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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410664221.9 (22)申请日 2014.11.19 F16D 65/14(2006.01) (71)申请人 东北大学 地址 110819 辽宁省沈阳市和平区文化路 3 号巷 11 号 (72)发明人 周淑文 陈庆明 (74)专利代理机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 代理人 崔兰莳 (54) 发明名称 一种电子机械式制动装置 (57) 摘要 一种电子机械式制动装置， 涉及一种轻型或 微型电动汽车制动装置。包括浮动钳体及电机， 电机壳体与浮动钳体固定连接， 电机轴的轴端穿 过浮动钳体设置在浮动钳体内， 动力输入。
2、齿轮固 定套装在电机轴上 ； 两个动力输出齿轮分别与两 个滚珠丝杠螺母的一端固定连接， 滚珠丝杠螺母 的另一端通过轴承设置在浮动钳体上 ； 滚珠丝杠 螺母与滚珠丝杠相配合， 滚珠丝杠的内端穿过动 力输出齿轮后与活塞固定连接， 外端固定有限位 块， 在限位块上设置有限位平面， 限位平面与制动 钳支架平面贴合 ； 在活塞的外端固定有第一摩擦 片， 在浮动钳体内固定有第二摩擦片， 第一摩擦片 与第二摩擦片相对设置， 在第一摩擦片与第二摩 擦片之间设置有制动盘， 活塞的外侧壁与浮动钳 体间隙配合。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明。
3、书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104389927 A (43)申请公布日 2015.03.04 CN 104389927 A 1/1 页 2 1. 一种电子机械式制动装置， 其特征在于包括减速增扭机构、 运动转换机构、 浮动钳体 及电机， 所述减速增扭机构设置在浮动钳体内 ； 所述减速增扭机构包括一个动力输入齿轮、 一个中间轴大齿轮、 一个中间轴小齿轮、 两 个动力输出齿轮和两个过渡轴惰轮 ； 动力输入齿轮与中间轴大齿轮相啮合， 中间轴小齿轮 分别与两个对称设置的过渡轴惰轮相啮合， 每个过渡轴惰轮与一个动力输出齿轮相啮合， 两个动力输出齿轮对称设置 ； 中间轴大齿轮和中间轴小齿轮。
4、同轴固定在中间轴上， 两个过 渡轴惰轮分别固定在两根过渡轴上， 中间轴和过渡轴分别通过轴承设置在浮动钳体内 ； 所述运动转换机构包括一对对称设置的滚珠丝杠、 活塞及限位块 ； 电机壳体与浮动钳体固定连接， 电机轴的轴端穿过浮动钳体设置在浮动钳体内， 动力 输入齿轮固定套装在电机轴上 ； 两个动力输出齿轮分别与两个滚珠丝杠螺母的一端固定连 接， 滚珠丝杠螺母的另一端通过轴承设置在浮动钳体上 ； 滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠相配合， 滚珠丝杠的内端穿过动力输出齿轮后与活塞固定连接， 外端固定有限位块， 在限位块上设 置有限位平面， 限位平面与制动钳支架平面贴合， 使滚珠丝杠只能做轴向平移运动 ； 在活塞。
5、 的外端固定有第一摩擦片， 在浮动钳体内固定有第二摩擦片， 第一摩擦片与第二摩擦片相 对设置， 在第一摩擦片与第二摩擦片之间设置有制动盘， 活塞的外侧壁与浮动钳体间隙配 合。 2. 根据权利要求 1 所述的电子机械式制动装置， 其特征在于在所述活塞与浮动钳体之 间设置有活塞密封圈。 3. 根据权利要求 1 所述的电子机械式制动装置， 其特征在于在所述活塞的外端设置有 活塞凸缘。 4. 根据权利要求 1 所述的电子机械式制动装置， 其特征在于在所述第二摩擦片的内表 面设置有压力传感器。 5. 根据权利要求 3 所述的电子机械式制动装置， 其特征在于在所述活塞凸缘的侧方设 置有位移传感器。 权 利。
6、 要 求 书 CN 104389927 A 2 1/4 页 3 一种电子机械式制动装置 技术领域 0001 本发明涉及一种轻型或微型电动汽车制动装置， 具体涉及一种新型电子机械式制 动装置。 背景技术 0002 在能源与环境问题备受关注的国际环境下， 电动汽车迎来了又一个发展热潮。电 动汽车技术在各国政府的大力支持下发展迅速， 然而电动汽车的制动系统仍然采用液压制 动技术。液压制动技术虽然非常成熟， 但它的机械液压管路较多， 真空助力器体积大， 尤其 在集成 ABS、 TCS、 ESP 等电控功能后， 系统更加复杂， 布置装配难度大。 0003 而基于线控制动技术的电子机械式制动 (EMB) 。
7、装置则可以很好的克服液压制动 装置存在的缺点。电子机械式制动装置以电能作为能源， 电机驱动制动垫块压迫制动盘实 现制动功能， 由电线传递能量， 数据线传递信号。它简洁的结构、 高效的性能可以极大的提 高汽车的安全性。以电为能源的电动汽车无疑是电子机械式制动装置的良好载体。 0004 正是基于这一考虑， 目前出现了多种电子机械式制动装置。 0005 申请号为 200910141746.3 的中国专利申请公开了一种采用电机作为动力驱动机 构、 行星齿轮作为减速增扭机构、 滚珠丝杠作为运动转换机构的电子机械式制动装置。 这种 配置可以产生足够的制动力矩， 但它的结构相对复杂、 体积较大。 0006 。
8、申请号为 201110077658.9 的中国专利申请公开了一种采用电机作为动力驱动机 构、 单一的两级齿轮作为减速增扭机构、 上下压盘作为运动转换机构的电子机械式制动装 置。上、 下压盘中开有对应的滚道， 滚道从里到外由浅到深， 靠滚道中的滚珠的移动来实现 运动转换。故该装置对加工、 装配精度要求较高。 0007 申请号为 201110336048.6 的中国专利申请公开了一种采用电机作为动力驱动机 构、 斜盘作为运动转换机构的电子机械式制动装置， 该装置对摩擦片要求较高。 0008 纵观现有的多种电子机械式制动装置， 或因其结构复杂， 或因其加工、 装配精度要 求较高， 目前大部分都未获得。
9、实际应用。 发明内容 0009 针对现有技术存在的问题， 本发明提供一种适用于轻型或微型电动汽车的电子机 械式制动装置。 该电子机械式制动装置体积小、 成本低、 结构简单、 响应速度快、 便于装配与 制造、 具有间隙自调功能、 易于维护且消耗能量少。 0010 为了实现上述目的， 本发明采用如下技术方案， 一种电子机械式制动装置， 包括减 速增扭机构、 运动转换机构、 浮动钳体及电机， 所述减速增扭机构设置在浮动钳体内 ； 0011 所述减速增扭机构包括一个动力输入齿轮、 一个中间轴大齿轮、 一个中间轴小齿 轮、 两个动力输出齿轮和两个过渡轴惰轮 ； 动力输入齿轮与中间轴大齿轮相啮合， 中间轴。
10、小 齿轮分别与两个对称设置的过渡轴惰轮相啮合， 每个过渡轴惰轮与一个动力输出齿轮相啮 合， 两个动力输出齿轮对称设置 ； 中间轴大齿轮和中间轴小齿轮同轴固定在中间轴上， 两个 说 明 书 CN 104389927 A 3 2/4 页 4 过渡轴惰轮分别固定在两根过渡轴上， 中间轴和过渡轴分别通过轴承设置在浮动钳体内 ； 0012 所述运动转换机构包括一对对称设置的滚珠丝杠、 活塞及限位块 ； 0013 电机壳体与浮动钳体固定连接， 电机轴的轴端穿过浮动钳体设置在浮动钳体内， 动力输入齿轮固定套装在电机轴上 ； 两个动力输出齿轮分别与两个滚珠丝杠螺母的一端固 定连接， 滚珠丝杠螺母的另一端通过轴。
11、承设置在浮动钳体上 ； 滚珠丝杠螺母与滚珠丝杠相 配合， 滚珠丝杠的内端穿过动力输出齿轮后与活塞固定连接， 外端固定有限位块， 在限位块 上设置有限位平面， 限位平面与制动钳支架平面贴合， 使滚珠丝杠只能做轴向平移运动 ； 在 活塞的外端固定有第一摩擦片， 在浮动钳体内固定有第二摩擦片， 第一摩擦片与第二摩擦 片相对设置， 在第一摩擦片与第二摩擦片之间设置有制动盘， 活塞的外侧壁与浮动钳体间 隙配合。 0014 在所述活塞与浮动钳体之间设置有活塞密封圈。 0015 在所述活塞的外端设置有活塞凸缘。 0016 在所述第二摩擦片的内表面设置有压力传感器。 0017 在所述活塞凸缘的侧方设置有位移传。
12、感器。 0018 本发明的有益效果 ： 0019 在轻型或微型电动汽车上， 本发明的电子机械式制动装置在产生足够大制动力矩 的情况下 ： 体积小、 成本低、 结构简单、 响应速度快、 便于装配与制造、 具有间隙自调功能、 易 于维护且消耗能量少。 附图说明 0020 图 1 为本发明的电子机械式制动装置的一个实施例的结构示意图 ； 0021 图 2 为图 1 的 A-A 剖视图 ； 0022 图 3 为图 2 的 B-B 剖视图 ； 0023 图中 ： 1- 动力输入齿轮， 2- 中间轴大齿轮， 3- 中间轴小齿轮， 4- 过渡轴惰轮， 5- 动 力输出齿轮， 6- 活塞， 7- 第一摩擦片，。
13、 8- 制动盘， 9- 第二摩擦片， 10- 浮动钳体， 11- 活塞密 封圈， 12- 滚珠丝杠， 13- 滚珠丝杠螺母， 14- 弹性挡圈， 15- 轴承， 16- 轴承盖， 17- 限位块， 18- 限位平面， 19- 电机， 20- 齿轮轴， 21- 活塞凸缘。 具体实施方式 0024 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。 0025 如图1图3所示， 一种电子机械式制动装置， 包括减速增扭机构、 运动转换机构、 浮动钳体 10 及电机 19， 所述减速增扭机构设置在浮动钳体 10 内 ； 所述减速增扭机构包括 一个动力输入齿轮 1、 一个中间轴大齿轮 2、 一个中间轴小。
14、齿轮 3、 两个动力输出齿轮 5 和两 个过渡轴惰轮 4 ； 动力输入齿轮 1 与中间轴大齿轮 2 相啮合， 构成第一级减速增扭， 中间轴 小齿轮 3 分别与两个对称设置的过渡轴惰轮 4 相啮合， 每个过渡轴惰轮 4 与一个动力输出 齿轮 5 相啮合， 两个动力输出齿轮 5 对称设置， 起到动力分流并构成第二级减速增扭 ； 中间 轴大齿轮 2 和中间轴小齿轮 3 同轴固定在中间轴上， 两个过渡轴惰轮 4 分别固定在两根过 渡轴上， 中间轴和过渡轴分别通过轴承设置在浮动钳体 10 内 ； 所述运动转换机构包括一对 对称设置的滚珠丝杠 12、 活塞 6 及限位块 17。 说 明 书 CN 1043。
15、89927 A 4 3/4 页 5 0026 电机 19 壳体与浮动钳体 10 固定连接， 在制动过程中， 直流伺服电机 19 将跟随浮 动钳体 10 一起移动 ； 电机 19 轴的轴端穿过浮动钳体 10 设置在浮动钳体 10 内， 动力输入齿 轮 1 固定套装在电机 19 轴上 ； 两个动力输出齿轮 5 分别与两个滚珠丝杠螺母 13 的一端固 定连接， 滚珠丝杠螺母 13 的另一端通过轴承 15 设置在浮动钳体 10 上， 轴承 15 的内端通过 弹性挡圈 14 进行限位， 外端通过固定在浮动钳体 10 上的轴承盖 16 进行限位 ； 滚珠丝杠螺 母13与滚珠丝杠12相配合， 滚珠丝杠12的。
16、内端穿过动力输出齿轮5后与活塞6固定连接， 外端固定有限位块 17， 在限位块 17 上设置有限位平面 18， 限位平面 18 与制动钳支架平面 贴合， 从而限制滚珠丝杠 12 做旋转运动， 使滚珠丝杠 12 只能做轴向平移运动 ； 在活塞 6 的 外端固定有第一摩擦片 7， 在浮动钳体 10 内固定有第二摩擦片 9， 第一摩擦片 7 与第二摩擦 片 9 相对设置， 在第一摩擦片 7 与第二摩擦片 9 之间设置有制动盘 8， 活塞 6 的外侧壁与浮 动钳体 10 间隙配合。 0027 在所述活塞 6 与浮动钳体 10 之间设置有活塞密封圈 11。 0028 在所述活塞 6 的外端设置有活塞凸缘。
17、 21， 活塞凸缘 21 与浮动钳体 10 内壁之间的 距离即为制动间隙。 0029 在所述第二摩擦片9的内表面设置有压力传感器， 用于检测活塞凸缘21压到浮动 钳体 10 内壁的压力。 0030 在所述活塞凸缘21的侧方设置有位移传感器， 用于检测活塞凸缘21移动的距离。 0031 下面结合附图说明本发明的一次动作过程 ： 0032 如图 1 图 3 所示， 使用时， 将本发明的浮动钳体 10 安装在制动钳支架上， 使浮动 钳体 10 能够在制动钳支架上左右滑动。 0033 当驾驶员踩下电子制动踏板时， 直流伺服电机 19 通电旋转， 同时带动减速增扭机 构的动力输入齿轮 1 旋转， 动力输。
18、入齿轮 1 带动与其啮合的中间轴大齿轮 2 旋转， 实现第一 级减速增扭。中间轴大齿轮 2 带动中间轴旋转， 中间轴带动另一侧的中间轴小齿轮 3 旋转， 中间轴小齿轮 3 带动与其啮合的一对对称的过渡轴惰轮 4 旋转， 对称的过渡轴惰轮 4 分别 带动对称的动力输出齿轮 5 旋转， 从而实现动力分流和第二级减速增扭。滚珠丝杠螺母 13 在动力输出齿轮 5 的带动下在浮动钳体 10 内不断旋转。当开始制动时， 限位块 17 的限位 平面 18 与制动钳支架平面贴合， 从而限制滚珠丝杠 12 做旋转运动， 使滚珠丝杠 12 只能做 轴向平移运动 ； 因此， 对称的滚珠丝杠 12 同时推动浮动钳体 。
19、10 内的活塞 6 向前移动， 迫使 第一摩擦片 7 接近制动盘 8。当第一摩擦片 7 接触上制动盘 8 时， 在制动盘 8 的反力作用 下， 推动浮动钳体 10 反向移动， 从而使安装在浮动钳体 10 内的第二摩擦片 9 也接触上制动 盘 8， 从而实现浮动制动功能。 0034 当制动完成驾驶员释放电子制动踏板时， 直流伺服电机 19 反向旋转， 通过减速增 扭机构带动滚珠丝杠 12 实现轴向反向移动， 滚珠丝杠 12 带动活塞 6 反向移动 ； 同时， 储存 在活塞密封圈 11 上的弹性势能被释放， 一起带动活塞 6 反向移动， 从而放松制动盘 8， 完成 一次制动过程。 0035 本发明。
20、的间隙自调功能采用机械和电子相结合的方式， 当制动完成驾驶员释放电 子制动踏板时， 位移传感器不断检测活塞凸缘 21 的位移， 并与电子控制单元中储存的制动 间隙比较， 当位移达到制动间隙值时， 电子控制单元对直流伺服电机 19 发出控制信号。在 第一摩擦片7、 第二摩擦片9没有磨损时， 此时活塞凸缘21正好接触到浮动钳体10内壁上， 说 明 书 CN 104389927 A 5 4/4 页 6 压力传感器检测到的压力值为电子控制单元中压力设定值的上限值。 当第一摩擦片7、 第二 摩擦片 9 磨损时， 制动装置存在过量间隙， 则制动时活塞密封圈 11 的变形量达到极限值以 后， 活塞 6 仍可。
21、在滚珠丝杠 12 推力作用下克服活塞密封圈 11 的摩擦力继续向前移动， 直到 实现完全制动为止。 这时， 活塞6相对于活塞密封圈11向前移动了一段距离。 解除制动时， 活塞密封圈 11 在滚珠丝杠 12 的反向拉力作用下反向移动， 储存在活塞密封圈 11 里的弹性 势能将释放出来， 同时推动活塞 6 反向移动。此时， 位移传感器检测活塞凸缘 21 位移的变 化， 当位移传感器检测到活塞凸缘 21 移动的距离与电子控制单元中储存的制动间隙相同 时， 电子控制单元对直流伺服电机 19 发出控制信号， 此时制动间隙将达到最初设定值。如 果压力传感器检测到的压力大于设定值时， 电子控制单元将发出警告信号。 说 明 书 CN 104389927 A 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 104389927 A 7 2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 104389927 A 8 3/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 104389927 A 9 。