CN219115422U - 电子机械式制动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车辆技术领域，公开了电子机械式制动系统及车辆，该电子机械式制动系统，转换结构能将其动力输入端的旋转运动转化为其动力输出端的直线运动，转换结构的动力输出端与活塞固定连接，第一齿轮固定套设于电机的输出轴，第二齿轮和第三齿轮均转动设置于壳体，第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮依次啮合，第三齿轮与行星齿轮结构的太阳轮通过连接轴固定连接，行星齿轮结构的行星架与转换结构的动力输入端固定连接，行星齿轮结构的齿圈的外周面间隔设有多个第一键槽，壳体设有多个第二键槽，连接平键一部分插接于第一键槽，另一部分插接于第二键槽。能在较小空间实现较大的传动比，且齿圈与壳体安装方式简单且牢固。

Description

电子机械式制动系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及电子机械式制动系统及车辆。

背景技术

传统的液压制动系统通过液压传递来产生制动力，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，再通过各个制动分泵驱动活塞推动摩擦片与制动盘抵接以进行制动。但传统的液压制动系统存在响应慢、漏油、易造成环境污染且占用空间大等缺点。随着汽车底盘电气化程度的不断加深，对汽车底盘制动的智能化控制需求越来越高，传统的液压制动系统满足不了智能化控制的需求，所以电子机械式制动系统(Electro Mechanical Brake，EMB)应运而生。近些年电子机械式制动系统逐渐开始研发，由于其特性，可以实现真正的线控制动。电子机械式制动系统一般包括电机、传动系统和制动钳，然而，现有技术中，传动系统占用空间大且传动比小，而且与壳体的安装较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供电子机械式制动系统及车辆，以解决现有技术中传动系统占用空间大且传动比小，而且与壳体的安装较为复杂的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电子机械式制动系统，制动钳包括活塞、摩擦片和制动盘，所述活塞做直线运动能推动所述摩擦片压紧所述制动盘，其特征在于，所述电子机械式制动系统包括：

电机；

壳体、传动结构和转换结构，所述电机固定设置于所述壳体，所述转换结构能将其动力输入端的旋转运动转化为其动力输出端的直线运动，所述转换结构的动力输出端与所述活塞固定连接，所述传动结构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和行星齿轮结构，所述第一齿轮固定套设于所述电机的输出轴，所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第三齿轮依次啮合，所述第三齿轮与所述行星齿轮结构的太阳轮通过连接轴固定连接，所述行星齿轮结构的行星架与所述转换结构的动力输入端固定连接；

多个连接平键，所述行星齿轮结构的齿圈的外周面间隔设有多个第一键槽，所述壳体设有多个第二键槽，多个所述第一键槽、多个所述第二键槽和多个所述连接平键一一对应地设置，所述连接平键一部分插接于所述第一键槽，另一部分插接于所述第二键槽。

作为上述电子机械式制动系统的一种优选方案，所述电子机械式制动系统还包括挡板和限位螺栓，所述挡板套设于所述连接轴，所述连接平键的一侧与所述第二键槽的侧面抵接，另一侧与所述挡板抵接，所述限位螺栓与所述壳体螺接，且所述限位螺栓与所述挡板远离所述连接平键的一面抵接。

作为上述电子机械式制动系统的一种优选方案，所述太阳轮与所述连接轴一体成型，所述第三齿轮与所述连接轴过盈配合。

作为上述电子机械式制动系统的一种优选方案，所述电子机械式制动系统还包括转动设置于所述壳体的传动轴，所述第二齿轮固定套设于所述传动轴，所述传动轴的两端与所述壳体之间均设置有第一滑动轴承。

作为上述电子机械式制动系统的一种优选方案，所述转换结构包括滚珠丝杠和螺母，所述滚珠丝杠转动设置于所述壳体，所述滚珠丝杠与所述传动结构连接，所述螺母与所述滚珠丝杠螺接，所述螺母与所述活塞固定连接，所述活塞设置有防转结构，所述防转结构能阻碍所述活塞转动。

作为上述电子机械式制动系统的一种优选方案，所述电子机械式制动系统还包括驻车结构，所述驻车结构能限制所述电机的输出轴的转动。

作为上述电子机械式制动系统的一种优选方案，所述驻车结构包括棘轮、棘爪和电磁推杆，所述棘轮固定套设于所述电机的输出轴，所述棘爪的一端转动设置于所述壳体，所述电磁推杆能推动所述棘爪转动以使所述棘爪与所述棘轮卡接或分离。

作为上述电子机械式制动系统的一种优选方案，所述电子机械式制动系统还包括电路板和转角传感器，所述转角传感器包括感应磁铁和探测旋转磁场的磁场传感器，所述感应磁铁固定设置于所述电机的输出轴的一端，探测旋转磁场的磁场传感器设置于所述电路板。

作为上述电子机械式制动系统的一种优选方案，所述壳体包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体之中的一个设置有限位凸起，另一个设置有限位凹槽，所述限位凸起插接于所述限位凹槽。

本实用新型还提供了车辆，包括上述的电子机械式制动系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了电子机械式制动系统及车辆，该电子机械式制动系统，电机通过传动结构将动力传输至转换结构的动力输入端，转换结构将其动力输入端的旋转运动转化为其动力输出端的直线运动，转换结构的动力输出端带动活塞做直线运动推动摩擦片压紧制动盘，以实现车辆的制动。电机带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第三齿轮转动，行星齿轮结构包括太阳轮，行星轮、齿圈和行星架，齿圈固定设置于壳体，第三齿轮通过连接轴带动太阳轮转动，太阳轮带动行星轮转动，行星轮带动行星架转动，行星架带动滚珠丝杠转动，该传动结构能在较小空间内实现较大的传动比。而且齿圈通过多个连接平键固定于壳体，安装方式简单，能将齿圈方便快速地与壳体安装，且多个连接平键沿齿圈的周向均布，能将齿圈稳定牢固地安装在壳体上。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例提供的电子机械式制动系统的部分结构的分解示意图；

图2是本实用新型具体实施例提供的电子机械式制动系统的部分结构示意图；

图3是本实用新型具体实施例提供的电子机械式制动系统的结构示意图一；

图4是本实用新型具体实施例提供的电子机械式制动系统的结构示意图二；

图5是图4中沿A-A剖切线的剖视图；

图6是本实用新型具体实施例提供的电子机械式制动系统的部分结构的剖视图；

图7是本实用新型具体实施例提供的电子机械式制动系统的壳体的部分结构示意图；

图8是本实用新型具体实施例提供的电子机械式制动系统的结构示意图三。

图中：

1、制动钳；101、活塞；

2、电机；

3、壳体；31、限位凸起；32、第二键槽；

41、第一齿轮；42、第二齿轮；43、第三齿轮；441、齿圈；442、太阳轮；443、行星架；444、行星轮；

5、连接平键；

6、挡板；

7、限位螺栓；

8、连接轴；

9、滚珠丝杠；

10、螺母；

11、棘轮；

12、电磁推杆；

13、感应磁铁；

14、传动轴；

15、接插件；

16、PCBA。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实用新型提供了电子机械式制动系统，如图1-5所示，该电子机械式制动系统包括电机2、壳体3、传动结构、转换结构和多个连接平键5，电机2固定设置于壳体3，电机2通过传动结构与转换结构传动连接，转换结构能将其动力输入端的旋转运动转化为其动力输出端的直线运动，转换结构的动力输出端与活塞101固定连接，传动结构包括第一齿轮41、第二齿轮42、第三齿轮43和行星齿轮结构，第一齿轮41固定套设于电机2的输出轴，第二齿轮42和第三齿轮43均转动设置于壳体3，第一齿轮41、第二齿轮42和第三齿轮43依次啮合，第三齿轮43与行星齿轮结构的太阳轮442通过连接轴8固定连接，行星齿轮结构的行星架443与转换结构的动力输入端固定连接，行星齿轮结构的齿圈441的外周面间隔设有多个第一键槽，壳体3设有多个第二键槽32，多个第一键槽、多个第二键槽32和多个连接平键5一一对应地设置，连接平键5一部分插接于第一键槽，另一部分插接于第二键槽32。

如图1-5所示，该电子机械式制动系统，电机2通过传动结构将动力传输至转换结构的动力输入端，转换结构将其动力输入端的旋转运动转化为其动力输出端的直线运动，转换结构的动力输出端带动活塞101做直线运动推动摩擦片压紧制动盘，以实现车辆的制动。电机2带动第一齿轮41转动，第一齿轮41带动第二齿轮42转动，第二齿轮42带动第三齿轮43转动，行星齿轮结构包括太阳轮442，行星轮444、齿圈441和行星架443，齿圈441固定设置于壳体3，第三齿轮43通过连接轴8带动太阳轮442转动，太阳轮442带动行星轮444转动，行星轮444带动行星架443转动，行星架443带动滚珠丝杠9转动，该传动结构能在较小空间内实现较大的传动比。而且齿圈441通过多个连接平键5固定于壳体3，安装方式简单，能将齿圈441方便快速地与壳体3安装，且多个连接平键5沿齿圈441的周向均布，能将齿圈441稳定牢固地安装在壳体3上。

可选地，如图6所示，电子机械式制动系统还包括挡板6和限位螺栓7，挡板6套设于连接轴8，连接平键5的一侧与第二键槽32的侧面抵接，另一侧与挡板6抵接，限位螺栓7与壳体3螺接，且限位螺栓7与挡板6远离连接平键5的一面抵接。先将连接平键5插入第一键槽，将齿圈441和连接平键5压入壳体3使连接平键5进入第二键槽32，连接平键5的一侧与第二键槽32的侧面抵接，再将挡板6压入壳体3，挡板6与连接平键5的另一侧抵接，最后将限位螺栓7螺接于壳体3且使限位螺栓7抵接挡板6，对挡板6进行限位，从而通过挡板6和限位螺栓7能限定连接平键5和齿圈441的位置。可以理解的是，由于挡板6套设于连接轴8，挡板6还会防止行星轮444沿轴向窜动。

可选地，太阳轮442与连接轴8一体成型，第三齿轮43与连接轴8过盈配合。零部件少，方便装配。工艺上能省去单独制作花键以连接第三齿轮43和连接轴8的流程。可选地，连接轴8远离太阳轮442的一端与壳体3之间设置有第二滑动轴承。在其他实施例中，连接轴8的一端还可以设置第二滚动轴承。

可选地，电子机械式制动系统还包括转动设置于壳体3的传动轴14，第二齿轮42固定套设于传动轴14，传动轴14的两端与壳体3之间均设置有第一滑动轴承。传动轴14的两端均设置第一滑动轴承，能减少摩擦。在其他实施例中，传动轴14的两端也可以设置第一滚动轴承。

可选地，如图5所示，转换结构包括滚珠丝杠9和螺母10，滚珠丝杠9转动设置于壳体3，滚珠丝杠9与传动结构连接，螺母10与滚珠丝杠9螺接，螺母10与活塞101固定连接，活塞101设置有防转结构，防转结构能阻碍活塞101转动。传动结构带动滚珠丝杠9转动，由于螺母10与活塞101连接且活塞101设有防转结构，滚珠丝杠9能带动螺母10和活塞101沿滚珠丝杠9的延伸方向做直线运动。

可选地，防转结构为滑块，壳体3设有滑槽，滑槽的延伸方向与滚珠丝杠9的延伸方向平行，滑块滑动设置于滑槽。滑槽的侧壁与滑块接触能防止滑块绕滚珠丝杠9转动。

可选地，电子机械式制动系统还包括驻车结构，驻车结构能限制电机2的输出轴转动。

具体地，驻车结构包括棘轮11、棘爪和电磁推杆12，棘轮11固定套设于电机2的输出轴，棘爪的一端转动设置于壳体3，电磁推杆12能推动棘爪转动以使棘爪与棘轮11卡接或分离。制动钳1包括活塞101、摩擦片和制动盘，活塞101做直线运动能推动摩擦片压紧制动盘。当需要进行驻车制动时，电磁推杆12推动棘爪转动以使棘爪与棘轮11卡接，棘爪与棘轮11卡接后，棘轮11不能反转，从而使电机2无法后退以实现驻车。当需要解除驻车制动时，电磁推杆12带动棘爪与棘轮11分离，棘爪不阻碍棘轮11的转动，实现解除驻车。相比于现有技术中的棘轮与二级传动齿轮或其他传动齿轮同轴设置，该电子机械式制动系统中，由于电机2输出轴的扭矩小于传动结构中远离电机2的齿轮的扭矩，棘轮11设置于电机2的输出轴，驻车时棘轮11受到的力更小，不容易发热，从而减少驻车失效的可能。

可以理解的是，棘轮11与第一齿轮41同轴设置。电机2的输出轴、传动轴14和连接轴8三者中，电机2的输出轴的扭矩最小，棘轮11设置于电机2的输出轴，在驻车时棘轮11受力最小。

可选地，如图1-5所示，电子机械式制动系统还包括电路板和转角传感器，转角传感器包括感应磁铁13和探测旋转磁场的磁场传感器，感应磁铁13固定设置于电机2的输出轴的一端，探测旋转磁场的磁场传感器设置于电路板。感应磁铁13随电机2的输出轴转动，探测旋转磁场的磁场传感器和感应磁铁13配合能检测到电机2的转角。电机2的三相也与电路板连接。电路板上还设置有接插件15，接插件15用于电路板与控制器连接。

作为一种替代方案，如图8所示，电子机械式制动系统还包括PCBA(PrintedCircuit Board Assembly，印刷电路板装配)16和转角传感器，转角传感器包括感应磁铁13和探测旋转磁场的磁场传感器，感应磁铁13固定设置于电机2的输出轴的一端，探测旋转磁场的磁场传感器设置于PCBA 16。电机2的三相也与PCBA 16连接。该PCBA 16能够独自控制电机2以及转角传感器，无需外接控制器。

可选地，如图7所示，壳体3包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体之中的一个设置有限位凸起31，另一个设置有限位凹槽，限位凸起31插接于限位凹槽。能够使第一壳体和第二壳体精准地拼接，安装精度高，从而保证传动结构、第一滑动轴承和第二滑动轴承定位精准。可以理解的是，第一壳体和第二壳体先通过限位凸起31进行定位，再通过螺栓固定连接。传动轴的一端转动设置于第一壳体，另一端转动设置于第二壳体。

本实用新型还提供了车辆，该车辆包括上述的电子机械式制动系统。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.电子机械式制动系统，制动钳(1)包括活塞(101)、摩擦片和制动盘，所述活塞(101)做直线运动能推动所述摩擦片压紧所述制动盘，其特征在于，所述电子机械式制动系统包括：

电机(2)；

壳体(3)、传动结构和转换结构，所述电机(2)固定设置于所述壳体(3)，所述转换结构能将其动力输入端的旋转运动转化为其动力输出端的直线运动，所述转换结构的动力输出端与所述活塞(101)固定连接，所述传动结构包括第一齿轮(41)、第二齿轮(42)、第三齿轮(43)和行星齿轮结构，所述第一齿轮(41)固定套设于所述电机(2)的输出轴，所述第一齿轮(41)、所述第二齿轮(42)和所述第三齿轮(43)依次啮合，所述第三齿轮(43)与所述行星齿轮结构的太阳轮(442)通过连接轴(8)固定连接，所述行星齿轮结构的行星架(443)与所述转换结构的动力输入端固定连接；

多个连接平键(5)，所述行星齿轮结构的齿圈(441)的外周面间隔设有多个第一键槽，所述壳体(3)设有多个第二键槽(32)，多个所述第一键槽、多个所述第二键槽(32)和多个所述连接平键(5)一一对应地设置，所述连接平键(5)一部分插接于所述第一键槽，另一部分插接于所述第二键槽(32)。

2.根据权利要求1所述的电子机械式制动系统，其特征在于，所述电子机械式制动系统还包括挡板(6)和限位螺栓(7)，所述挡板(6)套设于所述连接轴(8)，所述连接平键(5)的一侧与所述第二键槽(32)的侧面抵接，另一侧与所述挡板(6)抵接，所述限位螺栓(7)与所述壳体(3)螺接，且所述限位螺栓(7)与所述挡板(6)远离所述连接平键(5)的一面抵接。

3.根据权利要求1所述的电子机械式制动系统，其特征在于，所述太阳轮(442)与所述连接轴(8)一体成型，所述第三齿轮(43)与所述连接轴(8)过盈配合。

4.根据权利要求1所述的电子机械式制动系统，其特征在于，所述电子机械式制动系统还包括转动设置于所述壳体(3)的传动轴(14)，所述第二齿轮(42)固定套设于所述传动轴(14)，所述传动轴(14)的两端与所述壳体(3)之间均设置有第一滑动轴承。

5.根据权利要求1所述的电子机械式制动系统，其特征在于，所述转换结构包括滚珠丝杠(9)和螺母(10)，所述滚珠丝杠(9)转动设置于所述壳体(3)，所述滚珠丝杠(9)与所述传动结构连接，所述螺母(10)与所述滚珠丝杠(9)螺接，所述螺母(10)与所述活塞(101)固定连接，所述活塞(101)设置有防转结构，所述防转结构能阻碍所述活塞(101)转动。

6.根据权利要求1所述的电子机械式制动系统，其特征在于，所述电子机械式制动系统还包括驻车结构，所述驻车结构能限制所述电机(2)的输出轴的转动。

7.根据权利要求6所述的电子机械式制动系统，其特征在于，所述驻车结构包括棘轮(11)、棘爪和电磁推杆(12)，所述棘轮(11)固定套设于所述电机(2)的输出轴，所述棘爪的一端转动设置于所述壳体(3)，所述电磁推杆(12)能推动所述棘爪转动以使所述棘爪与所述棘轮(11)卡接或分离。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电子机械式制动系统，其特征在于，所述电子机械式制动系统还包括电路板和转角传感器，所述转角传感器包括感应磁铁(13)和探测旋转磁场的磁场传感器，所述感应磁铁(13)固定设置于所述电机(2)的输出轴的一端，探测旋转磁场的磁场传感器设置于所述电路板。

9.根据权利要求1-7任一项所述的电子机械式制动系统，其特征在于，所述壳体(3)包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体之中的一个设置有限位凸起(31)，另一个设置有限位凹槽，所述限位凸起(31)插接于所述限位凹槽。

10.车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电子机械式制动系统。

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