專利名稱：具有多自由度聯動蹄的蹄－鼓式制動器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于制動器技術領域，可用于車輛、行駛機械、動力機械等。
車輛和行駛機械制動系總體設計性能的實現在極大程度上取決于各個車輪制動器的技術性能，因此在設計上往往對制動器提出很高的技術要求。然而，現代車輛普遍采用的摩擦式制動器的實際工作性能是整個制動系中最復雜、最不穩定的因素。至今在車輛上常用的制動器有蹄-鼓式制動器和鉗-盤式制動器。對于具有較長發展歷史的蹄-鼓式制動器，其突出優點是可利用制動蹄的增勢效應而達到很高的制動效能因數(一般約為2～7)，并具有多種不同性能的可選結構型式(包括領從蹄型、雙領蹄型、雙向自增力型等)，對各種車輛的制動性能要求的適應面寬，至今仍然在除部分轎車以外的各種車輛的制動器中占主導地位。蹄-鼓式制動器的主要缺點則在于其制動效能的穩定性較差，制動效能因數越高的制動器對摩擦材料的熱衰退越敏感；其摩擦副的壓力分布均勻性也較差，因而導致摩擦片的不均勻磨損；另外，在摩擦副局部接觸的情況下容易使制動器制動力矩發生較大的變化，因此容易使左右車輪的制動力產生較大差值，從而導致車輛制動跑偏。對于鉗-盤式制動器，其制動效能穩定性和散熱性好，對摩擦材料的熱衰退較不敏感，摩擦副的壓力分布較均勻，而且結構較簡單、維修較簡便。但是，鉗-盤式制動器的缺點在于其制動效能因數很低(只有0.7左右)，因此要求很大的促動力，導致其摩擦副的工作壓強和溫度高；制動盤易被污染和銹蝕；當用作后輪制動器時不易加裝駐車制動機構等。
本實用新型的目的是克服已有技術不足之處，提出一類新型的蹄-鼓式制動器設計方案，它可充分發揮蹄-鼓式制動器制動效能因數高的優點，同時具有摩擦副壓力分布均勻、制動效能穩定以及制動器間隙自動調節機構較理想等優點。
本實用新型提出一種具有多自由度聯動蹄的蹄-鼓式制動器，它至少包括制動器間隙調節機構、制動底板、制動鼓，其特征在于，還包括多自由度聯動蹄，所說的多自由度聯動蹄是由兩個聯動的二自由度組合蹄構成的，兩個二自由度組合蹄的制動蹄之間通過制動蹄聯動機構互相聯接；每個二自由度組合蹄由驅動臂、制動蹄、聯接銷、支承銷構成；每個二自由度組合蹄的制動蹄通過聯接銷與驅動臂相鉸接，每個驅動臂又通過支承銷安裝在制動底板上；所說的制動器間隙調節機構與多自由度聯動蹄相聯動并與制動底板相聯接；所說的制動鼓套置在多自由度聯動蹄之外，并與其形成摩擦副。
由兩個聯動的二自由度組合蹄構成的多自由度聯動蹄具有三個自由度，即為三自由度聯動蹄；兩個二自由度組合蹄的兩驅動臂可相向并列嵌套布置，所說的支承銷置于驅動臂的一端，一個驅動臂的自由端位于另一驅動臂的支承銷的外側；第一個驅動臂的兩支臂容納著第二個驅動臂，第二個驅動臂的兩支臂容納著制動蹄的腹板。
由兩個聯動的二自由度組合蹄構成的多自由度聯動蹄也可具有二個自由度，即為二自由度聯動蹄，不僅其兩個二自由度組合蹄的制動蹄之間通過制動蹄聯動機構互相聯接，而且其兩個二自由度組合蹄的兩驅動臂之間也通過驅動臂聯動機構互相聯接；兩驅動臂可相向并列嵌套布置，所說的支承銷置于驅動臂的一端，第一個驅動臂的自由端位于第二個驅動臂的支承銷的外側，第二個驅動臂的自由端通過驅動臂聯動機構與第一個驅動臂相聯接；第一個驅動臂的兩支臂容納著第二個驅動臂，第二個驅動臂的兩支臂容納著制動蹄的腹板。
所說的驅動臂聯動機構由一驅動臂聯接銷和位于另一驅動臂自由端處長孔中的滑塊組成；該滑塊通過其上的孔與驅動臂的聯接銷相聯接，并可在長孔中相對滑動。
所說的驅動臂聯動機構也可由一驅動臂聯接銷和位于另一驅動臂自由端處的長孔組成，該聯接銷穿過另一驅動臂的自由端處的長孔，并可在長孔中相對滑動。
所說的多自由度聯動蹄中的每個二自由度組合蹄的驅動臂具有兩個支臂，由兩個支臂之間形成容納其它零件的空間；每個驅動臂上至少設有若干個配合孔、讓位孔和限位孔。
所說的多自由度聯動蹄的兩個二自由度組合蹄的制動蹄中之一為單腹板制動蹄，另一個則為雙腹板制動蹄；在兩制動蹄鄰接處，它們的腹板互相搭接，單腹板制動蹄的腹板位于另一個制動蹄的兩腹板之間；在腹板搭接處的單腹板上設有長孔，在腹板搭接處的雙腹板上設有圓孔。
所說的多自由度聯動蹄的制動蹄聯動機構由穿過腹板搭接處雙腹板上圓孔的聯動銷和腹板搭接處單腹板上長孔中的滑塊組成，該滑塊通過其上的孔與聯動銷相聯接，并可在長孔中相對滑動。
所說的多自由度聯動蹄的制動蹄聯動機構也可由穿過腹板搭接處雙腹板上圓孔的聯動銷和腹板搭接處單腹板上的長孔組成，該聯動銷穿過長孔，并可在長孔中相對滑動。
所說的制動器間隙調節機構主要由摩擦盤、摩擦盤轉軸、摩擦盤壓緊彈簧、螺母、調節臂、調節臂支承銷、制動蹄位姿控制彈簧以及調節臂與驅動臂聯動機構組成，該摩擦盤與制動底板相接觸，該調節臂支承銷通過靠近摩擦盤邊緣部分的孔與摩擦盤相固接；該摩擦盤轉軸穿過摩擦盤中央的孔與制動底板相聯接；使摩擦盤與制動底板之間產生壓力的摩擦盤壓緊彈簧套在摩擦盤轉軸上；該調節臂的中部及一端各有一孔，另一端與制動蹄相接觸，所說的調節臂通過其端部上的孔和調節臂與驅動臂聯動機構相聯接，通過其中部的孔與調節臂支承銷相聯接，調節臂支承銷穿過并伸出調節臂中部的孔，調節臂支承銷頭部被容納于驅動臂靠近制動底板一側支臂上的限位孔中；所說的制動蹄位姿控制彈簧安裝于制動蹄和驅動臂的彈簧座之間。
所說的摩擦盤與摩擦盤壓緊彈簧分置于制動底板的兩側，摩擦盤與多自由度聯動蹄處于制動底板一側，摩擦盤壓緊彈簧處于制動底板的另一側，且通過摩擦盤轉軸上的墊片和螺母被壓縮于墊片與制動底板之間。
所說的摩擦盤壓緊彈簧也可布置在摩擦盤轉軸的頭部與摩擦盤之間，摩擦盤轉軸依靠其上的臺階面和緊固螺母連接在制動底板上。
所說的調節臂與驅動臂聯動機構由聯動銷和滑塊組成，聯動銷穿過滑塊上的孔并通過調節臂端部的孔與調節臂相聯接，滑塊可繞聯動銷轉動，并且可在靠近制動底板的一驅動臂支臂上的長孔中相對滑動。
所說的調節臂與驅動臂聯動機構也可由聯動銷和靠近制動底板的一個驅動臂支臂上的長孔組成，該聯動銷通過調節臂端部的孔與調節臂相連，并且可在所說的驅動臂支臂上的長孔中相對滑動。
本實用新型制動器的工作過程為作用于驅動臂自由端的促動力使驅動臂繞其支承銷轉動，然后通過制動蹄與驅動臂的聯接銷帶動制動蹄壓向制動鼓，使制動蹄上的摩擦片與制動鼓相接觸并產生徑向壓力。以上二自由度組合蹄機構支承在固定不轉的制動底板上。當車輪旋轉時，由制動蹄摩擦片與制動鼓之間的摩擦力對制動蹄形成繞其聯接銷中心的力矩。通過計算得知對于單個二自由度組合蹄機構，要使得制動效能比較高且穩定、摩擦片最大壓強小于容許值且分布比較均勻是相當困難的。因此，一般需采用兩套二自由度組合蹄機構一起聯合工作，它們之間互相聯動但不發生運動干涉，從而構成三自由度或二自由度聯動蹄機構每個制動蹄與一個驅動臂聯接并布置在靠近驅動臂支承銷的位置，使得驅動臂可以在制動蹄上施加更大的作用力。這種結構既可有效地提高制動器的制動效能和抗熱衰退性能，又可避免制動蹄繞其聯接銷產生不利的翻轉，從而可大大改善各制動蹄摩擦片上壓力分布的均勻性。
另一方面，充分利用制動蹄在許可的運動范圍內可以在驅動臂上繞聯接銷轉動這一特點，驅動臂的支承銷采用了普通圓柱銷，并且通過一類新型的間隙調節機構來實現制動蹄與制動鼓之間間隙的自動限定與自動調節，而不象一些傳統的蹄-鼓型制動器那樣采用偏心銷等機構來手動調節制動器間隙。
綜上所述，此類制動器采用了由兩個互相聯動的新型二自由度組合蹄構成的新型多自由度聯動蹄和制動器間隙自動調節機構等，使本實用新型制動器具有下述十分優良的整體性能(1)本實用新型制動器的制動效能及其穩定性顯著提高。對于具有三自由度聯動蹄的制動器，在正常摩擦系數下(例如0.4)，該型制動器的制動效能因數可與傳統的雙向自增力型制動器的制動效能因數(即傳統制動器的最高制動效能因數)相當；在發生嚴重的熱衰退時(摩擦系數降至0.2)，其制動效能因數仍然保持在很高的水平，幾乎與傳統的雙領蹄型制動器在正常摩擦系數下的制動效能因數相當，因而抗熱衰退的性能得到顯著提高；對于具有二自由度聯動蹄的本實用新型制動器，在正常摩擦系數下(例如0.4)，該型制動器的制動效能因數與傳統的雙向雙領蹄型制動器的制動效能因數相當；在發生熱衰退時(摩擦系數降至0.2)，其制動效能因數仍然保持在較高的水平，幾乎與傳統的領-從蹄型制動器在摩擦系數為0.3時的制動效能因數相當，因而抗熱衰退的性能仍然比較高。另一方面，由于二自由度組合蹄具有位姿自適應性，在制動器的使用過程中，可保證制動蹄摩擦片與制動鼓的充分有效接觸，不會出現摩擦副單點接觸的情況，因而可保持制動效能的基本穩定性。
(2)本實用新型制動器的使用壽命顯著延長。通過合理設計，在所有可能的實際摩擦系數范圍內，本實用新型制動器的每個制動蹄摩擦片上的壓力分布都比較均勻，而且各個制動蹄摩擦片上的最大壓力接近，因而全部制動蹄趨于等壽命，充分發揮了每個制動蹄的作用，并充分利用了每個制動蹄的摩擦片材料；此外，本實用新型制動器結構有利于增大摩擦片的總包角，從而可降低摩擦副的工作壓力。這些都十分有利于延長制動器的使用壽命。
(3)本實用新型制動器具有一種新型的制動器間隙調節機構，可更好地實現制動器間隙的自動調節，既保證了制動性能的穩定，又大大改善了使用方便性。
(4)三自由度聯動蹄中的每個二自由度組合蹄都可單獨工作，有利于方便地采用較多回路的制動操縱系統，因此提高了行車的安全可靠性。
(5)本實用新型制動器的多自由度聯動蹄具有位姿自適應性，可大大減小因機械載荷和溫度載荷引起的制動器零部件結構變形以及磨損對摩擦副接觸區的大小及位置、壓力分布特性等的影響，顯著提高制動器的實際制動效能因數及其穩定性。
(6)本實用新型制動器結構有利于減小由于制動器零部件的加工裝配誤差以及車輛行駛系有關零部件因承載而產生的變形所導致的制動器的蹄與鼓之間的同心度和同軸度誤差對制動器的制動效能的不利影響。
(7)由于本實用新型制動器的制動效能對制動蹄摩擦片的磨損和蹄、鼓的變形等影響因素較不敏感，有利于減小車輛各軸的車輪制動器的制動力之間的差異，所以可減少車輛制動跑偏現象，改善車輛的制動穩定性及行駛安全性。這將使本實用新型蹄-鼓式制動器在此方面可與鉗-盤式制動器相媲美。
(8)本實用新型制動器為雙向雙領蹄-雙從蹄型制動器，在車輛向前或向后行駛時都具有優良的制動性能。
附圖簡要說明
圖1為本實用新型制動器的一種實施例的總體結構裝配示意圖。
圖2為
圖1制動器的三自由度聯動蹄機構和間隙調節機構與制動底板的裝配關系示意圖。
圖3為
圖1制動器的三自由度聯動蹄機構和間隙調節機構與制動底板的聯接關系分解圖。
圖4為
圖1制動器的二自由度組合蹄及間隙調節機構的裝配聯接關系分解圖。
圖5為
圖1制動器的三自由度聯動蹄與間隙調節機構的零件分解圖。
圖6為本實用新型制動器的另一種實施例的總體結構示意圖。
圖7為圖6制動器的二自由度聯動蹄的一種實施例結構示意圖；其中，圖7(a)為該二自由度聯動蹄中的兩驅動臂的裝配聯接關系；圖7(b)為該二自由度聯動蹄的分總成分解圖。
圖8為圖6制動器二自由度聯動蹄的另外一種實施例結構示意圖；其中，圖8(a)為該二自由度聯動蹄中的兩驅動臂的裝配聯接關系；圖8(b)為該二自由度聯動蹄的分總成分解圖。
圖9為圖7二自由度聯動蹄及其間隙調節機構的零件分解圖。
圖10為本實用新型制動器的多自由度聯動蹄的兩個二自由度組合蹄的制動蹄聯動機構的一種實施例結構示意圖。
圖11為本實用新型制動器的多自由度聯動蹄的兩個二自由度組合蹄的制動蹄聯動機構的另外一種實施例結構示意圖。
圖12為本實用新型制動器的驅動臂與調節臂聯動機構的一種實施例結構示意圖。
圖13為本實用新型制動器的驅動臂與調節臂聯動機構的另外一種實施例結構示意圖。
圖14為本實用新型制動器的間隙調節機構彈簧布置方案的一種實施例結構示意圖其中，
圖14(a)為其裝配關系圖；
圖14(b)為其零件分解圖。
圖15為本實用新型制動器的間隙調節機構彈簧布置方案的另外一種實施例結構示意圖；其中，
圖15(a)為其裝配關系圖；
圖15(b)為其零件分解圖。
以下參照各附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。
圖1中給出了本實用新型制動器的一種實施例。圖2和圖3中比較清楚地表示出該制動器結構的組成零部件由驅動臂7和9、制動蹄2和10等組成一個三自由度聯動蹄以及由調節臂18、調節臂支承銷21、摩擦盤57等組成一制動器間隙調節機構，安裝于制動底板44的一邊；由驅動臂48和50、制動蹄49和51等組成另一個三自由度聯動蹄以及由調節臂52、調節臂支承銷65、摩擦盤66等組成另一制動器間隙調節機構(如圖3所示)，安裝于制動底板44的另一邊。這兩個三自由度聯動蹄在制動底板上相對于制動底板中心軸對稱布置，因此下面只描述其中一邊的三自由度聯動蹄及其間隙調節機構。
如圖4所示，驅動臂7、聯接銷3、制動蹄2、支承銷4構成一個二自由度組合蹄，制動蹄2通過聯接銷3與驅動臂7相鉸接，驅動臂7連同制動蹄2一起又可繞安裝在制動底板44上的支承銷4轉動；同樣，驅動臂9、聯接銷11、制動蹄10、支承銷14組成另一個二自由度組合蹄，制動蹄10通過聯接銷11與驅動臂9相鉸接，驅動臂9連同制動蹄10一起又可繞安裝在制動底板44上的支承銷14轉動。制動蹄2、10分別在驅動臂7、9上靠近支承銷布置，使得驅動臂可以在制動蹄上施加更大的作用力，從而有效提高了制動器的制動效能和抗熱衰退的能力；兩制動蹄2、10之間通過聯動機構相聯接，使得兩個制動蹄可以在徑向互相聯動且可在周向相對滑動，而不發生運動干涉。這樣，由兩個二自由度組合蹄就構成了一個三自由度聯動蹄。
為實現上述各零件的聯接關系，并保證在工作過程中各零件的運動不發生干涉，在上述的兩個二自由度組合蹄構成的三自由度聯動蹄中，如圖4和圖5所示，驅動臂7、9分別具有兩個支臂702、703和902、903，每個驅動臂的兩支臂之間的空間可容納其它零件。兩個驅動臂7和9相向并列嵌套布置，驅動臂7位于驅動臂9的兩支臂902、903之間，支承銷4和14分別置于驅動臂7和9的一端，相距一定的距離，驅動臂7的自由端701位于驅動臂9的支承銷14的外側，驅動臂9的自由端901位于驅動臂7的支承銷4的外側。在每個驅動臂上設有與支承銷和聯接銷相配合的孔以及必要的讓位孔及限位孔等，例如驅動臂7上設有兩個配合圓孔26、27和三個讓位孔28、29、30及一個限位孔63，其中讓位孔28和限位孔63位于靠近制動底板44一側的支臂702上，其余的孔26、27、29、30都是穿過兩個支臂702、703的同軸孔。孔26與安裝在底板44上的支承銷4相配合，孔27與聯接驅動臂7和制動蹄2的聯接銷3相配合；讓位孔29用于避免驅動臂7與聯接驅動臂9和制動蹄10的聯接銷11發生運動干涉；讓位孔30用于避免驅動臂7與支承銷14發生運動干涉；讓位孔28為調節臂18的聯動銷16的頭部讓出運動空間；限位孔63容納著調節臂支承銷21的頭部，用來限定驅動臂7在回位彈簧61作用下的轉動量，借以限定制動蹄2與制動鼓69的間隙，限位孔63靠近制動鼓69一側的內壁與調節臂支承銷21之間在制動狀態的間隙決定了制動蹄2與制動鼓69在非制動狀態下的間隙。驅動臂9上設有一個長孔37、兩個配合圓孔34、35和一個讓位孔36及一個限位孔64，其中長孔37和限位孔64位于靠近制動底板44一側的支臂902上，其余的孔34、35、36都是穿過兩個支臂902、903的同軸孔。孔34與安裝在底板44上的支承銷14相配合，另一個孔35與聯接銷11相配合；讓位孔36用于避免驅動臂9與支承銷4發生運動干涉；驅動臂9的支臂902上的長孔37與聯動銷16上的滑塊15相配合(見
圖12)(或者長孔37直接與聯動銷161相配合(見
圖13))，使得驅動臂9與調節臂18可以實現聯動且不發生運動干涉；限位孔64容納著調節臂支承銷21的頭部，用來限定驅動臂9在回位彈簧62作用下的轉動量，并當摩擦片磨損以后驅動臂9帶動調節臂支承銷21及其摩擦盤57一起轉動，借以調節制動蹄與制動鼓的間隙。限位孔64靠近制動鼓69一側的內壁與調節臂支承銷21在制動狀態的間隙決定了制動蹄10與制動鼓69之間在非制動狀態下的間隙。在上述結構設計方案中，制動蹄2的腹板201及制動蹄10的腹板1002和1003布置在驅動臂的兩支臂之間。此外，在驅動臂7和9上還分別設有回位彈簧61和62的聯接座67和68。
為實現兩個二自由度組合蹄的制動蹄互相聯動，如
圖10所示，制動蹄2采用單腹板結構，制動蹄10采用雙腹板結構，兩個制動蹄的腹板在鄰接處互相搭接，單腹板制動蹄2的腹板201位于雙腹板制動蹄10的兩腹板1002和1003之間，以便可利用滑塊1和聯動銷8(或直接采用聯動銷8與孔331相配合，詳見
圖11)來實現兩制動蹄互相聯動。如圖5所示，在制動蹄2、10上設有配合孔和讓位孔，其中與滑塊1相配合的長孔33位于制動蹄2的腹板201的搭接處，而與聯動銷8相配合的圓孔40位于制動蹄10的雙腹板1002和1003的搭接處。這樣可以利用制動蹄10的兩腹板1002和1003來限定滑塊沿聯動銷8軸向的位移，防止滑塊1脫出長孔33。滑塊1與長孔33配合且可以在其中滑動，聯動銷8穿過滑塊1上的孔與制動蹄10上的孔40相配合，使得制動蹄2、10可以在徑向實現聯動而不發生運動干涉。另外，在制動蹄2上還設有與聯接銷3配合的孔32和讓位孔31，后者用來避免制動蹄2的腹板與驅動臂7的支承銷4發生運動干涉。類似地，在制動蹄10上還有與聯接銷11相配合的孔39和讓位孔38，后者用來避免制動蹄10的腹板與驅動臂9的支承銷14發生運動干涉。
如圖2、圖3和圖4所示，為簡化結構，減小軸向尺寸，驅動臂7的兩支臂702和703位于制動蹄10的腹板1002和1003的外側，以此來限止銷8的軸向竄動。在驅動臂7的兩支臂702、703與制動蹄2的腹板201之間加裝墊片5、6(見圖5)(若制動蹄2的腹板在聯接銷處足夠厚，則可省去墊片5、6)，以此來限止制動蹄2沿聯接銷3的軸向竄動。驅動臂9的兩支臂位于驅動臂7的外側，以此來限止聯接銷3的軸向竄動。墊片12和開口銷13則用來限止聯接銷11的軸向竄動(見圖5)。
由于每個制動蹄有二個自由度，因此采用簡單有效的機構對每個制動蹄正確定位非常重要。本實用新型的實施例中采用獨特的制動間隙自動調節機構，如圖5所示，制動器間隙調節機構主要由摩擦盤57、摩擦盤轉軸59、摩擦盤壓緊彈簧58、螺母80、調節臂18、調節臂支承銷21、制動蹄位姿控制彈簧42以及調節臂與驅動臂聯動機構組成，摩擦盤57與制動底板44相接觸(見圖2或圖3)，調節臂支承銷21通過靠近摩擦盤邊緣部分的孔54與摩擦盤57相固接；摩擦盤轉軸59穿過摩擦盤中央的孔60與制動底板44上的孔46相聯接(見圖3及
圖14)；使摩擦盤57與制動底板44之間產生壓力的摩擦盤壓緊彈簧58套在摩擦盤轉軸59上(見
圖14)；調節臂18的一端及中部各有一孔55和56，另一端與制動蹄10相接觸，調節臂18通過其端部上的孔55和調節臂18與驅動臂9的聯動機構的聯動銷16相聯接，通過其中部的孔56與調節臂支承銷21相聯接，調節臂支承銷21穿過并伸出孔56，其頭部被容納于驅動臂7和9的限位孔63和64中(詳見
圖12)。
如
圖12所示，驅動臂9與調節臂18間的聯動機構由聯動銷16和滑塊15組成，聯動銷16穿過滑塊15上的孔并通過調節臂端部的孔55與調節臂18相聯接，滑塊15可繞聯動銷16轉動，并且可在驅動臂9支臂902上的長孔37中相對滑動(如
圖13所示，調節臂18與驅動臂9的聯動機構也可由聯動銷161和驅動臂9支臂902上的長孔37組成，聯動銷161通過調節臂端部的孔55與調節臂18相聯接，并且可在長孔37中相對滑動)。驅動臂9與調節臂18間的距離由滑塊15與調節臂18之間的墊片17來調節，并同時限制滑塊15沿銷16的軸向竄動。調節臂18沿銷16的軸向滑動則由墊片19和開口銷20來限止。調節臂18在支承銷軸向的位置由墊片22來限定。為使摩擦盤57與制動底板44之間具有一定的摩擦力矩，可在制動底板44與墊片82之間設置摩擦盤壓緊彈簧58(如
圖14所示)，也可在軸591的頭部與摩擦盤57之間設置摩擦盤壓緊彈簧581(如
圖15所示)或其它等效彈簧。若采用
圖14所示的彈簧及其布置方式，利用軸59的臺階面81和螺母80來限定墊片82的軸向位置，以使彈簧58有確定的壓縮量；若采用
圖15所示的彈簧及其布置方式，軸591的軸向位置則由其上的臺階面811、墊圈821和螺母80來限定，以使彈簧581有確定的壓縮量。為有效增大摩擦力矩，摩擦盤57采用碟形結構(同時增大了其剛度)，使摩擦盤的周邊與制動底板44相接觸。
如圖2、圖3、圖4和圖5所示，為防止制動蹄在非制動狀態下在驅動臂上自由擺動，在驅動臂9與制動蹄10之間設置了一制動蹄位姿控制彈簧42，可與間隙調節機構一起來限定制動蹄的位置。為此，在驅動臂9和制動蹄10上分別設有彈簧座41和43。
參見圖2、圖3，在制動過程中，在驅動臂7、9的自由端701、901上分別施加促動力，使其分別繞支承銷4、14向靠近制動鼓69的方向轉動，然后通過制動蹄與驅動臂的聯接銷3、11帶動制動蹄2、10壓向制動鼓，使得制動蹄摩擦片與制動鼓之間產生徑向壓力。由于制動蹄可繞聯接銷相對于驅動臂轉動，從而可保證制動蹄與制動鼓完全良好地接觸。當車輪逆時針旋轉時，由徑向壓力在制動蹄摩擦片與制動鼓之間產生摩擦力，形成對制動鼓的摩擦制動力矩。同時，制動蹄2上的摩擦力形成對聯接銷3的轉動力矩，使得制動蹄2靠近滑塊1的一端有進一步壓向制動鼓、遠離滑塊1的一端有離開制動鼓的趨勢。同樣道理，制動蹄10上的摩擦力形成對聯接銷11的轉動力矩，使得制動蹄10的遠離滑塊1的一端有進一步壓向制動鼓、靠近滑塊1的一端有離開制動鼓的趨勢。因此，互相聯動的兩制動蹄2、10的翻轉趨勢可以基本抵消，有利于摩擦片壓力呈均勻分布，充分發揮每一個制動蹄的作用。
當驅動臂在促動力的作用下帶動制動蹄壓向制動鼓時，驅動臂9通過聯動機構帶動調節臂18轉動，使與制動蹄10相接觸的調節臂18的一端向離開制動蹄10的方向轉動，這樣調節臂18不會干涉制動蹄的運動。當驅動臂在回位彈簧61、62的作用下帶動制動蹄離開制動鼓時，驅動臂9帶動調節臂18轉回，使與制動蹄10相接觸的調節臂18的一端向靠近制動鼓的方向轉動，直到驅動臂7、9上的限位孔63、64靠在調節臂支承銷21上為止。此時，在制動蹄10與驅動臂9之間的彈簧42作用下，制動蹄10緊靠在調節臂18的接觸端上，該狀態下制動蹄摩擦片與制動鼓的間隙即為制動器間隙。由于同一個三自由度聯動蹄的兩制動蹄是聯動的，因而這兩個制動蹄的位姿可以同時被自動控制，且大大簡化了限位裝置。
在制動器間隙的自動調節方面，本實用新型又有其獨特的調節方式當制動蹄摩擦片磨損一定量以后，為使制動器間隙仍然保持在原來的水平上，需要制動蹄沿其中間位置的徑向向外移動相應的量，而此時驅動臂7、9勢必向靠近制動鼓的方向轉動一定的角度，這樣驅動臂9通過限位孔64帶動調節臂支承銷21連同其摩擦盤57克服摩擦盤與制動底板間的摩擦力一起繞它們的轉軸59轉動至一新位置。除此情況外，其它情況下的回位彈簧力及慣性力等都不能使摩擦盤57轉動。這樣，通過合理設計匹配各有關零件的尺寸及有關的性能參數，即可實現制動器間隙的自動調節。
圖6、圖7、圖8和圖9為本實用新型制動器的另一種實施例，由驅動臂71和9、制動蹄2和10等組成一個二自由度聯動蹄以及由調節臂18、調節臂支承銷21、摩擦盤57等組成的與該二自由度聯動蹄聯動的一套制動器間隙調節機構，安裝于制動底板44的一邊；由驅動臂481和501、制動蹄491和511等組成另一個二自由度聯動蹄以及與本實施例中已敘述的制動器間隙調節機構相類同的另一套制動器間隙調節機構，安裝于制動底板44的另一邊，同樣，該邊的制動器間隙調節機構與該邊的二自由度聯動蹄聯動。如圖6所示，這兩個二自由度聯動蹄在制動底板上相向布置。由于兩邊的二自由度聯動蹄完全類同，在此只敘述其中一邊的二自由度聯動蹄。
本實施例中每邊的二自由度聯動蹄仍然由兩個二自由度組合蹄構成，并且每個二自由度組合蹄的組成及各零件的聯接關系與前述實施例的三自由度聯動蹄的相同；本實施例的二自由度聯動蹄與三自由度聯動蹄的主要區別在于在二自由度聯動蹄中，兩個二自由度組合蹄的驅動臂71和驅動臂9通過驅動臂聯動機構實現聯動。
如圖7和圖9所示，驅動臂聯動機構由驅動臂9聯接銷11和位于驅動臂71自由端711處的長孔85和86中的滑塊83和84組成，滑塊83和84通過其上的孔與聯接銷11相聯接，并可在長孔85和86中相對滑動；如圖8所示，驅動臂聯動機構也可由驅動臂9的聯接銷11和位于驅動臂71自由端711處的長孔851和861組成，聯接銷11穿過長孔851和861，并可在其中相對滑動。因此，驅動臂71與驅動臂9可以通過上述的兩種聯動機構實現聯動。這樣，只需控制驅動臂9的轉動量便可實現制動器間隙的自動調節，因此驅動臂71上便沒有諸如前述實施例驅動臂7上的長孔63(見圖9)。
更重要的是，兩個二自由度聯動蹄可采用如圖6所示的布置方式，只在制動底板的一側對驅動臂9的自由端901和驅動臂481的自由端4811施加促動力，并且只采用一個回位彈簧62便可。其工作過程為當在促動力的作用下驅動臂9通過聯接銷11帶動制動蹄10繞支承銷14一起向制動鼓轉動一定的角度的同時，也通過上述的兩驅動臂間的聯動機構帶動驅動臂71繞支承銷4轉動一定的角度，驅動臂71通過聯接銷3帶動制動蹄2壓向制動鼓，從而實現制動過程；當驅動臂9在回位彈簧62的作用下帶動制動蹄10轉動時，也通過驅動臂71帶動制動蹄2離開制動鼓，同時驅動臂9還帶動調節臂18轉回，使與制動蹄10相接觸的調節臂18的一端向靠近制動鼓的方向轉動，直到驅動臂9上的限位孔64靠在支承銷21上為止。此時，在制動蹄10與驅動臂9之間的制動蹄位姿控制彈簧42的作用下，制動蹄10緊靠在調節臂18的接觸端上，該狀態下制動蹄摩擦片與制動鼓的間隙即為制動器間隙。
另外，其它部分的結構、原理和工作過程與前述的實施例基本類同，此不贅述。
權利要求1.一種具有多自由度聯動蹄的蹄-鼓式制動器，它至少包括制動器間隙調節機構、制動底板、制動鼓，其特征在于，還包括多自由度聯動蹄，所說的多自由度聯動蹄是由兩個聯動的二自由度組合蹄組成的，兩個二自由度組合蹄的制動蹄之間通過制動蹄聯動機構互相聯接；每個二自由度組合蹄由驅動臂、制動蹄、聯接銷、支承銷構成；每個二自由度組合蹄的制動蹄通過聯接銷與驅動臂相鉸接，每個驅動臂又通過支承銷安裝在制動底板上；所說的制動器間隙調節機構與多自由度聯動蹄相聯動并與制動底板相聯接；所說的制動鼓套置在多自由度聯動蹄之外，并與其形成摩擦副。
2.按權利要求1所述的制動器，其特征在于，所說的多自由度聯動蹄具有三個自由度；所說的兩個二自由度組合蹄的兩驅動臂可相向并列嵌套布置，所說的支承銷置于驅動臂的一端，一個驅動臂的自由端位于另一驅動臂的支承銷的外側；第一個驅動臂的兩支臂容納著第二個驅動臂，第二個驅動臂的兩支臂容納著制動蹄的腹板。
3.按權利要求1所述的制動器，其特征在于，所說的多自由度聯動蹄具有二個自由度，其兩個二自由度組合蹄的兩驅動臂之間也通過驅動臂聯動機構互相聯接；兩驅動臂可相向并列嵌套布置，所說的支承銷置于驅動臂的一端，第一個驅動臂的自由端位于第二個驅動臂的支承銷的外側，第二個驅動臂的自由端通過驅動臂聯動機構與第一個驅動臂相聯接；第一個驅動臂的兩支臂容納著第二個驅動臂，第二個驅動臂的兩支臂容納著制動蹄的腹板。
4.按權利要求3所述的制動器裝置，其特征在于，所說的驅動臂聯動機構由一驅動臂聯接銷和位于另一驅動臂自由端處長孔中的滑塊組成；該滑塊通過其上的孔與驅動臂的聯接銷相聯接，并可在長孔中相對滑動。
5.按權利要求3所述的制動器，其特征在于，所說的驅動臂聯動機構由一驅動臂聯接銷和位于另一驅動臂自由端處的長孔組成，該聯接銷穿過另一驅動臂的自由端處的長孔，并可在長孔中相對滑動。
6.按權利要求2或3所述的制動器，其特征在于，所說的多自由度聯動蹄中的每個二自由度組合蹄的驅動臂具有兩個支臂，由兩個支臂之間形成容納其它零件的空間；每個驅動臂上至少設有若干個配合孔、讓位孔和限位孔。
7.按權利要求2或3所述的制動器，其特征在于，所說的多自由度聯動蹄的兩個二自由度組合蹄的制動蹄中之一為單腹板制動蹄，另一個則為雙腹板制動蹄；在兩制動蹄鄰接處，它們的腹板互相搭接，單腹板制動蹄的腹板位于另一個制動蹄的兩腹板之間；在腹板搭接處的單腹板上設有長孔，在腹板搭接處的雙腹板上設有圓孔。
8.按權利要求2或3所述的制動器，其特征在于，所說的多自由度聯動蹄的制動蹄聯動機構由穿過腹板搭接處雙腹板上圓孔的聯動銷和腹板搭接處單腹板上長孔中的滑塊組成，該滑塊通過其上的孔與聯動銷相聯接，并可在長孔中相對滑動。
9.按權利要求2或3所述的制動器，其特征在于，所說的多自由度聯動蹄的制動蹄聯動機構由穿過腹板搭接處雙腹板上圓孔的聯動銷和腹板搭接處單腹板上的長孔組成，該聯動銷穿過長孔，并可在長孔中相對滑動。
10.按權利要求1所述的制動器，其特征在于，所說的制動器間隙調節機構主要由摩擦盤、摩擦盤轉軸、摩擦盤壓緊彈簧、螺母、調節臂、調節臂支承銷、制動蹄位姿控制彈簧以及調節臂與驅動臂聯動機構組成，該摩擦盤與制動底板相接觸，該調節臂支承銷通過靠近摩擦盤邊緣部分的孔與摩擦盤相固接；該摩擦盤轉軸穿過摩擦盤中央的孔與制動底板相聯接；使摩擦盤與制動底板之間產生壓力的摩擦盤壓緊彈簧套在摩擦盤轉軸上；該調節臂的中部及一端各有一孔，另一端與制動蹄相接觸，所說的調節臂通過其端部上的孔和調節臂與驅動臂聯動機構相聯接，通過其中部的孔與調節臂支承銷相聯接，調節臂支承銷穿過并伸出調節臂中部的孔，調節臂支承銷頭部被容納于驅動臂靠近制動底板一側支臂上的限位孔中；所說的制動蹄位姿控制彈簧安裝于制動蹄和驅動臂的彈簧座之間。
11.按權利要求10所述的制動器，其特征在于，所說的摩擦盤與摩擦盤壓緊彈簧分置于制動底板的兩側，摩擦盤與多自由度聯動蹄處于制動底板一側，摩擦盤壓緊彈簧處于制動底板的另一側，且通過摩擦盤轉軸上的墊片和螺母被壓縮于墊片與制動底板之間。
12.按權利要求10所述的制動器，其特征在于，所說的摩擦盤壓緊彈簧布置在摩擦盤轉軸的頭部與摩擦盤之間，摩擦盤轉軸依靠其上的臺階面和緊固螺母連接在制動底板上。
13.按權利要求10所述的制動器，其特征在于，所說的調節臂與驅動臂聯動機構由聯動銷和滑塊組成，聯動銷穿過滑塊上的孔并通過調節臂端部的孔與調節臂相聯接，滑塊可繞聯動銷轉動，并且可在靠近制動底板的一個驅動臂支臂上的長孔中相對滑動。
14.按權利要求10所述的制動器，其特征在于，所說的調節臂與驅動臂聯動機構由聯動銷和靠近制動底板的一個驅動臂支臂上的長孔組成，該聯動銷通過調節臂端部的孔與調節臂相連，并且可在所說的驅動臂支臂上的長孔中相對滑動。
專利摘要本實用新型是一類具有多自由度聯動蹄和間隙自動調節機構的蹄－鼓式制動器。多自由度聯動蹄由兩個聯動的二自由度組合蹄構成,它們的制動蹄互相聯動;每個二自由度組合蹄的制動蹄與其驅動臂相鉸接,驅動臂又鉸支于制動底板上;制動器間隙調節機構與多自由度聯動蹄相聯動。本實用新型制動器可同時提高制動效能及其穩定性,顯著改善抗熱、水衰退性能和摩擦副壓力分布均勻性,延長使用壽命,并自動調節摩擦副間隙,可實現較理想的綜合性能。
文檔編號F16D51/00GK2448998SQ0025403
公開日2001年9月19日 申請日期2000年9月29日 優先權日2000年9月29日
發明者呂振華, 韓文明 申請人:清華大學