专利名称：一种电子制动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆制动系统。
背景技术：
制动系统(俗称刹车、闸)是使机械设备中的运动件停止或减速的部件，主要由制 动架、制动件和操纵装置等组成。为了增加制动力矩和减小结构尺寸，制动系统通常安装在 机械设备的转动轴上。制动系统分为盘式制动器和鼓式制动器。 1、鼓式制动器有良好的自刹作用且制造成本比盘式制动器低。但是，鼓式制动器 最大的缺点是下雨天沾了雨水后会打滑，造成制动失灵。 2、盘式制动器的摩擦副中的旋转元件是端面工作的金属圆盘，被称为制动盘，其 固定元件包括制动卡钳和制动片。盘式制动器又分为定钳盘式和浮钳盘式两类。盘式制动 器的离心力可以将水、灰尘等污染向外抛出，以维持盘式制动器一定的清洁度。此外由于盘 式制动器零件独立在外，比鼓式制动器更易于维修。 但是，现有的制动系统都是采用液压制动，所以结构复杂，容易因液压管道泄露或 制动液变质而造成制动失灵。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子制动系统，其改善了现有液压制动系统结构复杂、
容易因液压管道泄露或制动液变质而造成制动失灵的技术问题。 本发明的技术解决方案 —种电子制动系统，包括刹车盘、制动卡钳3、设置在制动盘6两侧面的两个制动 片13、驱动装置、执行装置，所述执行机构可在驱动装置的驱动下推动制动片13动作；其特 殊之处在于 所述驱动装置为设置在制动卡钳3上的电动滚珠丝杠推拉器，所述电动滚珠丝杠 推拉器包括传动电机7、控制器4、转动组件、平移组件、位置传感器； 所述转动组件包括轴承室30、丝杠14、设置在轴承室30内的压力轴承副25 ;所述 丝杠14的一端设置有外螺纹，其另一端与传动电机输出轴24连接，其中部圆周侧面上设置 与丝杠14轴心方向垂直的限位轴台26 ;所述限位轴台26设置在轴承室30内，所述压力轴 承副25的两个压力轴承分别设置在限位轴台26的两个侧面； 所述平移组件包括限位座8、设置在限位座8内的平移拉杆9、可与丝杠14组合成 滚珠丝杠副的螺母15 ;所述平移拉杆9的伸出端与执行装置连接，所述平移拉杆9的另一 端面设置有盲孔，所述螺母15嵌于盲孔内；所述限位座8上设置有可供平移拉杆9往返移 动的中心孔33 ; 所述传动电机7固定在轴承室30的一侧，所述限位座8固定在轴承室30的另一
所述位置传感器包括至少两个霍尔元件32和一个永久磁铁31 ;所述永久磁铁31
4固定在平移拉杆9的圆周侧面，所述霍尔元件32固定在限位座8上与永久磁铁31相应的 位置，所述霍尔元件32的输出信号送入控制器4。 上述执行装置包括制动杆17、转动板1、设置在制动卡钳3上的制动丝杠2、可与 制动丝杠2组合成制动滚珠丝杠副的制动螺母16 ;所述转动板1的自由端与平移拉杆9连 接；所述转动板1的另一端与制动丝杠2垂直固连，所述制动螺母16嵌在制动杆17的内端 面内，所述制动杆17的伸出端与其中一个制动片13的非工作端面接触。
上述电子制动系统包括紧急制动拉线12 ;所述转动板1的自由端设置有与传动杆 运动方向一致的腰形孔IO，所述传动杆上设置有与腰形孔相配合的销轴ll，所述制动拉线 的一端固定在转动板1的自由端。 上述执行装置包括设置在制动卡钳内3的楔形滑块21、以及分别设置在楔形滑块 21两侧的固定块22和制动滑块18，所述楔形滑块21包括两个斜角相同且中心对称的斜 面，所述固定块22和制动滑块18设置有相同斜角的一个斜面，所述楔形滑块21的大端面 与平移拉杆9的伸出端连接，所述制动滑块18上与斜面相对的侧面与其中一个制动片13 相接触。 上述电子制动系统包括紧急制动拉线12 ;所述楔形滑块21的大端面设置有光孔 23，所述平移拉杆9的伸出端为伸入光孔23的制动推杆20 ;所述紧急制动拉线12的一端 固定在楔形滑块21的小端面上。 上述平移拉杆9的圆周侧面设置有两个外凸的限位块27 ;所述限位座8上设置有 可供两个限位块27往返滑动的两个限位槽28。
上述传动电机7为步进电机或伺服电机。
本发明具有的优点是 1、本发明通过电动滚珠丝杠推拉器推动相应的执行装置来推动盘式制动器的制 动片来达到制动的目的。由于电动滚珠丝杠推拉器是将传动电机步进电机或伺服电机的圆 周运动转换为直线运动，所以电动滚珠丝杠推拉器可以按设定的推拉力量与运动速度等参 数或曲线运行，并可模仿ABS制动方式进行工作。 2、本发明与现有的液压制动方式相比具有操作方便、可靠性高、结构简单的优点。
3、本发明可广泛用于重型卡车、大型拖拉机、各类工程机械、大型机械加工设备 (车床、铣床、磨床等)的制动和紧急制动。
图1是本发明第一种制动系统的结构示意图； 图2是图1的右视图； 图3是本发明第一种制动系统制动时的位置关系示意图； 图4是图3的右视图； 图5是本发明第一种制动系统的局部放大图； 图6是本发明第二种制动系统的结构示意图； 图7是图6的右视图； 图8是本发明第二种制动系统制动时的位置关系示意图； 图9是图8的右视5
图10是本发明第二种制动系统的局部放大图；
图11是本发明电动滚珠丝杠推拉器的结构示意图；
图12是图11的右视图； 图13是本发明第一种制动系统的腰形孔的第二种结构示意图。
附图标记如下 1-转动板，2-制动丝杠，3-制动卡钳，4-控制器，5-转动轴，6_制动盘，7_传动电 机，8_限位座，9-平移拉杆，10-腰形孔，11-销轴，12-紧急制动拉线，13-制动片，14-丝杠， 15-螺母，16-制动螺母，17-制动杆，18-制动滑块，19-拉线卡头，20-制动推杆，21-楔形 滑块，22-固定块，23-光孔，24-电机输出轴，25-压力轴承副，26-限位轴台，27-限位块， 28-限位槽，29-防尘盖，30-轴承室，31-永久磁铁，32-霍尔元件，33-中心孔。
具体实施例方式
本发明的核心是电动滚珠丝杠推拉器，参见图11和图12，电动滚珠丝杠推拉器包 括传动电机、控制器、转动组件、平移组件、位置传感器；转动组件包括轴承室、丝杠、设置在 轴承室内的压力轴承副；丝杠的一端设置有外螺纹，其另一端与传动电机输出轴连接，其中 部圆周侧面上设置与丝杠轴心方向垂直的限位轴台；限位轴台设置在轴承室内，压力轴承 副的两个压力轴承分别设置在限位轴台的两个侧面；平移组件包括限位座、设置在限位座 内的平移拉杆、可与丝杠组合成滚珠丝杠副的螺母；平移拉杆的伸出端与执行装置连接，平 移拉杆的另一端面设置有盲孔，螺母嵌于盲孔内；限位座上设置有可供平移拉杆往返移动 的中心孔；传动电机固定在轴承室的一侧，限位座固定在轴承室的另一侧；位置传感器包 括至少两个霍尔元件和一个永久磁铁；永久磁铁固定在平移拉杆的圆周侧面，霍尔元件固 定在限位座上与永久磁铁相应的位置，霍尔元件的输出信号送入控制器；传动电机可采用 步进电机或伺服电机。 如果平移拉杆右端连接的执行装置不能限制平移拉杆的转动，则需要在平移拉杆 的圆周侧面设置两个外凸的限位块，同时在限位座上设置可供两个限位块左右滑动的两个 限位槽；利用限位槽和限位块来限制平移拉杆的转动，使其只能在中心孔内平移。
电动滚珠丝杠推拉器的工作原理当控制信号送入传动电机后，电机转动，因限位 轴台被压力轴承副所限，丝杆只能转动不能平移；因为限位块被限位槽所限，或者平移拉杆 被执行装置所限，丝杆的转动只能带动平移拉杆沿限位座的中心孔移动，从而带动与平移 拉杆伸出端联动的执行装置；当平移拉杆运动到位后，霍尔元件感应到随平移拉杆同时运 动的永久磁铁的磁力线信号，并将输出信号送入控制器，从而控制传动电机的开关。
本发明第一种电子制动系统，参见图1至图5，包括刹车盘、制动卡钳、设置在制动 盘两侧面的两个制动片、电动滚珠丝杠推拉器、执行装置；执行装置包括制动杆、转动板、设 置在制动卡钳上的制动丝杠、可与制动丝杠组合成制动滚珠丝杠副的制动螺母；转动板的 自由端与平移拉杆铰接；转动板的另一端与制动丝杠垂直固连，制动螺母嵌在制动杆的内 端面内，制动杆的伸出端与其中一个制动片的非工作端面接触。 第一种电子制动系统的工作过程平移拉杆向外的平移运动带动执行装置的转动 板的自由端转动，从而转动板的转动轴即制动丝杠转动，制动丝杠的转动转换成制动杆的 平移，制动杆的平移推动制动片靠近并摩擦制动盘，产生制动效果；需要结束制动时，平移
6拉杆被反向转动的传动电机縮回限位座的中心孔内，带动转动板的自由端反向转动，从而 制动丝杆反转，制动杆縮回，制动片远离制动盘，制动结束。 当第一种电子制动系统应用于车辆制动时，还必须设置紧急制动拉线；此时，转动 板的自由端需设置一个与传动杆运动方向一致的腰形孔，传动杆上设置有与腰形孔相配合 的销轴，紧急制动拉线的一端固定在转动板的自由端。当紧急制动拉线的另一端被拉动时， 紧急制动拉线拉动转动板的自由端顺时针转动，因此时平移拉杆的销轴位于转动板腰形孔 的下端，转动板的转动不受平移拉杆的限制，则紧急制动拉线可带动转动丝杠运动，实现紧 急制动。 本发明第二种电子制动系统，参见图6至图10，包括刹车盘、制动卡钳、设置在制 动盘两侧面的两个制动片、电动滚珠丝杠推拉器、执行装置；执行装置包括设置在制动卡钳 内的楔形滑块、以及分别设置在楔形滑块两侧的固定块和制动滑块，楔形滑块包括两个斜 角相同且中心对称的斜面，固定块和制动滑块设置有相同斜角的一个斜面，楔形滑块的大 端面与平移拉杆的伸出端固连，制动滑块上与斜面相对的侧面与其中一个制动片相接触。
第二种电子制动系统的工作过程平移拉杆向外的平移运动推动执行装置的楔形 滑块向着分开固定块和制动滑块的方向运动，因固定块不动，则制动滑块被楔形滑块的斜 面推动沿着与楔形块运动方向垂直的方向运动；制动滑块直接推动制动片靠近并摩擦制动 盘，产生制动效果；需要结束制动时，平移拉杆被反向转动的传动电机縮回限位座的中心孔 内，带动楔形滑块反向运动，制动滑块被制动片推回，制动结束。 当第二种电子制动系统应用于车辆制动时，还必须设置紧急制动拉线；此时可在 楔形滑块的大端面设置光孔，平移拉杆的伸出端为伸入光孔的制动推杆；紧急制动拉线的 一端固定在楔形滑块的小端面上。当需要紧急制动时，拉动紧急制动拉线，拉线卡头带动楔 形滑块向着分开固定块和制动滑块的方向运动，因为制动推杆是伸入光孔内且不与光孔固 连，所以楔形滑块的运动并不受平移拉杆的限制，楔形滑块的运动传递到制动片，产生紧急 制动效果。
权利要求
一种电子制动系统，包括刹车盘、制动卡钳(3)、设置在制动盘(6)两侧面的两个制动片(13)、驱动装置、执行装置，所述执行机构可在驱动装置的驱动下推动制动片(13)动作；其特征在于所述驱动装置为设置在制动卡钳(3)上的电动滚珠丝杠推拉器，所述电动滚珠丝杠推拉器包括传动电机(7)、控制器(4)、转动组件、平移组件、位置传感器；所述转动组件包括轴承室(30)、丝杠(14)、设置在轴承室(30)内的压力轴承副(25)；所述丝杠(14)的一端设置有外螺纹，其另一端与传动电机输出轴(24)连接，其中部圆周侧面上设置与丝杠(14)轴心方向垂直的限位轴台(26)；所述限位轴台(26)设置在轴承室(30)内，所述压力轴承副(25)的两个压力轴承分别设置在限位轴台(26)的两个侧面；所述平移组件包括限位座(8)、设置在限位座(8)内的平移拉杆(9)、可与丝杠(14)组合成滚珠丝杠副的螺母(15)；所述平移拉杆(9)的伸出端与执行装置连接，所述平移拉杆(9)的另一端面设置有盲孔，所述螺母(15)嵌于盲孔内；所述限位座(8)上设置有可供平移拉杆(9)往返移动的中心孔(33)；所述传动电机(7)固定在轴承室(30)的一侧，所述限位座(8)固定在轴承室(30)的另一侧；所述位置传感器包括至少两个霍尔元件(32)和一个永久磁铁(31)；所述永久磁铁(31)固定在平移拉杆(9)的圆周侧面，所述霍尔元件(32)固定在限位座(8)上与永久磁铁(31)相应的位置，所述霍尔元件(32)的输出信号送入控制器(4)。
2. 根据权利要求l所述的电子制动系统，其特征在于所述执行装置包括制动杆(17)、 转动板(D、设置在制动卡钳(3)上的制动丝杠(2)、可与制动丝杠(2)组合成制动滚珠丝 杠副的制动螺母(16);所述转动板(1)的自由端与平移拉杆(9)连接；所述转动板(1)的 另一端与制动丝杠(2)垂直固连，所述制动螺母(16)嵌在制动杆(1 7)的内端面内，所述 制动杆(17)的伸出端与其中一个制动片(13)的非工作端面接触。
3. 根据权利要求2所述的电子制动系统，其特征在于所述电子制动系统包括紧急制 动拉线(12);所述转动板(1)的自由端设置有与传动杆运动方向一致的腰形孔(IO)，所述 传动杆上设置有与腰形孔相配合的销轴(ll)，所述制动拉线的一端固定在转动板(1)的自 由端。
4. 根据权利要求1所述的电子制动系统，其特征在于所述执行装置包括设置在制动卡钳内(3)的楔形滑块(21)、以及分别设置在楔形滑块(21)两侧的固定块(22)和制动滑 块(18)，所述楔形滑块(21)包括两个斜角相同且中心对称的斜面，所述固定块(22)和制动 滑块(18)设置有相同斜角的一个斜面，所述楔形滑块(21)的大端面与平移拉杆(9)的伸 出端连接，所述制动滑块(18)上与斜面相对的侧面与其中一个制动片(13)相接触。
5 根据权利要求4所述的电子制动系统，其特征在于所述电子制动系统包括紧急制 动拉线(12);所述楔形滑块(21)的大端面设置有光孔(23)，所述平移拉杆(9)的伸出端为 伸入光孔(23)的制动推杆(20);所述紧急制动拉线(12)的一端固定在楔形滑块(21)的 小端面上。
6. 根据权利要求1或2或3或4或5所述的电子制动系统，其特征在于所述平移拉 杆(9)的圆周侧面设置有两个外凸的限位块(27);所述限位座(8)上设置有可供两个限位 块(27)往返滑动的两个限位槽28。
7.根据权利要求6所述的电子制动系统，其特征在于所述传动电机(7)为步进电机 或伺服电机。
全文摘要
本发明涉及一种车辆制动系统，包括刹车盘、制动卡钳(3)、设置在制动盘(6)两侧面的两个制动片(13)、驱动装置、执行装置，所述执行机构可在驱动装置的驱动下推动制动片(13)动作。本发明其改善了现有液压制动系统结构复杂、容易因液压管道泄露或制动液变质而造成制动失灵的技术问题。本发明具有操作方便、可靠性高、结构简单的优点。
文档编号B60T8/17GK101767575SQ20091025459
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月20日 优先权日2009年12月20日
发明者孙力, 曾卫东 申请人:曾卫东;孙力