CN1284615A - 具有多自由度联动蹄的蹄－鼓式制动器 - Google Patents

Abstract

本发明是一类具有多自由度联动蹄和间隙自动调节机构的蹄－鼓式制动器。多自由度联动蹄由两个联动的二自由度组合蹄构成,它们的制动蹄互相联动:每个二自由度组合蹄的制动蹄与其驱动臂相铰接,驱动臂又铰支于制动底板上:制动器间隙调节机构与多自由度联动蹄相联动。本发明制动器可同时提高制动效能及其稳定性,显著改善抗热、水衰退性能和摩擦副压力分布均匀性,延长使用寿命,并自动调节摩擦副间隙,可实现较理想的综合性能。

Description

具有多自由度联动蹄的蹄-鼓式制动器

本发明属于制动器技术领域，可用于车辆、行驶机械、动力机械等。

车辆和行驶机械制动系总体设计性能的实现在极大程度上取决于各个车轮制动器的技术性能，因此在设计上往往对制动器提出很高的技术要求。然而，现代车辆普遍采用的摩擦式制动器的实际工作性能是整个制动系中最复杂、最不稳定的因素。至今在车辆上常用的制动器有蹄-鼓式制动器和钳-盘式制动器。对于具有较长发展历史的蹄-鼓式制动器，其突出优点是可利用制动蹄的增势效应而达到很高的制动效能因数(一般约为2～7)，并具有多种不同性能的可选结构型式(包括领从蹄型、双领蹄型、双向自增力型等)，对各种车辆的制动性能要求的适应面宽，至今仍然在除部分轿车以外的各种车辆的制动器中占主导地位。蹄-鼓式制动器的主要缺点则在于：其制动效能的稳定性较差，制动效能因数越高的制动器对摩擦材料的热衰退越敏感；其摩擦副的压力分布均匀性也较差，因而导致摩擦片的不均匀磨损；另外，在摩擦副局部接触的情况下容易使制动器制动力矩发生较大的变化，因此容易使左右车轮的制动力产生较大差值，从而导致车辆制动跑偏。对于钳-盘式制动器，其制动效能稳定性和散热性好，对摩擦材料的热衰退较不敏感，摩擦副的压力分布较均匀，而且结构较简单、维修较简便。但是，钳-盘式制动器的缺点在于：其制动效能因数很低(只有0.7左右)，因此要求很大的促动力，导致其摩擦副的工作压强和温度高；制动盘易被污染和锈蚀；当用作后轮制动器时不易加装驻车制动机构等。

本发明的目的是克服已有技术不足之处，提出一类新型的蹄-鼓式制动器设计方案，它可充分发挥蹄-鼓式制动器制动效能因数高的优点，同时具有摩擦副压力分布均匀、制动效能稳定以及制动器间隙自动调节机构较理想等优点。

本发明提出一种具有多自由度联动蹄的蹄-鼓式制动器，它至少包括制动器间隙调节机构、制动底板、制动鼓，其特征在于，还包括多自由度联动蹄，所说的多自由度联动蹄是由两个联动的二自由度组合蹄构成的，两个二自由度组合蹄的制动蹄之间通过制动蹄联动机构互相联接；每个二自由度组合蹄由驱动臂、制动蹄、联接销、支承销构成；每个二自由度组合蹄的制动蹄通过联接销与驱动臂相铰接，每个驱动臂又通过支承销安装在制动底板上；所说的制动器间隙调节机构与多自由度联动蹄相联动并与制动底板相联接；所说的制动鼓套置在多自由度联动蹄之外，并与其形成摩擦副。

由两个联动的二自由度组合蹄构成的多自由度联动蹄具有三个自由度，即为三自由度联动蹄；两个二自由度组合蹄的两驱动臂可相向并列嵌套布置，所说的支承销置于驱动臂的一端，一个驱动臂的自由端位于另一驱动臂的支承销的外侧；第一个驱动臂的两支臂容纳着第二个驱动臂，第二个驱动臂的两支臂容纳着制动蹄的腹板。

由两个联动的二自由度组合蹄构成的多自由度联动蹄也可具有二个自由度，即为二自由度联动蹄，不仅其两个二自由度组合蹄的制动蹄之间通过制动蹄联动机构互相联接，而且其两个二自由度组合蹄的两驱动臂之间也通过驱动臂联动机构互相联接；两驱动臂可相向并列嵌套布置，所说的支承销置于驱动臂的一端，第一个驱动臂的自由端位于第二个驱动臂的支承销的外侧，第二个驱动臂的自由端通过驱动臂联动机构与第一个驱动臂相联接；第一个驱动臂的两支臂容纳着第二个驱动臂，第二个驱动臂的两支臂容纳着制动蹄的腹板。

所说的驱动臂联动机构由一驱动臂联接销和位于另一驱动臂自由端处长孔中的滑块组成；该滑块通过其上的孔与驱动臂的联接销相联接，并可在长孔中相对滑动。

所说的驱动臂联动机构也可由一驱动臂联接销和位于另一驱动臂自由端处的长孔组成，该联接销穿过另一驱动臂的自由端处的长孔，并可在长孔中相对滑动。

所说的多自由度联动蹄中的每个二自由度组合蹄的驱动臂具有两个支臂，由两个支臂之间形成容纳其它零件的空间；每个驱动臂上至少设有若干个配合孔、让位孔和限位孔。

所说的多自由度联动蹄的两个二自由度组合蹄的制动蹄中之一为单腹板制动蹄，另一个则为双腹板制动蹄；在两制动蹄邻接处，它们的腹板互相搭接，单腹板制动蹄的腹板位于另一个制动蹄的两腹板之间；在腹板搭接处的单腹板上设有长孔，在腹板搭接处的双腹板上设有圆孔。

所说的多自由度联动蹄的制动蹄联动机构由穿过腹板搭接处双腹板上圆孔的联动销和腹板搭接处单腹板上长孔中的滑块组成，该滑块通过其上的孔与联动销相联接，并可在长孔中相对滑动。

所说的多自由度联动蹄的制动蹄联动机构也可由穿过腹板搭接处双腹板上圆孔的联动销和腹板搭接处单腹板上的长孔组成，该联动销穿过长孔，并可在长孔中相对滑动。

所说的制动器间隙调节机构主要由摩擦盘、摩擦盘转轴、摩擦盘压紧弹簧、螺母、调节臂、调节臂支承销、制动蹄位姿控制弹簧以及调节臂与驱动臂联动机构组成，该摩擦盘与制动底板相接触，该调节臂支承销通过靠近摩擦盘边缘部分的孔与摩擦盘相固接；该摩擦盘转轴穿过摩擦盘中央的孔与制动底板相联接；使摩擦盘与制动底板之间产生压力的摩擦盘压紧弹簧套在摩擦盘转轴上；该调节臂的中部及一端各有一孔，另一端与制动蹄相接触，所说的调节臂通过其端部上的孔和调节臂与驱动臂联动机构相联接，通过其中部的孔与调节臂支承销相联接，调节臂支承销穿过并伸出调节臂中部的孔，调节臂支承销头部被容纳于驱动臂靠近制动底板一侧支臂上的限位孔中；所说的制动蹄位姿控制弹簧安装于制动蹄和驱动臂的弹簧座之间。

所说的摩擦盘与摩擦盘压紧弹簧分置于制动底板的两侧，摩擦盘与多自由度联动蹄处于制动底板一侧，摩擦盘压紧弹簧处于制动底板的另一侧，且通过摩擦盘转轴上的垫片和螺母被压缩于垫片与制动底板之间。

所说的摩擦盘压紧弹簧也可布置在摩擦盘转轴的头部与摩擦盘之间，摩擦盘转轴依靠其上的台阶面和紧固螺母连接在制动底板上。

所说的调节臂与驱动臂联动机构由联动销和滑块组成，联动销穿过滑块上的孔并通过调节臂端部的孔与调节臂相联接，滑块可绕联动销转动，并且可在靠近制动底板的一驱动臂支臂上的长孔中相对滑动。

所说的调节臂与驱动臂联动机构也可由联动销和靠近制动底板的一个驱动臂支臂上的长孔组成，该联动销通过调节臂端部的孔与调节臂相连，并且可在所说的驱动臂支臂上的长孔中相对滑动。

本发明制动器的工作过程为：作用于驱动臂自由端的促动力使驱动臂绕其支承销转动，然后通过制动蹄与驱动臂的联接销带动制动蹄压向制动鼓，使制动蹄上的摩擦片与制动鼓相接触并产生径向压力。以上二自由度组合蹄机构支承在固定不转的制动底板上。当车轮旋转时，由制动蹄摩擦片与制动鼓之间的摩擦力对制动蹄形成绕其联接销中心的力矩。通过计算得知：对于单个二自由度组合蹄机构，要使得制动效能比较高且稳定、摩擦片最大压强小于容许值且分布比较均匀是相当困难的。因此，一般需采用两套二自由度组合蹄机构一起联合工作，它们之间互相联动但不发生运动干涉，从而构成三自由度或二自由度联动蹄机构；每个制动蹄与一个驱动臂联接并布置在靠近驱动臂支承销的位置，使得驱动臂可以在制动蹄上施加更大的作用力。这种结构既可有效地提高制动器的制动效能和抗热衰退性能，又可避免制动蹄绕其联接销产生不利的翻转，从而可大大改善各制动蹄摩擦片上压力分布的均匀性。

另一方面，充分利用制动蹄在许可的运动范围内可以在驱动臂上绕联接销转动这一特点，驱动臂的支承销采用了普通圆柱销，并且通过一类新型的间隙调节机构来实现制动蹄与制动鼓之间间隙的自动限定与自动调节，而不象一些传统的蹄一鼓型制动器那样采用偏心销等机构来手动调节制动器间隙。

综上所述，此类制动器采用了由两个互相联动的新型二自由度组合蹄构成的新型多自由度联动蹄和制动器间隙自动调节机构等，使本发明制动器具有下述十分优良的整体性能：

(1)本发明制动器的制动效能及其稳定性显著提高。对于具有三自由度联动蹄的制动器，在正常摩擦系数下(例如0.4)，该型制动器的制动效能因数可与传统的双向自增力型制动器的制动效能因数(即传统制动器的最高制动效能因数)相当；在发生严重的热衰退时(摩擦系数降至0.2)，其制动效能因数仍然保持在很高的水平，几乎与传统的双领蹄型制动器在正常摩擦系数下的制动效能因数相当，因而抗热衰退的性能得到显著提高；对于具有二自由度联动蹄的本发明制动器，在正常摩擦系数下(例如0.4)，该型制动器的制动效能因数与传统的双向双领蹄型制动器的制动效能因数相当；在发生热衰退时(摩擦系数降至0.2)，其制动效能因数仍然保持在较高的水平，几乎与传统的领一从蹄型制动器在摩擦系数为0.3时的制动效能因数相当，因而抗热衰退的性能仍然比较高。另一方面，由于二自由度组合蹄具有位姿自适应性，在制动器的使用过程中，可保证制动蹄摩擦片与制动鼓的充分有效接触，不会出现摩擦副单点接触的情况，因而可保持制动效能的基本稳定性。

(2)本发明制动器的使用寿命显著延长。通过合理设计，在所有可能的实际摩擦系数范围内，本发明制动器的每个制动蹄摩擦片上的压力分布都比较均匀，而且各个制动蹄摩擦片上的最大压力接近，因而全部制动蹄趋于等寿命，充分发挥了每个制动蹄的作用，并充分利用了每个制动蹄的摩擦片材料；此外，本发明制动器结构有利于增大摩擦片的总包角，从而可降低摩擦副的工作压力。这些都十分有利于延长制动器的使用寿命。

(3)本发明制动器具有一种新型的制动器间隙调节机构，可更好地实现制动器间隙的自动调节，既保证了制动性能的稳定，又大大改善了使用方便性。

(4)三自由度联动蹄中的每个二自由度组合蹄都可单独工作，有利于方便地采用较多回路的制动操纵系统，因此提高了行车的安全可靠性。

(5)本发明制动器的多自由度联动蹄具有位姿自适应性，可大大减小因机械载荷和温度载荷引起的制动器零部件结构变形以及磨损对摩擦副接触区的大小及位置、压力分布特性等的影响，显著提高制动器的实际制动效能因数及其稳定性。

(6)本发明制动器结构有利于减小由于制动器零部件的加工装配误差以及车辆行驶系有关零部件因承载而产生的变形所导致的制动器的蹄与鼓之间的同心度和同轴度误差对制动器的制动效能的不利影响。

(7)由于本发明制动器的制动效能对制动蹄摩擦片的磨损和蹄、鼓的变形等影响因素较不敏感，有利于减小车辆各轴的车轮制动器的制动力之间的差异，所以可减少车辆制动跑偏现象，改善车辆的制动稳定性及行驶安全性。这将使本发明蹄-鼓式制动器在此方面可与钳-盘式制动器相媲美。

(8)本发明制动器为双向双领蹄-双从蹄型制动器，在车辆向前或向后行驶时都具有优良的制动性能。

附图简要说明：

图1为本发明制动器的一种实施例的总体结构装配示意图。

图2为图1制动器的三自由度联动蹄机构和间隙调节机构与制动底板的装配关系示意图。

图3为图1制动器的三自由度联动蹄机构和间隙调节机构与制动底板的联接关系分解图。

图4为图1制动器的二自由度组合蹄及间隙调节机构的装配联接关系分解图。

图5为图1制动器的三自由度联动蹄与间隙调节机构的零件分解图。

图6为本发明制动器的另一种实施例的总体结构示意图。

图7为图6制动器的二自由度联动蹄的一种实施例结构示意图；其中，

图7(a)为该二自由度联动蹄中的两驱动臂的装配联接关系；

图7(b)为该二自由度联动蹄的分总成分解图。

图8为图6制动器二自由度联动蹄的另外一种实施例结构示意图；其中，

图8(a)为该二自由度联动蹄中的两驱动臂的装配联接关系；

图8(b)为该二自由度联动蹄的分总成分解图。

图9为图7二自由度联动蹄及其间隙调节机构的零件分解图。

图10为本发明制动器的多自由度联动蹄的两个二自由度组合蹄的制动蹄联动机构的一种实施例结构示意图。

图11为本发明制动器的多自由度联动蹄的两个二自由度组合蹄的制动蹄联动机构的另外一种实施例结构示意图。

图12为本发明制动器的驱动臂与调节臂联动机构的一种实施例结构示意图。

图13为本发明制动器的驱动臂与调节臂联动机构的另外一种实施例结构示意图。

图14为本发明制动器的间隙调节机构弹簧布置方案的一种实施例结构示意图；其中，

图14(a)为其装配关系图；

图14(b)为其零件分解图。

图15为本发明制动器的间隙调节机构弹簧布置方案的另外一种实施例结构示意图；其中，

图15(a)为其装配关系图；

图15(b)为其零件分解图。

以下参照各附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1中给出了本发明制动器的一种实施例。图2和图3中比较清楚地表示出该制动器结构的组成零部件：由驱动臂7和9、制动蹄2和10等组成一个三自由度联动蹄以及由调节臂18、调节臂支承销21、摩擦盘57等组成一制动器间隙调节机构，安装于制动底板44的一边；由驱动臂48和50、制动蹄49和51等组成另一个三自由度联动蹄以及由调节臂52、调节臂支承销65、摩擦盘66等组成另一制动器间隙调节机构(如图3所示)，安装于制动底板44的另一边。这两个三自由度联动蹄在制动底板上相对于制动底板中心轴对称布置，因此下面只描述其中一边的三自由度联动蹄及其间隙调节机构。

如图4所示，驱动臂7、联接销3、制动蹄2、支承销4构成一个二自由度组合蹄，制动蹄2通过联接销3与驱动臂7相铰接，驱动臂7连同制动蹄2一起又可绕安装在制动底板44上的支承销4转动；同样，驱动臂9、联接销11、制动蹄10、支承销14组成另一个二自由度组合蹄，制动蹄10通过联接销11与驱动臂9相铰接，驱动臂9连同制动蹄10一起又可绕安装在制动底板44上的支承销14转动。制动蹄2、10分别在驱动臂7、9上靠近支承销布置，使得驱动臂可以在制动蹄上施加更大的作用力，从而有效提高了制动器的制动效能和抗热衰退的能力；两制动蹄2、10之间通过联动机构相联接，使得两个制动蹄可以在径向互相联动且可在周向相对滑动，而不发生运动干涉。这样，由两个二自由度组合蹄就构成了一个三自由度联动蹄。

为实现上述各零件的联接关系，并保证在工作过程中各零件的运动不发生干涉，在上述的两个二自由度组合蹄构成的三自由度联动蹄中，如图4和图5所示，驱动臂7、9分别具有两个支臂702、703和902、903，每个驱动臂的两支臂之间的空间可容纳其它零件。两个驱动臂7和9相向并列嵌套布置，驱动臂7位于驱动臂9的两支臂902、903之间，支承销4和14分别置于驱动臂7和9的一端，相距一定的距离，驱动臂7的自由端701位于驱动臂9的支承销14的外侧，驱动臂9的自由端901位于驱动臂7的支承销4的外侧。在每个驱动臂上设有与支承销和联接销相配合的孔以及必要的让位孔及限位孔等，例如：驱动臂7上设有两个配合圆孔26、27和三个让位孔28、29、30及一个限位孔63，其中让位孔28和限位孔63位于靠近制动底板44一侧的支臂702上，其余的孔26、27、29、30都是穿过两个支臂702、703的同轴孔。孔26与安装在底板44上的支承销4相配合，孔27与联接驱动臂7和制动蹄2的联接销3相配合；让位孔29用于避免驱动臂7与联接驱动臂9和制动蹄10的联接销11发生运动干涉；让位孔30用于避免驱动臂7与支承销14发生运动干涉；让位孔28为调节臂18的联动销16的头部让出运动空间；限位孔63容纳着调节臂支承销21的头部，用来限定驱动臂7在回位弹簧61作用下的转动量，借以限定制动蹄2与制动鼓69的间隙，限位孔63靠近制动鼓69一侧的内壁与调节臂支承销21之间在制动状态的间隙决定了制动蹄2与制动鼓69在非制动状态下的间隙。驱动臂9上设有一个长孔37、两个配合圆孔34、35和一个让位孔36及一个限位孔64，其中长孔37和限位孔64位于靠近制动底板44一侧的支臂902上，其余的孔34、35、36都是穿过两个支臂902、903的同轴孔。孔34与安装在底板44上的支承销14相配合，另一个孔35与联接销11相配合；让位孔36用于避免驱动臂9与支承销4发生运动干涉；驱动臂9的支臂902上的长孔37与联动销16上的滑块15相配合(见图12)(或者长孔37直接与联动销161相配合(见图13))，使得驱动臂9与调节臂18可以实现联动且不发生运动干涉；限位孔64容纳着调节臂支承销21的头部，用来限定驱动臂9在回位弹簧62作用下的转动量，并当摩擦片磨损以后驱动臂9带动调节臂支承销21及其摩擦盘57一起转动，借以调节制动蹄与制动鼓的间隙。限位孔64靠近制动鼓69一侧的内壁与调节臂支承销21在制动状态的间隙决定了制动蹄10与制动鼓69之间在非制动状态下的间隙。在上述结构设计方案中，制动蹄2的腹板201及制动蹄10的腹板1002和1003布置在驱动臂的两支臂之间。此外，在驱动臂7和9上还分别设有回位弹簧61和62的联接座67和68。

为实现两个二自由度组合蹄的制动蹄互相联动，如图10所示，制动蹄2采用单腹板结构，制动蹄10采用双腹板结构，两个制动蹄的腹板在邻接处互相搭接，单腹板制动蹄2的腹板201位于双腹板制动蹄10的两腹板1002和1003之间，以便可利用滑块1和联动销8(或直接采用联动销8与孔331相配合，详见图11)来实现两制动蹄互相联动。如图5所示，在制动蹄2、10上设有配合孔和让位孔，其中与滑块1相配合的长孔33位于制动蹄2的腹板201的搭接处，而与联动销8相配合的圆孔40位于制动蹄10的双腹板1002和1003的搭接处。这样可以利用制动蹄10的两腹板1002和1003来限定滑块沿联动销8轴向的位移，防止滑块1脱出长孔33。滑块1与长孔33配合且可以在其中滑动，联动销8穿过滑块1上的孔与制动蹄10上的孔40相配合，使得制动蹄2、10可以在径向实现联动而不发生运动干涉。另外，在制动蹄2上还设有与联接销3配合的孔32和让位孔31，后者用来避免制动蹄2的腹板与驱动臂7的支承销4发生运动干涉。类似地，在制动蹄10上还有与联接销11相配合的孔39和让位孔38，后者用来避免制动蹄10的腹板与驱动臂9的支承销14发生运动干涉。

如图2、图3和图4所示，为简化结构，减小轴向尺寸，驱动臂7的两支臂702和703位于制动蹄10的腹板1002和1003的外侧，以此来限止销8的轴向窜动。在驱动臂7的两支臂702、703与制动蹄2的腹板201之间加装垫片5、6(见图5)(若制动蹄2的腹板在联接销处足够厚，则可省去垫片5、6)，以此来限止制动蹄2沿联接销3的轴向窜动。驱动臂9的两支臂位于驱动臂7的外侧，以此来限止联接销3的轴向窜动。垫片12和开口销13则用来限止联接销11的轴向窜动(见图5)。

由于每个制动蹄有二个自由度，因此采用简单有效的机构对每个制动蹄正确定位非常重要。本发明的实施例中采用独特的制动间隙自动调节机构，如图5所示，制动器间隙调节机构主要由摩擦盘57、摩擦盘转轴59、摩擦盘压紧弹簧58、螺母80、调节臂18、调节臂支承销21、制动蹄位姿控制弹簧42以及调节臂与驱动臂联动机构组成，摩擦盘57与制动底板44相接触(见图2或图3)，调节臂支承销21通过靠近摩擦盘边缘部分的孔54与摩擦盘57相固接；摩擦盘转轴59穿过摩擦盘中央的孔60与制动底板44上的孔46相联接(见图3及图14)；使摩擦盘57与制动底板44之间产生压力的摩擦盘压紧弹簧58套在摩擦盘转轴59上(见图14)；调节臂18的一端及中部各有一孔55和56，另一端与制动蹄10相接触，调节臂18通过其端部上的孔55和调节臂18与驱动臂9的联动机构的联动销16相联接，通过其中部的孔56与调节臂支承销21相联接，调节臂支承销21穿过并伸出孔56，其头部被容纳于驱动臂7和9的限位孔63和64中(详见图12)。

如图12所示，驱动臂9与调节臂18间的联动机构由联动销16和滑块15组成，联动销16穿过滑块15上的孔并通过调节臂端部的孔55与调节臂18相联接，滑块15可绕联动销16转动，并且可在驱动臂9支臂902上的长孔37中相对滑动(如图13所示，调节臂18与驱动臂9的联动机构也可由联动销161和驱动臂9支臂902上的长孔37组成，联动销161通过调节臂端部的孔55与调节臂18相联接，并且可在长孔37中相对滑动)。驱动臂9与调节臂18间的距离由滑块15与调节臂18之间的垫片17来调节，并同时限制滑块15沿销16的轴向窜动。调节臂18沿销16的轴向滑动则由垫片19和开口销20来限止。调节臂18在支承销轴向的位置由垫片22来限定。为使摩擦盘57与制动底板44之间具有一定的摩擦力矩，可在制动底板44与垫片82之间设置摩擦盘压紧弹簧58(如图14所示)，也可在轴591的头部与摩擦盘57之间设置摩擦盘压紧弹簧581(如图15所示)或其它等效弹簧。若采用图14所示的弹簧及其布置方式，利用轴59的台阶面81和螺母80来限定垫片82的轴向位置，以使弹簧58有确定的压缩量；若采用图15所示的弹簧及其布置方式，轴591的轴向位置则由其上的台阶面811、垫圈821和螺母80来限定，以使弹簧581有确定的压缩量。为有效增大摩擦力矩，摩擦盘57采用碟形结构(同时增大了其刚度)，使摩擦盘的周边与制动底板44相接触。

如图2、图3、图4和图5所示，为防止制动蹄在非制动状态下在驱动臂上自由摆动，在驱动臂9与制动蹄10之间设置了一制动蹄位姿控制弹簧42，可与间隙调节机构一起来限定制动蹄的位置。为此，在驱动臂9和制动蹄10上分别设有弹簧座41和43。

参见图2、图3，在制动过程中，在驱动臂7、9的自由端701、901上分别施加促动力，使其分别绕支承销4、14向靠近制动鼓69的方向转动，然后通过制动蹄与驱动臂的联接销3、11带动制动蹄2、10压向制动鼓，使得制动蹄摩擦片与制动鼓之间产生径向压力。由于制动蹄可绕联接销相对于驱动臂转动，从而可保证制动蹄与制动鼓完全良好地接触。当车轮逆时针旋转时，由径向压力在制动蹄摩擦片与制动鼓之间产生摩擦力，形成对制动鼓的摩擦制动力矩。同时，制动蹄2上的摩擦力形成对联接销3的转动力矩，使得制动蹄2靠近滑块1的一端有进一步压向制动鼓、远离滑块1的一端有离开制动鼓的趋势。同样道理，制动蹄10上的摩擦力形成对联接销11的转动力矩，使得制动蹄10的远离滑块1的一端有进一步压向制动鼓、靠近滑块1的一端有离开制动鼓的趋势。因此，互相联动的两制动蹄2、10的翻转趋势可以基本抵消，有利于摩擦片压力呈均匀分布，充分发挥每一个制动蹄的作用。

当驱动臂在促动力的作用下带动制动蹄压向制动鼓时，驱动臂9通过联动机构带动调节臂18转动，使与制动蹄10相接触的调节臂18的一端向离开制动蹄10的方向转动，这样调节臂18不会干涉制动蹄的运动。当驱动臂在回位弹簧61、62的作用下带动制动蹄离开制动鼓时，驱动臂9带动调节臂18转回，使与制动蹄10相接触的调节臂18的一端向靠近制动鼓的方向转动，直到驱动臂7、9上的限位孔63、64靠在调节臂支承销21上为止。此时，在制动蹄10与驱动臂9之间的弹簧42作用下，制动蹄10紧靠在调节臂18的接触端上，该状态下制动蹄摩擦片与制动鼓的间隙即为制动器间隙。由于同一个三自由度联动蹄的两制动蹄是联动的，因而这两个制动蹄的位姿可以同时被自动控制，且大大简化了限位装置。

在制动器间隙的自动调节方面，本发明又有其独特的调节方式：当制动蹄摩擦片磨损一定量以后，为使制动器间隙仍然保持在原来的水平上，需要制动蹄沿其中间位置的径向向外移动相应的量，而此时驱动臂7、9势必向靠近制动鼓的方向转动一定的角度，这样驱动臂9通过限位孔64带动调节臂支承销21连同其摩擦盘57克服摩擦盘与制动底板间的摩擦力一起绕它们的转轴59转动至一新位置。除此情况外，其它情况下的回位弹簧力及惯性力等都不能使摩擦盘57转动。这样，通过合理设计匹配各有关零件的尺寸及有关的性能参数，即可实现制动器间隙的自动调节。

图6、图7、图8和图9为本发明制动器的另一种实施例，由驱动臂71和9、制动蹄2和10等组成一个二自由度联动蹄以及由调节臂18、调节臂支承销21、摩擦盘57等组成的与该二自由度联动蹄联动的一套制动器间隙调节机构，安装于制动底板44的一边；由驱动臂481和501、制动蹄491和511等组成另一个二自由度联动蹄以及与本实施例中已叙述的制动器间隙调节机构相类同的另一套制动器间隙调节机构，安装于制动底板44的另一边，同样，该边的制动器间隙调节机构与该边的二自由度联动蹄联动。如图6所示，这两个二自由度联动蹄在制动底板上相向布置。由于两边的二自由度联动蹄完全类同，在此只叙述其中一边的二自由度联动蹄。

本实施例中每边的二自由度联动蹄仍然由两个二自由度组合蹄构成，并且每个二自由度组合蹄的组成及各零件的联接关系与前述实施例的三自由度联动蹄的相同；本实施例的二自由度联动蹄与三自由度联动蹄的主要区别在于：在二自由度联动蹄中，两个二自由度组合蹄的驱动臂71和驱动臂9通过驱动臂联动机构实现联动。

如图7和图9所示，驱动臂联动机构由驱动臂9联接销11和位于驱动臂71自由端711处的长孔85和86中的滑块83和84组成，滑块83和84通过其上的孔与联接销11相联接，并可在长孔85和86中相对滑动；如图8所示，驱动臂联动机构也可由驱动臂9的联接销11和位于驱动臂71自由端711处的长孔851和861组成，联接销11穿过长孔851和861，并可在其中相对滑动。因此，驱动臂71与驱动臂9可以通过上述的两种联动机构实现联动。这样，只需控制驱动臂9的转动量便可实现制动器间隙的自动调节，因此驱动臂71上便没有诸如前述实施例驱动臂7上的长孔63(见图9)。

更重要的是，两个二自由度联动蹄可采用如图6所示的布置方式，只在制动底板的一侧对驱动臂9的自由端901和驱动臂481的自由端4811施加促动力，并且只采用一个回位弹簧62便可。其工作过程为：当在促动力的作用下驱动臂9通过联接销11带动制动蹄10绕支承销14一起向制动鼓转动一定的角度的同时，也通过上述的两驱动臂间的联动机构带动驱动臂71绕支承销4转动一定的角度，驱动臂71通过联接销3带动制动蹄2压向制动鼓，从而实现制动过程；当驱动臂9在回位弹簧62的作用下带动制动蹄10转动时，也通过驱动臂71带动制动蹄2离开制动鼓，同时驱动臂9还带动调节臂18转回，使与制动蹄10相接触的调节臂18的一端向靠近制动鼓的方向转动，直到驱动臂9上的限位孔64靠在支承销21上为止。此时，在制动蹄10与驱动臂9之间的制动蹄位姿控制弹簧42的作用下，制动蹄10紧靠在调节臂18的接触端上，该状态下制动蹄摩擦片与制动鼓的间隙即为制动器间隙。

另外，其它部分的结构、原理和工作过程与前述的实施例基本类同，此不赘述。

Claims (14)

1、一种具有多自由度联动蹄的蹄-鼓式制动器，它至少包括制动器间隙调节机构、制动底板、制动鼓，其特征在于，还包括多自由度联动蹄，所说的多自由度联动蹄是由两个联动的二自由度组合蹄组成的，两个二自由度组合蹄的制动蹄之间通过制动蹄联动机构互相联接；每个二自由度组合蹄由驱动臂、制动蹄、联接销、支承销构成；每个二自由度组合蹄的制动蹄通过联接销与驱动臂相铰接，每个驱动臂又通过支承销安装在制动底板上；所说的制动器间隙调节机构与多自由度联动蹄相联动并与制动底板相联接；所说的制动鼓套置在多自由度联动蹄之外，并与其形成摩擦副。

2、按权利要求1所述的制动器，其特征在于，所说的多自由度联动蹄具有三个自由度；所说的两个二自由度组合蹄的两驱动臂可相向并列嵌套布置，所说的支承销置于驱动臂的一端，一个驱动臂的自由端位于另一驱动臂的支承销的外侧；第一个驱动臂的两支臂容纳着第二个驱动臂，第二个驱动臂的两支臂容纳着制动蹄的腹板。

3、按权利要求1所述的制动器，其特征在于，所说的多自由度联动蹄具有二个自由度，其两个二自由度组合蹄的两驱动臂之间也通过驱动臂联动机构互相联接；两驱动臂可相向并列嵌套布置，所说的支承销置于驱动臂的一端，第一个驱动臂的自由端位于第二个驱动臂的支承销的外侧，第二个驱动臂的自由端通过驱动臂联动机构与第一个驱动臂相联接；第一个驱动臂的两支臂容纳着第二个驱动臂，第二个驱动臂的两支臂容纳着制动蹄的腹板。

4、按权利要求3所述的制动器装置，其特征在于，所说的驱动臂联动机构由一驱动臂联接销和位于另一驱动臂自由端处长孔中的滑块组成；该滑块通过其上的孔与驱动臂的联接销相联接，并可在长孔中相对滑动。

5、按权利要求3所述的制动器，其特征在于，所说的驱动臂联动机构由一驱动臂联接销和位于另一驱动臂自由端处的长孔组成，该联接销穿过另一驱动臂的自由端处的长孔，并可在长孔中相对滑动。

6、按权利要求2或3所述的制动器，其特征在于，所说的多自由度联动蹄中的每个二自由度组合蹄的驱动臂具有两个支臂，由两个支臂之间形成容纳其它零件的空间；每个驱动臂上至少设有若干个配合孔、让位孔和限位孔。

7、按权利要求2或3所述的制动器，其特征在于，所说的多自由度联动蹄的两个二自由度组合蹄的制动蹄中之一为单腹板制动蹄，另一个则为双腹板制动蹄；在两制动蹄邻接处，它们的腹板互相搭接，单腹板制动蹄的腹板位于另一个制动蹄的两腹板之间；在腹板搭接处的单腹板上设有长孔，在腹板搭接处的双腹板上设有圆孔。

8、按权利要求2或3所述的制动器，其特征在于，所说的多自由度联动蹄的制动蹄联动机构由穿过腹板搭接处双腹板上圆孔的联动销和腹板搭接处单腹板上长孔中的滑块组成，该滑块通过其上的孔与联动销相联接，并可在长孔中相对滑动。

9、按权利要求2或3所述的制动器，其特征在于，所说的多自由度联动蹄的制动蹄联动机构由穿过腹板搭接处双腹板上圆孔的联动销和腹板搭接处单腹板上的长孔组成，该联动销穿过长孔，并可在长孔中相对滑动。

10、按权利要求1所述的制动器，其特征在于，所说的制动器间隙调节机构主要由摩擦盘、摩擦盘转轴、摩擦盘压紧弹簧、螺母、调节臂、调节臂支承销、制动蹄位姿控制弹簧以及调节臂与驱动臂联动机构组成，该摩擦盘与制动底板相接触，该调节臂支承销通过靠近摩擦盘边缘部分的孔与摩擦盘相固接；该摩擦盘转轴穿过摩擦盘中央的孔与制动底板相联接；使摩擦盘与制动底板之间产生压力的摩擦盘压紧弹簧套在摩擦盘转轴上；该调节臂的中部及一端各有一孔，另一端与制动蹄相接触，所说的调节臂通过其端部上的孔和调节臂与驱动臂联动机构相联接，通过其中部的孔与调节臂支承销相联接，调节臂支承销穿过并伸出调节臂中部的孔，调节臂支承销头部被容纳于驱动臂靠近制动底板一侧支臂上的限位孔中；所说的制动蹄位姿控制弹簧安装于制动蹄和驱动臂的弹簧座之间。

11、按权利要求10所述的制动器，其特征在于，所说的摩擦盘与摩擦盘压紧弹簧分置于制动底板的两侧，摩擦盘与多自由度联动蹄处于制动底板一侧，摩擦盘压紧弹簧处于制动底板的另一侧，且通过摩擦盘转轴上的垫片和螺母被压缩于垫片与制动底板之间。

12、按权利要求10所述的制动器，其特征在于，所说的摩擦盘压紧弹簧布置在摩擦盘转轴的头部与摩擦盘之间，摩擦盘转轴依靠其上的台阶面和紧固螺母连接在制动底板上。

13、按权利要求10所述的制动器，其特征在于，所说的调节臂与驱动臂联动机构由联动销和滑块组成，联动销穿过滑块上的孔并通过调节臂端部的孔与调节臂相联接，滑块可绕联动销转动，并且可在靠近制动底板的一个驱动臂支臂上的长孔中相对滑动。

14、按权利要求10所述的制动器，其特征在于，所说的调节臂与驱动臂联动机构由联动销和靠近制动底板的一个驱动臂支臂上的长孔组成，该联动销通过调节臂端部的孔与调节臂相连，并且可在所说的驱动臂支臂上的长孔中相对滑动。

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