用于制动感测的系统及方法
【专利摘要】用于制动感测的系统及方法。本实施例总体上涉及制动系统（10），并且更具体地涉及基于卡钳的制动系统。在实施例中，方法包括用第一电势使第一制动片（18）的第一内表面（30）的至少一部分起电。所述方法还包括用不同于所述第一电势的第二电势使第二制动片（19）的第二内表面（30）的至少一部分起电。所述方法包括在所述第一制动片（18）和所述第二制动片（19）之间实施电气测量，其中所述电气测量包括电压测量、电流测量、电阻测量、频率测量或其组合。所述方法还包括基于所述电气测量确定所述第一和制动片（18、19）相对于制动构件（14）的位置。
【专利说明】
用于制动感测的系统及方法
技术领域
[0001 ]本公开总体上涉及制动系统，并且更具体地涉及制动感测系统。【背景技术】
[0002]诸如基于卡钳的盘式制动系统的制动系统通常用在机械系统(例如诸如汽车、自行车和火车的车辆)中以阻滞或停止运动。例如，汽车的盘式制动器可包括一对卡钳，每个卡钳具有相应的制动衬块，其响应于驾驶员下压汽车的制动踏板而夹在制动盘(也被称为制动转子)上。更具体地，当操作员下压汽车的制动踏板时，可以液压致动制动卡钳以使其夹在制动盘上，使得制动衬块与制动盘之间的摩擦使汽车减速或停止。随后，当操作员释放汽车的制动踏板时，可以致动制动卡钳以释放制动盘，从而使得汽车能够再次自由地运动。【附图说明】
[0003]当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面以及优点，贯穿附图，同样的标记表示同样的零件，附图中:图1是图示根据本实施例的制动系统的示意图；图2A是图示根据本实施例的处于脱离或打开位置中的制动系统的示意图；图2B是图示根据本实施例的处于接合或闭合位置中的制动系统的示意图；图3是图示根据本实施例的旋转平台系统的实施例的示意图，该旋转平台系统包括具有多个卡钳组件的制动系统；图4-7是图示据本实施例的所公开的制动系统的各种制动片(brake block)的示意图；以及图8-15是图示据本实施例的所公开的制动系统的各种制动构件的示意图。【具体实施方式】
[0004]下文将描述一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中未对实际实施方式的所有特征进行描述。应当理解的是，在任何这样的实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计方案中那样，需要作出多个实施方式-专用的决策以实现开发者的具体目标(诸如符合系统相关和商业相关的约束)，该目标可以从一个实施方式到另一实施方式变化。此外，应当理解的是，这样的开发努力可以是复杂并且耗时的，但是对于具有本公开的益处的那些普通技术人员而言将仍然是设计、生产和制造的常规工作。
[0005]当介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”以及“该”旨在意味着存在一个或多个该元件。术语“包括”、“包含”以及“具有”旨在是包括性的，并且意味着可以存在除所列举的元件之外的额外元件。此外，应当理解的是，对本公开的“一个实施例”或“实施例”的引用不旨在被解释为排除也包含所陈述的特征的额外实施例的存在。如本文所使用的，“沿着”可意味着相对于具体特征取向(诸如取向成平行于具体特征)，并且旨在包括彼此直接接触或布置成彼此接近(比如，靠近或邻近)的特征。
[0006]如上文所述的，制动系统(例如，基于卡钳的制动器、鼓式制动器等)通常用于控制机械系统(例如，车辆、钻探和采矿装备、结构装备、组装线机器等)的运动。例如，当应用车辆(例如，小轿车、自行车或游乐园骑乘设施)的制动系统时，可限制或阻止车辆的特定运动，这可以改变车辆的运动和/或位置。此外，当释放车辆的制动器时，可以再次允许车辆实施由所应用的制动器限制或阻止的特定运动。然而，除了车辆受到阻碍的运动之外，还可能难以确定制动机构实际上接合至制动构件的程度。如本文所使用的，“制动构件”包括由制动系统的一个或多个制动片接合(即，夹在其上、向其挤压)的制动系统的一部分。因而，如本文所讨论的，制动构件可包括制动盘、制动转子、制动轨道、制动鼓或其它合适结构。如本文所使用的，制动片包括响应于致动器(诸如制动系统的卡钳组件的致动器)的运动而接合 (即，接触和夹在其上)制动系统的制动构件的制动系统的一部分。因而，制动片可包括制动衬块、制动蹄或根据本技术的实施例的其它合适结构。
[0007]因此，本实施例涉及能够实现在操作期间电气感测制动系统的一个或多个性能参数的制动系统(例如，基于卡钳的制动系统)。例如，某些本发明所公开的制动系统实施例可提供指示当前是否接合制动系统的输出(例如，测量信号、控制信号、指示器灯或其它合适输出)。在某些实施例中，所公开的制动系统还可以提供指示施加到制动介质(例如，由卡钳组件)的力的量的输出。此外，在某些实施例中，所公开的制动系统还可以提供指示接合了 (例如，由卡钳组件)制动构件的哪部分的输出。如下文详细讨论的那样，这种实施例可以实现基于例如制动构件的哪部分(例如，制动轨道)由制动系统的特定卡钳组件接合来确定位置信息。此外，在某些实施例中，所公开的制动系统可包括多个卡钳组件。如下文陈述的，这样的制动系统实施例可以独自或与控制系统协作提供指示下述信息的输出:是否每个卡钳组件已接合制动构件、由每个卡钳组件施加于制动构件的力的量，和/或对于每个卡钳组件制动构件上的接合位置。
[0008]在考虑上述内容的情况下，图1图示根据本方法的实施例的基于卡钳的制动系统 10的示例。图1中图示的制动系统10包括卡钳组件12和制动构件14。图示的制动系统10的卡钳组件12包括卡钳模块16、第一制动片18、第二制动片19以及电气感测装置20。处于讨论的目的，图1的制动片18和19示出为从卡钳模块16分解出。在卡钳组件12的制造期间，制动片 18和19分别联接或安装到卡钳模块16的板22和24。卡钳模块16还包括致动器26,其构造成响应于刺激而改变制动片18和19的相对位置。对于图1中图示的制动系统10的实施例，致动器26是联接到卡钳模块16的板24的液压致动塞26。液压致动塞26仅作为示例提供，并且在其它实施例中，致动器26可以是不否定本方法的作用的电气的或机械的致动器26。
[0009]如关于图2A和2B在下文讨论的那样，致动器26在第一刺激(例如，液压压力的增加或电气信号)下可引起致动器26使板24朝向板22运动，如由箭头28所指示。该运动导致联接至IJ板24的制动片19朝向联接到板22的制动片18运动。当制动构件14布置在制动片18和19之间时，制动片19朝向制动片18的运动引起卡钳组件12接合(例如，夹紧或抓紧在其上)制动构件14,使得卡钳组件12和制动构件14之间的相对运动部分地或完全地被禁止。换言之，制动片18和19的内表面30与制动构件14的表面之间的摩擦相互作用阻止或防止制动构件14 相对于卡钳组件12运动。响应于第二刺激(例如，液压压力的降低或不同的电气信号)，致动器26可使板24(和联接的制动片19)远离板22和联接的制动片18)运动，从而引起制动片18 和19脱离(例如，释放或放开)制动构件14，使得制动构件14可再次相对于卡钳组件12自由地运动。在其它实施例中，可采用不同机构来实现相似的部件相互作用。
[0010]因此，在某些实施例中，制动构件14的部分和/或制动片18和19的内表面30的部分可以涂覆有一定材料，以增加上述摩擦相互作用、增加韧性和耐用性，和/或改善制动系统 10的效率。例如，在某些实施例中，制动构件14的制动区域32可涂覆有制动介质(例如，高摩擦和/或高表面面积涂层)，其可以包括粘接到制动构件14的一个或多个表面的陶瓷、韧性塑料(例如，KEVLAR?)或其它添加物。在其它实施例中，制动片18和/或19的内表面30的至少一部分可额外地或替代性地涂覆有制动介质，以改善系统10的制动性能。
[0011]此外，制动片18和19中的每一个的至少一部分均可以电气地联接到电气感测装置 20(例如，在卡钳组件12的制造期间)。例如，对于图示的制动片18和19,内表面30可单个地 (例如，单独地)与电气感测装置20电气连通。在某些实施例中，电气感测装置20可机械地联接到卡钳模块16的一部分或联接到卡钳组件12的另一合适部分。此外，在一些实施例中，电气感测装置20可与制动片18和/或19中的一者或两者一体化。电气感测装置20可包括能够实施电气测量(诸如，电压、电流、电阻和/或频率测量)的任何感测电路。此外，在某些实施例中，电气感测装置20可包括处理电路、存储电路、通信电路或用于实施下述电气测量的任何其它合适的电路。在某些实施例中，电气感测装置20可包括电压/电流生成部件，其能够在测量制动片18和19之间的电流流动时提供制动片18和19之间的偏压。因此，电气感测装置20可由电池供能或可以联接到电气系统(例如，车辆的电源出口或电气系统)以操作。而且，在某些实施例中，电气感测装置20可包括能够生成特定频率(例如，20赫兹(Hz)、40 Hz、 60 Hz等)的电流的频率发生电路。对于这种实施例，电气感测装置20还可以包括一个或多个频率滤波器，其可以使得电气感测装置20能够仅测量一个特定频率或特定频率范围(例如，5 Hz或10 Hz窗口)的电流。如下文所讨论的，该频率发生/过滤能力对于在具有多于一个卡钳组件12的制动系统中解决串扰问题可以尤其有用。在某些实施例中，单独的电源(例如，电池)可电气联接到制动片18和19(例如，负偏压联接到制动片18和正偏压联接到制动片19)，并且当制动片18和19与制动构件14接合时，电气感测装置20可检测(例如，测量)制动片18和19之间的电流的流动。在又一些其它实施例中，电源(例如，电池)可布置在以下讨论的制动构件14中或联接到该制动构件14，使得当制动片18和19与制动构件14接合时，电气感测装置20可检测(例如，测量)制动构件14与制动片18或19中的任一者之间的电流的流动。[〇〇12]图1中图示的制动构件14还包括与上文讨论的制动区域32不同的传导性区域34。 即，对于制动系统10的图示实施例，或者由于制动介质涂层、制造制动构件14的部分32的材料(例如，陶瓷或聚合物)的绝缘本质，或者由于上述的组合，制动构件14的制动区域32可以大体上是非传导性的。与此不同，制动构件14的传导性区域34可以由暴露的(例如，未涂覆有电绝缘材料)并因此可用于接触的传导性材料(诸如金属(例如，钢、铜、镍等))制成。在其它实施例中，制动构件14可完全由传导性材料(例如，钢)制成并可包括隔离特征(在下文更详细地讨论)以将传导性制动构件14划分成传导性区或节段。[〇〇13]对于图1中图示的实施例，可以理解的是，传导性区域34延伸通过制动构件14的宽度36,使得制动构件的前面38和背面(未示出)两者都具有可用于接触的暴露传导性区域 34。换言之，传导性区域34提供通过制动构件14的宽度36的传导性路径。在一些实施例中， 传导性区域34包括传导性材料层，其电气地联接到穿过制动构件14的本体的一个或多个通路(例如，填充有传导性材料的通道)，以提供与限定另一传导性区域34的背面上的传导性材料的层的电联接。此外，在某些实施例中，可理解的是，制动构件14的前面38和背面(未示出)可以是实质上平坦的(例如，制动构件14具有穿过部分32和传导性区域34的均匀宽度)。 即，在将制动介质涂覆到制动构件14的制动区域32之后，制动区域32和传导性区域34的厚度36可以实质上相同。[〇〇14]图2A和2B是图1中图示的制动系统10的实施例的示意性横截面视图。具体地，图2A 图示处于脱离(例如，打开)位置中的制动系统10,同时图2B示出处于接合(例如，闭合)位置中的制动系统10。如上文所讨论的，制动系统10包括卡钳组件12和定位在卡钳组件12的开口或孔内的制动构件14。图2A和2B中图示的卡钳组件12包括卡钳模块16、致动器26 (例如， 液压致动塞26)以及制动片18和19。可理解的是，制动构件14定向成使得制动构件14(如图1 中图示)的前面38和背面39上的传导性区域34现在正分别面向图2A和2B中的制动片18和 19。应注意的是，通路40图示为通信地联接(例如，电气地联接)传导性区域34。[〇〇15]此外，图2A和2B中图示的制动系统10的实施例包括安装装置50和51，其分别将制动片18和19机械地安装到卡钳模块16。即，安装装置50可承担板22的角色，并且安装装置51 可承担板24的角色，如上文在图1中所讨论的那样，同时还提供增强的功能。制动系统10的其它实施例可仅包括一个安装装置(例如，使用结合如在图1中所讨论的板24使用单个安装装置50)。如图2A和2B中图示的，在某些实施例中，安装装置50和51可单个地电气联接到电气感测装置20。此外，在某些实施例中，安装装置50和51与其相应的机械联接的制动片18和 19持续电气通信或与该制动片接触。然而，在其它实施例中，安装装置50和51可以是压敏开关，当安装装置50和51被压缩时(例如，当制动系统10被接合时，如图2B中图示)，该压敏开关仅提供电气感测装置20与制动片18和19之间的相应传导性路径。例如，在某些实施例中， 安装装置50和51可包括传导性弹簧元件(例如，碟形弹簧(Belleville)或挤压垫圈)，当压缩传导性弹簧元件时(例如，当由致动器26施加的力超过弹簧元件的弹簧力时)该传导性弹簧元件仅形成通过安装装置50和51的传导性路径。可理解的是，如本文所使用的那样，传导性弹簧元件可以整个是传导性的，或可包括传导性和非传导性部件，只要当传导性弹簧元件被压缩超过具体阈值(例如，由大于阈值力的力压缩)时形成通过传导性弹簧元件的传导性路径。[〇〇16]通过进一步示例，在某些实施例中，安装装置50和51可包括动态电材料，其传导率 (例如，电阻)可以随由致动器26的动作施加的力(例如，响应于由液压流体54施加到液压塞 26的力52 )而变。这样的动态电材料的示例包括压电材料(例如，诸如硅或多晶硅的压阻材料)，当由致动器26的运动55压缩时，该压电材料可以提供不同的电阻(例如，更低的电阻， 更高的传导率)。此外，在某些实施例中，安装装置50和51还可以作用于使制动片18和19从卡钳模块16的其余部分电气地隔离。即，在某些实施例中，不论卡钳组件12是接合(如图2B 中所示)还是脱离(如图2A中所示)，安装装置50和51均可以不允许电流在电气感测装置20 与卡钳模块16的除了制动片18和19之外的其它部分之间流动。
[0017]在考虑上述内容的情况下，图2A图示对于处于脱离位置中的制动系统10,未形成通过制动构件14(8卩，通过图1中图示的制动构件14的传导性区域34)的完整电路。即，尽管可由电气地联接的电气感测装置20单独地偏压制动片18和19,但制动片18和19不与制动构件14物理地和电气地接触。因此，电气感测装置20能够感测或确定卡钳组件12当前未与制动构件14接合。具体地，由于制动片18和19之间不存在电气联接，因此电气感测装置20能够基本上确认该脱离位置。如下文陈述的，在某些实施例中，电气感测装置20可响应于感测或确定卡钳组件12未与制动构件14接合来提供输出(例如，警示灯、警报、送往控制器或控制系统的信号)。[〇〇18]与此不同，图2B图示对于处于接合位置中的制动系统10,完整电路(由虚线56图示)通过制动构件14(8卩，通过图1中图示的制动构件14的传导性区域34)完成。即，电气地联接的电气感测装置20单个地偏压制动片18和19,并且制动片18和19与制动构件14物理和电气接触。因此，电气感测装置20能够感测或确定卡钳组件12当前与制动构件14接合。如下文陈述的，在某些实施例中，电气感测装置20可响应于感测或确定卡钳组件12与制动构件14 接合来提供输出(例如，警示灯、警报、送往控制器或控制系统的信号)。可理解的是，对于其中安装装置50和51构造成当由足够大的力压缩时仅提供制动片18和19与电气感测装置20 之间的相应传导性路径的实施例，仅当由致动器26施加的力52足够大以压缩传导性弹簧元件时可形成由虚线56表示的完整电路。因此，电气感测装置20还可以提供指示力52的大小的输出。此外，对于其中安装装置50和51包括动态电材料的实施例，由虚线56表示的完整电路的传导率可以随由致动器26所施加的力而变。例如，当由致动器26施加的压力更小时，由虚线56表示的电路可具有更高的电阻，并且当由致动器26施加的压力更高时，该电路可具有更小的电阻。如下文陈述的，在某些实施例中，电气感测装置20然后可基于作为指示由致动器26施加的力的多少的完整电路56的测量的传导率来提供输出(例如，送往控制器或控制系统的信号)。不论安装装置50和51的本质如何，一旦制动片18和19中的一者或两者丧失与制动构件14的物理接触和电气接触，就可以破坏完整电路56。
[0019]图3是图示包括具有多于一个的卡钳组件12的制动系统62的实施例的旋转平台系统60的实施例的示意图。旋转平台系统60包括平台64,其构造成围绕中央轴承机构68旋转 66。此外，旋转平台系统60包括至少一个驱动马达70,其能够基于由控制器72提供的控制信号使平台64围绕中央轴承机构68旋转66。控制器72是包括处理电路74、存储电路76以及通信电路78的电子装置，其中处理电路74构造成执行储存在存储电路76中的一个或多个指令以控制包括制动系统60的旋转平台系统60的操作。在其它实施例中，控制器72可以是制动系统62的部件。在某些实施例中，制动构件80可相对于卡钳组件12旋转66(与平台64的旋转 66—起)；同时在其它实施例中，卡钳组件12A-D(例如，12六、128、12(:、120)可相对于制动构件80旋转66(与平台64的旋转66—起)。
[0020]图3中图示的制动系统60的实施例包括围绕环形制动构件80布置的四个卡钳组件 12A-D。每个卡钳组件12A-D电气地联接到关于图1、2A和2B在上文陈述的相应电气感测装置 20A-D(例如2(^、2(?、20(:、200)。如图3中图示，除了驱动马达70之外，控制器72可通信地联接(经由有线或无线通信接口)到卡钳组件12A-D中的每一个以及电气感测装置20A-D中的每一个。例如，可以基于从控制器72接收的控制信号单个地电气致动(例如，利用电气致动器26)图3中图示的卡钳组件12A-D。此外，控制器72可单个地从电气感测装置20A-D接收通信信号，其可由控制器72用于确定每个卡钳组件12A-D是否与制动构件80接合、确定由每个卡钳组件12A-D施加到制动构件80上的力的量，和/或确定每个卡钳组件12A-D相对于制动构件80的位置。
[0021]与图1中提出的制动构件14相似，除了传导性区域34之外，图3中图示的环形制动构件80还包括制动区域32,其延伸通过制动构件80的宽度。因此，如上文陈述的，当具体卡钳组件(例如，卡钳组件12A)充分接合制动构件80时，传导性路径可形成为通过制动构件80 的传导性区域34,且对应的电气感测装置20A可感测或确定该具体卡钳组件12A被接合。此夕卜，制动构件14包括多个隔离特征82A-D(例如，82六、828、82(:、820)，其分别将制动构件80的传导性区域34隔离或分段成传导性节段84A-D(例如，84A、84B、84C、84D)。图3中图示的隔离特征82A-D是环形隔离特征82,其可表示制动构件14的已被移除(例如，钻削或开孔(tap)) 以便使传导性节段84A-D彼此电绝缘的一部分。在其它实施例中，隔离特征82可以是矩形、 方形、六角形或任何其它合适形状。在又一些其它实施例中，隔离特征82可填充有构造成使制动构件80的传导性节段84A-D彼此电气地隔离的非传导性材料(例如，绝缘聚合物或制动介质)。可理解的是，隔离特征82可相对于制动片(例如，制动片18和19以及下文所讨论的制动片的其它实施例)的传导性方面位于旁边，以防止相应传导性节段84经由接合的制动片的可能的电气联接(例如，短路)。[〇〇22]对于制动系统62的图示实施例，能够使用隔离特征82A-D来解决可在具有多个卡钳组件12A-D的制动系统中发生的与串扰相关的问题。即，可理解的是，对于图示的制动系统62，在缺乏隔离特征82A-D时，串扰状况能够潜在地发生，其中，可沿制动构件80的传导性区域34在两个不同的卡钳组件之间(例如，在卡钳组件12A与卡钳组件12B之间)形成完整电路。这样的串扰状况能够导致一个或多个电气感测装置20A-D不正确地感测或确定其相应的卡钳组件12A-D与制动构件80接合。因此，隔离特征82A-D确保每个卡钳组件12A-D沿制动构件80沿不同的相应的电气隔离的传导性节段84A-D布置，这消除了潜在的串扰状况。在其它实施例中，每个电气感测装置20A-D可使用不同频率的电流通过制动构件80的未分段的传导性区域34(例如，电气感测装置20A使用20 Hz，电气感测装置20B使用40 Hz，电气感测装置20C使用60 Hz等)。对于这样的实施例，每个电气感测装置20A-D可使用频率滤波器以确保所测量的电流的量对应于正确的电流频率或电流频率范围。即，在某些实施例中，电气感测装置20A的频率滤波器可确保应用于卡钳组件12A的电气频率(或电气频率的范围)匹配由电气感测装置20A测量的电气频率或频率范围，以避免与其它卡钳组件12B、12C和12D 串扰。如本文所使用的，“匹配频率”可用于描述所应用的电气频率与所测量的电气频率确切地相同或实质上相同(例如，在近似2 Hz、5 Hz或10 Hz的容差内)。因而，可以过滤和/或去除不匹配的电气频率以避免卡钳组件12A-D之间的串扰。
[0023]图4-7图示制动片的各种实施例，其结合下文所讨论的各种制动构件，可以实现所公开的制动系统10和60的额外特征(例如，位置信息、冗余、效率确定以及维护确定)。对于关于图1在上文讨论的制动片18和19,整个内表面30可电气地联接到电气感测装置20。然而，对于图4-7中图示的制动片实施例，仅制动片的特定部分可以电气地联接到电气感测装置20。即，在某些实施例中，图4-7中图示的制动片实施例可包括传导性区域(例如，金属传导性区域)以及非传导性区域。在某些实施例中，非传导性区域可以由可涂覆有或可未涂覆有非传导性涂层(例如，非传导性制动介质)的非传导性材料(例如，非传导性陶瓷、聚合物或复合材料)制成。此外，传导性区域和非传导性区域可实质上彼此齐平，从而提供相对均匀或平坦的表面以便制动。可理解的是，由于制动片作为匹配的对来使用，因此用于图4-7 中图示的制动片的制动片对可以使图示的特征以图示的制动片的镜面图像或反射的设置布置。
[0024]在考虑上述内容的情况下，图4图示具有包括四个环形传导性区域102的内表面30 的制动片1〇〇的实施例，同时内表面30的其余部分是实质上非传导性的。因此，图4中图示的制动片100可以仅当传导性区域102与制动构件14或80的传导性区域34接触时使电流通过传导性区域102。相似地，图5示出包括两个矩形传导性区域106的制动片104的另一实施例， 同时内表面30的其余部分是实质上非传导性的。因此，图5中图示的制动片104可以仅当与制动构件14或80的传导性区域34接触时使电流通过传导性区域106。这些传导性区域(例如，传导性区域102和106)的形状和设置可与隔离特征(例如，上文所讨论的隔离特征82,以及下文所讨论的其它隔离特征)的形状和设置相协调，以确保制动构件(例如，图3中图示的制动构件80)的不同传导性节段的隔离。[〇〇25]可理解的是，制动片实施例100和104以及下文所讨论的其它实施例可实现制动系统的一定构造，其中当制动片的传导性区域与制动构件的传导性区域电气地接触时，可以从相同制动片的两个或多个传导性区域(例如，传导性区域102或106)之间形成完整电路。 这形成了完整电路，从而允许电气感测装置20感测或确定卡钳组件12已接合制动构件14。 对于这样的实施例，优点包括仅利用带有传导性区域的仅一个制动片(例如，其中的其它制动片可以是标准制动片或非传导性制动片)，并且制动构件的传导性区域(例如，制动构件 14的传导性区域34)不需要一直延伸通过制动构件的宽度，原因在于仅电气接触仅与制动构件14的一侧形成。本领域普通技术人员可理解的是，对于根据本方法的鼓式制动器的实施例，制动蹄可制造为具有两个或更多个传导性区域，像制动片100和104的传导性区域102 或106那样。对于这样的实施例，只要制动蹄与传导性制动鼓接触，就可以在制动蹄的第一传导性区域、传导性制动鼓(例如，传导性制动构件)与制动蹄的第二传导性区域之间形成完整电路。
[0026]图6和7也图示具有具体传导性区域的制动片的实施例。例如，如关于图10-15在下文详细讨论的那样，在某些实施例中，制动构件可包括两个或多个传导性区域或带。因而， 图6和7中图示的制动片实施例能够单个地接触制动构件的至少两个不同的传导性区域。如下文更详细地讨论的那样，这可使得所公开的制动系统10和62能够确定卡钳组件相对于制动构件的位置。
[0027]具体地，图6图示具有第一矩形传导性区域110和第二矩形传导性区域112的制动片108的实施例，同时内表面30的其余区域是实质上非传导性的。在某些实施例中，传导性区域110和传导性区域112可单个地联接到电气感测装置20,使得传导性区域110和传导性区域112可由电气感测装置20使用以实施两个单独的感测或测量操作。例如，电气感测装置 20可将第一电气信号(例如，第一电压和/或频率)施加到传导性区域110并可将第二电气信号(例如，第二电压和/或频率)施加到传导性区域112。如关于图10-15在下文详细陈述的， 对于包括多个传导性区域的制动构件的实施例，传导性区域110可形成通过制动构件的第一电路的一部分，同时传导性区域112可形成通过制动构件的第二、有差别的电路的一部分。如下文详细讨论的，电气感测装置20或控制器72可基于分别横穿传导性区域110和112 的电气信号(例如，电流的缺失或存在，或电流的量)来确定卡钳组件12相对于制动构件14 或80的位置。
[0028]相似地，图7图示具有矩形传导性区域116、第一方形传导性区域118以及第二方形传导性区域120的制动片114的实施例，同时内表面30的其余区域可以是实质上非传导性的。在某些实施例中，传导性区域116、118和120可单独地联接到电气感测装置20,使得传导性区域116、118和120可由电气感测装置20使用，以实施单独的感测或测量操作。例如，电气感测装置20可将第一电气信号(例如，第一电压和/或频率)施加到传导性区域116、可将第二电气信号(例如，第二电压和/或频率)施加到传导性区域118和可将第三电气信号(例如， 第三电压和/或频率)施加到传导性区域120。如关于图10-15在下文详细陈述的，对于包括多个传导性区域的制动构件的实施例，每个传导性区域116、118和120可形成通过制动构件的不同电路的一部分，其可用于基于分别横穿传导性区域116、118和120的电气信号(例如， 电流的缺失或存在，或电流的量)来确定卡钳组件12相对于制动构件14或80的位置。[〇〇29]图8-15图示可在制动系统10或62的某些实施例中使用的制动构件的不同实施例。 尽管图8-15中图示的制动构件图示为笔直的，但是在某些实施例中，制动构件可以是弯曲的(例如，如图3的制动构件80)。还可以理解的是，图8-15中陈述的某些制动构件实施例可结合上文陈述的任何制动片实施例(例如，制动片18、100、104、108和/或114)一起使用。
[0030]在考虑上述内容的情况下，图8图示制动构件130的实施例。像上文所讨论的制动构件14和80—样，制动构件130包括传导性区域34以及非传导性区域或制动区域32。然而， 对于图8中图示的制动构件130,传导性区域34由隔离特征82、82B和82C分别划分为传导性节段132A、132B和132C。此外，图示的制动构件130的传导性节段132A、132B和132C中的每一个均由具有不同传导率或电阻的不同传导性材料制成。例如，传导性节段132A可由具有第一传导率或电阻的第一传导性材料(例如，钢)制成，传导性节段132B可由具有第二传导率或电阻的第二传导性材料(例如，铜)制成等等。因而，对于具有多个卡钳组件的制动系统 (例如，图3中图示的制动系统62)，除了电气地隔离传导性节段132A-C(例如，以防止串扰) 之外，制动构件130还可使得电气感测装置20和/或控制器72能够基于传导性材料的已知传导率或电阻基于横穿传导性节段的测量电流来确定目前哪个传导性节段接合具体卡钳组件。例如，如果电气感测装置20和/或控制器72确定横穿接合的卡钳组件12的电流的量对应于特定材料(例如，钢)的传导率或电阻，则电气感测装置20和/或控制器72就可确定卡钳组件12与传导性节段132A(例如，其由钢制成)接合。
[0031]图9中图示的制动构件实施例140类似于图8中图示的制动构件实施例130;然而， 图9中图示的制动构件140不包括隔离特征82A-C。因而，对于具有多于一个卡钳组件12的制动系统实施例，图9中图示的制动构件实施例140可结合不涉及隔离特征82A-C(例如，如上文讨论的基于频率的隔离)的串扰技术方案来使用。针对涉及使用单个卡钳组件12的制动系统，对于接合的卡钳，由电气感测装置20测量的传导率或电阻可用于确定目前哪个传导性节段132A、132B和132C与卡钳组件12接合。[〇〇32]图10和11分别图示制动构件实施例142和144。图10和11中图示的制动构件实施例142和144包括两个单独且有差别的传导性区域146和148。在某些实施例中，传导性区域146 和148可由相同传导性材料制成；同时在其它实施例中，传导性区域146和148可由具有不同传导率或电阻的不同传导性材料制成。图10图示的制动构件实施例142的传导性区域146和 148未被隔离或分段，并且因而，在具有多个卡钳组件12的制动系统中可以是有用的，并且依靠基于频率的技术方案来避免串扰。此外，对于具有单个卡钳组件12的制动系统，制动构件实施例142的单独传导性区域146和148可用于电气测量的冗余。例如，如果传导性区域 146或148中的任一者提供完整电路，则电气感测装置20可感测或确定卡钳组件12已接合制动介质142。在其它实施例中，仅当传导性区域146和148两者都产生完整电路，电气感测装置20才可感测或确定卡钳组件已接合制动构件142。图11中图示的制动构件实施例144包括隔离特征150A、150B和150C，其将传导性区域148划分和隔离成传导性节段152A、152B和 152C。对于具有多个卡钳组件的制动系统实施例，隔离特征150A-C可防止不同卡钳组件12 之间的串扰。
[0033]图12和13分别图示制动构件实施例156和158,其是具有来自上文所讨论的其它制动构件实施例的特征的组合的制动构件的示例。例如，图12中图示的制动构件实施例156类似于图10中图示的制动构件实施例142;然而，对于制动构件实施例156,传导性区域148包括由第一传导性材料(例如，钢)制成的第一部分160A、由第二传导性材料(例如，铜)制成的第二部分160B，以及由第三传导性材料(例如，镍)制成的第三部分160C。图13中图示的制动构件实施例158类似于图12中图示的制动构件实施例156;然而，制动构件实施例158包括划分和隔离传导性区域148的不同部分160A-C的隔离特征150。如上文所讨论的制动构件实施例的情况，制动构件实施例156和158可使得电气感测装置20或控制器72能够确定目前制动构件156或158的哪部分接合具体卡钳组件12。
[0034]图14和15分别图示制动构件实施例162和164,其可结合某些制动片(例如，制动片 108或114)使用，使得沿制动构件162或164的接合的制动片的位置可由电气感测装置20和/ 或控制器72确定。像上文所讨论的制动构件实施例142、144、156和158—样，制动构件实施例162和164包括第一传导性区域146。然而，与上文所讨论的实施例不同，分别在图14和15 中图示的制动构件实施例162和164包括短得多的第二传导性区域148。即，制动构件实施例 162和164的传导性区域148对于制动构件162和164而言不是连续的带或轨道。因而，当一对接合的制动片的传导性区域(例如，制动片108的传导性区域110或制动片114的传导性区域 116)直接定位在传导性区域148上方并与该传导性区域148电气接触时，制动构件实施例 162和164的传导性区域148可仅提供传导性路径。此外，图15中图示的制动构件164还包括隔离特征150,其将由第一传导性材料(例如，钢)制成的第一传导性节段152A与由第二传导性材料(例如，铜)制成的第二传导性节段152B分开。
[0035]例如，在某些实施例中，制动系统可包括图14中图示的制动构件162，以及图6中图示的制动片108。因而，当制动片108接合时，电气感测装置20和/或控制器72可测量通过制动构件162的传导性区域146的电流，以及通过接合的制动片108的传导性区域112的电流。 然而，当接合的制动片108的传导性区域110与传导性区域148物理接触和电气接触时，电气感测装置20和/或控制器72可以仅测量通过传导性区域148的电流(例如，检测第二完整电路)。因而，电气感测装置和/或控制器72可确定接合的制动片108相对于制动构件162的位置。可理解的是，该位置信息例如对于图3中图示的旋转平台系统60可以是有用的，以便基于卡钳组件12相对于制动构件80的位置来确定或确认平台64的位置。还可以理解的是，该位置信息可以允许控制器72确定制动系统实施的如何(例如，和制动系统的效率)和/或是否需要实施维护。
[0036]在另一示例实施例中，制动系统可包括图15中图示的制动构件164以及图7中图示的制动片114。因而，仅当制动片114定位在传导性区域148之上时，电气感测装置20和/或控制器72可测量经由接合的制动片114的传导性区域118通过制动构件162的传导性节段152A 的第一电流流动(例如，检测完整电路)。此外，电气感测装置20和/或控制器72可测量经由接合的制动片114的传导性区域120通过制动构件162的传导性节段152B的第二电流流动 (例如，检测完整电路)。进一步地，电气感测装置20和/或控制器72可测量经由接合的制动片114的传导性区域116通过制动构件162的传导性区域148的第三电流流动(例如，检测完整电路)。因而，在某些实施例中，电气感测装置20和/或控制器72可基于多于两个的电气测量来确定接合的制动片114相对于制动构件164的位置。
[0037]目前公开的实施例的技术效果包括在操作期间电气地感测基于卡钳的制动系统的一个或多个参数。所公开的制动系统实施例可提供输出(诸如，测量信号或控制信号)，其指示制动系统的一个或多个卡钳组件当前是否与制动构件接合(例如，良好地接触)。在某些实施例中，所公开的制动系统可包括动态电材料以使得制动系统能够确定由卡钳组件施加到制动介质的力的量。这可使得所公开的制动系统或相关联的控制器能够确定制动系统的效率和/或提供应当在制动系统上实施维护的指示。此外，在某些实施例中，所公开的制动系统也可以能够基于制动构件的部分的已知电阻或传导率基于所测量的电流流动来提供位置信息(例如，制动构件的哪部分由卡钳组件接合)。例如，该位置信息可用于确定联接到制动系统的一个或多个卡钳组件或制动构件的元件(例如，旋转平台)的位置。此外，在某些实施例中，所公开的制动系统可包括多个卡钳组件。例如，制动系统实施例可以或者独自地或者与控制系统协作地确定是否每个卡钳组件已接合制动构件、每个卡钳组件施加到制动构件的力的量，和/或对于每个卡钳组件而言制动构件上的接合位置。因而，相比于具有单个卡钳组件的制动系统，目前所公开的多卡钳组件制动系统可提供甚至更多的位置信息。
[0038]虽然本文仅图示和描述了技术的某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，将理解的是，所附权利要求旨在覆盖落在本发明的真正精神内的所有这样的修改和改变。
【主权项】
1.一种制动系统，包括:制动构件;和卡钳组件，其围绕所述制动构件定位，其中所述卡钳组件包括:第一制动片，其沿所述制动构件的第一侧布置；第二制动片，其沿着所述制动构件的第二侧，其中，所述第二侧与所述第一侧相对，并 且其中，当所述第一制动片和所述第二制动片从所述制动构件脱离时，所述第一制动片和 所述第二制动片彼此电气隔离；致动器，其能够操作地联接到所述第一制动片，其中，所述致动器构造成使所述第一制 动片朝向所述第二制动片运动，以接合制动构件，并且构造成使所述第一制动片运动远离 所述第二制动片，以脱离所述制动构件；以及电气感测装置，其电气地联接到所述第一制动片和所述第二制动片，其中，所述电气感 测装置构造成当所述第一制动片和所述第二制动片接合所述制动构件且形成经由所述制 动构件的电路时，在所述第一制动片和所述第二制动片之间实施电气测量。2.如权利要求1所述的制动系统，其中，所述制动构件包括至少一个传导性区域，所述 传导性区域从所述制动构件的所述第一侧延伸通过所述制动构件的宽度到达所述制动构 件的所述第二侧。3.如权利要求2所述的制动系统，其中，所述至少一个传导性区域由至少一个隔离特征 划分成多个电气地隔离的传导性节段。4.如权利要求2所述的制动系统，其中，所述至少一个传导性区域包括多个传导性节 段，并且其中，所述多个传导性节段中的每一个具有唯一的传导率或电阻。5.如权利要求1所述的制动系统，其中，所述制动构件包括至少一个非传导性区域。6.如权利要求1所述的制动系统，其中，接合所述制动构件的所述第一制动片的一部分 和所述第二制动片的一部分中的每一个均包括多于一个传导性区域。7.如权利要求6所述的制动系统，其中，所述第一制动片和所述第二制动片的所述多于 一个传导性区域中的每一个单独地与所述电气感测装置电气地通信，并且其中，所述多于 一个传导性区域中的每一个构造成当所述第一制动片和所述第二制动片接合所述制动构 件时形成单独的电路。8.如权利要求1所述的制动系统，其中，所述卡钳组件包括联接到所述第一制动片或所 述第二制动片的安装装置，其中，所述安装装置构造成使所述第一制动片或所述第二制动 片从所述卡钳组件的其它部分电气地隔离。9.如权利要求8所述的制动系统，其中，所述安装装置构造成当施加于所述安装装置的 力落在阈值力以下时，中断所述第一制动片或所述第二制动片与所述电气感测装置之间的 电气连接。10.如权利要求8所述的制动系统，其中，所述安装装置包括动态电材料，所述动态电材 料构造成基于施加到所述动态电材料的力的量来提供所述第一制动片或所述第二制动片 与所述电气感测装置之间的能够变化的电阻或传导路径。11.如权利要求1所述的制动系统，其中，所述电气测量包括电压测量、电流测量、电阻 测量或频率测量或其组合。12.—种方法，包括:用第一电势使第一制动片的第一内表面的至少一部分起电；用不同于所述第一电势的第二电势使第二制动片的第二内表面的至少一部分起电； 在所述第一制动片和所述第二制动片之间实施电气测量，其中，所述电气测量包括电 压测量、电流测量、电阻测量、频率测量或其组合；以及基于所述电气测量确定所述第一制动片和所述第二制动片相对于制动构件的位置。13.如权利要求12所述的方法，其中，用所述第二电势使所述第二制动片的所述第二内 表面的至少所述部分起电包括使所述第二制动片的所述第二内表面的至少所述部分电气 地接地。14.如权利要求12所述的方法，其中，所述第一制动片沿所述制动构件的第一侧布置， 并且其中，所述第二制动片沿与所述第一侧相对的所述制动构件的第二侧布置，其中，接合 所述制动构件包括经由所述制动构件在所述第一制动片和所述第二制动片之间形成至少 一个电路。15.如权利要求12所述的方法，其中，第一电势和所述第二电势具有匹配频率，并且其 中，在所述第一制动片和所述第二制动片之间实施所述电气测量包括频率过滤以阻挡或减 去不具有所述匹配频率的电气信号。16.—种系统，包括:制动系统，其包括:制动构件，其包括延伸通过所述制动构件的宽度的传导性区域，以提供从所述制动构 件的第一侧到所述制动构件的第二侧的传导性路径；沿所述制动构件定位的多个卡钳组件，其中每个卡钳组件包括:第一制动片，其包括沿所述制动构件的所述第一侧取向的第一内表面；第二制动片，其包括沿所述制动构件的所述第二侧取向的第二内表面；致动器，其能够操作地联接到所述第一制动片，其中，所述致动器构造成当由外部刺激 致动所述致动器时，使所述第一制动片朝向所述第二制动片运动，使得所述第一制动片和 所述第二制动片接合所述制动构件；以及电气感测装置，其电气地联接到所述第一制动片的所述第一内表面的至少一部分，其 中，所述电气感测装置构造成实施一个或多个电气测量以确定所述第一制动片何时与所述 制动构件接触。17.如权利要求16所述的系统，包括控制器，所述控制器通信地联接到所述多个卡钳组 件中的每一个的所述电气感测装置，其中，所述控制器构造成基于由所述多个卡钳组件中 的每一个的所述电气感测装置实施的所述一个或多个电气测量来确定是否所述多个卡钳 组件中的每一个与所述制动构件接合。18.如权利要求17所述的系统，其中，所述控制器构造成基于由所述多个卡钳组件中的 每一个的相应所述电气感测装置实施的所述一个或多个电气测量来确定由所述多个卡钳 组件中的每一个施加到所述制动构件的力的量。19.如权利要求17所述的系统，其中，所述控制器构造成基于由所述多个卡钳组件中的 每一个的相应所述电气感测装置实施的所述一个或多个电气测量来确定所述多个卡钳组 件中的每一个相对于所述制动构件的位置。20.如权利要求16所述的系统，其中，所述电气感测装置电气地联接到所述第二制动片的所述第二内表面的至少一部分，并且其中，所述多个卡钳组件的所述第一制动片和所述 第二制动片包括两个或多个传导性区域，其中，所述制动构件包括两个或多个传导性区域。21.—种卡钳组件，包括:卡钳模块；第一制动片，其由第一安装装置机械地联接到所述卡钳模块，所述第一安装装置使所 述第一制动片从所述卡钳模块电气地隔离；第二制动片，其由第二安装装置机械地联接到所述卡钳模块，所述第二安装装置使所 述第二制动片从所述卡钳模块电气地隔离；电气感测装置，其构造成在所述第一制动片和所述第二制动片之间实施电气测量，以 确定所述第一制动片与所述第二制动片的相对位置，其中，所述电气感测装置经由所述第 一安装装置能够变化地电气联接到所述第一制动片和/或经由所述第二安装装置能够变化 地电气联接到所述第二制动片。22.如权利要求21所述的卡钳组件，其中，所述第一安装装置或所述第二安装装置构造 成使所述电气感测装置从所述第一制动片或所述第二制动片电气地隔离，直到阈值力被施 加到所述第一安装装置或所述第二安装装置。23.如权利要求22所述的卡钳组件，其中，所述第一安装装置或所述第二安装装置包括 至少一个传导性弹簧元件，并且其中，所述第一安装装置或所述第二安装装置的所述阈值 力由所述至少一个传导性弹簧元件的弹簧力确定。24.如权利要求21所述的卡钳组件，其中，所述第一安装装置或所述第二安装装置构造 成提供所述电气感测装置与所述第一制动片或所述第二制动片之间的路径，其中，所述路 径具有随施加到所述第一安装装置或所述第二安装装置的力而变的电阻或传导性。25.如权利要求24所述的卡钳组件，其中，所述第一安装装置或所述第二安装装置包括 压阻材料。
【文档编号】B60T17/22GK106029460SQ201580009000
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月12日
【发明人】M.R.基杜, J.M.海陶尔, B.D.奥克森
【申请人】环球城市电影有限责任公司