一种电液制动系统滚珠丝杠副的限位回零装置的制作方法

1.本发明涉及汽车制动技术领域，具体涉及一种电液制动系统滚珠丝杠副的限位回零装置。


背景技术：

2.在汽车电动化与智能化发展的背景下，对制动系统提出了更高的性能要求。电液制动系统由于其建压时间短，响应速度快，集成度高等优点，在智能电动汽车上逐步普及。电液制动系统在建压过程中，电机通过传动机构将旋转运动转换为直线运动，进而推动电缸进行建压。
3.对于全解耦电液制动系统，建压传动机构应具有传动精度高，体积小易于集成等特点，滚珠丝杠是精密仪器上常用的传动机构，其可以将旋转运动转换为直线运动，并将旋转扭矩转换为轴向往复力。滚珠丝杠具有低摩擦、高精度、可逆性、噪声低等特点，满足制动系统建压过程需求。
4.制动压力建立过程中，电机直接驱动丝杠旋转，螺母进行直线运动并推动电缸活塞建压。减压过程中，螺母回退，带动电缸活塞回退，制动压力降低。电液制动系统工作时，制动压力的大小与螺母的行程直接相关。出于对电液系统结构安全及控制的考虑，需要保证泄压后螺母回到初始零点，保证下次建压时螺母从相同零点位置移动。目前，滚珠丝杠的限位主要是通过固定底座、锁紧螺栓及卡槽的方式进行限位，所占空间较大，落座噪声大，不满足集成式电液制动系统特性需求。因此亟需一种结构精巧、可靠性高、运行平稳的滚珠丝杠限位回零装置，从而满足全解耦电液制动系统的控制和安全等需求。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种电液制动系统滚珠丝杠副的限位回零装置，实现对螺母回零的精确定位，克服传统滚珠丝杠限位装置所需安装空间大、难以集成等缺陷。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种电液制动系统滚珠丝杠副的限位回零装置，包括空心电机转子和滚珠丝杠传动副；所述滚珠丝杠传动副包括丝杠和螺母；所述丝杠轴向贯穿所述空心电机转子，并且与空心电机转子同轴；所述螺母设于所述空心电机转子的内腔，并通过滚珠与所述丝杠配合；所述空心电机转子可带动丝杠旋转，丝杠带动所述螺母沿丝杠轴向直线运动；空心电机转子的一端为开放结构，供螺母进出所述空心电机转子的内腔；所述空心电机转子的另一端的内侧设有限位挡块，所述螺母和所述空心电机转子的另一端相对的一端设有回零挡块，当螺母位于机械零点位置时，所述回零挡块与限位挡块相抵。
8.进一步地，所述空心电机转子的另一端的内侧设有平衡块。
9.更进一步地，回零挡块沿径向方向的内侧与所在平面中心的距离大于平衡块沿径向方向的外侧与所在平面的中心的距离。
10.更进一步地，平衡块与限位挡块的质量中心点与断面中心同处一条直线上，且限位挡块引起的惯性力与平衡块引起的惯性力相等，即二者的质径积相等。
11.更进一步地，所述空心电机转子、限位挡块及平衡块一体成型。
12.本发明公开了一种上述电液制动系统滚珠丝杠副的限位回零装置的工作方法，具体过程为：
13.将螺母与电液制动系统的电缸活塞相连；
14.电液制动系统需要建压时，空心电机输出扭矩，空心电机转子直接将空心电机的扭矩传递到丝杠，带动丝杠旋转；丝杠进行旋转运动时，带动螺母从机械零点位置出发沿丝杠轴向直线移动，推动所述电缸活塞运动，实现对制动压力的精确控制；
15.电液制动系统泄压过程中，电缸活塞带动螺母进行回退直线运动，在螺母的作用下，丝杠和空心电机转子旋转，当螺母回退至机械零点位置时，空心电机转子上的限位挡块与螺母上的回零挡块恰好相抵，此时螺母停止运动，带着电缸活塞回到零点。
16.本发明的有益效果在于：本发明采用空心电机转子与丝杠螺母一体式回零限位装置，利用空心电机转子上设置的限位挡块与螺母上设置的回零挡块相互作用实现精准回零定位，结构精巧、安装方便、集成度好、回零限位精度高。另外，在此基础上，通过设置平衡块改善限位挡块带来的旋转波动，保证了丝杠旋转运动的稳定性，同时降低螺母的回位冲击，获得较好的噪声、振动与声振粗糙度(nvh)效果。
附图说明
17.图1为本发明实施例1中限位回零装置的截面结构示意图
18.图2为图1的a-a剖视图；
19.图3为本发明实施例1中空心电机转子的结构示意图；
20.图4为本发明实施例1中空心电机转子的侧视图；
21.图5为图4的b-b剖视图。
具体实施方式
22.以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
23.实施例1
24.本实施例提供一种电液制动系统滚珠丝杠副的限位回零装置，如图1-5所示，包括空心电机转子2和滚珠丝杠传动副；所述滚珠丝杠传动副包括丝杠1和螺母3；所述丝杠1轴向贯穿所述空心电机转子2，并且与空心电机转子2同轴；所述螺母3设于所述空心电机转子2的内腔，并通过滚珠4与所述丝杠1配合；所述空心电机转子2可带动丝杠1旋转，在防转机构(图中未示)及滚珠4的作用下所述螺母3沿丝杠1轴向直线运动；空心电机转子2的一端为开放结构，供螺母3进出所述空心电机转子2的内腔；所述空心电机转子2的另一端的内侧设有限位挡块6，所述螺母3和所述空心电机转子2的另一端相对的一端设有回零挡块7，当螺母3位于机械零点位置时，所述回零挡块7与限位挡块6相抵。
25.需要说明的是，为了防止螺母3随着丝杠一同转动，保证螺母3仅作直线移动，需要
在空心电机转子2的内腔设置防转机构(图中未示)，以阻挡螺母3进行转动。
26.需要说明的是，由于空心电机转子2与螺母3存在固定的传动比例关系，因此螺母3的机械零点与限位挡块6的布置位置有关。
27.在本实施例中，所述空心电机转子2的另一端的内侧设有平衡块5。由于限位挡块6的存在会使得空心电机转子输出不平稳，平衡块5的作用在于使得空心电机转子2旋转时达到动态平衡，改善空心电机转子2旋转的稳定性，使空心电机转子2在高速下保持动平衡，以达到相对平衡的状态，进而使得螺母3直线运动更平稳，减轻螺母3回零冲击，获得较好的噪声、振动与声振粗糙度(nvh)效果。
28.进一步地，为了确保螺母上的回零挡块7与平衡块5不发生干涉，回零挡块7沿径向方向的内侧与所在平面中心的距离大于平衡块5沿径向方向的外侧与所在平面的中心的距离。这样回零挡块7会始终位于平衡块5的外圈，不会与平衡块5发生干涉。
29.在本实施例中，平衡块5与限位挡块6的质量中心点与断面中心同处一条直线上，且限位挡块6引起的惯性力与平衡块5引起的惯性力相等，即二者的质径积相等。
30.在本实施例中，所述空心电机转子2、限位挡块6及平衡块5一体成型。
31.实施例2
32.本实施例提供一种实施例1所述电液制动系统滚珠丝杠副的限位回零装置的工作方法：
33.将螺母3与电液制动系统的电缸活塞相连；
34.电液制动系统需要建压时，空心电机输出扭矩，空心电机转子2直接将空心电机的扭矩传递到丝杠1，带动丝杠1旋转；丝杠1进行旋转运动时，在防转机构及滚珠4的作用下螺母3从机械零点位置出发沿丝杠1轴向直线移动，推动所述电缸活塞运动，实现对制动压力的精确控制；
35.电液制动系统泄压过程中，电缸活塞带动螺母3进行回退直线运动，在螺母3的作用下，丝杠1和空心电机转子2旋转，当螺母3回退至机械零点位置时，空心电机转子2上的限位挡块6与螺母3上的回零挡块7恰好相抵，此时螺母3停止运动，带着电缸活塞回到零点。
36.对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。