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　　本专利针对新能源汽车电子机械制动器（EMB）中旋转电机频繁正反转导致发热及可靠性差的问题，提出采用直线电机驱动的连杆推杆结构，提升响应速度与精度；并设计棘轮齿条间隙自动调整机构，结合定位挡块与检测报警系统，实现磨损间隙自适应调节与安全预警。

　　本发明涉及汽车制动系统，特别涉及一种具有间隙自动调整功能的电子机械制动器。

　　新能源汽车是目前汽车行业发展的一个重要方向。在新能源汽车上一般采用emb制动，即电子机械制动系统。采用了电机与力放大机构的组合来取代传统液压制动系统中的液压油路与真空助力器，电机的动力直接与放大机构相连接将动力传导至刹车盘上，具有制动效率高，制动响应快，制动效果好，没有液压油污染，结构简单可靠度高，可以与制动踏板力解耦实现与再生制动的协调控制等优点，被认为是未来新能源汽车的主要车辆制动形式。

　　但是现有的emb制动形式还是有着一定的不足的，电机采用的都是传统的旋转电机，旋转电机的优点在于技术成熟，成本低廉，调速容易等。但是由于制动的所用的电机需要频繁工作，频繁制动与解除制动。这就需要电机频繁的正反转。一方面旋转电机的转动惯量较大，不容易实现快速频繁准确的正反转。另一方面旋转电机频繁正反转会导致发热量加大，本身制动系统的工作环境就不好，这对电机的可靠性提出了严苛的挑战。

　　本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种响应速度快、运行平稳、且具有较好的间隙自调效果的具有间隙自调功能的电子机械制动器。

　　一种具有间隙自动调整功能的电子机械制动器，包括制动钳体、制动盘、设置在制动盘两侧外的两摩擦片，一侧为固定摩擦片、另一侧为活动摩擦片，固定摩擦片与制动钳体连接，活动摩擦片与能推动其运动与制动盘形成摩擦接触的动力机构连接，其特征在于：所述动力机构由直线电机以及与直线电机的输出端相连的动力传导机构构成，所述直线电机固定安装于制动钳体上，直线电机的输出方向由固定摩擦片指向活动摩擦片；所述动力传导机构包括活塞、活塞推杆、连杆，活塞与活动摩擦片的外侧连接、并通过密封圈可移动式支撑于制动钳体上，活塞推杆的一端与活塞的外侧端连接，活塞推杆的另一端可移动式支撑于设置在制动钳体上的导向插孔内，连杆的一端通过长圆形滑道槽与安装于活塞杆上的滑轮连接，滑轮通过固定销安装在活塞杆上靠近制动钳体上导向插孔的位置，连杆的另一端与电机推杆通过转动副连接；

　　还包括间隙自动调整机构，所述间隙自动调整机构包括棘轮和与棘轮形成齿啮合的齿条，所述齿条以靠近动摩擦片一侧水平可移动的方式直线滑动安装于制动钳体上，所述棘轮通过支撑轴及轴支架安装于制动钳体上，在棘轮靠近活动摩擦片的一侧外设置有与其形成棘轮机构的棘爪，在棘轮的另一侧外设置有定位挡块，定位挡块的下端部固定于活塞推杆上，定位挡块的上端部伸入到设置在齿条上的定位槽内，定位槽的宽度大于定位挡块上端部的宽度，且两者的差值为活动摩擦片的设定制动移动距离。

　　进一步的：还包括制动盘磨损报警用自动检测结构，自动检测结构包括检测挡板及安装于检测挡板上的传感器，所述检测挡板安装在制动钳体上、且位于齿条靠近活动摩擦片的一端外，齿条该端的初始安装位置与检测挡板的对应侧面之间的距离等于摩擦片的最大磨损设定值。

　　进一步的：所述齿条与制动钳体通过燕尾槽与燕尾导轨的配合结构形成直线滑动连接。

　　1、本电子机械制动器的动力机构采用由直线电机驱动的连杆和推杆连接结构，较好的契合直线电机速度快，精度高，加速度大，适合往复工作的特点，缩短了制动系统响应时间，具有响应速度快、运行平稳的优点。

　　2、由棘轮、齿轮、棘爪和定位挡块构成的间隙自动调整机构可实现摩擦片磨损间隙的及时调整，保证了电子机械制动器的制动性能。

　　3、在间隙自动调整机构的齿条的前端设置由检测挡板和传感器构成的制动盘磨损报警用自动检测结构，在摩擦片磨损至设定极限值时，可及时将危险信号传输给控制系统，实现报警，从而保证了刹车安全。

　　图中：1、制动钳体；1-1、导向插孔；1-2、燕尾导轨；2、制动盘；3、固定摩擦片；4、活动摩擦片；5、动力机构；5-1、直线、连杆；5-4-1、滑道槽；5-5、滑轮；5-6、固定销；5-7、转动副；6、间歇自动调整机构；6-1、棘轮；6-2、齿条；6-2-1、定位槽；6-2-2、燕尾槽；6-3、棘爪；6-4、定位挡块；7、自动检测结构；7-1、检测挡板；7-2、传感器。

　　为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举开云科技有限公司以下实施例，并配合附图详细说明如下：

　　请参见图1-3，一种具有间隙自动调整功能的电子机械制动器，包括制动钳体1、制动盘2、设置在制动盘两侧的两摩擦片，一侧为固定摩擦片3、另一侧为活动摩擦片4，固定摩擦片与制动钳体连接，活动摩擦片与动力机构5连接，动力机构的作用是：推动活动摩擦片运动，使活动摩擦片与制动盘形成摩擦接触，以实现制动。

　　所述动力机构由直线以及与直线电机的输出端相连的动力传导机构构成。所述直线电机固定安装于制动钳体上。直线电机的输出方向由固定摩擦片指向活动摩擦片，直线电机的输出方向是指在进行制动时，电机推杆5-1-1的移动方向。所述动力传导机构包括活塞5-2、活塞推杆5-3、连杆5-4。活塞与活动摩擦片的外侧固定连接、并通过密封圈5-5可移动式支撑于制动钳体上。活塞推杆的一端与活塞的外侧端连接，活塞推杆的另一端可移动式支撑于设置在制动钳体上的导向插孔1-1内。在连杆的一端设置有长圆形滑道槽5-4-1，连杆的一端通过长圆形滑道槽与安装于活塞杆上的滑轮5-5连接，滑轮通过固定销5-6安装在活塞杆上靠近制动钳体上导向插孔的位置，连杆的另一端与电机推杆通过转动副5-7连接。

　　还包括间隙自动调整机构6，间隙自动调整机构的作用是：在摩擦片的磨损允许范围捏，用于自动弥补摩擦片的长期制动磨损量。所述间隙自动调整机构包括棘轮6-1和棘轮形成齿啮合的齿条6-2，具体的，齿条的齿形需要和棘轮的齿形相匹配。所述齿条以水平可移动的方式直线滑动安装于制动钳体上，且齿条的设置位置在靠近活动摩擦片一侧。所述棘轮通过支撑轴及轴支架安装于制动钳体上，其中轴支架在附图中未示意出。在棘轮靠近活动摩擦片的一侧外设置有与其形成棘轮机构的棘爪6-3，棘爪也是通过支撑轴及轴支架安装于制动钳体上。在棘轮的另一侧外设置有定位挡块6-4，定位挡块的下端部通过螺栓固定于活塞推杆上，定位挡块的上端部伸入到设置在齿条上的定位槽6-2-1内，定位槽的宽度大于定位挡块上端部的宽度，两者的差值为活动摩擦片的设定制动移动距离，在附图中用h1标注。

　　还包括制动盘磨损报警用自动检测结构7。该自动检测结构在制动盘磨损到设定磨损极限后，向汽车控制系统发出信号，来自动报警需要更换摩擦片。自动检测结构包括检测挡板7-1及安装于检测挡板上的传感器7-2，传感器采用距离传感器，即靠近到一定地步或者碰到就会报警。所述检测挡板安装在制动钳体上、且位于齿条靠近活动摩擦片的一端外，齿条该端的初始安装位置与检测挡板的对应侧面之间的距离等于摩擦片的最大磨损设定值，在附图中用h2标注。

　　上述齿条以水平可移动的方式直线滑动安装于制动钳体上进一步优选通过如下方式来实现：

　　所述齿条与制动钳体通过燕尾槽与燕尾导轨的配合结构形成水平滑动连接。具体的，在齿条的上端设置有燕尾槽6-2-2，在制动钳体的对应部位的下端面上设置有两个带内斜面的凹槽，两凹槽之间形成与燕尾槽配合的燕尾导轨1-2。除采用上述燕尾槽与燕尾导轨的配合结构，现有的由滑块和轨道构成的直线导轨结构也适用于本发明。

　　本具有间隙自动调整功能的电子机械制动器的制动过程、解除制动过程、间隙调整过程及自动报警过程如下：

　　1)制动过程：当制动器接收到系统发出的制动信号后，直线电机通电开始工作，电机推杆从固定摩擦片指向活动摩擦片方向伸出，通过电机推杆将动力传导到连杆上，连杆一端与电机推杆铰接转动，另一端开有滑道道，与活塞推杆尾端滑轮过盈配合，这样连杆既是动力传导机构，同样还可以起到力放大的作用。滑轮可以与滑道相对滑动，起到使得制动力始终沿着与活塞推杆平行的方向工作，防止因为制动力方向不平行于活塞推杆而导致摩擦片磨损不均匀。活塞推杆受到制动力，使得活塞推杆和活塞整体朝向制动盘方向移动，活塞顶端装有活动摩擦片，活动摩擦片压向制动盘，同时，制动力的反力会推动另一侧固定摩擦片，对制动盘形成制动。

　　2)解除制动过程：当制动器接收到系统发出的解除制动信号后，直线电机改变电流方向，电机推杆收回，带动活塞推杆向远离制动盘的方向运动，使活动摩擦片与制动盘脱离接触，固定摩擦片也与制动盘脱离接触，实现解除制动。同时，活塞上的橡胶密封圈制动时受到挤压产生弹性形变，解除制动时恢复原状，弹性形变力也起到解除制动的作用。解除制动由间隙调整装置上的定位挡块与齿条上的定位槽配合，起到限位作用。

　　3)间隙调整过程：当摩擦片磨损，发生微小的制动间隙时，依靠活塞密封圈的胶形变与橡胶形变力来消除间隙；当发生较大间隙时。依靠间隙调整装置自动调整间隙。具体为：活动摩擦片与制动盘的原有间隙为h1，这是正常制动时的固定间隙，间隙调整机构中，用螺栓固定在活塞推杆上的定位挡块的顶端伸入到间隙调整机构中的齿条上开有的定位槽内，定位槽后端，即远离制动盘的一端，装有橡胶垫片与定位挡块一端相接触，起到减缓冲击的作用。定位挡块的另一端与定位槽前端相距为h1，正常制动时，定位挡块跟随活塞推杆一起位移h1的距离，正好由定位槽后端运动到与定位槽前端刚好接触。当摩擦片发生磨损时，正常间隙会由h1变为h1加间隙△，由于多出来了间隙△，活塞推杆在位移h1后继续运动带动定位挡块运动，使得定位挡块位移h1与齿条定位槽前端接触后继续向靠近制动盘的方向运动，这样定位挡块会推动齿条向着靠近制动盘的方向运动，齿条上的斜齿轮会带动与之啮合的棘轮转动，棘爪的方向与位置布置允许棘轮沿该方向转动，齿条会一直运动到活动摩擦片接触到制动盘成功制动为止。当解除制动时，定位挡块会由制动时顶住齿条定位槽前端的位置随着制动的解除重新回退位移为h1到定位槽的后端，如果继续回退的话，定位挡块会顶住定位槽后端带动齿条向后运动，齿条就会带动棘轮反响旋转，这时棘爪会卡住棘轮使得棘轮不能反响转动，进而使得齿条不会向远离制动盘的方向移动，这样使得定位挡块只能回退h1的位移，即整个间隙调整装置使得制动机构在发生间隙后，可以向着制动盘的方向运动正常的h1距离的正常制动位移与额外的△间隙距离，回退时只能回退固定的制动h1的位移位置，从而实现磨损间隙的自动调整。

　　4)自动报警功能工作过程：当间隙过大，也就是摩擦片磨损过于严重到使得制动的过程需要位移h1+h2的的距离时，在齿条前端也就是靠近制动盘的方向设置检测挡板，检测挡板与齿条前端的距离为h2，检测挡板上安装传感器。当活动摩擦片与制动盘的间隙过大时，也就是摩擦片磨损过于严重到使得制动的过程需要位移h1+h2的距离时，齿条就会被检测挡板挡住，检测挡板处的传感器就会开始工作，来自动报警需要更换摩擦片。