刹车片组件及刹车片检测装置的制作方法

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种刹车片组件及刹车片检测装置。

背景技术：

在有转动机构的机械上，如风机、汽车、飞机、工程机械等装置上面，转动机构依靠刹车片与刹车盘的摩擦作用进行制动。刹车片在使用过程中摩擦块会受到一定磨损，随着使用时间的逐渐增长，刹车片的磨损程度也会越来越大。而刹车片磨损到一定程度之后会使得刹车系统失效，造成严重后果。因此，需要对刹车片的使用状况进行检测，尤其是对刹车片中的摩擦块的磨损情况进行检测。传统技术中还没有一种能够简便的对刹车片中的摩擦块的使用状况进行检测的方法或者装置。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够对刹车片中的摩擦块的使用状态进行检测的刹车片组件及刹车片检测装置。

为实现本发明目的提供的一种刹车片组件，包括检测元件、摩擦块；固定所述摩擦块用的钢背；以及或设置在所述摩擦块内部的检测元件，和/或设置在所述摩擦块外周侧随摩擦块磨损情况变化的检测元件；所述检测元件的电性能随所述检测元件体积大小的变化，和/或所述检测元件温度大小的变化而变化；还包括第一电性能检测模块，所述第一电性能检测模块与所述检测元件电连接，以检测所述检测元件的电性能的变化，并输出检测到的变化信息。

在其中一个实施例中，还包括第二电性能检测模块，所述第二电性能检测模块与所述摩擦块电连接，以检测所述摩擦块的电性能。

在其中一个实施例中，所述第一电性能检测模块为谐振检测单元，所述谐振检测单元包括所述检测元件、谐振辅助元件；所述谐振辅助元件包括集成线圈、电感、电容。

在其中一个实施例中，所述第一电性能检测模块通过导电引线与所述检测元件连接；

且每个所述检测元件连接的导电引线为1根、2根或2根以上。

在其中一个实施例中，所述检测元件的数量为两个以上；

当所述检测元件设置在所述摩擦块内部时，两个以上所述检测元件在所述摩擦块内部均匀分布；

当所述检测元件设置在所述摩擦块外周侧时，单个和/或两个以上所述检测元件在所述摩擦块外周侧分布。

在其中一个实施例中，所述检测元件由介电材料或者导电材料制成；

且所述检测元件通过喷涂、粘贴、卡位或者铆接的方式与所述摩擦块固定设置。

在其中一个实施例中，所述检测元件为片状结构，或者立体板状结构，或者膜状结构；

且所述检测元件的上沿与所述摩擦块摩擦表面平齐，或者所述检测元件的上沿与所述摩擦块摩擦表面之间具有预设距离；

且所述检测元件表面的法线与摩擦块表面的法线呈90度。

在其中一个实施例中，还包括温度测量元件，设置在所述检测元件的内部，或者设置在所述检测元件与所述钢背之间，并贴附于所述检测元件的底部。

基于同一发明构思的一种刹车片检测装置，包括前述任一实施例的刹车片组件及无线传输模块；所述无线传输模块接收所述第一电性能检测模块检测到的变化信息，并传输给相连接的设备；

还包括警报模块，所述警报模块从所述第一导向性能检测模块中获取所述检测元件的电性能的变化信息，根据所述电性能变化信息计算所述摩擦块的厚度，并在所述摩擦块厚度低于预设值时，发出报警信息。

基于同一发明构思的一种刹车片组件，包括摩擦块；固定所述摩擦块用的钢背；以及与所述摩擦块电连接的第二电性能检测模块，所述第二电性能检测模块用于检测所述摩擦块的电性能等的变化。

本发明的有益效果包括：本发明提供的一种刹车片组件，在摩擦块内部或者摩擦块的外周侧设置电性能等可变的检测元件，并设置相应的对检测元件的电性能进行检测的第一电性能检测模块，来获取检测元件的电性能及电性能的变化，从而能通过检测元件电性能的变化分析判断出模块的磨损情况，以便当摩擦块磨损到一定程度时，能够提醒相关人员及时进行处理。该刹车片组件结构简单，便于安装，整体成本低，且检测精度有保障。另外，该刹车片组件适合于粉尘及湿度较大等复杂工况的情况。

附图说明

图1为一实施例的刹车片组件结构图；

图2为一实施例中检测元件与温度测量元件之间的位置关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的刹车片组件及刹车片检测装置的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，其中一个实施例的刹车片组件包括摩擦块100、钢背200、检测元件300及第一电性能检测模块400(包括图中所示的400a1，400a2，400b1，400b2,400c1，400c2)。其中，摩擦块100在刹车片使用过程中与刹车盘等装置挤压接触，并通过摩擦制动。钢背200用于固定摩擦块100。且钢背200与摩擦块100之间可采用一体成型的方式制成，也可采用铆接等方式可拆卸连接。

特别的是，本实施例的刹车片组件中还设置有检测元件300(包括300a和300b)。作为一种可实施方式，所述检测元件300设置在摩擦块100的内部。具体设置的深度可根据需要进行，即，在设置所述检测元件300时，检测元件300的上沿与刹车片中的摩擦块100的摩擦表面之间可以设定一定的距离。此处所说的摩擦表面为刹车片组装成功之初，摩擦块100用于与刹车盘等装置接触的表面。对应图1中的最上面的面。本领域技术人员可以理解，刹车片在使用过程中，随着使用时间的增长，摩擦块100的厚度会逐渐减少，而检测元件300是设置在摩擦块100内部的，当摩擦块100的厚度减小到一定程度时，设置在摩擦块100内部的检测元件300也会受到磨损，当然检测元件300受到磨损之后其体积会相应减小。而本实施例的刹车片组件，其检测元件300选择为电性能能够随体积的变化而变化的材料。因此，当摩擦块100磨损到一定程度之后，接触到检测元件300，或者检测元件300被磨损之后，第一电性能检测模块能够检测到检测元件300电性能等的变化，并可以将变化信号向外传输。如传到到汽车的控制系统中，则控制系统可以根据检测到的检测元件300的电性能变化信息判断出摩擦块100也即刹车片的磨损程度。

其中需要说明的是，所述检测元件的电性能包括电阻、电抗、电感、电容、电阻抗及其电阻抗谱等，进一步还包括衍生的频率、相位等变量。总之所述检测元件的体积或者温度发生变化时，其自身一些电的性能会发生变化。而本实施例的刹车片组件中的第一电性能检测模块能够对这些性能的变化进行检测。

作为一种可实施方式，在设计安装时，可根据刹车片或者摩擦块100的可使用范围将检测元件300安装到摩擦块100内部的预设深度中，此时检测元件300的上沿距离摩擦块100摩擦表面的距离即为摩擦块100可磨损的总深度。当摩擦块100磨损到该深度之后，则可通过检测元件300的电性能的变化，判断出需要进行摩擦块100或者刹车片的更换了。此时需要及时更换相应的元件，避免刹车失灵造成严重后果。

以上说明的是将检测元件300安装到摩擦块100内部的一定深度中，其可实现对刹车片可使用范围的检测，当刹车片使用到一定程度时产生变化信号。而在刹车片从开始使用到检测元件300接触到刹车盘之间这段时间检测元件300的电性能都不发生变化。与前述的检测元件300设置方式不同，作为另一种可实施方式，在安装检测元件300到摩擦块100内部时，可将检测元件300的上沿与摩擦块100的摩擦面平齐。此时，摩擦块100在摩擦过程中，检测元件300与摩擦块100同时被摩擦，时检测元件300在高度方向上随着摩擦块100厚度的减小而减小，相应的，第一电性能检测模块检测到的检测元件300的电性能也会逐渐变化，逐渐增大或者逐渐减小。从而可以根据检测元件300逐渐变化的电性能判断出摩擦块100的实际厚度，实现摩擦块100厚度的实时检测。

较佳地，当将检测元件300设置在摩擦块100的内部时，最好是将其设置在摩擦块100磨损较严重的部位，如设置在摩擦块100的中部。也可以在摩擦块100中设置两个以上的检测元件300。且当设置两个以上检测元件300时，可将多个检测元件300均匀分布设置在摩擦块100的内部，从而对摩擦块100各部分的磨损程度进行检测，第一电性能检测模块检测输出变化信息后，接收所述变化信息的控制装置可以对多个检测元件300的状态变化进行分析综合，从而综合判断摩擦块100的磨损程度。如可根据每个检测元件300的电性能变化计算出其所在部位摩擦块100的当前厚度，再将多个厚度计算结果进行平均，得到摩擦库的实际可使用厚度。同时，也可根据不同检测元件300检测到的厚度情况，得到摩擦块100偏磨程度，并可根据偏磨程度及时对刹车片进行调整。以保证优越的刹车性能。

对于设置在摩擦块100内部一定深度的多个摩擦块100，当只有部分检测元件300的电性能发生变化，甚至只有某个检测元件300的电性能发生变化时，判定摩擦块100偏磨严重，或者发生了破损，需要对刹车片进行修补或者更换。

相对前述的将检测元件300设置在摩擦块100内的检测元件300设置方式，在另一实施例中，如图1所示，可将检测元件300设置在摩擦块100的外周侧，与摩擦块100贴附。当摩擦块100因摩擦厚度减小时，检测元件300也会相应的受到磨损，因而体积减小，并进一步的导致其自身电性能、介电性能或电荷发生变化，这种变化被第一电性能检测模块检测到，并输出到外部的控制装置中，控制装置可根据检测元件300的电性能的变化计算出摩擦块100的磨损情况。

与检测元件300设置在摩擦块100内部的情况相类似的，检测元件300贴附在摩擦块100的外周侧时，检测元件300的上沿可以与摩擦面之间有一定(预设)距离，检测元件300的上沿也可以与摩擦块100的摩擦面齐平。且，当检测元件300的上沿与摩擦面之间有一定距离时，用于对摩擦块100的使用期限进行报警；而当检测元件300的上沿与摩擦块100的摩擦面齐平时，外部控制装置可以根据第一电性能检测模块检测到的变化信息实时计算摩擦块100的厚度，以便对摩擦块100的使用情况及时了解。尤其还能够根据这些数据了解一个刹车片的真实性能，以及在不同使用状况下的损伤程度。

同样，设置在摩擦块100外周侧的检测元件300也可以两个以上，且两个以上的检测元件300最好也是在摩擦块100的四周均匀分布。

所述摩擦块100的外周侧是指，对于具有一定厚度的摩擦块100，其外周也具有一定的厚度。检测元件300在设置时，贴附到摩擦块100的外周上。

还需要说明的是，对于一个刹车片组件，可既在摩擦块100内部设置检测元件300，也在摩擦块100外周侧设置检测元件300，且具体设置的数量可以根据需求进行安排。如作为一种可是实施方式，可使用设置在外周侧的检测元件300进行厚度检测，而使用设置在摩擦块100内部的检测元件300进行使用期限报警检测。两者配合使用，达到对刹车片状况全方位掌控的效果。

本实施例的刹车片组件通过对检测元件300电性能的检测，实现对刹车片磨损情况的实时在线或者离线检测或预警，可以做到刹车片磨损情况一有变化立刻将磨损情况，如偏磨反映出来。其适合于刹车片的复杂工况，如粉尘、湿度的情况。且该刹车片组件制作成本低。

以上以检测元件300的电性能随体积大小的变化而变化进行了说明，在其他实施例中，检测元件300也可以选择导电新能能够根据温度的变化而变化的器件。而且检测元件300依然可以选择设置在摩擦块100的内部或者摩擦块100的外周侧，且检测元件300的上沿与摩擦面之间的预设距离可以根据实际需求进行设置，可以与摩擦面之间有一定距离，也可以与摩擦面齐平。当检测元件300与刹车盘之间产生摩擦时，检测元件300温度发生变化，从而检测元件300的电性能发生变化，第一电性能检测模块检测到变化并输出变化信息到外部连接的控制设备。

对温度和体积变化均敏感的检测元件300，温度和磨损情况会反映到检测元件300的电性能变化上，第一电性能检测模块获取由温度和磨损综合作用产生的检测元件300的电性能变化，并将变化信息传输给外部的控制设备。

对于前述实施中所提到的电性能包括电阻抗、电阻抗谱、电抗、电阻、电荷、电势、电容、电感、电流、谐振频率、相位、幅值等。且所述检测元件300可以使用介电材料制成也可以使用导电材料制成。当检测元件300为介电材料时，则第一电性能检测模块感受检测元件300的电抗或者电阻抗谱等的变化，并传输给外部控制设备。而当检测元件300由导电材料制成时，所述第一电性能检测模块可获取检测检测元件300的电阻等变化，并将变化信息传输给外界控制设备。

而对于检测元件300与摩擦块100之间的结合方式，可采用喷涂、粘贴、丝印、卡位或者铆接的方式，使检测元件300固定到摩擦块100的外周侧，或者摩擦块100的内部。在内部设置检测元件300时，摩擦块100可以由多个子块构成，可将检测元件300设置在两个子块之间的缝隙中。在其他实施例中，通过所述检测元件300的电性能随温度变化进行检测时，所述检测元件也可以采用上述固定方式中的任意一种固定设置在刹车片的钢背上。

作为一种可实施方式，对于检测元件300的形状，可根据摩擦块100的形状而定制，从而更便于将检测元件300与摩擦块100之间进行固定。如对于外周成弧状的摩擦块100，也可设置相匹配的具有内弧凹面的检测元件300。当然，如果采用喷涂的方式设置检测元件300时，检测元件300的形状会与摩擦块100的形状完全匹配。在其中一个实施例中，可将检测元件300制作成片状方形结构或者立体板状结构、片状结构或者膜状结构。

且较佳地，所述检测元件安装到刹车片上之后，立体板状结构，或者片状结构，或者膜状结构的检测元件表面的法线与摩擦块表面的法线垂直，即两者成90度。本领域技术人员可以理解，所述立体板状结构、所述膜状结构及所述片状结构都相对具有一个较大面积的平面，所述检测元件表面即指膜状结构扁平面。

在其他实施例中，所述检测元件表面的法线与摩擦块表面的法线之间的夹角也可以为其他夹角，如60度，80度等。

如图1所示的刹车组件中，采用导线400连接第一电性能检测模块和检测元件300。且如图1所示，该实施例的刹车组件中在摩擦块100的外周侧的左右两端分别设置有一个检测元件300，分别为检测元件300a和检测元件300b，每个检测元件300分别连接有两个导线400，具体的，检测元件300a上连接有导线400a1和导线400a2，检测元件300b上连接有导线400b1和导线400b2。第一电性能检测模块通过导线400检测检测元件300a的电性能的变化信息，并传输给外部控制设备；而检测元件300b的电性能变化信息通过导线400b1和导线400b2传输给电性能检测模块，并最终输出给外部控制设备。

需要说明的是，在其他实施例中，连接到检测元件300上的导线400也可以只设置一根。

在其他实施例中，所述第一电性能检测模块为谐振检测单元。所述谐振检测单元包括所述检测元件、谐振辅助元件，所述谐振辅助元件包括集成线圈、电感、电容。辅助元件与与检测元件300构成微小谐振单元，来获取检测元件300的电性能变化，并将检测到的变化信息最终传输给外部控制设备。或者也可以通过设置继承线圈实现对检测元件300电性能的检测以及变化信息的输出。或者也可以通过其他电阻、电感、电容单元间接测量检测元件300的电性能，并输出变化信息。

在另一实施例中，如图2所示，还可以在刹车片组件中增设温度测量元件500，对温度进行测量。本实施例中，温度测量元件500设置在检测元件300与钢背200之间，并贴附在检测元件300的底部。对于温度的测量，尤其是检测元件300为导体材料时，如铜块或其他有一定温度特性的导体材料，刹车片达到磨损阈值时，其材料电阻、电抗(如电容)受温度影响的变化可用来对刹车片的厚度进行检测或者对刹车片的摩擦块100的磨损程度进行预警。通过测量温度和检测元件300的参数可同时反映刹车片及其周围情况的改变。

除了如图2所示，将温度测量元件500设置的检测元件300与钢背200之间以外，在其他实施例中，也可以将温度测量元件500嵌入到检测元件300的内部。

上述各实施例中详细说明了，通过设置电性能可变的检测元件300进行摩擦块100厚度及磨损阈值检测的实现方式。更佳的，摩擦块100本身一般由介电材料制成，因此也可以通过直接检测摩擦块100本身的电性能来判断摩擦块100的厚度及磨损情况。如在一个实施例中，设置第二电性能检测模块，第二电性能检测模块与摩擦块100电连接，检测摩擦块100的电阻抗或者电阻抗谱。并可以将检测到的摩擦块100的电性能的变化信息输出给外部的控制设备，使控制设备及时了解刹车片的状况，并做相应的准备措施。对于第二电性能检测模块的实现形式，可采用与第一电性能检测模块完全相同的实现形式。如图1所示，可在摩擦块100上连接两个导电引线，使所述第二电性能检测模块通过导电引线获取摩擦块的电性能变化信息，其中两个导电引线分别为导线400c1和导线400c2。当然连接到摩擦块100上的导电引线的数量可以为一个也可以为三个以上。且第二电性能检测模块也可以由集成线圈或者谐振检测单元等间接电性能测量元件实现。

在其他实现方式中，也可以只设置第二电性能检测模块，而不设置第一电性能检测模块，只使用第二电性能检测模块检测摩擦块100的电性能变化。并将变化信息输出给外部控制设备，外部设备通过检测到的摩擦块100电性能的变化对摩擦块100的磨损情况进行判断，如根据设定阈值进行报警等。该检测方式需要额外增加的元器件少，减少安装麻烦。

基于同一发明构思，本发明还提供一种刹车片检测装置，其包括前述任一实施例的刹车片组件，还包括无线传输模块。无线传输模块与第一电性能检测模块通讯连接，接收第一电性能检测模块检测到的变化信息，并传输给相连接的设备。所述相连接的设备包括通过检测元件300的电性能变化信息能够对摩擦块100的厚度以及磨损情况进行分析的设备，如汽车控制系统，外部监测系统，安装有相应的刹车片状态监控app的移动终端等。

当然，当刹车片组件中还包括第二电性能检测模块时，所述无线传输模块还可以接收第二电性能检测模块检测到的变化信息，并且可以将两个电性能检测模块(第一电性能检测模块和第二电性能检测模块)检测到的变化信息均传输给外部控制设备。

在另一实施例的刹车片检测装置中，除包含刹车片组件和上述的无线传输模块外，还包括警报模块，警报模块从第一导向性能检测模块中获取检测元件300的电性能变化信息，根据电性能变化信息计算摩擦块100的厚度，并在摩擦块100厚度低于预设值时，发出报警信息。

当然，当刹车片组件中包含第二电性能检测模块时，所述警报模块也接收第二电性能检测模块检测到的变化信息，并也可以根据其检测到的变化信息计算摩擦块100的厚度，并在其低于预设值时，发出报警信息。所述报警信息可以为在显示装置显示的警报提示，或者发出警示音。如“更换刹车片”或者“刹车片异常”等类似的提示。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。