電液執行器的製作方法

2023-10-27 21:07:17

專利名稱：電液執行器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電液執行器，尤其涉及一種帶制動裝置的電液執行器。
背景技術：
一種電液執行器通常包括一電機，用於驅動液壓迴路中液壓缸的活塞運動。此種類型的電液執行器可用於車輛中，如車輛剎車系統和離合系統等。電機驅動活塞進入液壓缸內從而增加整個油路中的壓力。驅動過程中，油路中的壓力相對比較低，因此電機不需要消耗太多的能量來提供需要的力矩。但在驅動過程的末端，油路中的壓力會相對較高，較高的壓力將對活塞產生較大的反作用力，因此為保持油路中的壓力，電機需要提供較大的力矩。如果依靠電機本身來提供此較大的保持力矩，則電機需要供給較大的電流從而消耗較高的能量並產生相對高的熱量。然而，車輛部件的能量消耗直接影響到汽油機/柴油機的油耗或電動汽車的充電電池的使用時間，且產生高熱量可能會導致電機過熱。本發明旨在發明一種能提供較高保持力矩卻無需消耗高能量、產生高熱量的電液執行器。

發明內容
本發明提供一種電液執行器，包括主缸和電機，所述主缸包括液壓缸和一端伸入液壓缸內並可相對液壓缸作線性運動的活塞，所述電機包括定子和可相對定子旋轉的轉子，所述活塞受電機轉子驅動，所述電液執行器還包括一用於對所述電機轉子進行制動的電子機械制動裝置。優選地，所述電機為無刷電機或步進電機。優選地，所述電液執行器還包括一用於將電機轉子的旋轉運動轉換成直線運動的運動轉換裝置，所述運動轉換裝置連接於電機轉子與活塞之間以驅動活塞相對液壓缸作線性運動。優選地，所述電子機械制動裝置安裝於電機的遠離活塞的一端。優選地，所述電子機械制動裝置包括相對電機定子固定的電磁鐵，和安裝至電機轉子並可隨之旋轉的制動片。優選地，所述制動片通過一彈性元件安裝至電子轉子，所述彈性元件產生的彈力可驅使所述制動片沿轉子軸向相對轉子運動。優選地，所述電磁鐵包括鐵心和線圈，線圈通電時可產生穿過鐵心和制動片的電磁場。優選地，所述電磁鐵還包括一摩擦面，制動時所述制動片在電磁鐵的電磁場作用下或在彈性元件的彈力作用下與所述摩擦面抵接從而對電機轉子進行制動。優選地，所述摩擦面形成於鐵心的末端。優選地，所述鐵心為環形且具有U形橫截面，所述U形橫截面包括底壁和從底壁延伸的內外側壁，底壁與內外側壁之間形成收容空間，收容空間遠離底壁的一端為開口端，所述開口端朝向制動片，線圈收容於收容空間內，所述摩擦面形成於鐵心的開口端。優選地，電磁鐵未通電時，所述彈性元件的彈力使得制動片與鐵心的開口端之間保留一定的間隙以便制動片可隨電機轉子旋轉；電磁鐵通電時，所述制動片在電磁鐵的電磁場作用下克服彈性元件的彈力與鐵心的開口端抵接從而對電機轉子制動。本發明所舉實施例具有以下有益效果:本發明的電液執行器，通過使用電子機械制動裝置對電機轉子進行制動來保持液壓迴路中較大的壓力，消耗較小的能量即可保持液壓迴路中較大的壓力，可避免現有的電液執行器為保持液壓迴路中較大的壓力而需消耗高能量並產生高熱量。為了能更進一步了解本發明的特徵以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制。


附圖中:圖1是本發明一實施例的電液執行器的剖視示意圖；圖2是圖1的電液執行器的圓圈部分的放大示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式
詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。請參閱圖1，一種電液執行器，包括主缸12、電機14及制動裝置16。主缸12主要用於連接到液壓迴路(圖未示)從而驅動一個或多個從動缸，從動缸可用於驅動如離合器的撥叉(clutch shifter)，離合器的撥叉通常具有兩個工作位置且於兩工作位置之間的運動可控；或用於為車輛的剎車踏板提供動力。上述兩種應用，都存在一定程度的反作用力，該反作用力將傳遞至主缸12的活塞22，且隨著液壓迴路中的壓力增加而增加。所述主缸12具有儲油箱18，用於儲存工作液體如液壓油等。所述儲油箱18與一液壓缸20相通，液壓缸20端部設置一活塞22，所述活塞22的一端伸入液壓缸20內，一個或多個密封結構設置於活塞22與液壓缸20之間，以防止液壓缸20內的流體溢出。所述活塞22設有一具較大尺寸的頭部24,優選地,所述頭部24位於活塞22遠離液壓缸20的另一端，可選地，所述頭部24也可以位於活塞22的兩端之間。當然，所述頭部24的尺寸必須保證頭部24不能進入液壓缸20內，這樣，所述頭部24具有軸向定位功能。所述頭部24與一個或多個導向杆26相配合，從而引導活塞22在液壓缸20內的滑動。每一導向杆26上套設有復位彈簧28，所述復位彈簧28位於活塞頭部24與主缸12的壁部上，用於活塞22的復位。所述電機14通過螺釘30等固定方式固定至主缸12的壁部，所述電機14可以是無刷電機或步進電機。所述電機14包括定子和可相對定子旋轉的轉子34，轉子34的旋轉運動可通過一運動轉換裝置如帶螺紋的輸出軸32轉換為直線運動，所述輸出軸32的中心線與電機14轉子34中心線一致，輸出軸32與電機轉子34連接的一端的外表面設螺紋，並與電機轉子34的設內螺紋的孔配合，輸出軸32的另一端連接至活塞22的頭部24，優選地，所述活塞22頭部24設盲孔，所述輸出軸32的另一端插入所述盲孔內。電機轉子34旋轉時，輸出軸32與活塞22相連的一端可推動活塞22進入液壓缸20內，從而壓縮液壓缸20。所述電機14的另一端設電子機械制動裝置16，所述制動裝置16放大後的剖視圖如圖2所示。所述制動裝置16包括電磁鐵46和制動片42,制動片42通過一彈性元件如膜片彈簧44 (membrane spring)固定至電機14轉子34的末端,膜片彈簧44使得制動片42沿轉子軸向可相對轉子34運動，但圓周方向的運動受到限制，從而使得制動片42可隨轉子34—起轉動。電磁鐵46相對電機定子固定，包括線圈48和鐵心50。所述鐵心50具有U形截面，所述U形截面包括底壁54和從底壁54內外側延伸的內外側壁56，底壁54與兩側壁56之間形成收容空間58，收容空間58的遠離底壁54的一端為開口端52，所述開口端52朝向制動片42，線圈48收容於收容空間58內。膜片彈簧44的設置使得:當制動片42位於初始位置時，制動片42朝向鐵心50但與之隔開一較小的軸向氣隙62。當電磁鐵被通電時，制動片42克服彈簧44的彈力被吸引至電磁鐵50，從而使得電機轉子34相對電磁鐵的鐵心50固定。鐵心50的開口端52也即鐵心側壁56的末端形成摩擦面60，當制動裝置16工作時，所述摩擦面60與制動片42相抵接，從而阻止制動片42和電機轉子34旋轉。所述電磁鐵的鐵心50固定至殼體64,殼體64固定至電機定子或外殼,從而使得鐵心50相對電機定子固定。密封兀件如O形密封圈66可設置於電磁鐵鐵心50與殼體64之間，以防電磁鐵進水。可以理解地，所述鐵心50還可以通過一安裝架直接或間接固定至電機。使用時，電機14驅動活塞22進入液壓缸20內，從而壓縮液壓缸20內的工作介質，復位彈簧28受到壓縮。當液壓缸內20/液壓迴路中的壓力增加到預定值時，電機被切斷電源，此時，復位彈簧28具有促使活塞22回到原位從而驅動電機反轉的趨勢。然而，此時電磁鐵46的線圈48通電，通電線圈48產生穿過鐵心和制動片的電磁場，制動片42在電磁場作用下被吸引至並抵頂鐵心50的摩擦面60，從而阻止制動片42和電機轉子34受活塞22驅動而旋轉，也即電機轉子被制動。這樣，通過消耗較小的能量即可保持液壓迴路中壓力。當液壓迴路中的壓力需要降低時，電磁鐵46線圈48斷電，電機轉子制動解除，電機控制電路控制電機轉子34運動以使得活塞22可按照預定的速度從液壓缸20中退出預定的量。同理，當液壓迴路中的壓力需要增加時，電磁鐵46線圈48斷電以使得電機轉子可自由轉動，電機工作，電機轉子34驅動活塞22朝液壓缸20運動。這樣，當活塞22需要運動至新的位置時，電磁鐵將被斷電以釋放制動裝置16 (也即電機轉子34被釋放)。電磁鐵斷電後，膜片彈簧44驅使制動片42回到原位，從而使得制動片42與摩擦面60不再接觸，電機轉子34可自由轉動。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。例如，膜片彈簧44是一種連接制動片42與轉子34的簡單方式，膜片彈簧44可防止制動片42相對電機轉子34轉動，而容許制動片42在被電磁鐵50吸引時相對轉子做軸向運動直至與電磁鐵50的摩擦面60緊貼，而在電磁鐵50斷電後驅使制動片42回位從而脫離電磁鐵50的摩擦面60。具有上述同樣功能的其他彈性裝置也可應用到本發明中，如轉子34與制動片42之間使用花健連接(spline connection),再通過使用螺旋彈簧(coil spring)促使制動片42復位。另外，儘管本發明實施例描述的電磁鐵通電時，制動裝置16發揮制動作用，相反配置即彈性裝置44促使制動裝置16提供制動，電磁鐵50通電後制動解除)亦是可行方案。具體選用何種配置，可根據實際需要選擇。
權利要求
1.一種電液執行器,包括主缸和電機,所述主缸包括液壓缸和一端伸入液壓缸內並可相對液壓缸作線性運動的活塞，所述電機包括定子和可相對定子旋轉的轉子，所述活塞受電機轉子驅動，其特徵在於，所述電液執行器還包括一用於對所述轉子進行選擇性制動的電子機械制動裝置。
2.根據權利要求1所述的電液執行器，其特徵在於，所述電機為無刷電機或步進電機。
3.根據權利要求2所述的電液執行器，其特徵在於，所述電液執行器還包括一用於將電機轉子的旋轉運動轉換成直線運動的運動轉換裝置，所述運動轉換裝置連接於電機轉子與活塞之間以驅動活塞相對液壓缸作線性運動。
4.根據權利要求1所述的電液執行器，其特徵在於，所述電子機械制動裝置安裝於電機的遠離活塞的一端。
5.根據權利要求4所述的電液執行器，其特徵在於，所述電子機械制動裝置包括相對電機定子固定的電磁鐵，和安裝至電機轉子並可隨之旋轉的制動片。
6.根據權利要求5所述的電液執行器，其特徵在於，所述制動片通過一彈性元件安裝至電子轉子，所述彈性元件產生的彈力可驅使所述制動片沿轉子軸向相對轉子運動。
7.根據權利要求6所述的電液執行器，其特徵在於，所述電磁鐵包括鐵心和線圈，線圈通電時可產生穿過鐵心和制動片的電磁場。
8.根據權利要求7所述的電液執行器，其特徵在於，所述電磁鐵還包括一摩擦面，對電機轉子制動時，所述制動片在電磁鐵的電磁場作用下或在彈性元件的彈力作用下與所述摩擦面抵接從而對電機轉子進行制動。
9.根據權利要求8所述的電液執行器，其特徵在於，所述摩擦面形成於鐵心的末端。
10.根據權利要求9所述的電液執行器，其特徵在於，所述鐵心為環形且具有U形橫截面，所述U形橫截面包括底壁和從底壁延伸的內外側壁，底壁與內外側壁之間形成收容空間，收容空間遠離底壁的一端為開口端，所述開口端朝向制動片，線圈收容於收容空間內，所述摩擦面形成於鐵心的開口端。
11.根據權利要求10所述的電液執行器，其特徵在於，電磁鐵未通電時，所述彈性元件的彈力使得制動片與鐵心的開口端之間保留一定的間隙以便制動片可隨電機轉子旋轉；電磁鐵通電時，所述制動片在電磁鐵的電磁場作用下克服彈性元件的彈力與鐵心的開口端抵接從而對電機轉子制動。
全文摘要
本發明涉及一種電液執行器，包括主缸和電機，所述主缸包括液壓缸和一端伸入液壓缸內並可相對液壓缸作線性運動的活塞，所述電機包括定子和可相對定子旋轉的轉子，所述活塞受電機轉子驅動，所述電液執行器還包括一用於對所述電機轉子進行選擇性制動的電子機械制動裝置。本發明的電液執行器，通過使用電子機械制動裝置對電機轉子進行制動來保持液壓迴路中較大的壓力，消耗較小的能量即可保持液壓迴路中較大的壓力，可避免現有的電液執行器為保持液壓迴路中較大的壓力電機需消耗高能量並產生高熱量。
文檔編號H02K7/06GK103174698SQ20111044214
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者依凡·布克, 卡琳·克拉廷格 申請人:德昌電機(深圳)有限公司