一種電子機械制動裝置的製作方法

2023-05-29 13:50:11

專利名稱：一種電子機械制動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車制動技術領域，尤其涉及一種車用的電子機械制動裝置。
背景技術：
傳統的液壓制動系統發展至今已經是非常成熟了，包括制動主缸、主缸活塞、制動 油管、制動輪缸、制動塊、活塞和制動盤等部件。傳統的制動系統的制動性能雖能滿足現有 制動操作的各項需求，但總的來說存在著設計製造複雜，系統響應當速度慢，維護保養困 難，制動液汙染環境等不足之處。為了改善傳統液壓制動系統的不足，出現了一種新制動系統——電子機械制動裝 置(EMB)，利用電機作為制動裝置的動力源，經過一套機械機構作用到制動塊上，實現制動 塊與制動盤的壓緊，從而產生所需的制動力，其中機械機構主要包括一個扭矩放大機構、一 個方向轉換機構和執行機構。扭矩放大機構主要用於將電動機的輸出轉矩形增大，結構形 式主要有齒輪減速器、行星齒輪減速器、蝸輪蝸杆減速器等；方向轉換機構主要是將輸出轉 動運動變為輸出的平動運動並最終作用於執行機構，其結構形式主要有齒輪齒條傳動等。另外，目前比較流行的電子機械制動裝置，大都採用以滾珠螺旋機構為核心，配合 行星齒輪減速機構的電子機械制動裝置，該電子機械制動裝置在實施制動時，定子通電，轉 子旋轉，運動通過行星輪減速機構和螺紋傳動機構傳遞給制動塊，使其與制動盤壓緊，產生 制動力。解除制動由電機反向旋轉實現。在轉子上還固定連接有一個用於停車制動齒輪結 構，在停車時，電磁鐵磁力消除，定子固定，進而將速個傳動機構鎖死，保持住停車前已實施 的制動力，實現停車制動。然而，這種設計結構複雜、體積大、對電機性能要求高、能耗高的 缺點；並且在車身上需給其預留一個較大的安裝空間，而且無法有效利用現有空間靈活安 裝，這樣在前期整車設計就必然增加設計成本。

發明內容
為解決現有技術中電子機械制動裝置體積大，對電機性能要求過高、成本高的技 術問題，提出了一種佔用空間小且可在車身上靈活安裝的、無需對電機性能要求過高而力 增益較大的電子機械制動裝置。本發明提供了一種電子機械制動裝置，包括電機、減速齒輪、制動鉗體、執行機構、 殼體、制動塊以及制動盤，所述電機的輸出軸與減速齒輪的輸入軸連接，其特徵在於還包 括二級螺旋機構，所述減速齒輪的輸出軸與二級螺旋機構連接，所述二級螺旋機構具有一 輸出推桿，該輸出推桿推動執行機構作用於制動塊；所述執行機構設置於制動鉗體上，所述 執行機構包括槓桿總成以及與杆杆總成連接的活塞總成，槓桿總成設置於槓桿總成座內， 槓桿總成在二級螺旋機構的推動下在槓桿總成安裝座上發生偏心轉動且朝向活塞總成發 生偏移，以推動所述活塞總成朝向制動塊的方向移動；所述減速齒輪和二級螺旋機構都安 裝於殼體內，殼體和槓桿總成安裝座固定連接。作為進一步改進，所述二級螺旋機構還包括具有外螺紋的小螺母，以及具有內螺紋的且一端與小螺母螺紋配合的大螺母；所述小螺母一端與減速齒輪的輸出軸固定連接， 另一端固設有第一壓盤；所述大螺母的與小螺母螺紋配合的另一端具有一擴大腔，所述的 第一壓盤容納於該擴大腔中；所述大螺母的該另一端端面固設有一膜片彈簧，膜片彈簧的 中心部與輸出推桿固定連接，所述輸出推桿朝向擴大腔的一端固設與第一壓盤對應設置的 第二壓盤，所述第二壓盤容納於所述擴大腔中。作為進一步改進，所述殼體的內壁上設置有與大螺母配合的用於限制使大螺母作 直線移動的軌道。作為進一步改進，所述第二壓盤的側壁上設置有外花鍵，所述擴大腔的內側壁上 設置有與第二壓盤的外花鍵相配合的花鍵槽。作為進一步改進，所述第一壓盤與第二壓盤的相對的端面上分別設置有第一摩擦 片和第二摩擦片。作為進一步改進，所述槓桿總成包括槓桿、半月形的滾針軸承、圓柱銷以及圓柱銷 安裝座；所述槓桿一端具有球形窩槽，與輸出推桿的球頭部抵頂配合，槓桿另一端與圓柱銷 安裝座固定連接，所述圓柱銷安裝座呈半月狀，且沿圓柱銷安裝座的軸向方向在圓柱銷安 裝座的一平面上設置有一半月形槽，該半月形槽與圓柱銷安裝座的軸心具有一定偏心量; 所述圓柱銷設置在該圓柱銷安裝座的半月形槽內，所述半月形的滾針軸承與所述圓柱銷安 裝座的半月狀的曲面部配合安裝；所述圓柱銷的兩端分別設有銷軸，在圓柱銷安裝座上固 定有將圓柱銷限定於半月形槽內的圓柱銷固定架。作為進一步改進，所述活塞總成包括兩端部各設置一螺紋孔的活塞座以及具有外 螺紋且與上述兩螺紋孔螺紋配合的兩個活塞推桿，所述活塞推桿的一端還固定有用於推動 制動塊的推盤。作為進一步改進，所述活塞推桿的緊臨推盤的後側還設置有一防塵罩，該防塵罩 的面積略大於推盤的面積。作為進一步改進，所述活塞座的與圓柱銷接觸的一側設置有一接觸座，該接觸座 具有一弧形凹槽，圓柱銷與該弧形凹槽配合接觸。作為進一步改進，所述槓桿總成安裝座設置有與槓桿總成形狀相配合的第一 T形 槽，第一T形槽的容納圓柱銷安裝座的第一水平部設置有與圓柱銷安裝座半月狀曲面部相 配合半月狀弧形結構，半月形的滾針軸承設置於第一水平部的半月狀弧形結構與圓柱銷安 裝座之間；第一 T形槽的容納槓桿的第一豎直部設有一與槓桿球形窩槽相對應設置的通 孔，所述二級螺旋機構的輸出推桿穿入該通孔內與槓桿的球形窩槽抵頂配合；所述槓桿總 成限位於槓桿總成安裝座與制動鉗體的外側壁之間。作為進一步改進，所述制動鉗體的安裝有執行機構的一側還設置有第二 T形槽， 所述第二 T形槽具有容納槓桿的第二豎直部以及容納活塞總成的第二水平部；所述第一 T 形槽和第二 T形槽形成有一供所述活塞總成發生一定移動行程和供所述槓桿總成發生一 定偏轉行程的腔體區域。作為進一步改進，所述第二 T形槽的水平部兩端分別設置有與兩活塞推桿相對應 的供推盤穿入的通孔，所述防塵罩覆蓋所述通孔。作為進一步改進，所述活塞座與第二 T形槽的底壁之間設置有一復位彈簧，所述 活塞座與第二 T形槽底壁各自設置有凹孔，該復位彈簧兩端分別抵靠在所述活塞座與第二T形槽底壁的凹孔內。本發明採用的電子機械制動裝置利用減速齒輪和二級螺旋機構的配合可以精確 把所需的制動力傳輸給執行機構而最終作用於制動塊，並且還可以在無需對電機性能要求 過高的情況下使力增益大大提高；另外，本發明的執行機構採用槓桿總成，巧妙地運用了槓 杆原理，使執行機構可靈活的安裝在制動鉗體上，且在整個電子機械制動裝置中所佔用空 間大大減小。


圖1是本發明的電子機械制動裝置的一種實施方式的結構原理圖；圖2是本發明的電子機械制動裝置的二級螺旋機構的結構示意圖；圖3是本發明的電子機械制動裝置的一種實施方式的結構爆炸圖；圖4是本發明的電子機械制動裝置的一種實施方式的另一結構爆炸圖；圖5是本發明的電子機械制動裝置的槓桿總成的結構示意圖；圖6是本發明的電子機械制動裝置的活塞總成的結構示意圖。
具體實施例方式下面將通過具體實施方式
並結合附圖來對本發明進行詳細說明。如圖1至圖3所示，一種電子機械制動裝置，包括電機1、減速齒輪2、二級螺旋機 構3、制動鉗體4、執行機構5、殼體(圖中未示出)、制動塊6以及制動盤7，所述制動塊6安 裝在制動塊支架上，制動塊支架固定於鉗體支架8上，所述鉗體支架8與轉向節(圖中未示 出)固定連接，所述鉗體支架8通過導向銷9與制動鉗體4連接，使制動鉗體4可沿導向銷 9的軸向方向移動；所述電機1的輸出軸伸入殼體內與減速齒輪2的輸入軸連接，減速齒輪 2的輸出軸200與二級螺旋機構3連接，所述二級螺旋機構3推動執行機構5作用於制動塊 6，所述執行機構5設置於制動鉗體4上，所述執行機構5包括槓桿總成10以及與槓桿總成 10連接的活塞總成11，槓桿總成10設置於槓桿總成座12內，槓桿總成10在二級螺旋機構 3的推動下在槓桿總成安裝座12上發生偏心轉動且朝向活塞總成11發生偏移，以推動所述 活塞總成11朝向制動塊6的方向移動，以致制動塊6制動於制動盤7 ；所述減速齒輪2和 二級螺旋機構3都安裝於殼體內，殼體和槓桿總成安裝座12固定連接；所述電機1固定在 殼體上。本實施方式中，所述的減速齒輪2為行星齒輪2。如圖2所示，所述二級螺旋機構3包括具有外螺紋的小螺母30、輸出推桿31以及 具有內螺紋的且一端與小螺母30螺紋配合的大螺母32 ；所述小螺母30 —端與行星齒輪 2的輸出軸200固定連接，另一端固設有第一壓盤33，該第一壓盤33上設置有第一磨擦片 34 ；所述大螺母32的與小螺母30螺紋配合的另一端具有一擴大腔35，所述的第一壓盤33 容納於該擴大腔35中；所述大螺母32的該另一端端面固設有一膜片彈簧36，膜片彈簧36 的中心部與輸出推桿31固定連接，所述輸出推桿31朝向擴大腔35的一端固設有與第一壓 盤33對應設置的第二壓盤37，所述第二壓盤37上設置有第二磨擦片38，所述第二壓盤37 容納於所述擴大腔35中。所述殼體的內壁上設置有與大螺母32配合的用於限制使大螺母 32作直線移動的軌道。所述第二壓盤37的側壁上設置有外花鍵，所述擴大腔35的內側壁 上設置有與第二壓盤37的外花鍵相配合的花鍵槽，使第二壓盤37與第一壓盤33結合時，不隨第一壓盤33發生旋轉。當開始制動時，電機1驅使行星齒輪2帶動小螺母30旋轉時，小螺母30的旋轉運 動轉化為大螺母32的軸向移動，使輸出推桿31軸向移動以推動槓桿總成10，槓桿總成10 推動活塞總成11，使活塞總成11作用於制動塊6壓緊制動盤7而制動；當制動盤7兩側的 制動塊6都開始壓緊制動盤7時，二級螺旋機構3的輸出推桿31受到的阻力急劇增大，輸 出推桿31迫使膜片彈簧36急劇變形，此時電機1還在高速旋轉，大螺母32同樣在快速軸 向移動，固定在輸出推槓31的第二壓盤37上的第二摩擦片38快速壓緊固定在小螺母30 的第一壓盤33的第一磨擦片34上，則，大螺母32和小螺母30緊固，大螺母32和小螺母30 不能相對運動，此時，小螺母30的旋轉自由度也被限制住，只能作軸向移動，由於小螺母可 以輸出較大的軸向推力，使制動塊6得以足夠的壓力壓緊制動盤7實行有效制動。請參閱圖3至圖5，所述槓桿總成10包括槓桿100、半月形的滾針軸承101、圓柱 銷102以及圓柱銷安裝座103 ；所述槓桿100 —端具有球形窩槽104，槓桿100通過該球形 窩槽104與輸出推桿31 —端的球頭部抵頂配合，槓桿100另一端與圓柱銷安裝座103固定 連接。所述圓柱銷安裝座103呈半月狀，且沿圓柱銷安裝座103的軸向方向在圓柱銷安裝 座103的一平面上設置有一半月形槽105，該半月形槽105與圓柱銷安裝座103的軸心具有 一定偏心量，如此，槓桿總成10就產生了一定的槓桿比，該槓桿比可以設定為10-30。所述 圓柱銷102設置在該圓柱銷安裝座103的半月形槽105內，所述半月形的滾針軸承101與 所述圓柱銷安裝座103的半月狀的曲面部106配合安裝；在圓柱銷102的兩端分別設有銷 軸107，同時在圓柱銷安裝座103上固定有圓柱銷固定架108，該圓柱銷固定架108通過與 圓柱銷102的銷軸108的限位配合將圓柱銷102限定於半月形槽105內。當然，在圓柱銷 102與圓柱銷安裝座103的半月形槽105之間還可以設置一半月形的襯片，可以防止圓柱銷 102與圓柱銷安裝座103之間的過度磨損。本實施方式中的滾針軸承101之所以設置為半 月形，是為了與圓柱銷安裝座103配合，以達到槓桿總成10的功能。 所述槓桿總成安裝座12設置有與槓桿總成10形狀相配合的第一 T形槽120，第一 T形槽120的容納圓柱銷安裝座103的第一水平部121設置有與圓柱銷安裝座103半月狀 曲面部106相配合半月狀弧形結構122，半月形的滾針軸承101設置於第一水平部121的 半月狀弧形結構122與圓柱銷安裝座103之間，使圓柱銷安裝座103可在該槓桿總成安裝 座12上可靠地發生旋轉；第一 T形槽120的容納槓桿100的第一豎直部123設有一與槓桿 100球形窩槽104相對應設置的通孔124，所述二級螺旋機構3的輸出推桿31穿入該通孔 124內與槓桿100的球形窩槽104抵頂配合；所述槓桿總成10限位於槓桿總成安裝座12與 制動鉗體4的外側壁之間。 並請一併參閱圖6，所述活塞總成11包括兩端部各設置一螺紋孔的活塞座110以 及具有外螺紋且與上述兩螺紋孔螺紋配合的兩個活塞推桿111，所述活塞推桿111的一端 還固定有用於推動制動塊6的推盤112。所述的槓桿總成安裝座12的第一水平部121還 具有用於容納活塞總成11的空間。在所述活塞推桿11的緊臨推盤112的後側還設置有一 防塵罩113，該防塵罩113的面積略大於推盤112的面積。所述活塞座110的與圓柱銷102 接觸的一側設置有一接觸座114，該接觸座114具有一弧形凹槽，圓柱銷102與該弧形凹槽 配合接觸。本實施例中，所述推盤112的材質為金屬，如鐵、銅等；所述防塵罩113的材質為 橡膠。
所述制動鉗體4的安裝有執行機構5的一側還設置有第二 T形槽40，所述第二 T 形槽40具有容納槓桿100的第二豎直部400以及容納活塞總成11的第二水平部401 ；所 述第一 T形槽120和第二 T形槽40形成一腔體區域，當所述槓桿總成10被二級螺旋機構3 的輸出推桿31推動時，所述槓桿總成10在該腔體區域內發生旋轉，具體體現為圓柱銷102 發生偏心轉動且朝向活塞總成11發生偏移，以使槓桿總成10的圓柱銷102與活塞座110 接觸座114的弧形凹槽配合以推動活塞座110，使所述活塞總成11在該腔體區域內朝向制 動塊6方向發生一定行程的移動。所述第二 T形槽40的第二水平部401兩端分別設置有 與兩活塞推桿11相對應的供推盤112穿入的通孔402，所述防塵罩113覆蓋所述通孔402， 以防止汙物從該兩通孔402入侵。所述制動塊6與上述的兩個通孔402相對應設置，使活 塞總成11的推盤112可以平穩地推動制動塊6。所述活塞座110與第二 T形槽40的底壁之間設置有一復位彈簧13，該復位彈簧 13兩端分別抵靠在所述活塞座110與第二 T形槽40底壁各自的凹孔115、403內。本實旋例中的制動器為浮鉗式制動器，以下將對本發明的電子機械制動裝置的一 種實施方式的工作原理進行說明。當制動時，電機1正轉，並通過行星齒輪2降速，行星齒輪2與二級螺旋機構3相 連，二級螺旋機構3把行星齒輪2的轉動扭矩轉化軸向移動的動力，且二級螺旋機構3通過 輸出推桿31推動槓桿100，使圓柱銷安裝座103旋轉，進而致使圓柱銷102推動活塞總成11 向制動塊6的方向移動，活塞總成11推動制動塊6壓緊制動盤7實行制動；當電子機械制 裝置的控制單元感知輪胎滑移大於相應設定值時，則控制電機1反轉，實現防抱死功能。當 解除制動時，電機1反轉，二級螺旋機構3的輸出推桿31回縮，同時復位彈簧13迫使活塞 總成11朝遠離制動塊6的方向回位移動，活塞總成11的回位移動致使槓桿總成10回位； 當電子機械制動裝置的控制單元感知制動塊6和制動盤7已經脫離到一個預定的距離值， 則控制電機1立刻停轉，實現制動塊6磨損後間隙的補償。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明由 所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。
權利要求
1.一種電子機械制動裝置，包括電機、減速齒輪、制動鉗體、執行機構、殼體、制動塊以 及制動盤，所述電機的輸出軸與減速齒輪的輸入軸連接，其特徵在於還包括二級螺旋機 構，所述減速齒輪的輸出軸與二級螺旋機構連接，所述二級螺旋機構具有一輸出推桿，該輸 出推桿推動執行機構作用於制動塊；所述執行機構設置於制動鉗體上，所述執行機構包括 槓桿總成以及與杆杆總成連接的活塞總成，槓桿總成設置於槓桿總成座內，槓桿總成在二 級螺旋機構的推動下在槓桿總成安裝座上發生偏心轉動且朝向活塞總成發生偏移，以推動 所述活塞總成朝向制動塊的方向移動；所述減速齒輪和二級螺旋機構都安裝於殼體內，殼 體和槓桿總成安裝座固定連接。
2.如權利要求1所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述二級螺旋機構還包括具 有外螺紋的小螺母，以及具有內螺紋的且一端與小螺母螺紋配合的大螺母；所述小螺母一 端與減速齒輪的輸出軸固定連接，另一端固設有第一壓盤；所述大螺母的與小螺母螺紋配 合的另一端具有一擴大腔，所述的第一壓盤容納於該擴大腔中；所述大螺母的該另一端端 面固設有一膜片彈簧，膜片彈簧的中心部與輸出推桿固定連接，所述輸出推桿朝向擴大腔 的一端固設與第一壓盤對應設置的第二壓盤，所述第二壓盤容納於所述擴大腔中。
3.如權利要求2所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述殼體的內壁上設置有與 大螺母配合的用於限制使大螺母作直線移動的軌道。
4.如權利要求2所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述第二壓盤的側壁上設置 有外花鍵，所述擴大腔的內側壁上設置有與第二壓盤的外花鍵相配合的花鍵槽。
5.如權利要求2所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述第一壓盤與第二壓盤的 相對的端面上分別設置有第一摩擦片和第二摩擦片。
6.如權利要求1所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述槓桿總成包括槓桿、半月 形的滾針軸承、圓柱銷以及圓柱銷安裝座；所述槓桿一端具有球形窩槽，與輸出推桿的球頭 部抵頂配合，槓桿另一端與圓柱銷安裝座固定連接，所述圓柱銷安裝座呈半月狀，且沿圓柱 銷安裝座的軸向方向在圓柱銷安裝座的一平面上設置有一半月形槽，該半月形槽與圓柱銷 安裝座的軸心具有一定偏心量；所述圓柱銷設置在該圓柱銷安裝座的半月形槽內，所述半 月形的滾針軸承與所述圓柱銷安裝座的半月狀的曲面部配合安裝；所述圓柱銷的兩端分別 設有銷軸，在圓柱銷安裝座上固定有將圓柱銷限定於半月形槽內的圓柱銷固定架。
7.如權利要求6所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述活塞總成包括兩端部各 設置一螺紋孔的活塞座以及具有外螺紋且與上述兩螺紋孔螺紋配合的兩個活塞推桿，所述 活塞推桿的一端還固定有用於推動制動塊的推盤。
8.如權利要求7所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述活塞推桿的緊臨推盤的 後側還設置有一防塵罩，該防塵罩的面積略大於推盤的面積。
9.如權利要求7所述的電子機械械制動裝置，其特徵在於所述活塞座的與圓柱銷接 觸的一側設置有一接觸座，該接觸座具有一弧形凹槽，圓柱銷與該弧形凹槽配合接觸。
10.如權利要求7所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述槓桿總成安裝座設置有 與槓桿總成形狀相配合的第一 T形槽，第一 T形槽的容納圓柱銷安裝座的第一水平部設置 有與圓柱銷安裝座半月狀曲面部相配合半月狀弧形結構，半月形的滾針軸承設置於第一水 平部的半月狀弧形結構與圓柱銷安裝座之間；第一 T形槽的容納槓桿的第一豎直部設有一 與槓桿球形窩槽相對應設置的通孔，所述二級螺旋機構的輸出推桿穿入該通孔內與槓桿的球形窩槽抵頂配合；所述槓桿總成限位於槓桿總成安裝座與制動鉗體的外側壁之間。
11.如權利要求10所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述制動鉗體的安裝有執 行機構的一側還設置有第二 T形槽，所述第二 T形槽具有容納槓桿的第二豎直部以及容納 活塞總成的第二水平部；所述第一 T形槽和第二 T形槽形成有一供所述活塞總成發生一定 移動行程和供所述槓桿總成發生一定偏轉行程的腔體區域。
12.如權利要求11所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述第二T形槽的水平部 兩端分別設置有與兩活塞推桿相對應的供推盤穿入的通孔，所述防塵罩覆蓋所述通孔。
13.如權利要求11所述的電子機械制動裝置，其特徵在於所述活塞座與第二T形槽 的底壁之間設置有一復位彈簧，所述活塞座與第二 T形槽底壁各自設置有凹孔，該復位彈 簧兩端分別抵靠在所述活塞座與第二 T形槽底壁的凹孔內。
全文摘要
本發明公開了一種電子機械制動裝置，包括電機、行星齒輪、制動鉗體、執行機構、殼體、制動塊以及制動盤，所述電機的輸出軸與行星齒輪的輸入軸連接，其特徵在於還包括二級螺旋機構，所述行星齒輪的輸出軸與二級螺旋機構連接，所述二級螺旋機構具有一輸出推桿，該輸出推桿推動執行機構作用於制動塊；所述執行機構設置於制動鉗體上，所述執行機構包括槓桿總成以及與杆杆總成連接的活塞總成，槓桿總成設置於槓桿總成座內，槓桿總成在二級螺旋機構的推動下在槓桿總成安裝座上發生偏心轉動且朝向活塞總成發生偏移，以推動所述活塞總成朝向制動塊的方向移動；所述行星齒輪和二級螺旋機構都安裝於殼體內，殼體和槓桿總成安裝座固定連接。
文檔編號B60T13/74GK102107655SQ20091018944
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者陳江深 申請人:比亞迪股份有限公司