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专利号: 2019109966918
申请人: 山东理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 工程元件或部件;为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施;一般绝热
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于旋转电机和滚珠丝杠的双向同步增力式电子机械制动执行器,其特征在于:主要由电机、运动转换装置、安装基体、双级增力机构、杠杆增力机构组成;

所述的电机(1)为旋转电机,电机轴(2)上设有外花键;

所述的运动转换装 置为滚珠丝杠机构;

所述安装基体包括端盖(4),执行器外壳和支架;

电机轴(2)穿过端盖(4)上电机轴通孔(30)后,与丝杠(28)上的内花键配合连接;

所述的执行器外壳包括增力机构壳体(8)、后制动钳体(16)、一级增力块支撑座(26)、第一圆弧导轨(42)和第二圆弧导轨(43);

所述的增力机构壳体(8)为筒形结构,增力机构壳体内部端面(D2)上设有第一活塞安装通孔(35);

增力机构壳体上端面(B2)上设有方形通孔(41),方形通孔(41)的两个平面与电机轴(2)平行;在方形通孔(41)内与电机轴(2)平行的两个平面上分别设有第一杠杆轴安装孔(48)和第二杠杆轴安装孔(51);杠杆轴(10)固定在第一杠杆轴安装孔(48)和第二杠杆轴安装孔(51)之间,杠杆轴(10)平行于增力机构壳体上端面(B2)和一级增力块(25)的上端面,且垂直于电机轴(2)的中心轴线;

在增力机构壳体内部端面(D2)上第一活塞安装通孔(35)的两侧固定安装有第一圆柱导轨支座(37)和第二圆柱导轨支座(49),第一圆柱导轨支座(37)和第二圆柱导轨支座(49)之间固定安装有圆柱导轨(6),圆柱导轨(6)平行于杠杆轴(10);

在增力机构壳体(8)内侧的底部固定安装有一级增力块支撑座(26),一级增力块支撑座(26)顶部设有导向槽(36);

所述的后制动钳体(16)为左右对称结构,中间设有第二活塞安装通孔(46);后制动钳体前端面(A1)上对称固定安装有第一圆弧导轨(42)和第二圆弧导轨(43);后制动钳体后端面(B1)与增力机构壳体前端面(A2)固定连接;

增力机构壳体(8)的第一活塞安装通孔(35)与后制动钳体(16)上的第二活塞安装通孔(46)中心轴线重合且半径相等;

所述的双级增力机构包括有一级增力块(25)、二级增力块(5)、活塞(15)、第一圆柱滚子(23)和第二圆柱滚子(64);

所述的一级增力块(25)主体为方形结构,一级增力块前端面(A3)上设有中心轴线与该平面垂直的螺旋槽通孔(55),螺旋槽通孔(55)与丝杠(28)上的螺旋槽(60)配合组成滚珠通道,滚珠(27)置于二者之间,组成滚珠丝杠机构;在与一级增力块前端面(A3) 相垂直的两侧面分别设有第一杠杆推轴(54)、第一杠杆推轴固定限位杆(53)和第二杠杆推轴(58)、第二杠杆推轴固定限位杆(57),四者均为圆柱形结构且中心轴线相互重合,第一杠杆推轴(54)和第二杠杆推轴(58)的半径相等,结构相同,第一杠杆推轴固定限位杆(53)和第二杠杆推轴固定限位杆(57)的半径相等,结构相同,第一杠杆推轴(54)的半径小于第一杠杆推轴固定限位杆(53)的半径;一级增力块(25)的底部设有断面为矩形的导向凸块(56),导向凸块(56)与一级增力块支撑座(26)上的导向槽(36)相配合,一级增力块支撑座(26)用于支撑一级增力块(25),并起运动导向作用,一级增力块(25)只能沿导向槽(36)前后移动;一级增力块(25)的顶部设有2个以上矩形贯通凹槽(52),矩形贯通凹槽(52)的底部平行于一级增力块(25)的上下平面,各凹槽纵向对称线相互平行;

所述的二级增力块(5)上下端面相互平行,各侧面垂直于其上下端面,二级增力块(5)的下端面设有数目与一级增力块(25)顶部矩形贯通凹槽(52)相等,且位置一一对应的凸块(61),各凸块(61)嵌入相应的矩形贯通凹槽(52)中,且可以在矩形贯通凹槽(52)中前后移动;二级增力块左端面(A4)上设有中心轴线与该端面垂直的圆形通孔(62),圆柱导轨(6)穿过圆形通孔(62),二级增力块(5)可沿圆柱导轨(6)轴向移动,二级增力块第一斜面(B4)和二级增力块第二斜面(C4)分别与第一圆柱滚子(23)和第二圆柱滚子(64)接触,二级增力块第一斜面(B4)和二级增力块第二斜面(C4)为两个形状相同的斜面,二者相互平行,且二级增力块第一斜面(B4)和二级增力块第二斜面(C4)均垂直于二级增力块(5)的上下端面;

所述的活塞(15)主体为圆环形结构,其断面为矩形,活塞前端面(A5)用于固定连接第一摩擦片(17),在活塞后端面(B5)上固定连接有第一圆柱滚子支座(22)、第二圆柱滚子支座(24)、第三圆柱滚子支座(63)、第四圆柱滚子支座(65);第一圆柱滚子(23)两端分别通过轴承支撑在第一圆柱滚子支座(22)和第二圆柱滚子支座(24)之间;第二圆柱滚子(64)两端分别通过轴承支撑在第三圆柱滚子支座(63)和第四圆柱滚子支座(65)之间;第一圆柱滚子(23)和第二圆柱滚子(64)的中心轴线相互平行,且均与活塞后端面(B5)平行;

当制动力不为0时,所述的第一圆柱滚子(23)与二级增力块第一斜面(B4)接触,第二圆柱滚子(64)与二级增力块第二斜面(C4)接触,在整个运动过程中,两条接触线相互平行,且与圆形通孔(62)的中心轴线相互垂直,两条接触线所在的平面垂直于电机轴线,且平行于与二级增力块第一斜面(B4)和二级增力块第二斜面(C4)对侧的平面;

所述的杠杆增力机构包括有杠杆(9)、杠杆轴(10)、杠杆连杆转动销(11)和连杆(12);

所述的杠杆(9)有三个连接端,分别是连杆连接端(72)、第一杠杆推轴连接端(68)、第二杠杆推轴连接端(70),杠杆(9)为Y形左右对称结构,第一杠杆推轴连接端(68)和第二杠杆推轴连接端(70)处于左右对称平面的两边,且相互对称,第一杠杆推轴连接端(68)内侧和第二杠杆推轴连接端(70)内侧之间的距离等于第一杠杆推轴固定限位杆(53)外端面和第二杠杆推轴固定限位杆(57)外端面之间的距离;连杆连接端(72)处于杠杆(9)的左右对称平面上;连杆连接端(72)端部从外往里依次设有第一杠杆连杆转动销安装通孔(73)和杠杆轴安装通孔(71);第一杠杆推轴连接端(68)端部设有第一杠杆推轴安装U型槽(67);第二杠杆推轴连接端(70)端部设有第二杠杆推轴安装U型槽(69);第一杠杆推轴(54)置于第一杠杆推轴安装U型槽(67)中,并可沿第一杠杆推轴安装U型槽(67)前后运动,第二杠杆推轴(58)置于第二杠杆推轴安装U型槽(69)中,并可沿第二杠杆推轴安装U型槽(69)前后运动;杠杆轴(10)穿过杠杆轴安装通孔(71),杠杆(9)可绕杠杆轴(10)转动;

所述的连杆(12)有四个连接端,连杆(12)为Y形左右对称结构,第一杠杆连接端(77)和第二杠杆连接端(79)处于一端,第一杠杆连接端(77)与第二杠杆连接端(79)相互平行,二者之间为槽(78),槽(78)两内端面相互平行,两端面之间的距离等于第一杠杆连杆转动销安装通孔(73)的长度,第一杠杆连接端(77)上设有第二杠杆连杆转动销安装通孔(76),第二杠杆连接端(79)上设有第三杠杆连杆转动销安装通孔(80),第二杠杆连杆转动销安装通孔(76)和第三杠杆连杆转动销安装通孔(80)的中心轴线相互重合;第一前制动钳体连接端(75)和第二前制动钳体连接端(81)位于连杆(12)的另一端,第一前制动钳体连接端(75)端部设有第一连杆转动销安装通孔(74),第二前制动钳体连接端(81)端部设有第二连杆转动销安装通孔(82);

所述的杠杆连杆转动销(11)依次穿过第二杠杆连杆转动销安装通孔(76)、第一杠杆连杆转动销安装通孔(73)、第三杠杆连杆转动销安装通孔(80),从而实现杠杆(9)和连杆(12)的铰连接;

所述的前制动钳体(19)为左右对称结构;侧面断面为倒L型;前制动钳体(19)包括第一前制动钳体支座(85)、第二前制动钳体支座(88)、第二圆弧凹槽(89)、第一圆弧凹槽(90)、摩擦片支撑板(91),摩擦片支撑板(91)位于前制动钳体(19)的下部,中间为U形槽,用于固定安装第二摩擦片(18),前制动钳体(19)的上部设有第一圆弧凹槽(90)和第二圆弧凹槽(89),第一圆弧凹槽(90)和第二圆弧凹槽(89)相对前制动钳体(19) 的左右中心对称面成对称关系;第一圆弧导轨(42)、第二圆弧导轨(43)、第一圆弧凹槽(90)和第二圆弧凹槽(89)的形状及尺寸相同;安装后,第一圆弧导轨(42)置于第二圆弧凹槽(89)中,第二圆弧导轨(43)置于第一圆弧凹槽(90)中,从而实现前制动钳体(19)的水平定位;第一圆弧导轨(42)只能沿第二圆弧凹槽(89)作前后移动;第二圆弧导轨(43)只能沿第一圆弧凹槽(90)作前后移动;第一前制动钳体支座(85)与第二前制动钳体支座(88)固定安装于前制动钳体(19)的顶部,第一前制动钳体支座(85)与第二前制动钳体支座(88)相对前制动钳体(19)的左右中心对称面成对称关系,第二前制动钳体支座(88)位于第二圆弧凹槽(89)的上方,中间为U形槽,U形槽两侧分别设有第三转动销安装孔(86)和第四转动销安装孔(87),第三转动销安装孔(86)和第四转动销安装孔(87)的中心轴线相互重合;第一前制动钳体支座(85)位于第一圆弧凹槽(90)的上方,中间为U形槽,U形槽两侧分别设有第一转动销安装孔(83)和第二转动销安装孔(84),第一转动销安装孔(83)和第二转动销安装孔(84)的中心轴线相互重合;

第一转动销(92)通过第一轴承(93)和第二轴承(94)安装在第三转动销安装孔(86)和第四转动销安装孔(87)之间,第一前制动钳体连接端(75)上的第一连杆转动销安装通孔(74)与第一转动销(92)配合连接;第二转动销(95)通过第三轴承(96)和第四轴承(97)安装在第一转动销安装孔(83)和第二转动销安装孔(84)之间,第二前制动钳体连接端(81)上的第二连杆转动销安装孔(82)与第二转动销(95)配合连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于旋转电机和滚珠丝杠的双向同步增力式电子机械制动执行器,其特征在于:在第二活塞安装通孔(46)上,沿第一摩擦片(17)向增力机构壳体(8)的方向,依次设有第一环形槽(44)和第二环形槽(45),第一环形槽(44)用于安装防尘圈(14),第二环形槽(45)用于安装密封圈(13)。