电磁制动器及具有该电磁制动器的电磁制动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电磁制动器及具有该电磁制动器的电磁制动系统。该电磁制动器包括：制动盘；具有铁芯的第一螺线管和第二螺线管，第一螺线管和第二螺线管分别设置在制动盘的两侧；以及第一衬垫和第二衬垫，第一衬垫和第二衬垫分别设置在第一螺线管和第二螺线管的相对的第一端上，其中，第一螺线管和第二螺线管构造为当通电时产生吸引力，以推动第一衬垫和第二衬垫从初始位置移动至制动位置，在制动位置时第一衬垫和第二衬垫从制动盘的两侧挤压制动盘。本实用新型提供的电磁制动器结构简单，方便维修，并且可以直接安装在原制动器所在的位置，因此设计变动小，方便替换与易产。此外，该磁制动系统由于不需要采用制动液，因此降低了维护成本。
【专利说明】电磁制动器及具有该电磁制动器的电磁制动系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆用制动领域，具体地，涉及一种电磁制动器及具有该电磁制动器的电磁制动系统。
【背景技术】
[0002]制动系统是汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统作用是:使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。
[0003]制动系统主要包括供能装置、可操作的控制装置、传动装置、制动器。目前所使用的制动系统主要为液压制动系统，其主要利用液压将衬垫(例如制动片)压靠制动盘来实现制动。在液压制动系统中，供能装置包括供给、调节制动所需能量以及改善传动介质状态的各种部件；控制装置例如为制动踏板，其产生制动动作并控制制动效果；传动装置包括将制动能量传输到制动器的各个部件如制动王缸、轮缸；制动器为广生阻碍车辆运动或运动趋势的部件。
[0004]液压制动系统具有复杂的结构，并且在改进制动性能的可靠性和安全向方面受到限制。
[0005]因此，需要提出一种电磁制动器及具有该电磁制动器的电磁制动系统，以解决现有技术中存在的问题。
实用新型内容
[0006]在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0007]根据本实用新型的一个方面，提供一种电磁制动器，所述电磁制动器包括:制动盘；具有铁芯的第一螺线管和第二螺线管，所述第一螺线管和所述第二螺线管分别设置在所述制动盘的两侧；以及第一衬垫和第二衬垫，所述第一衬垫和所述第二衬垫分别设置在所述第一螺线管和所述第二螺线管的相对的第一端上，其中，所述第一螺线管和所述第二螺线管构造为当通电时产生吸引力，以推动所述第一衬垫和第二衬垫从初始位置移动至制动位置，在所述制动位置时所述第一衬垫和所述第二衬垫从所述制动盘的两侧挤压所述制动盘。
[0008]优选地，所述电磁制动器还包括返回机构，所述返回机构构造为当所述第一螺线管和所述第二螺线管断电时使所述第一衬垫和所述第二衬垫自动地返回所述初始位置。
[0009]优选地，所述返回机构包括第一滑轨和第二滑轨，所述第一螺线管和所述第二螺线管可滑动地设置在所述第一滑轨和所述第二滑轨上，所述第一滑轨和所述第二滑轨从靠近所述制动盘的位置处向远离所述制动盘的位置处向下倾斜地设置。
[0010]优选地，所述第一滑轨与所述第二滑轨与水平面之间的夹角为5-20度。
[0011]优选地，所述返回机构包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件和所述第二弹性件分别连接至所述第一螺线管和所述第二螺线管的第二端，所述第二端与所述第一端相反，所述第一弹性件和所述第二弹性件构造为当所述第一衬垫和所述第二衬垫处于所述制动位置时处于拉伸状态。
[0012]优选地,所述第一弹性件和所述第二弹性件在所述第一衬垫和所述第二衬垫处于所述初始位置时处于自然状态。
[0013]根据本实用新型的另一个方面，还提供一种电磁制动系统，所述电磁制动系统包括:电源，所述电源用于为所述电磁制动系统供电；可操作的控制装置，所述控制装置用于接收使用者的制动操作；电位器，所述电位器连接至所述控制装置，用于根据所述制动操作输出电位；以及如上所述的任一种电磁制动器，所述电磁制动器与所述电位器电连接。
[0014]优选地，所述电源为车载电源。
[0015]优选地，所述电磁制动系统还包括变压器，所述变压器构造为升高所述电源的电压。
[0016]优选地，所述电磁制动系统还包括防锁死刹车系统和/或电子刹车力分配系统。
[0017]本实用新型提供的电磁制动器利用电磁铁替代了传统的液压制动器(刹车分泵)，其结构简单，方便维修。并且该电磁制动器可以直接安装在原制动器所在的位置，因此设计变动小，方便替换与易产。此外，本实用新型提供的电磁制动系统由于不需要采用制动液，因此降低了维护成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，
[0019]图1A和IB分别为根据本实用新型一个实施例的电磁制动器的示意图，其中图1A示出了电磁制动器处于初始状态，图1B示出了电磁制动器处于制动状态；
[0020]图2A和2B分别为根据本实用新型另一个实施例的电磁制动器的示意图，其中图2A示出了电磁制动器处于初始状态，图2B示出了电磁制动器处于制动状态；以及
[0021]图3为根据本实用新型一个实施例的电磁制动系统的示意性框图。
【具体实施方式】
[0022]接下来，将结合附图更加完整地描述本实用新型，附图中示出了本实用新型的实施例。但是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0023]本实用新型提供一种电磁制动器，该电磁制动器取代了现有技术中的液压制动方式，在结构上明显简化。下面将结合附图对本实用新型提供的电磁制动器进行详细描述。如图1A-1B所示，分别为电磁制动器100处于初始状态下和制动状态下的示意图。[0024]如图1A-1B所示，电磁制动器100包括制动盘110、第一螺线管120A和第二螺线管120B、以及第一衬垫130A和第二衬垫130B。
[0025]制动盘110安装在车辆的车轮上，随车轮转动。制动盘110通常由合金(例如合金钢)材料制成。制动盘110可以为现有的任一种制动盘，本实用新型不意欲对制动盘110进行限制。一般来说，制动盘110上设置有圆孔，其作用是减轻重量和增加摩擦力。制动盘种类繁多，特点是壁薄，盘片及中心处由砂芯形成。
[0026]第一螺线管120A和第二螺线管120B分别包括铁芯和缠绕在铁芯上的螺线管。铁芯用来增大第一螺线管120A和第二螺线管120B所产生的电磁力。缠绕在铁芯上的线圈的匝数可以根据需要产生的制动力和能够容纳该电磁制动器100的空间来设置。第一螺线管120A和第二螺线管120B的线圈的绕法应当使得第一螺线管120A和第二螺线管120B在通电时产生电磁吸引力。第一螺线管120A和第二螺线管120B分别设置在制动盘110的两侧。且第一螺线管120A和第二螺线管120B的磁极相对。优选地，第一螺线管120A和第二螺线管120B的磁极在制动盘110的两侧对准地设置。
[0027]第一衬垫130A和第二衬垫130B分别设置在第一螺线管120A和第二螺线管120B的相对的第一端上。也就是说，第一衬垫130A和第二衬垫130B分别设置在第一螺线管120A和第二螺线管120B的相互靠近的第一端上。第一衬垫130A和第二衬垫130B可以为现有的制动片。第一衬垫130A和第二衬垫130B在车辆行驶过程中固定不动，当需要制动时，第一衬垫130A和第二衬垫130B夹住制动盘完成制动动作。
[0028]车辆行驶过程中操作人员操作控制装置时，例如踩刹车时，可以使第一螺线管120A和第二螺线管120B通电，通电后的第一螺线管120A和第二螺线管120B产生电磁引力，推动第一衬垫130A和第二衬垫130B从图1A所示的初始位置移动至图1B所示的制动位置。第一衬垫130A和第二衬垫130B在制动位置处时从制动盘110的两侧挤压制动盘110，以起到减速或者停车的作用。
[0029]本实用新型提供的电磁制动器利用电磁铁替代了传统的液压制动器(刹车分泵)，其结构简单，方便维修。并且该电磁制动器可以直接安装在原制动器所在的位置，因此设计变动小，方便替换与易产。此外，本实用新型提供的电磁制动系统由于不需要采用制动液，因此降低了维护成本。
[0030]优选地，电磁制动器100还包括返回机构。该返回机构构造为当第一螺线管120A和第二螺线管120B断电时，能够使第一衬垫130A和第二衬垫130B自动地返回图1所示的初始位置。
[0031]在一个优选实施例中，返回机构包括第一滑轨140A和第二滑轨140B。第一螺线管120A和第二螺线管120B可滑动地设置在第一滑轨140A和第二滑轨140B。作为示例，第一滑轨140A和第二滑轨140B上可以设置有滑槽，第一螺线管120A和第二螺线管120B的底部可以分别设置有雨滑槽向匹配的滑块，以使第一螺线管120A和第二螺线管120B分别沿着第一滑轨140A和第二滑轨140B自由地滑动。为了使得第一衬垫130A和第二衬垫130B在断电后自动地返回初始位置，第一滑轨140A和第二滑轨140B分别从靠近制动盘110的位置处向远离制动盘110的位置处向下倾斜地设置。这样，第一螺线管120A和第二螺线管120B断电后可以依靠第一螺线管120A和第二螺线管120B以及第一衬垫130A和第二衬垫130B自身的重力而自动地返回来初始位置。[0032]优选地，第一滑轨140A和第二滑轨140B的前端在第一衬垫130A和第二衬垫130B返回至初始位置的过程中起到止挡作用。第一衬垫130A和第二衬垫130B返回至初始位置时，其分别与第一滑轨140A和第二滑轨140B的顶端接触。这样，可以使第一衬垫130A和第二衬垫130B停止在初始位置。
[0033]进一步优选地，第一螺线管120A和第二螺线管120B与第一滑轨140A和第二滑轨140B之间在使用过程中可能会有杂物进入两者之间，这导致摩擦力增大而无法返回初始位置，因此第一滑轨140A和第二滑轨140B与水平面之间的夹角不宜设置得过小。反之，如果两者之间的夹角过大则会存在在制动时产生的电磁吸引力需要克服较大的重力，导致能量损耗较大。基于上述考虑，第一滑轨140A和第二滑轨140B优选地与水平面之间的夹角为5-20 度。
[0034]在另一个优选实施例中，返回机构包括第一弹性件240A和第二弹性件240B，参见图2A-2B。图2A-2B与图1A-1B所示的实施例基本相同，不同之处在于返回机构的设置方式。其中图2A示出了第一衬垫130A和第二衬垫130B处于初始位置；图2B示出了第一衬垫130A和第二衬垫130B处于制动位置。
[0035]由于在该实施例中所采用的返回机构是依赖弹性件的回弹力，因此无需将第一螺线管220A和第二螺线管220B设置呈倾斜状。但是本实用新型并不排除在该实施例中设置成倾斜状的方案。在图2A-2B所示的实施例中与图1A-1B所示的实施例相同或相似的部件将采用相同的附图标记，并且为了简洁也将省略对这些相同部件的具体描述。因此，以下描述将主要针对不同之处进行。
[0036]如图2A-2B所示，第一弹性件240A和第二弹性件240B分别连接至第一螺线管220A和第二螺线管220B的第二端。其中，第二端与前述的第一端相对，所述第二端为第一螺线管220A和第二螺线管220B的相互远离的端部。第一弹性件240A和第二弹性件240B构造为当第一衬垫130A和第二衬垫130B处于制动位置(如图2B所示)时处于拉伸状态。作为示例，第一弹性件240A和第二弹性件240B可以为弹簧。当第一衬垫130A和第二衬垫130B处于制动位置时，第一弹性件240A和第二弹性件240B处于拉伸状态，这样，当第一螺线管220A和第二螺线管220B断电时，可以由于第一弹性件240A和第二弹性件240B产生的拉伸力而自动地返回到初始位置。
[0037]进一步优选地，第一弹性件240A和第二弹性件240B在第一衬垫130A和第二衬垫130B处于初始位置(如图2A所示)时处于自然状态。该自然状态是指第一弹性件240A和第二弹性件240B未发生形变时所处的状态。
[0038]另外，本实用新型还提供一种电磁制动系统，图3示出了电磁制动系统的示意性框图。电磁制动系统300包括电源310、控制装置320、电位器330和电磁制动器340。
[0039]电源310用于为电磁制动系统300供电。电源310可以为车载电源，在此情况下，优选地，电磁制动系统300还包括变压器350。变压器350用于升高电源310提供的电压，以使电磁制动器340产生足够的电磁引力。当然，还可以为电磁制动系统300提供额外的高压电源，而不采用车载电源。但在这样会导致成本升高，且提高了行车的危险性。
[0040]控制装置320为用于接收使用者的制动操作的任何控制装置320。目前常见的控制装置320包括刹车踏板。使用者通过踩踏刹车踏板来完成制动动作。但是本实用新型并不排除其它可利用的控制装置的可能。[0041]电位器330连接至控制装置320，用于根据制动操作输出电位。以控制装置320为刹车踏板为例，根据使用者踩踏刹车踏板的力道和速度，电位器330可以输出相应的电压，该电压的升高速度和最大值与踩踏刹车踏板的力道和速度成比例。因此，可以灵敏地控制电磁制动器340根据使用者的愿望来完成制动操作。
[0042]电磁制动器340可以为上述的任一种电磁制动器，其与电位器330电连接，以接收来自电位器330的电信号。电磁制动器340内的第一螺线管和第二螺线管可以根据该电信号产生相应的电磁引力。
[0043]进一步优选地，该电磁制动系统还包括防锁死刹车系统(ABS)和/或电子刹车力分配系统(EBD)。ABS是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏。EBD能够自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能(在一定程度上可以缩短制动距离)，并配合ABS提高制动稳定性。
[0044]本实用新型提供的电磁制动器系统利用电磁铁替代了传统的液压制动器，并利用电位器和电路取代现有的液压管路和刹车总泵。根据电压可以提供强大的制动力，增加行车的安全性。其结构简单，方便维修，降低了维护成本。并且，该电磁制动系统可以直接安装在原制动系统所在的位置，并且能够与现有的ABS/EBD无缝衔接，因此设计变动小，方便替换与易产。
[0045]本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1.一种电磁制动器，其特征在于，所述电磁制动器包括: 制动盘； 具有铁芯的第一螺线管和第二螺线管，所述第一螺线管和所述第二螺线管分别设置在所述制动盘的两侧；以及 第一衬垫和第二衬垫，所述第一衬垫和所述第二衬垫分别设置在所述第一螺线管和所述第二螺线管的相对的第一端上， 其中，所述第一螺线管和所述第二螺线管构造为当通电时产生吸引力，以推动所述第一衬垫和第二衬垫从初始位置移动至制动位置，在所述制动位置时所述第一衬垫和所述第二衬垫从所述制动盘的两侧挤压所述制动盘。
2.如权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述电磁制动器还包括返回机构，所述返回机构构造为当所述第一螺线管和所述第二螺线管断电时使所述第一衬垫和所述第二衬垫自动地返回所述初始位置。
3.如权利要求2所述的电磁制动器，其特征在于，所述返回机构包括第一滑轨和第二滑轨，所述第一螺线管和所述第二螺线管可滑动地设置在所述第一滑轨和所述第二滑轨上，所述第一滑轨和所述第二滑轨从靠近所述制动盘的位置处向远离所述制动盘的位置处向下倾斜地设置。
4.如权利要求3所述的电磁制动器，其特征在于，所述第一滑轨与所述第二滑轨与水平面之间的夹角为5-20度。
5.如权利要求2所述的电磁制动器，其特征在于，所述返回机构包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件和所述第二弹性件分别连接至所述第一螺线管和所述第二螺线管的第二端，所述第二端与所述第一端相反，所述第一弹性件和所述第二弹性件构造为当所述第一衬垫和所述第二衬垫处于所述制动位置时处于拉伸状态。
6.如权利要求5所述的电磁制动器，其特征在于，所述第一弹性件和所述第二弹性件在所述第一衬垫和所述第二衬垫处于所述初始位置时处于自然状态。
7.—种电磁制动系统,其特征在于,所述电磁制动系统包括: 电源，所述电源用于为所述电磁制动系统供电； 可操作的控制装置，所述控制装置用于接收使用者的制动操作； 电位器，所述电位器连接至所述控制装置，用于根据所述制动操作输出电位；以及 如权利要求1-6中任一项所述的电磁制动器，所述电磁制动器与所述电位器电连接。
8.如权利要求7所述的电磁制动系统，其特征在于，所述电源为车载电源。
9.如权利要求8所述的电磁制动系统，其特征在于，所述电磁制动系统还包括变压器，所述变压器构造为升高所述电源的电压。
10.如权利要求7所述的电磁制动系统，其特征在于，所述电磁制动系统还包括防锁死刹车系统和/或电子刹车力分配系统。
【文档编号】F16D121/20GK203516532SQ201320615716
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】高继业 申请人:高继业