[發明專利]一種基于直線電機的雙向同步增力式電子機械制動執行器

有效

• 申請號: 201910996685.2
• 申請日: 2019-10-19
• 公開（公告）號: CN110701221B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 楊坤;陳玉;王杰;王有鏜;董丹秀;劉慶新;劉瑞軍;聶孟穩
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F16D65/18
• 分類號: F16D65/18;F16D121/24;F16D125/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于直線電機的雙向同步增力式電子機械制動執行器，其特征在于：由電機、安裝基體、雙級增力機構、杠桿增力機構組成；

所述的電機(1)為直線電機，電機軸(2)上設有外螺紋；

所述的安裝基體包括端蓋(4)，執行器外殼和支架；

所述的執行器外殼包括增力機構殼體(6)、后制動鉗體(14)、一級增力塊支撐座(27)、第一圓弧導軌(42)和第二圓弧導軌(43)；

所述的增力機構殼體(6)為筒形結構，增力機構殼體內部端面(D2)上設有第一活塞安裝通孔(35)；

增力機構殼體上端面(B2)上設有方形通孔(41)，方形通孔(41)的兩個平面與電機軸(2)平行；在方形通孔(41)內與電機軸(2)平行的兩個平面上分別設有第一杠桿軸安裝孔(48)和第二杠桿軸安裝孔(49)；杠桿軸(8)固定在第一杠桿軸安裝孔(48)和第二杠桿軸安裝孔(49)之間，杠桿軸(8)平行于增力機構殼體上端面(B2)和一級增力塊(24)的上端面，且垂直于電機軸(2)的中心軸線；

在增力機構殼體內部端面(D2)上第一活塞安裝通孔(35)的兩側固定安裝有第一圓柱導軌支座(37)和第二圓柱導軌支座(50)，第一圓柱導軌支座(37)和第二圓柱導軌支座(50)之間固定安裝有圓柱導軌(25)，圓柱導軌(25)平行于杠桿軸(8)；在增力機構殼體(6)內側的底部固定安裝有一級增力塊支撐座(27)，一級增力塊支撐座(27)頂部設有半圓導向槽(36)；

所述的后制動鉗體(14)為左右對稱結構，中間設有第二活塞安裝通孔(46)；第二活塞安裝通孔(46)與第一活塞安裝通孔(35)的中心軸線重合且二者半徑相等；后制動鉗體前端面(A1)上對稱固定安裝有第一圓弧導軌(42)和第二圓弧導軌(43)；后制動鉗體后端面(B1)與增力機構殼體前端面(A2)固定連接；

所述的雙級增力機構包括有一級增力塊(24)、二級增力塊(26)、活塞(13)、第一圓柱滾子(23)和第二圓柱滾子(62)；

所述的一級增力塊(24)為方形結構，一級增力塊前端面(A3)上設有軸線與該平面垂直的第一螺紋孔(28)，電機軸(2)穿過端蓋(4)上的電機軸通孔(30)，通過電機軸(2)上的外螺紋與第一螺紋孔(28)上的內螺紋配合連接；在與一級增力塊前端面(A3)相垂直的左右側面分別設有第一杠桿推軸(52)、第一杠桿推軸固定限位桿(53)和第二杠桿推軸(55)、第二杠桿推軸固定限位桿(56)，四者均為圓柱形結構且中心軸線相互重合，第一杠桿推軸(52)和第二杠桿推軸(55)的半徑相等，第一杠桿推軸固定限位桿(53)和第二杠桿推軸固定限位桿(56)的半徑大于第一杠桿推軸(52)和第二杠桿推軸(55)；一級增力塊(24)的底部設有半圓柱形的半圓導軌(57)，半圓導軌(57)與一級增力塊支撐座(27)上的半圓導向槽(36)相配合，一級增力塊支撐座(27)用于支撐一級增力塊(24)，并起運動導向作用；一級增力塊(24)的頂部設有2個以上矩形貫通凹槽(54)，矩形貫通凹槽(54)的底部平行于一級增力塊(24)的上下平面，各凹槽縱向對稱線相互平行；

所述的二級增力塊(26)的上下端面相互平行，各側面垂直于其上下端面，二級增力塊(26)的下端面設有數目與一級增力塊(24)頂部矩形貫通凹槽(54)相等，且位置一一對應的凸塊(59)，各凸塊(59)嵌入相應的矩形貫通凹槽(54)中，且可以在矩形貫通凹槽(54)中前后移動，二級增力塊左端面(A4)上設有中心軸線與該端面垂直的圓形通孔(58)，圓柱導軌(25)穿過圓形通孔(58)，二級增力塊(26)可沿圓柱導軌(25)軸向移動，二級增力塊第一斜面(B4)和二級增力塊第二斜面(C4)分別與第一圓柱滾子(23)和第二圓柱滾子(62)接觸，二級增力塊第一斜面(B4)和二級增力塊第二斜面(C4)為兩個形狀相同的斜面，二者相互平行，且垂直于二級增力塊(26)的上下端面；

所述的活塞(13)主體為圓環形結構，其斷面為矩形，活塞前端面(A5)用于固定連接第一摩擦片(15)，在活塞后端面(B5)上固定連接有第一圓柱滾子支座(21)、第二圓柱滾子支座(22)、第三圓柱滾子支座(60)、第四圓柱滾子支座(61)；第一圓柱滾子(23)兩端分別通過軸承支撐在第一圓柱滾子支座(21)和第二圓柱滾子支座(22)之間；第二圓柱滾子(62)兩端分別通過軸承支撐在第三圓柱滾子支座(60)和第四圓柱滾子支座(61)之間；第一圓柱滾子(23)和第二圓柱滾子(62)的中心軸線相互平行，且均與活塞后端面(B5)平行；

制動力不為0時，所述的第一圓柱滾子(23)與二級增力塊第一斜面(B4)接觸，所述的第二圓柱滾子(62)與二級增力塊第二斜面(C4)接觸，在整個運動過程中，兩條接觸線相互平行，且與圓形通孔(58)的中心軸線相互垂直，兩條接觸線所在的平面垂直于電機軸線，且平行于與二級增力塊第一斜面(B4)和二級增力塊第二斜面(C4)相對的平面；

所述的杠桿增力機構包括有杠桿(7)、杠桿軸(8)、杠桿連桿轉動銷(9)和連桿(10)；

所述的杠桿(7)有三個連接端，分別是連桿連接端(64)、第一杠桿推軸連接端(68)、第二杠桿推軸連接端(70)，杠桿(7)為Y形左右對稱結構，第一杠桿推軸連接端(68)和第二杠桿推軸連接端(70)處于左右對稱平面的兩邊，且相互對稱，第一杠桿推軸連接端(68)內側和第二杠桿推軸連接端(70)內側之間的距離等于第一杠桿推軸固定限位桿(53)外端面和第二杠桿推軸固定限位桿(56)外端面之間的距離；連桿連接端(64)處于杠桿(7)左右對稱平面上；連桿連接端(64)端部從外往里依次設有第一杠桿連桿轉動銷安裝通孔(65)和杠桿軸安裝通孔(66)；第一杠桿推軸連接端(68)端部設有第一杠桿推軸安裝U型槽(67)；第二杠桿推軸連接端(70)端部設有第二杠桿推軸安裝U型槽(69)；第一杠桿推軸(52)置于第一杠桿推軸安裝U型槽(67)中，并可沿第一杠桿推軸安裝U型槽(67)前后運動，第二杠桿推軸(55)置于第二杠桿推軸安裝U型槽(69)中，并可沿第二杠桿推軸安裝U型槽(69)前后運動；杠桿軸(8)穿過杠桿軸安裝通孔(66)，杠桿(7)可繞杠桿軸(8)轉動；

所述的連桿(10)有四個連接端，連桿(10)為Y形左右對稱結構，第一杠桿連接端(73)和第二杠桿連接端(76)處于一端，第一杠桿連接端(73)與第二杠桿連接端(76)相互平行，二者之間為槽(75)，槽(75)兩內端面相互平行，兩內端面之間的距離等于第一杠桿連桿轉動銷安裝通孔(65)的長度，第一杠桿連接端(73)上設有第二杠桿連桿轉動銷安裝通孔(74)，第二杠桿連接端(76)上設有第三杠桿連桿轉動銷安裝通孔(77)，第二杠桿連桿轉動銷安裝通孔(74)和第三杠桿連桿轉動銷安裝通孔(77)中心軸線相互重合；第一前制動鉗體連接端(72)和第二前制動鉗體連接端(78)位于連桿(10)的另一端，第一前制動鉗體連接端(72)端部設有第一連桿轉動銷安裝通孔(71)，第二前制動鉗體連接端(78)端部設有第二連桿轉動銷安裝通孔(79)；

所述的杠桿連桿轉動銷(9)依次穿過第二杠桿連桿轉動銷安裝通孔(74)、第一杠桿連桿轉動銷安裝通孔(65)、第三杠桿連桿轉動銷安裝通孔(77)，從而實現杠桿(7)和連桿(10)的鉸連接；

所述的前制動鉗體(18)為左右對稱結構；側面斷面為倒L型；前制動鉗體(18)包括第一前制動鉗體支座(16)、第二前制動鉗體支座(82)、第一圓弧凹槽(85)、第二圓弧凹槽(86)、摩擦片支撐板(87)，摩擦片支撐板(87)位于前制動鉗體(18)的下部，中間為U形槽，用于固定安裝第二摩擦片(17)，前制動鉗體(18)的上部設有第一圓弧凹槽(85)和第二圓弧凹槽(86)，第一圓弧凹槽(85)和第二圓弧凹槽(86)相對前制動鉗體(18)的左右中心對稱面成對稱關系；安裝后，第二圓弧導軌(43)置于第一圓弧凹槽(85)中，第二圓弧導軌(43)的形狀及尺寸與第一圓弧凹槽(85)相同，第二圓弧導軌(43)只能沿第一圓弧凹槽(85)前后自由運動；第一圓弧導軌(42)置于第二圓弧凹槽(86)中，第一圓弧導軌(42)的形狀及尺寸與第二圓弧凹槽(86)相同，第一圓弧導軌(42)只能沿第二圓弧凹槽(86)前后自由運動；第一前制動鉗體支座(16)與第二前制動鉗體支座(82)固定安裝于前制動鉗體(18)的頂部，第一前制動鉗體支座(16)與第二前制動鉗體支座(82)相對前制動鉗體(18)的左右中心對稱面成對稱關系，第一前制動鉗體支座(16)固定安裝于第二圓弧凹槽(86)的上方，中間為U形槽，U形槽兩側分別設有第一轉動銷安裝孔(80)和第二轉動銷安裝孔(81)，第一轉動銷安裝孔(80)和第二轉動銷安裝孔(81)的中心軸線相互重合；第二前制動鉗體支座(82)固定安裝于第一圓弧凹槽(85)的上方，中間為U形槽，U形槽兩側分別設有第三轉動銷安裝孔(83)和第四轉動銷安裝孔(84)，第三轉動銷安裝孔(83)和第四轉動銷安裝孔(84)的中心軸線相互重合；

第一轉動銷(90)通過第一軸承(88)和第二軸承(89)安裝在第一轉動銷安裝孔(80)和第二轉動銷安裝孔(81)之間，第一前制動鉗體連接端(72)上的第一連桿轉動銷安裝孔(71)與第一轉動銷(90)配合連接；第二轉動銷(91)通過第三軸承(92)和第四軸承(93)安裝在第三轉動銷安裝孔(83)和第四轉動銷安裝孔(84)之間，第二前制動鉗體連接端(78)上的第二連桿轉動銷安裝孔(79)與第二轉動銷(91)配合連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于直線電機的雙向同步增力式電子機械制動執行器，其特征在于：在第二活塞安裝通孔(46)上，沿第一摩擦片(15)向增力機構殼體(6)的方向上，依次設有第一環形槽(44)和第二環形槽(45)，第一環形槽(44)用于安裝防塵圈(12)，第二環形槽(45)用于安裝密封圈(11)。