刹车装置及行走机械设备的制作方法

本公开涉及控制领域，尤其涉及一种刹车装置及行走机械设备。

背景技术：

行走机械中必然需要制动系统的配合，刹车执行机构主要分为鼓刹和盘刹。传动系统一般都有液压传动和气动传动等。脚刹部分又有助力和无助力之分。

然而，现有技术的刹车装置普遍具有下述缺点：动作输入装置(刹车踏板)和机械连动装置具有机械连接(或油管连接)，不可分开或者相对运动。

在特殊的应用场合，比如操作和行驶分离的场合，比如遥控操作，或者驾驶室和底部有较多相对运动(比如旋转)的情况下，上述刹车方式明显无法适用。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本公开的目的在于提供一种刹车装置及行走机械设备，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本公开的一方面，提供了一种刹车装置，包括：动作输入装置，其接收一外部制动动作得到制动信号；与所述动作输入装置电性连接的控制器，其接收所述制动信号，确定控制信号；与所述控制器电性连接的机械连动装置，其根据所述控制信号执行刹车动作，其包括：电机、连接部和刹车总泵，其中，电机根据所述控制信号驱动连接部动作；连接部，一端与所述电机连接，另一端与所述刹车总泵连接，以传动所述动作；刹车总泵，一端与所述连接部连接，另一端与外部的刹车分泵连接，以执行刹车动作。

在本公开的一些实施例中，所述控制器可以包括：依次连接的模数转换单元、滤波单元、放大单元和信号转换单元，其中：模数转换单元将所述制动信号转换成数字信号；滤波单元滤除所述数字信号中的噪声，得到滤波信号；放大单元放大所述滤波信号，得到放大滤波信号；信号转换单元将所述放大滤波信号转换成控制电机转动状态的控制信号。

在本公开的一些实施例中，所述动作输入装置可以包括以下各项中的一项或多项：遥控器、移动终端和刹车踏板。

在本公开的一些实施例中，所述刹车踏板可以为脚踩式踏板，所述外部制动动作为踩踏力。

在本公开的一些实施例中，遥控器或移动终端可以具有至少一个制动选项，与不同的外部制动动作对应，以控制刹车强度。

在本公开的一些实施例中，所述连接部可以为杠杆。

在本公开的一些实施例中，所述机械连动装置中的工质可以为液体工质。

在本公开的一些实施例中，所述刹车总泵包括真空助力泵。

在本公开的一些实施例中，所述控制器可以为可编程控制器或者微控制器。

本公开的另一方面，还提供了一种行走机械设备，包括前述的刹车装置。

(三)有益效果

本公开的刹车装置及行走机械设备相较于现有技术，具有以下至少一项优点：

(1)本公开提供的刹车装置及行走机械设备，其动作输入装置和控制器没有物理连接关系，可以在驾驶室和底盘有相对运动的情况下使用，可以灵活的应用于各种场景。

(2)本公开采用电机对机械连动装置实现刹车动作，通过电动控制，实现了省力操作。

(3)本公开可以通过更改遥控器、移动终端等输入端的外部制动动作对应的制动选项，使得机械连动装置执行刹车动作时具有不同的体验。

附图说明

图1为本公开实施例的刹车装置的结构示意图。

图2为本公开实施例的控制器的结构示意图。

图3为本公开实施例的机械连动装置的结构示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1-动作输入装置

2-控制器

201-模数转换单元； 202-滤波单元；

203-放大单元； 204-信号转换单元；

3-机械连动装置

301电机； 302推杆；

303杠杆； 304刹车总泵；

305油管连接口； 306基座。

具体实施方式

基于现有技术中动作输入装置与机械连动装置具有物理连接关系，不方便一些情况下机械连动装置的实现刹车动作的缺陷，本公开提供了一种刹车装置，其动作输入装置与机械连动装置没有物理连接关系，通过控制器实现二者的信号传输，从而使得动作输入装置与机械连动装置能够相对独立地工作，能够在一些情况复杂的时候，更容易、高效地完成刹车动作。

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开提供了一种刹车装置，可用于大型机器人或者其他行走机械，图1为本公开实施例的刹车装置的结构示意图，如图1所示，该刹车装置包括：动作输入装置1、控制器2和机械连动装置3。其中，动作输入装置1接收外部制动动作，并根据该外部制动动作产生制动信号；控制器2，与该动作输入装置1电性连接，接收并处理该制动信号，以确定控制信号；机械连动装置3，与所述控制器2电性连接，用于根据所述控制信号执行刹车动作，其包括：电机、连接部和刹车总泵，其中，电机根据所述控制信号驱动连接部动作；连接部，一端与所述电机连接，另一端与所述刹车总泵连接，以传动所述动作；刹车总泵，一端与所述连接部连接，另一端与外部的刹车分泵连接，以执行刹车动作。

其中，动作输入装置1与控制器2之间、控制器2与机械连动装置3 之间均可以通过以下的一种或多种实现电性连接：数据线、网口或者无线。需要注意的是，动作输入装置1和控制器2没有物理连接关系，可以在驾驶室和底盘有相对运动的情况下使用，能够灵活地应用于各种场景。

根据本公开的一种实施例，该动作输入装置可以为遥控器、移动终端和刹车踏板或者其他能够产生外部制动动作的输入端。此外，不同的动作输入装置也可以组合，以达到更好的效果。又因为在实际应用中，需要控制电机的转速来控制机械连动装置在执行刹车动作时的强度。因此往往会在动作输入装置上设置至少一个制动选项，以与不同的外部制动动作对应。

当该动作输入装置为遥控器时，遥控器上可以有多个选择按钮以代表不同的制动选项，以与不同的外部制动动作对应，从而产生不同的控制信号，根据不同的控制信号电机的转动状态也不尽相同，最终使得机械连动装置在电机提供的动力下，可以根据不同的控制信号来控制刹车动作的强度。

举例来说，当外部制动动作为按下遥控器上的第一按钮时，其对应着第一制动选项(其对应的制动加速度为-10m/s²)，此时，遥控器就产生一个制动信号，并通过红外传输至控制器。控制器对该制动信号进行处理，即可得到加速度为-10m/s²的控制信号，机械连动装置根据该控制信号，以加速度为-10m/s²执行刹车动作。

同理，当该动作输入装置为移动终端时，例如手机、平板电脑等，可以根据移动终端下载的应用软件来产生外部制动动作。移动终端的应用软件上有多个制动选项(例如制动加速度不同)，以与不同的外部制动动作对应，从而产生不同的控制信号，使得机械连动装置可以根据不同的控制信号来控制刹车动作的强度。用户根据外部制动动作，选择第一制动选项 (其对应的制动加速度为-10m/s²)，移动终端根据该第一制动选项，得到第一制动信号，并通过无线传输至控制器。之后的过程与遥控器作为动作输入装置的情况类似，在此不再赘述。

与之前两种动作输入装置略有不同，当动作输入装置是刹车踏板时，在此不需设置制动选项，因为此时的外部制动动作为踩踏力，通过踩踏力的不同，刹车踏板的行程不同，该刹车踏板中的传感器根据不同的行程产生不同的制动信号，不同的制动信号对应着不同刹车动作的强度。举例来说，施加一个压力给刹车踏板，该压力对应的为第一制动信号，此时的刹车加速度为-10m/s²，则该机械连动装置则以-10m/s²的加速度执行刹车动作。

根据本公开的一种实施例，控制器采用可编程控制器(PLC)，图2 为本公开实施例的控制器的结构示意图，如图2所示，该控制器包括依次连接的模数转换单元201、滤波单元202、放大单元203和信号转换单元 204。

模数转换单元201，用于将动作输入装置输出的模拟信号模式的制动信号转换成数字信号；

滤波单元202，用于接收模数转换单元201输出的数字信号，并滤除数字信号中的噪声以避免噪声的干扰，得到滤波信号；

放大单元203，用于放大滤波单元202输出的滤波信号，得到放大滤波信号；

信号转换单元204，用于接收放大单元203输出的放大滤波信号，并将所述放大滤波信号转换成控制电机转动状态的控制信号，其中，电机的转动状态包括转速、加速度、暂停和开启等状态。

通过模数转换单元201、滤波单元202、滤波单元202和信号转换单元204，PLC将输入的制动信号转换成机械连动装置中电机的位置信号，电机转动根据该位置信号转动相应的行程，从而通过推动连接部来推动刹车总泵，最终实现刹车动作。

在其他实施例中，也可以采用微控制器或者其他硬件作为控制器，且各种类型的控制器对制动信号的处理与PLC类似，此处不再赘述。

在本公开的一种实施例中，如图3所示，图3为本公开实施例的机械连动装置的结构示意图，该机械连动装置包括：电机301、连接部包括：推杆302、杠杆303、油管连接口305和基座306；以及刹车总泵304。其中杠杆303也可以替换为同轴连接结构，但因为推杆302的动作通过杠杆 303后，能够实现推力的改变与动作速度的变大或者变小，这样就可以实现调节的作用，因此，连接部中优选有杠杆303结构。

其中，电机301与推杆302相连接，以带动推杆302工作。杠杆303 的一端与所述推杆302连接，从而由推杆302的动作推动杠杆303的动作；杠杆303的另一端与刹车总泵304连接，以推动刹车总泵304的动作；且杠杆303的中部固定于基座306上，以固定该杠杆303。油管连接口305 的一端与所述刹车总泵304相连，另一端与外部的刹车分泵连接，因此，刹车总泵304动作时，刹车油可以通过油管连接口305流动至外部的刹车分泵，从而实现刹车动作。

此外，该刹车总泵304优选为真空助力泵，通过真空助力泵上的连接孔可以将刹车总泵304中的一个腔室抽成真空，另一个腔室处于正常压力状态，通过两个腔室之间产生的气压差，从而增强该刹车连动装置的刹车动力。需要注意的是，该刹车总泵304包括但不限于真空助力泵，也可以采用非助力型刹车总泵，只需要电机提供足够的动力即可。

刹车动作的具体过程为：电机301根据控制器输出的控制信号驱动推杆302的伸缩，使得推杆302动作带动杠杆303动作。杠杆303动作后带动刹车总泵304动作，此时，刹车油通过油管连接口305输出至外部的刹车分泵，推动刹车钳动作，最终完成了刹车动作。

一般来说，机械连动装置可以基于液压原理，也可以基于气压原理，本实施例优选液压原理，将液体作为工作介质来传递能量和进行控制，主要将机械能转换成液体的压力能。这样能够避免复杂的气压制动结构，还能使得制动更柔和，防止损坏机械连动装置。此外，在其他实施例中，也可以直接选择液压站作为机械连动装置，其工作方式与图3所示实施例类似，此处不再赘述。

本公开的另一方面，还提供了一种行走机械设备，包括前述的刹车装置，动作输入装置和控制器没有物理连接关系，因此可以在驾驶室和底盘有相对运动的情况下使用，还能够灵活的应用于各种场景。此外，还可以通过施加不同的外部制动动作，控制刹车的强度，使得该行走机械设备执行刹车动作时具有不同的体验。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/ 或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。