进而推动管路末端的各制动液压缸的活塞杆直线运动，使其压紧各制动点处的刹车装置，完成刹车制动过程。由液压系统特性，可知连通管路中压强处处相等，当各制动点处动力液压缸活塞面积相同时，由压力＝压强×面积可以很容易得出各制动点处制动力大小相同，这就完美解决了多点刹车制动系统各制动点制动力相同问题。同时，由于液体介质油是不可压缩的，所以液压机构可以提供很大的作用力，因此本系统相较其他刹车系统可以提供更大的刹车制动力，这是本多点液压同步刹车制动系统的另一创新优点。考虑到系统工作原理，在本系统中无需设置液压油箱，在电机驱动力和弹簧恢复力的往复作用下，液压油可以得到循环利用，节省了系统占地空间，实现了小型化设计，这是本系统的又一优点。而且通过对驱动电机伺服控制液压油压力，可精确控制各点的刹车制动力，从而实现对刹车制动过程精确控制。

当制动指令完成后，驱动电机反转，此时在各制动点刹车装置中弹簧的作用下，各从动液压缸活塞被推回初始位置，主动液压缸活塞亦会被推回初始位置。同时系统压力传感器检测到液压系统压力为0，恢复动作完成，可以执行下一次刹车制动指令。

优选地，本多点刹车系统采用液压系统作为刹车制动中间动力传输机构，利用同一液压系统管路压力处处相等的特性，保证了多点刹车制动系统中各制动点处刹车力同步大小；

优选地，驱动电机选用伺服电机，通过控制驱动电机并采集压力传感器信息实现伺服控制，从而精确控制液压油压力与制动力；

优选地，采用驱动电机与丝杠传动直线驱动压缩的方式控制液压油压力，结构紧凑；

优选地，丝杠传动机构采用丝杠旋转，丝杠螺母旋转并采用滚针板作为直线导向机构，体积小且结构紧凑；

优选地，小型液压驱动机构通过液压管路为多个制动机构提供液压动力，制动机构数量与安装距离不受限制；

优选地，本系统所有液压缸活塞杆均可以往复运动，从而不需要液压油箱，具有体积小、重量轻等优点；

优选地，本系统配有压力传感器，可以实时监测液压系统情况，提高系统可靠性与自动化程度。

本发明是一种小型多点液压远程同步刹车制动系统，具有各点制动力均衡同步、制动力大、可靠性高、适用性强、体积小、结构紧凑等优点。

附图说明

下面结合附图对本发明进行说明。其中：

图1是根据本发明一个实施方式的刹车制动系统原理结构示意图；

图2是根据本发明一个实施方式的小型液压驱动机构示意图；

图3是根据本发明一个实施方式的制动机构中任一制动机构的示意图。

具体实施方式

下文将结合附图详细说明本发明的具体实施方式。应当理解，下面说明的实施方式仅仅是示例性的，而非限制性。

如图1所示，多点液压同步刹车制动系统包括：小型液压驱动机构1、制动机构2和液压管路3。小型液压驱动机构1通过液压管路3能够为多个制动机构2提供高压可控液压油源，从而使得多个制动机构2同时产生刹车制动力，实现多点同步制动。

如图2所示，小型液压驱动机构1包括：安装基座4、驱动电机5、联轴器6、丝杠7、丝杠螺母8、直线导轨9、活塞推杆10、动力液压缸11、局部液压管12、阀块13与压力传感器14。安装基座4为小型液压驱动机构1提供安装基础。驱动电机5通过联轴器6与丝杠7、丝杠螺母8连接，将驱动电机5的旋转运动转化为丝杠螺母8的直线运动。直线导轨9采用滚针板为丝杠螺母8提供直线导向，确保其直线运动。丝杠螺母8与活塞推杆10采用球铰连接，带动活塞推杆10直线运动压缩动力液压缸11中的液压油，产生高压液压动力源。动力液压缸11中产生的高压液压油通过局部液压管12进入阀块13中，阀块13中有多个接口通过液压管路3与多个制动机构2联接。压力传感器14安装在阀块13上，测试动力液压缸11中的液压油的压力。驱动电机5作为被控对象，压力传感器14作为信息采集进行反馈，组成伺服控制系统，从而可以精确控制动力液压缸11输出压力。

如图3所示，制动机构2包括：制动液压缸15、液压缸固定基座16、制动活塞杆17、连接器18、弹簧19、导轨20、制动轴21和刹车片22。动力液压缸11中的液压油经液压管路3进入制动液压缸15中，制动液压缸15中的液压油推动制动活塞杆17做直线运动输出制动力。制动活塞杆17通过连接器18与制动轴21联接，制动轴21通过导轨20进行直线导向，弹簧19安装在制动轴21中，刹车片22安装在被刹车设备中。当高压液压油进入制动液压缸15中通过制动活塞杆17和连接器18推动制动轴21做直线运动压紧刹车片22，从而提供刹车力；当刹车动作完成后，液压油压力为0，制动轴21在弹簧19弹簧恢复力的作用下远离刹车片22，不再提供刹车制动力。

基于该公开，在图示和说明特征的配置和操作序列中的许多变形例对于本领域技术人员而言是明显的。因而，应当领略的是，在不偏离权利要求主题的精神和范畴的情况下，可以对本专利做出各种改变。

Claims (1)

1.一种小型多点液压远程同步刹车制动系统，其特征在于包括：小型液压驱动机构(1)、制动机构(2)和液压管路(3)；小型液压驱动机构(1)通过液压管路(3)能够为多个制动机构(2)提供高压可控液压油源，从而使得多个制动机构(2)同时产生刹车制动力，实现多点同步制动；

小型液压驱动机构(1)包括：安装基座(4)、驱动电机(5)、联轴器(6)、丝杠(7)、丝杠螺母(8)、直线导轨(9)、活塞推杆(10)、动力液压缸(11)、局部液压管(12)、阀块(13)与压力传感器(14)；安装基座(4)为小型液压驱动机构(1)提供安装基础；驱动电机(5)通过联轴器(6)与丝杠(7)、丝杠螺母(8)连接，将驱动电机(5)的旋转运动转化为丝杠螺母(8)的直线运动；直线导轨(9)采用滚针板为丝杠螺母(8)提供直线导向；丝杠螺母(8)与活塞推杆(10)采用球铰连接，带动活塞推杆(10)直线运动压缩动力液压缸(11)中的液压油，产生高压液压动力源；动力液压缸(11)中产生的高压液压油通过局部液压管(12)进入阀块(13)中，阀块(13)中有多个接口通过液压管路(3)与多个制动机构(2)联接；压力传感器(14)安装在阀块(13)上，测试动力液压缸(11)中的液压油的压力；驱动电机(5)作为被控对象，压力传感器(14)作为信息采集进行反馈，组成伺服控制系统，从而可以精确控制动力液压缸(11)输出压力；

制动机构(2)包括：制动液压缸(15)、液压缸固定基座(16)、制动活塞杆(17)、连接器(18)、弹簧(19)、导轨(20)、制动轴(21)和刹车片(22)；动力液压缸(11)中的液压油经液压管路(3)进入制动液压缸(15)中，制动液压缸(15)中的液压油推动制动活塞杆(17)做直线运动输出制动力；制动活塞杆(17)通过连接器(18)与制动轴(21)联接，制动轴(21)通过导轨(20)进行直线导向，弹簧(19)安装在制动轴(21)中，刹车片(22)安装在被刹车设备中；当高压液压油进入制动液压缸(15)中通过制动活塞杆(17)和连接器(18)推动制动轴(21)做直线运动压紧刹车片(22)，从而提供刹车力；当刹车动作完成后，液压油压力为0，制动轴(21)在弹簧(19)弹簧恢复力的作用下远离刹车片(22)，不再提供刹车制动力。

Images