[發明專利]一種恒制動力矩的液壓制動器

有效

• 申請號: 201810083977.2
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108412921B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 周新建;李治;位凱濤
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: F16D65/14
• 分類號: F16D65/14;F16D66/02;F16D121/04;F16D125/02
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

1.一種恒制動力矩的液壓制動器，包括工作裝置、動力裝置和控制裝置，其特征是，工作裝置由設置在前蓋(1)后的摩擦墊片(2)、摩擦片組件(3)和內齒圈(6)組成；動力裝置由設置在工作裝置后的兩個活塞(18)、缸體(7)和制動彈簧(9)組成；控制裝置由設置在控制箱(20)內部的激光測距傳感器(17)、單片機(15)、電壓轉換器(16)、數字電位器(14)、電壓放大器(13)、比例溢流閥(12)、以及后蓋(10)上的兩位兩通電磁換向閥(19)組成；

兩個活塞(18)外徑均具有階梯形壁面，其一端通過摩擦墊片(2)與摩擦片組件(3)相連，另一端通過制動彈簧(8)與后蓋(10)相接，在靠近兩個活塞(18)壁的后蓋處各裝一個激光測距傳感器(17)；

缸體(7)同軸套裝在活塞(18)外，其內壁具有與活塞(18)配合的階梯型壁面，在缸體(7)上端沿徑向設有活塞與缸體階梯型壁面間的第一進油口，在缸體(7)靠工作裝置一端的閥孔上，沿徑向向外開有一個通至缸體(7)外的第一卸油孔，第一卸油孔經過兩位兩通電磁換向閥(19)后，接到比例溢流閥(12)的第二進油口；

兩個激光測距傳感器(17)所測的距離通過信號線傳到控制箱(20)內部的單片機(15)，單片機(15)對所接收信號先進行判斷，如果磨損量大于最大磨損量時，單片機(15)控制比例溢流閥(12)產生一個較小的制動油壓，使得制動彈簧(9)的制動力P_彈遠遠大于油路中的制動油壓P_卸，制動彈簧(9)將摩擦墊片(2)壓緊，制動器進入供油抱閘閉鎖狀態；

如果磨損量小于最大磨損量，則對所測磨損量取平均值，單片機(15)調整并輸出對應的脈沖數，進而控制數字電位器(14)輸出不同的電壓，該電壓經過電壓放大器放大和各個階段的誤差補償后，接入到比例溢流閥(12)的控制端，控制比例溢流閥(12)產生制動油壓；

當磨損量比較小時，制動彈簧(9)的制動力P_彈比較大，此時控制比例溢流閥(12)產生一個制動油壓，制動彈簧(9)所提供的制動力P_彈與比例溢流閥所產生的制動油壓P_卸的差值為一個恒定值N，即N＝P_彈-P_卸；磨損量增大時，制動力P_彈減小，此時控制比例溢流閥(12)產生較小的制動油壓，制動彈簧(9)所提供的制動力與液壓力的差值N始終恒定；因此，當磨損量小于最大磨損量時，實現了無論摩擦片的磨損量為多少，通過控制比例溢流閥(12)來實現恒力制動，即實現了恒制動力矩制動。

2.如權利要求1所述的恒制動力矩的液壓制動器，其特征是，恒制動力矩制動方法是：單片機(15)讀取高精度測距傳感器(17)所測得磨損量，將這個磨損量與最大磨損量相除，得到當前磨損量與最大磨損量的一個比值K；

K:當前磨損量與最大磨損量的比值；L₁：當前磨損量；L:最大磨損量；

利用公式(2)確定當前磨損量所對應的電壓值大小，得到當前磨損量所對應的脈沖數，

Y₁＝Y×(1-K) (2)

Y1：當前磨損量所對應的單片機輸出脈沖數

Y：最大磨損量所對應的單片機輸出脈沖數

K:當前磨損量與最大磨損量的比值

單片機(15)將這個脈沖數輸出給數字電位器(14)，控制數字電位器(14)輸出當前磨損量所對應的電壓，從而得到當前磨損量所對應的比例溢流閥(12)所對應的液壓力P_卸；

當磨損量到達最大磨損量6mm之后，單片機(15)會控制比例溢流閥(12)產生很小的壓力P_卸，讓液壓油回油箱，油壓卸荷；此時，活塞(18)在彈簧力P_彈作用下將摩擦墊片(2)和摩擦片組件(3)壓緊，制動器進入供油抱閘閉鎖狀態，不能液壓釋放，保證了恒力矩制動N，從而保證制動安全。