CN107542817B - 一种电制动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电制动器，属于车辆制动技术领域。它解决了现有的电制动器制动效果差的问题。本电制动器，包括驱动件、制动衬片、制动盘以及设置于驱动件和制动衬片之间的推动杆一，所述驱动件与制动衬片之间还设置有推动杆二，所述推动杆一和推动杆二均与上述驱动件传动连接且推动杆一和推动杆二能在驱动件的驱动下带动制动衬片抵靠在上述制动盘上，电制动器还包括两个压力传感器以及控制器，两个所述压力传感器能分别检测所述推动杆一和推动杆二对上述制动衬片施加的制动力大小并将制动力信息发送给上述控制器，所述控制器能接收上述压力传感器的制动力信息并控制上述驱动件输出的驱动力。本电制动器具有制动效果好的优点。

Description

一种电制动器

技术领域

本发明属于车辆制动技术领域，涉及一种电制动器。

背景技术

制动系统是汽车的一个重要组成部分，现有大部分汽车的制动装置为液压制动。制动时，驾驶员通过踏板控制液压制动总泵经过真空助力器加压，用液压管路方式传送至各个车轮的制动分泵，对盘式制动器进行液压制动。但是，液压制动系统在使用过程中，因采用液压管路方式进行制动力传输，容易发生漏油且响应速度较慢。

为此，人们设计了一种电动制动器并申请了中国专利(其申请号为：200820226958.2；其公告号为：CN201326669Y)，该电动制动器包括制动夹钳，制动夹钳上安装制动缸和能够实现正转和反转的电机，电机输出端安装减速器，制动缸内安装滚珠丝杆-螺母机构，滚珠丝杆-螺母机构的螺杆与减速器的输出端连接，滚珠丝杆-螺母机构的螺母上安装压盘。使用时，电机通过减速器输出动力，带动丝杆转动，从而带动制动螺母和压盘向制动盘压紧和退回，实现制动或解除制动，不会发生漏油的情况，响应速度较快。

但是，该电动制动器中仅仅通过电机驱动一个制动螺母来将一个摩擦片压在制动盘上以实现制动，因摩擦片并不与制动螺母直接连接固定，而制动盘在行车时会发生周向转动，则制动螺母将摩擦片推动至抵靠在制动盘上时，随着制动盘的转动，摩擦片容易绕着制动螺母的作用点发生偏转，从而造成摩擦片偏磨的情况，制动效果差；且该电动制动器在制动时难以确定摩擦片的制动力是否足够，在摩擦片长期使用磨损后容易出现制动力不足而导致制动效果差、制动响应速度慢甚至制动失效的情况。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种电制动器，所要解决的技术问题是如何提升电制动器的制动效果。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种电制动器，包括驱动件、制动衬片、制动盘以及设置于驱动件和制动衬片之间的推动杆一，其特征在于，所述驱动件与制动衬片之间还设置有推动杆二，所述推动杆一和推动杆二均与上述驱动件传动连接且推动杆一和推动杆二能在驱动件的驱动下带动制动衬片抵靠在上述制动盘上，电制动器还包括两个压力传感器以及控制器，两个所述压力传感器能分别检测所述推动杆一和推动杆二对上述制动衬片施加的制动力大小并将制动力信息发送给上述控制器，所述控制器能接收上述压力传感器的制动力信息并控制上述驱动件输出的驱动力。

本电制动器在制动时，通过驱动件驱动推动杆一和推动杆二带动制动衬片抵靠在制动盘上实现制动。在此制动过程中，通过推动杆一和推动杆二这两个推动杆结构来对同一制动衬片施加制动力，制动力更大，制动效果好。同时，通过压力传感器检测推动杆一和推动杆二施加的制动力，可与预设的制动力相比较，进而由控制器控制驱动件输出的驱动力以调整推杆一和推杆二施加的制动力在合理范围内，从而保证制动力足够，保证制动效果的稳定性。在出厂测试阶段或者检修阶段，针对同一电制动器，两个压力传感器分别检测推动杆一和推动杆二输出的制动力大小并反馈给控制器，测试人员可根据车辆内置显示器或者外接显示器获知推动杆一和推动杆二的制动力差异，通过调整推动杆一、推动杆二与驱动件之间的传动结构来使整个制动衬片受到的制动力均匀，不发生偏磨，提高了制动效果，从而使得本电制动器能满足电动行车制动以及电动驻车中的使用需求；针对整车的数个电制动器，可根据压力传感器反馈的制动力信息，调整各制动器上驱动件的输入力，使得各制动器的制动力与整车需求的制动力相匹配，提高制动效果，这不仅有利于解决制动跑偏问题，而且让制动衬片的磨损相互均匀。

在上述的一种电制动器中，电制动器还包括提示模块以及能检测上述制动衬片磨损量的磨损传感器，所述磨损传感器和提示模块均与上述控制器相连接且磨损传感器能发送磨损信息给上述控制器，所述控制器能接收磨损信息发送相应的提示信息给上述提示模块。磨损传感器用于检测制动衬片的磨损情况并发送给控制器，当磨损量达到极限值时，控制器发送提示信号给提示模块，用以提示用户注意，以便于用户及时更换制动衬片，保证制动的效果。

在上述的一种电制动器中，电制动器还包括同步传动结构以及同步件，上述推动杆一的一端和推动杆二的一端通过上述同步传动结构与所述驱动件传动连接，所述推动杆一另一端和推动杆二另一端均与上述同步件固连，所述推动杆一和推动杆二在上述驱动件和同步传动结构的作用下能同步推出并带动上述制动衬片移动。通过同步传动结构和同步件将推动杆一和推动杆二两端进行同步，保证推动杆一和推动杆二推出时的同步性，避免两者带动的制动衬片在制动时发生偏移而出现偏磨的情况，提高了制动的效果。

在上述的一种电制动器中，所述的驱动件包括电机，上述同步传动结构包括主动齿轮、螺母一和螺母二，上述推动杆一和推动杆二均为螺杆，所述螺母一与推动杆一螺纹连接，所述的螺母二与推动杆二螺纹连接，所述主动齿轮与上述电机的输出轴传动连接，上述螺母一的外侧和螺母二的外侧均具有若干个传动齿，螺母一通过外侧的传动齿与上述主动齿轮传动连接，所述螺母二通过外侧的传动齿与上述主动齿轮传动连接。同步传动结构工作时，由主动齿轮传递电机输出的动力，并带动螺母一和螺母二转动，因推动杆一和推动杆二的一端均与同步件固连，推动杆一和推动杆二无法发生转动，在螺母一和螺母二转动的过程中，推动杆一和推动杆二将沿着自身轴线推出或者退回，实现周向转动转换为直线运动。采用该主动齿轮和传动齿的齿轮传动结构，使得传动过程更稳定，输出的制动力也更稳定。

在上述的一种电制动器中，两个所述压力传感器分别设置于上述螺母一一侧和螺母二的一侧，且当所述推动杆一和推动杆二带动上述制动衬片抵靠在所述制动盘上时，所述螺母一和螺母二能分别对两个上述压力传感器施加作用力。推动杆一和推动杆二推动制动衬片抵靠在制动盘上时，推动杆一和推动杆二分别受到反作用力并将该反作用力分别通过螺母一和螺母二传递至压力传感器上，从而使得压力传感器能检测推动杆一和推动杆二施加的制动力大小。

在上述的一种电制动器中，所述的主动齿轮与螺母一之间的传动比以及主动齿轮与螺母二之间的传动比相等。传动比相等以保证主动齿轮对推动杆一和推动杆二传动的同步性。

在上述的一种电制动器中，所述推动杆一用于与同步件相连接的一端具有连接部一，所述推动杆二用于与同步件相连接的一端具有连接部二，上述同步件上贯穿开设有通孔一和通孔二，所述通孔一的截面形状与连接部一的截面形状相匹配且连接部一穿入通孔一内并与同步件周向固定，所述通孔二的截面形状与连接部二的截面形状相匹配且连接部二穿入通孔二内并与同步件周向固定，所述推动杆一和推动杆二分别通过连接件与同步件轴向固定。通过形状的配合来实现推动杆一、推动杆二以及同步件的连接，不仅周向固定效果更好，且连接较为方便。连接件可选用卡簧、螺钉等常用的连接部件。

作为另一种情况，在上述的一种电制动器中，电制动器还包括外壳，该外壳内具有均呈柱状的安装腔一和安装腔二，上述推动杆一和推动杆二分别设置于安装腔一和安装腔二内，上述驱动件包括气缸，所述同步传动结构包括设置于推动杆一和气缸的活塞杆外端之间的连杆一以及设置于推动杆二和气缸的活塞杆外端之间的连杆二，连杆一的两端分别与上述推动杆一和气缸的活塞杆外端铰接，所述连杆二的两端分别与上述推动杆二和气缸的活塞杆外端铰接。通过一个活塞配合两个等长的连杆一和连杆二也能实现对推动杆一和推动杆二上与驱动件相连接的一端的同步驱动，使得推动杆一和推动杆二分别在安装腔一和安装腔二内沿着腔体的轴线方向来回移动。

在上述的一种电制动器中，所述的驱动件还包括与上述电机的输出轴传动连接的减速器，上述主动齿轮套设于减速器的输出轴外侧且两者相固连。减速器的设置以及主动齿轮和传动齿的配合可达到多级减速增扭的效果，使推盘轴向输出力增大，从而产生满足整车需求的行车制动力矩和驻车制动力矩。

在上述的一种电制动器中，所述电机的输出轴与上述减速器之间还连接有过载保护机构。过载保护机构用于在输出的扭矩超过其自身的打滑力矩时会发生打滑，从而使传动被断开，对电机进行保护。此过载保护机构可选用现有的过载保护机构，对其结构不进行具体说明。

在上述的一种电制动器中，电制动器还包括推动杆三，该推动杆三与上述推动杆一设置于上述同步件的同一侧，所述推动杆三的一端与上述驱动件通过上述同步传动结构传动连接，另一端与上述同步件固定连接，且推动杆三能受到驱动件的驱动将同步件推出。必要时，可在推动杆一和推动杆二的基础上再增加一个推动杆三，从而实现对制动衬片的三角定位。

在上述的一种电制动器中，所述推动杆一和推动杆二外侧还分别套设并轴向固定有呈环状的推盘，两个所述推盘与上述制动衬片位置相对且两个推盘能抵靠在上述制动衬片上并推动制动衬片抵靠在制动盘上。通过推盘的结构来扩大对制动衬片制动时的受力面积，提高制动衬片制动时的稳定性，保证制动效果。同时，推盘在推动制动衬片实现制动的过程中只受到轴向移动的作用力，受力稳定，不易损坏。

在上述的一种电制动器中，所述电机的输出轴上还具有供手动驱动的调节头，所述调节头自上述电机的电机壳后端伸出。在电机后端设置一个伸出电机壳的调节头，作用是当电机因断电或其它故障导致无法自动正、反转时，可通过手动操作该调节头进行人工临时应急旋转电机输出轴，以实现解除行车制动、驻车制动、调整制动间隙或更换摩擦块等功能。

与现有技术相比，本电制动器具有以下优点：

1、通过压力传感器检测制动力大小并反馈给控制器来实现制动力大小的控制，制动力输出稳定，且可及时发现和调整制动衬片偏磨等情况，提高了制动效果。

2、电机由电机通过减速器和齿轮组进行推动杆一和推动杆二的驱动，制动力大且响应速度快。

3、通过推动杆一和推动杆二同步移动来对一个制动衬片进行推动，制动力大且制动力均匀，使得制动衬片不易发生偏磨，保证了制动效果，使得本电制动器的制动力能满足行车制动和驻车制动的需求，适用范围广，功能多。

附图说明

图1是本电制动器的部分剖视结构示意图。

图2是本电制动器的原理结构框图。

图3是本电制动器中同步传动结构处的剖视结构示意图。

图4是同步传动结构处另一视角的剖视结构示意图。

图5是同步传动结构处另一视角的剖视结构示意图。

图6是推动杆一和同步件连接处的放大图。

图中，1、驱动件；2、制动衬片；3、制动盘；4、推动杆一；5、推动杆二；6、压力传感器；7、控制器；9、提示模块；10、磨损传感器；11、同步件；12、主动齿轮；13、螺母一；14、螺母二；15、连接件；16、减速器；17、过渡齿轮；18、从动齿轮一；19、从动齿轮二；20、推盘；21、托架。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图3、图4、图5和图6所示，本电制动器包括驱动件1、制动衬片2以及制动盘3，驱动件1与制动衬片2之间设置有均呈杆状的推动杆一4和推动杆二5，推动杆一4和推动杆二5的一端与驱动件1之间通过同步传动结构传动连接，另一端均与一呈长板状的同步件11固连。同时，推动杆一4和推动杆二5用于与同步件11相连接的一端的外侧还分别套设并轴向固定有呈环状的推盘20，两推盘20的外端面正对制动衬片2，制动衬片2连接在托架21上。推盘20的外端面凸出于同步件11以及推动杆一4和推动杆二5外端的端面，用于随推动杆一4和推动杆二5移动并推出制动衬片2。在本实施例中，驱动件1包括电机以及传动连接在电机输出端的减速器16，减速器16与电机之间还连接有过载保护机构，电机具体可选用带刹车功能的电机，即刹车电机；推动杆一4和推动杆二5在驱动件1、同步传动结构以及同步件11的作用下能同步推出或者同步退回。

具体地说，同步传动结构包括主动齿轮12、螺母一13和螺母二14，推动杆一4和推动杆二5均为螺杆，螺母一13与推动杆一4螺纹连接，螺母二14与推动杆二5螺纹连接。主动齿轮12套设于减速器16输出轴外侧且与其固定，螺母一13的外侧和螺母二14的外侧均具有若干个传动齿，螺母一13通过外侧的传动齿与主动齿轮12传动连接，螺母二14通过外侧的传动齿与主动齿轮12传动连接。在本实施例中，主动齿轮12上还啮合有一过渡齿轮17，螺母一13外侧套设有呈环形的从动齿轮一18，从动齿轮一18与螺母一13通过平键连接，螺母二14外侧套设有呈环形的从动齿轮二19，从动齿轮二19与螺母二14通过平键连接，从动齿轮一18和从动齿轮二19规格相同且均与过渡齿轮17啮合。必要时，主动齿轮12处的传动结构也可采用直齿、斜齿或者涡轮蜗杆等传动结构。

推动杆一4和推动杆二5用于与同步件11相连接的一端分别具有连接部一和连接部二，连接部一和连接部二的截面均为非圆形，同步件11上贯穿开设有通孔一和通孔二，通孔一的截面形状与推动杆一4的截面形状相匹配且推动杆一4穿入通孔一内，通孔二的截面形状与推动杆二5的截面形状相匹配且推动杆二5穿入通孔二内，推动杆一4和推动杆二5分别通过连接件15与同步件11轴向固定。在本实施例中，推动杆一4和推动杆二5的截面形状均为方形，通孔一和通孔二均为方孔，推动杆一4的外侧具有挡肩一，连接件15为固定在推动杆一4外侧的卡簧，同步件11固定于挡肩一和卡簧之间；推动杆二5和同步件11的连接结构与推动杆一4和同步件11的连接结构相同，这里不再赘述。

如图2所示，本电制动器还包括压力传感器6、磨损传感器10、控制器7以及提示模块9，压力传感器6、磨损传感器10以及提示模块9均与控制器7相连接。其中，压力传感器6的数量为两个，且均呈环形，两个压力传感器6分别套设在推动杆一4和推动杆二5上并分别与螺母一13和螺母二14的位置相对，用于分别检测推动杆一4和推动杆二5对制动衬片2施加的制动力大小并将制动力信息发送给控制器7；磨损传感器10能检测制动衬片2的磨损量并发送磨损信号给控制器7；控制器7为ECU，可接收上述信息进行处理，并发送相应的控制信号给电机以控制驱动件1输出的驱动力或者发送相应的提示信号给提示模块9进行信息提示。

本电制动器在制动时，由电机输出动力，通过减速器16传递至主动齿轮12处，并通过过渡齿轮17、从动齿轮一18和从动齿轮二19带动螺母一13和螺母二14同步转动。此时，因推动杆一4和推动杆二5的一端均与同步件11固连，推动杆一4和推动杆二5无法发生转动，在螺母一13和螺母二14转动的过程中，推动杆一4和推动杆二5将沿着自身轴线推出或者退回，实现周向转动转换为直线运动，从而推动推盘20移动，进而由推盘20推动制动衬片2抵靠在制动盘3上实现制动。反之，电机反转，带动推动杆一4和推动杆二5反向退回，解除制动。

在此制动过程中，当推动杆一4和推动杆二5分别通过推盘20带动制动衬片2抵靠在制动盘3上时，推动杆一4和推动杆二5受到反作用力并作用在螺母一13和螺母二14上，由螺母一13和螺母二14分别对两个压力传感器6施加作用力，以使压力传感器6检测到推动杆一4和推动杆二5施加的制动力并将制动力信号发送给控制器7，控制器7将其与预设的制动力值相比较，从而发出相应的控制信号给电机，调整电机的驱动力，以使输出的制动力的大小满足要求。

当制动衬片2的磨损量达到极限值时，控制器7发送提示信号给提示模块9，用以提示用户注意，以便于用户及时更换制动衬片2，保证制动的效果。

此外，电机的输出轴上还具有供手动驱动其转动的调节头，该调节头自电机的电机壳后端伸出。这里，在电机后端设置一个伸出电机壳的调节头，作用是当电机因断电或其它故障导致无法自动正、反转时，可通过手动操作该调节头进行人工临时应急旋转电机输出轴，以实现解除行车制动、驻车制动、调整制动间隙或更换摩擦块等功能。调节头的截面形状根据需要可采用圆形、方形、三角形、齿形、多边形或者在侧边有防转孔等止转结构，又或者在调节头上设置内凹的凹入部。

除以上技术方案以外，电制动器还可包括推动杆三，该推动杆三与推动杆一4设置于同步件11的同一侧，推动杆三的一端与驱动件1通过同步传动结构传动连接，另一端与同步件11固定连接，且推动杆三能受到驱动件1的驱动将同步件11推出。而同步传动结构也可采用另一方案：电制动器可包括外壳，该外壳内具有均呈柱状的安装腔一和安装腔二，推动杆一4和推动杆二5分别设置于安装腔一和安装腔二内，驱动件1选用气缸，同步传动结构包括设置于推动杆一4和气缸的活塞杆外端之间的连杆一以及设置于推动杆二5和气缸的活塞杆外端之间的连杆二，连杆一的两端分别与推动杆一4和气缸的活塞杆外端铰接，连杆二的两端分别与推动杆二5和气缸的活塞杆外端铰接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种电制动器，包括驱动件（1）、制动衬片（2）、制动盘（3）以及设置于驱动件（1）和制动衬片（2）之间的推动杆一（4），其特征在于，所述驱动件（1）与制动衬片（2）之间还设置有推动杆二（5），所述推动杆一（4）和推动杆二（5）均与上述驱动件（1）传动连接且推动杆一（4）和推动杆二（5）能在驱动件（1）的驱动下带动制动衬片（2）抵靠在上述制动盘（3）上，电制动器还包括两个压力传感器（6）以及控制器（7），两个所述压力传感器（6）能分别检测所述推动杆一（4）和推动杆二（5）对上述制动衬片（2）施加的制动力大小并将制动力信息发送给上述控制器（7），所述控制器（7）能接收上述压力传感器（6）的制动力信息并控制上述驱动件（1）输出的驱动力，电制动器还包括同步传动结构以及同步件（11），上述推动杆一（4）的一端和推动杆二（5）的一端通过上述同步传动结构与所述驱动件（1）传动连接，所述推动杆一（4）另一端和推动杆二（5）另一端均与上述同步件（11）固连，所述推动杆一（4）和推动杆二（5）在上述驱动件（1）和同步传动结构的作用下能同步推出并带动上述制动衬片（2）移动，所述的驱动件（1）包括电机，上述同步传动结构包括主动齿轮（12）、螺母一（13）和螺母二（14），上述推动杆一（4）和推动杆二（5）均为螺杆，所述螺母一（13）与推动杆一（4）螺纹连接，所述的螺母二（14）与推动杆二（5）螺纹连接，所述主动齿轮（12）与上述电机的输出轴传动连接，上述螺母一（13）的外侧和螺母二（14）的外侧均具有若干个传动齿，螺母一（13）通过外侧的传动齿与上述主动齿轮（12）传动连接，所述螺母二（14）通过外侧的传动齿与上述主动齿轮（12）传动连接，两个所述压力传感器（6）分别设置于上述螺母一（13）一侧和螺母二（14）的一侧，且当所述推动杆一（4）和推动杆二（5）带动上述制动衬片（2）抵靠在所述制动盘（3）上时，所述螺母一（13）和螺母二（14）能分别对两个上述压力传感器（6）施加作用力。

2.根据权利要求1所述的一种电制动器，其特征在于，电制动器还包括提示模块（9）以及能检测上述制动衬片（2）磨损量的磨损传感器（10），所述磨损传感器（10）和提示模块（9）均与上述控制器（7）相连接且磨损传感器（10）能发送磨损信息给上述控制器（7），所述控制器（7）能接收磨损信息发送相应的提示信息给上述提示模块（9）。

3.根据权利要求1所述的一种电制动器，其特征在于，所述的主动齿轮（12）与螺母一（13）之间的传动比以及主动齿轮（12）与螺母二（14）之间的传动比相等。

4.根据权利要求1或3所述的一种电制动器，其特征在于，所述推动杆一（4）用于与同步件（11）相连接的一端具有连接部一，所述推动杆二（5）用于与同步件（11）相连接的一端具有连接部二，上述同步件（11）上贯穿开设有通孔一和通孔二，所述通孔一的截面形状与连接部一的截面形状相匹配且连接部一穿入通孔一内并与同步件（11）周向固定，所述通孔二的截面形状与连接部二的截面形状相匹配且连接部二穿入通孔二内并与同步件（11）周向固定，所述推动杆一（4）和推动杆二（5）分别通过连接件（15）与同步件（11）轴向固定。

5.根据权利要求1或3所述的一种电制动器，其特征在于，所述的驱动件（1）还包括与上述电机的输出轴传动连接的减速器（16），上述主动齿轮（12）套设于减速器（16）的输出轴外侧且两者相固连。

6.根据权利要求1或3所述的一种电制动器，其特征在于，电制动器还包括推动杆三，该推动杆三与上述推动杆一（4）设置于上述同步件（11）的同一侧，所述推动杆三的一端与上述驱动件（1）通过上述同步传动结构传动连接，另一端与上述同步件（11）固定连接，且推动杆三能受到驱动件（1）的驱动将同步件（11）推出。

7.根据权利要求1所述的一种电制动器，其特征在于，所述推动杆一（4）和推动杆二（5）外侧还分别套设并轴向固定有呈环状的推盘（20），两个所述推盘（20）与上述制动衬片（2）位置相对且两个推盘（20）能抵靠在上述制动衬片（2）上并推动制动衬片（2）抵靠在制动盘（3）上。

8.根据权利要求1所述的一种电制动器，其特征在于，所述电机的输出轴上还具有供手动驱动的调节头，所述调节头自上述电机的电机壳后端伸出。