CN115654037A - 一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动系统技术领域，具体地说是一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构。一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，其特征在于：永磁同步电机的驱动轴轴接电机齿轮，电机齿轮啮合连接惰轮，惰轮啮合连接行星轮系输入齿轮，所述的行星轮系输入齿轮轴接行星轮系的一端，行星轮系的另一端连接滚珠丝杆组件的一端，滚珠丝杆组件的另一端连接活塞；位于永磁同步电机与电机齿轮之间连接棘轮棘爪组件；位于行星轮系与滚珠丝杆组件之间连接压力传感器。本发明同现有技术相比，使用行星齿轮系统与滚珠丝杆组合机构取代传统的液压制动，并且使用电磁铁控制棘爪，实现制动响应快、清洁、载荷大、回位准确和节省空间的目的。

Description

一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构

技术领域

本发明涉及制动系统技术领域，具体地说是一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构。

背景技术

传统的液压制动是通过制动踏板来控制车辆的液压总泵，将制动液通过液压管路传送到各个车轮的制动分泵，再通过各个分泵推动摩擦片进行制动。虽然液压制动能满足车辆制动需要，但是它也存在响应慢、漏油，易污染和占用空间大等问题。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，使用行星齿轮系统与滚珠丝杆组合机构取代传统的液压制动，并且使用电磁铁控制棘爪，使得棘轮棘爪的离合来实现驻车和行车状态的切换，实现制动响应快、清洁、载荷大、回位准确和节省空间的目的，结构简单实用。

为实现上述目的，设计一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，包括永磁同步电机、齿轮、滚珠丝杆组件、活塞，其特征在于：永磁同步电机的驱动轴轴接电机齿轮，电机齿轮啮合连接惰轮，惰轮啮合连接行星轮系输入齿轮，所述的行星轮系输入齿轮轴接行星轮系的一端，行星轮系的另一端连接滚珠丝杆组件的一端，滚珠丝杆组件的另一端连接活塞；位于永磁同步电机与电机齿轮之间连接棘轮棘爪组件；位于行星轮系与滚珠丝杆组件之间连接压力传感器。

所述的棘轮棘爪组件包括电磁铁组件、棘爪、棘轮，电磁铁组件的一端连接棘爪，棘爪的下方设有棘轮；所述的棘轮轴接在永磁同步电机的驱动轴上。

所述的电磁铁组件包括传感器总成、电磁铁总成，传感器总成包括传感器、永磁体块、传感器外壳、挡板，传感器外壳内设有永磁体块，位于永磁体块的上方设有传感器，传感器外壳的一侧连接挡板；所述的电磁铁总成包括电磁铁外壳、推杆、永磁体、线圈，电磁铁外壳内设有永磁体，永磁体的一端通过连杆连接永磁体块，永磁体的另一端连接推杆，位于永磁体的外侧通过电磁线架连接设有线圈。

所述的推杆的一端与永磁体连接，推杆的另一端贯穿电磁铁外壳并与棘爪连接。

所述的传感器外壳的尾部开口处嵌设有在电磁铁外壳的一侧开口处，并且挡板位于传感器外壳的尾部开口处。

所述的行星轮系包括太阳轮、行星轮、轴承、行星架、齿圈，太阳轮的中部连接太阳轮轴，太阳轮轴的一端轴接行星轮系输入齿轮，太阳轮轴的另一端连接行星架；位于太阳轮的外缘啮合连接若干行星轮的一端，行星轮的另一端啮合连接齿圈的内缘。

位于太阳轮前后两侧的行星架内分别设有轴承；位于行星架的末端内侧设有行星架内花键。

所述的行星架的末端通过行星架内花键与滚珠丝杆组件的丝杆连接，滚珠丝杆组件的丝母与活塞连接。

本发明同现有技术相比，提供一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，使用行星齿轮系统与滚珠丝杆组合机构取代传统的液压制动，并且使用电磁铁控制棘爪，使得棘轮棘爪的离合来实现驻车和行车状态的切换，实现制动响应快、清洁、载荷大、回位准确和节省空间的目的，结构简单实用。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明中行星轮系结构示意图。

图3为本发明中棘轮棘爪组件结构示意图。

图4为电磁铁组件结构示意图。

图5为电磁铁组件剖视图。

参见图1至图5，1为永磁同步电机，2为棘轮棘爪组件，2-1为电磁铁组件，2-1-1为传感器总成，2-1-2为电磁铁总成，2-1-3为传感器，2-1-4为永磁体块，2-1-5为传感器外壳，2-1-6为挡板，2-1-7为电磁铁外壳，2-1-8为推杆，2-1-9为永磁体，2-1-10为线圈，2-2为棘爪，2-3为棘轮，3为电机齿轮，4为惰轮，5为行星轮系输入齿轮，6为行星轮系，6-1为太阳轮，6-2为行星轮，6-3为轴承，6-4为行星架，6-5为齿圈，6-6为行星架内花键，6-7为太阳轮轴，7为压力传感器，8为滚珠丝杆组件，9为活塞。

具体实施方式

下面根据附图对本发明做进一步的说明。

如图1至图5所示，永磁同步电机1的驱动轴轴接电机齿轮3，电机齿轮3啮合连接惰轮4，惰轮4啮合连接行星轮系输入齿轮5，所述的行星轮系输入齿轮5轴接行星轮系6的一端，行星轮系6的另一端连接滚珠丝杆组件8的一端，滚珠丝杆组件8的另一端连接活塞9；位于永磁同步电机1与电机齿轮3之间连接棘轮棘爪组件2；位于行星轮系6与滚珠丝杆组件8之间连接压力传感器7。

棘轮棘爪组件2包括电磁铁组件、棘爪、棘轮，电磁铁组件2-1的一端连接棘爪2-2，棘爪2-2的下方设有棘轮2-3；所述的棘轮2-3轴接在永磁同步电机1的驱动轴上。

电磁铁组件2-1包括传感器总成、电磁铁总成，传感器总成2-1-1包括传感器、永磁体块、传感器外壳、挡板，传感器外壳2-1-5内设有永磁体块2-1-4，位于永磁体块2-1-4的上方设有传感器2-1-3，传感器外壳2-1-5的一侧连接挡板2-1-6；所述的电磁铁总成2-1-2包括电磁铁外壳、推杆、永磁体、线圈，电磁铁外壳2-1-7内设有永磁体2-1-9，永磁体2-1-9的一端通过连杆连接永磁体块2-1-4，永磁体2-1-9的另一端连接推杆2-1-8，位于永磁体2-1-9的外侧通过电磁线架连接设有线圈2-1-10。

推杆2-1-8的一端与永磁体2-1-9连接，推杆2-1-8的另一端贯穿电磁铁外壳2-1-7并与棘爪2-2连接。

传感器外壳2-1-5的尾部开口处嵌设有在电磁铁外壳2-1-7的一侧开口处，并且挡板2-1-6位于传感器外壳2-1-5的尾部开口处。

行星轮系6包括太阳轮、行星轮、轴承、行星架、齿圈，太阳轮6-1的中部连接太阳轮轴6-7，太阳轮轴6-7的一端轴接行星轮系输入齿轮5，太阳轮轴5-7的另一端连接行星架6-4；位于太阳轮6-1的外缘啮合连接若干行星轮6-2的一端，行星轮6-2的另一端啮合连接齿圈6-5的内缘。

位于太阳轮6-1前后两侧的行星架6-4内分别设有轴承6-3；位于行星架6-4的末端内侧设有行星架内花键6-6。

行星架6-4的末端通过行星架内花键6-6与滚珠丝杆组件8的丝杆连接，滚珠丝杆组件8的丝母与活塞9连接。

如图1，图2所示，电机齿轮3和棘轮2-3压装在永磁同步电机1上并驱动惰轮4，其中电磁铁组件2-1控制棘爪2-2和棘轮2-3的离合，惰轮4驱动行星轮系输入齿轮5，行星轮系输入齿轮5压装在行星轮系6中的太阳轮轴6-7上，太阳轮6-1驱动行星轮系6中的行星轮6-2，其中齿圈6-5和滚珠丝杠组件8通过行星架6-4内的行星架内花键6-6连接，行星轮系6中的行星架6-4上的行星架内花键6-6驱动滚珠丝杠组件8中丝杆的外花键。其中，太阳轮6-1前后两侧的轴承6-3起支撑作用，滚珠丝杠组件8轴上依次安装有轴向的压力传感器7、轴向推板、推力轴承组件，并与活塞9连接。永磁同步电机1驱动齿轮和滚珠丝杠组件8一并带动活塞9移动，将旋转运动转换为直线运动，并且通过电磁铁组件2-1、棘轮2-3、棘爪2-2来实现制动和驻车功能的切换。

如图3所示，将棘爪2-2集成在电磁铁组件2-1上，大幅度缩减零件数量，提高了棘爪2-2的响应时间。电磁铁组件2-1和棘轮2-3采用垂直轴线布置，给予棘轮2-3棘爪2-2较高的空间自由度。

棘轮棘爪采用倒钩式，可有效防止卡住脱出及锁止不稳定的缺陷，则打开棘爪时需要连接棘轮的转动件反向旋转配合电磁执行机构推动棘爪运用，从而使其打开。

利用棘轮正向可旋转动，反方向卡止的特点，设计相应的棘轮棘爪结构，配合相应的控制器控制卡爪位置，达到卡止和释放目的。电磁控制机构构推杆头推出抬起棘爪，此时为行车状态；电磁控制机构推杆头回缩放下棘爪，卡住棘轮，此时为驻车状态。

如图4，图5所示，电磁铁外壳2-1-7可在内部动子运动到左右两端时都能将其用磁力吸住，从而达到驻车和行车时的稳定控制；线圈2-1-10在通电动作后都会保持通微弱的电流，一方面防止内部动子由于强力震动运动到绝对中间位置时左右磁力相同外加内部产生的摩擦力，使其在中间位置产生卡滞，另一方面用于内部系统逻辑检测，辅助位置传感器二次判断位置，可达到双冗余功能安全判断。

基于永磁体和电磁线圈相互作用，实现快速响应的轴线推拉运动，利用永磁体磁化执行器外壳，达到推拉位置的双向保持功能。

电磁力和永磁体的磁力相互配合实现推杆头轴向往返运用和前后止点位置的自保持，抵抗行车制动时的震动；外接传感器利用霍尔效应实时监控推杆头的位置，识别出行车和驻车状态。

本发明使用行星齿轮系统与滚珠丝杆组合机构取代传统的液压制动，并且使用电磁铁控制棘爪，使得棘轮棘爪的离合来实现驻车和行车状态的切换，实现制动响应快、清洁、载荷大、回位准确和节省空间的目的，结构简单实用。

Claims (8)

1.一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，包括永磁同步电机、齿轮、滚珠丝杆组件、活塞，其特征在于：永磁同步电机（1）的驱动轴轴接电机齿轮（3），电机齿轮（3）啮合连接惰轮（4），惰轮（4）啮合连接行星轮系输入齿轮（5），所述的行星轮系输入齿轮（5）轴接行星轮系（6）的一端，行星轮系（6）的另一端连接滚珠丝杆组件（8）的一端，滚珠丝杆组件（8）的另一端连接活塞（9）；位于永磁同步电机（1）与电机齿轮（3）之间连接棘轮棘爪组件（2）；位于行星轮系（6）与滚珠丝杆组件（8）之间连接压力传感器（7）。

2.根据权利要求1所述的一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，其特征在于：所述的棘轮棘爪组件（2）包括电磁铁组件、棘爪、棘轮，电磁铁组件（2-1）的一端连接棘爪（2-2），棘爪（2-2）的下方设有棘轮（2-3）；所述的棘轮（2-3）轴接在永磁同步电机（1）的驱动轴上。

3.根据权利要求2所述的一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，其特征在于：所述的电磁铁组件（2-1）包括传感器总成、电磁铁总成，传感器总成（2-1-1）包括传感器、永磁体块、传感器外壳、挡板，传感器外壳（2-1-5）内设有永磁体块（2-1-4），位于永磁体块（2-1-4）的上方设有传感器（2-1-3），传感器外壳（2-1-5）的一侧连接挡板（2-1-6）；所述的电磁铁总成（2-1-2）包括电磁铁外壳、推杆、永磁体、线圈，电磁铁外壳（2-1-7）内设有永磁体（2-1-9），永磁体（2-1-9）的一端通过连杆连接永磁体块（2-1-4），永磁体（2-1-9）的另一端连接推杆（2-1-8），位于永磁体（2-1-9）的外侧通过电磁线架连接设有线圈（2-1-10）。

4.根据权利要求3所述的一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，其特征在于：所述的推杆（2-1-8）的一端与永磁体（2-1-9）连接，推杆（2-1-8）的另一端贯穿电磁铁外壳（2-1-7）并与棘爪（2-2）连接。

5.根据权利要求3所述的一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，其特征在于：所述的传感器外壳（2-1-5）的尾部开口处嵌设有在电磁铁外壳（2-1-7）的一侧开口处，并且挡板（2-1-6）位于传感器外壳（2-1-5）的尾部开口处。

6.根据权利要求1所述的一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，其特征在于：所述的行星轮系（6）包括太阳轮、行星轮、轴承、行星架、齿圈，太阳轮（6-1）的中部连接太阳轮轴（6-7），太阳轮轴（6-7）的一端轴接行星轮系输入齿轮（5），太阳轮轴（5-7）的另一端连接行星架（6-4）；位于太阳轮（6-1）的外缘啮合连接若干行星轮（6-2）的一端，行星轮（6-2）的另一端啮合连接齿圈（6-5）的内缘。

7.根据权利要求6所述的一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，其特征在于：位于太阳轮（6-1）前后两侧的行星架（6-4）内分别设有轴承（6-3）；位于行星架（6-4）的末端内侧设有行星架内花键（6-6）。

8.根据权利要求6所述的一种制动器的行星齿轮系统与滚珠丝杠组合传动机构，其特征在于：所述的行星架（6-4）的末端通过行星架内花键（6-6）与滚珠丝杆组件（8）的丝杆连接，滚珠丝杆组件（8）的丝母与活塞（9）连接。

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