本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种电动式制动器以及具有它的车辆。
背景技术：
相关技术中，车辆的制动系统通常采用液压助力方式或电液混合方式进行制动。车辆停驻一段时间后，上述结构在液压要系统的制动液压力下降，导致制动过程也存漏液的风险。
已有的电机集成式EPB卡钳布置在车辆后轴两侧的车轮上以对车轮进行制动，虽然EPB卡钳能够提供可靠的驻车制动和制动系统失效时的辅助制动，但是由于受安装位置布置的影响，电机集成式EPB卡钳的电机通常比较小，提供的扭矩和功率也较小，不适用于车辆行驶过程中的制动。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种电动式制动器以及具有它的车辆。
本发明还提出了一种具有该电动式制动器的车辆。
根据本发明第一方面实施例的电动式制动器，包括：壳体；电机，所述电机与所述壳体固定连接，所述电机具有输出轴；传动机构，所述传动机构具有动力输入件和动力输出件，所述动力输入件与所述输出轴连接；移动部件，所述移动部件被构造成与所述动力输出件螺旋传动；摩擦部件，所述摩擦部件和所述移动部件分别与所述壳体滑动配合，所述摩擦部件与所述移动部件之间设有弹性件；制动盘，所述摩擦部件与所述制动盘相对设置，制动时，所述输出轴沿第一方向转动时，所述移动部件带动所述摩擦部件运动至与所述制动盘相止抵，取消制动时，所述输出轴沿第二方向转动并带动所述移动部件运动，所述弹性件带动所述摩擦部件运动至与所述制动盘脱离。
根据本发明实施例的电动式制动器，不仅可以兼用于行车制动和驻车制动，方便使用，节约成本，而且降低能耗、响应快速，制动力调节灵敏。
在一些实施例中，所述摩擦部件与所述移动部件相对设置，非制动状态下，所述摩擦部件与所述移动部件之间具有间隙，制动状态下，所述摩擦部件与所述移动部件相止抵。
在一些实施例中，所述摩擦部件上设有第一减摩件，所述摩擦部件通过所述第一减摩件与所述壳体滑动配合，所述移动部件上设有第二减摩件，所述移动部件通过第二减摩件与所述壳体滑动配合。
在一些实施例中，所述第一减摩件具有第一延伸段，所述第一延伸段分布在所述摩擦部件上与所述移动部件相对的端面上，所述第二减摩件具有第二延伸段，所述第二延伸段分布在所述移动部件上与所述摩擦部件相对的端面上，制动状态下，所述摩擦部件与所述移动部件通过第一延伸段和第二延伸段互相止抵。
在一些实施例中，所述弹性件为压缩弹簧，所述摩擦部件上与所述移动部件相对的端面上设有第一容纳槽，所述移动部件上与所述摩擦部件相对的端面上设有第二容纳槽，所述压缩弹簧的一端位于所述第一容纳槽内且另一端位于所述第二容纳槽内。
在一些实施例中，所述摩擦部件与所述制动盘相对的一端上设有摩擦衬片，所述摩擦部件通过所述摩擦衬片与所述制动盘接触。
在一些实施例中，所述传动机构、所述移动部件、所述弹性件设于所述壳体内，所述摩擦部件至少部分位于所述壳体内且制动状态下所述摩擦衬片至少部分伸出所述壳体。
在一些实施例中，所述电机位于所述壳体外且所述伸出杆伸入所述壳体内。
在一些实施例中，所述壳体内设有用于对所述摩擦部件进行行程限定的第一止挡部和第二止挡部。
在一些实施例中，所述传动机构为一级齿轮传动机构或多级齿轮传动机构，所述齿轮传动机构的主动齿轮形成为所述动力输入件，所述齿轮传动机构的从动齿轮形成为所述动力输出件。
在一些实施例中，所述从动齿轮的一端与所述壳体枢转连接，所述从动齿轮的另一端具有伸出杆，所述伸出杆上设有螺旋形的第一滑槽，所述移动部件具有供所述伸出杆伸入的凹槽，所述凹槽内具有第二滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽内设有与所述第一滑槽和所述第二滑槽配合的滚珠。
根据本发明第二方面实施例的车辆，包括：车轮；以及所述的电动式制动器，所述电动式制动器的制动盘与所述车轮固定连接。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的电动式制动器的剖视示意图。
附图标记：
电动式制动器100，壳体10，第一止挡部11，第二止挡部12，电机20，输出轴21，传动机构30，主动齿轮31，从动齿轮32，伸出杆321，第一滑槽322，移动部件40，第二减摩件41，第二延伸段411，第二容纳槽42，凹槽43，第二滑槽431，摩擦部件50，第一减摩件51，第一延伸段511，第一容纳槽52，摩擦衬片53，弹性件60，制动盘70，滚珠80，圆锥滚子轴承90。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照图1详细描述根据本发明实施例的电动式制动器100。
如图1所示，根据本发明第一方面实施例的电动式制动器100包括：壳体10、电机20、传动机构30、移动部件40、摩擦部件50以及制动盘70。
其中，电机20与壳体10固定连接，电机20具有输出轴21，传动机构30具有动力输入件和动力输出件，动力输入件与输出轴21连接，移动部件40被构造成与动力输出件螺旋传动，摩擦部件50和移动部件40分别与壳体10滑动配合，摩擦部件50与移动部件40之间设有弹性件60，摩擦部件50与制动盘70相对设置。
制动时，输出轴21沿第一方向转动时，移动部件40带动摩擦部件50运动至与制动盘70相止抵，取消制动时，输出轴21沿第二方向转动并带动移动部件40反方向移动，弹性件60带动摩擦部件50运动至与制动盘70脱离。
当电动式制动器100收到制动信号后，电机20开始运行且输出轴21沿第一方向(如电机20正转方向)转动，此时输出轴21将扭矩传递给传动机构30，传动机构30与移动部件40螺旋传动进而将传动机构30的旋转运动转化为移动部件40的直线运动，移动部件40推动摩擦部件50朝向制动盘70运动并与制动盘70接触，由此实现了电动式制动器100对车轮的制动。
当摩擦衬片53运动至使电动式制动器100输出要求的制动扭矩时，电机20停止转动，此时电动式制动器100输出稳定的制动扭矩。
当电动式制动器100收到取消制动信号时，电机20的输出轴21沿第二方向(如电机20反转方向)转动，此时移动部件40推动摩擦部件50远离制动盘70运动并与制动盘70脱离。
可以理解的是，在驻车制动过程中，电动式制动器的电机20的输出轴21沿第一方向转动至合适位置并输出所需制动扭矩。在行车制动过程中，当对电动式制动器100要求的制动扭矩增大时，控制电机20沿第一方向转动，以使摩擦部件50对制动盘70的抵压力增大进而增大制动扭矩，控制电机20沿第二方向转动，以使摩擦部件50对制动盘70的抵压力减小进而减小制动扭矩，以此使车辆在行车过程中给予合理的制动力。
根据本发明实施例的电动式制动器100，通过电机20带动传动机构30运动，进而将扭矩传递到移动部件40上，使移动部件40推动摩擦部件50与制动盘70相互止抵或相互脱离，由此使电动式制动器100输出要求的制动扭矩，这样，不仅可以兼用于行车制动和驻车制动，方便使用，节约成本，而且降低能耗、响应快速，制动力调节灵敏。
根据本发明的一些实施例中，摩擦部件50与移动部件40相对设置，非制动状态下，摩擦部件50与移动部件40之间具有间隙，制动状态下，摩擦部件50与移动部件40相止抵。其中非制动状态是指电动式制动器100处于未工作的初始状态，制动状态是下摩擦部件50与制动盘70接触进而输出需要的制动扭矩。这样，当电动式制动器100开始执行制动操作时，电机20驱动传动机构30运动并带动移动部件40移动，移动部件40通过弹性件60将预紧力施加在摩擦部件50上，随着移动部件40的移动，摩擦部件50与移动部件40的相对端贴合在一起，进而推动摩擦部件50与摩擦衬片53的接触更充分、稳定。
进一步地，摩擦部件50上设有第一减摩件51，摩擦部件50通过第一减摩件51与壳体10滑动配合，移动部件40上设有第二减摩件41，移动部件40通过第二减摩件41与壳体10滑动配合。可以理解，第一减摩件51、第二减摩件41采用减摩材料，摩擦部件50、移动部件40同轴设置，第一减摩件51固定连接在摩擦部件50的外壁上且位于壳体10与摩擦部件50之间，第二减摩件41固定连接在移动部件40的外壁上且位于壳体10与移动部件40之间。由此，减小了移动部件40以及摩擦部件50移动的摩擦阻力，提高了制动操作的流畅性和稳定性。
在一些具体示例中，摩擦部件50、移动部件40大体为柱状，第一减摩件51为套体且外套在摩擦部件50上，第二减摩件41为套体且外套在移动部件40上。
此外，第一减摩件51和第二减磨件还可以在制动时用于对移动部件40和摩擦部件50进行保护。具体地，第一减摩件51具有第一延伸段511，第一延伸段511分布在摩擦部件50上与移动部件40相对的端面上，第二减摩件41具有第二延伸段411，第二延伸段411分布在移动部件40上与摩擦部件50相对的端面上，制动状态下，摩擦部件50与移动部件40通过第一延伸段511和第二延伸段411互相止抵。
参照图1所示，弹性件60为压缩弹簧，摩擦部件50上与移动部件40相对的端面上设有第一容纳槽52，移动部件40上与摩擦部件50相对的端面上设有第二容纳槽42，压缩弹簧的一端位于第一容纳槽52内且另一端位于第二容纳槽42内。由此，电动式制动器100的结构更紧凑。
根据本发明的另一些实施例，摩擦部件50与制动盘70相对的一端上设有摩擦衬片53，摩擦部件50通过摩擦衬片53与所述制动盘70接触。这样，只需要将摩擦部件50的与制动盘70相对的一端上设置摩擦衬片53，在保证摩擦部件50的强度与实现摩擦制动的前提下，降低了电动式制动器100的成本。
在一些实施例中，传动机构30、移动部件40、弹性件60设于壳体10内，摩擦部件50至少部分位于壳体10内且制动状态下摩擦衬片53至少部分伸出壳体10。进一步地，电机20位于壳体10外且伸出杆321伸入壳体10内。由此，电动式制动器100的结构更紧凑、布置更合理。
根据本发明的一些实施例中，壳体10内设有用于对摩擦部件50进行行程限定的第一止挡部11和第二止挡部12。具体地，第一止挡部11和第二止挡部12为形成在壳体10内壁上的凸起，第一止挡部11用于限定摩擦部件50的最大伸出位置，第二止挡部12用于限定摩擦部件50复位后的初始状态。当摩擦部件50与第一止挡部11相止抵时摩擦衬片53处于最大伸出位置，当摩擦部件50与第二止挡部12相止抵时摩擦衬片53处于不制动的初始位置。
在一些实施例中，传动机构30为一级齿轮传动机构或多级齿轮传动机构，齿轮传动机构的主动齿轮形成为动力输入件，齿轮传动机构的从动齿轮形成为动力输出件。
在图1所示的具体实施例中，传动机构30为一级齿轮传动机构30，此时，一级齿轮传动机构的主动齿轮31形成为动力输入件，一级传动机构30的从动齿轮32形成为动力输出件，主动齿轮31与输出轴21同轴设置且固定连接，主动齿轮31与从动齿轮32互相啮合，从动齿轮32与移动部件40构成螺旋传动。
在另一些实施例中，传动机构30为多级齿轮传动机构，多级传动机构包括多对互相啮合的齿轮对(例如，依次为一级齿轮对、二级齿轮对、……、N级齿轮对，N≥2)，其中一级齿轮对的主动齿轮与输出轴连接，一级齿轮对的从动齿轮与二级齿轮对的主动齿轮连接，二级齿轮对的从动齿轮与三级齿轮对的主动齿轮连接，依此类推，末级齿轮对的从动齿轮与移动部件螺旋传动。此时，一级齿轮对的主动齿轮形成为动力输入件，末级齿轮对的从动齿轮形成为动力输出件。
其中，齿轮传动机构中的齿轮可以是直齿轮、斜齿轮或锥齿轮，从动齿轮32的轴向与移动部件40、摩擦部件50的滑动方向相一致。
在一些实施例中，螺旋传动方式为滚珠丝杠式。具体地，从动齿轮32的一端与壳体10枢转连接，从动齿轮32的另一端具有伸出杆321，伸出杆321上设有螺旋形的第一滑槽322，移动部件40具有供伸出杆321伸入的凹槽43，凹槽43内具有第二滑槽431，第一滑槽322和第二滑槽431内设有与第一滑槽322和第二滑槽431配合的滚珠80。从动齿轮32可以通过圆锥滚子轴承枢转连接在壳体10上。
可以理解，螺旋传动方式不限于上述滚珠丝杠式，还可以使齿轮齿条式、螺纹丝杆式等任一能够实现将旋转运动转化为直线运动的机构。
根据本发明第二方面实施例的车辆包括：车轮以及上述实施例的电动式制动器100，电动式制动器100的制动盘70与车轮固定连接。由此实现电动式制动器100对车轮的制动。
下面简述根据图1所示的具体实施例的电动式制动器100的工作过程。
当驾驶员踩下制动踏板时，制动系统电子控制单元控制依据制动踏板的踩踏深度控制电机20的通电时间、通电电压以及通电电流。电机20的功率和扭矩可以进行选择和匹配，电动式制动器100的齿轮传动机构30的齿轮传动比和螺旋传动的传动比需要与电机20的特性进行匹配。
在驾驶员踩下制动踏板并维持行程在稳定的范围内时，电机20通电且电机20的输出轴输出稳定的扭矩以抵抗制动盘70对摩擦衬片53的反作用力，以使制动盘70与摩擦衬片53的止抵距离保持在固定距离，电动式制动器100提供一个稳定的制动力矩。
当驾驶员增大制动踏板踩踏的深度时，电动式制动器100控制电机20正转以使摩擦衬片53继续靠近制动盘70并停留在另一位置上，电动式制动器100由上一个稳定的制动状态切换到另一稳定的制动状态。
同理，当驾驶员减小制动踏板踩踏的深度(仍需要电动式制动器提供制动力矩时)时，电动式制动器100控制电机20反向转动以使摩擦衬片53远离制动盘70运动并停留在另一位置上，电动式制动器100由上一个稳定的制动状态切换到另一稳定的制动状态。
在驾驶员完全松开制动踏板时，需要消除电动式制动器100的制动力，此时电机20反转，带动传动机构30沿原行程往回运动，在第一减摩件51与第二减摩件41松开时，弹性件60的回复力使摩擦部件50恢复到预先设定的原位置，摩擦部件50的摩擦衬片53与制动盘70互相脱离，制动力消除。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。