本发明涉及一种电磁制动器，具体地说是一种鼓式制动器。
背景技术：
现有制动器上安装的制动力矩检测装置，是在安装制动弹簧的弹簧盒内加装检测制动弹簧工作压力的压力传感器，利用检测到的压力值乘以刹车鼓与刹车盘之间的摩擦系数，得出刹车鼓对刹车盘施加的摩擦力的大小，再结合刹车盘的半径，计算得到制动器的制动力矩。由于该制动力矩的得出是以摩擦系数为定值计算得出的，当刹车盘上浸上油水物或摩擦过热等情况时，就会导致刹车鼓与刹车盘之间的摩擦系数发生变化，但这个变化并不能被制动力矩检测装置准确反应出来，因此，现有制动力矩检测装置存在有特定情况出现时会导致检测结果与事实不符。
申请人的在先专利zl20182056157.1号“毂式制动器制动力矩真值检测传感器”，给出了检测制动器制动力矩的一种可行的技术方案。但是，该技术方案存在的不足是，由于制动臂因韧性要求高而不能进行淬火处理，导致其硬度不能有效提高，在因频繁制动而对制动瓦轴反复施加作用力的情况下，会导致制动臂上的穿接制动瓦轴的长圆轴孔的孔壁出现压痕槽，而一旦形成压痕槽，就会抑制制动瓦轴沿制动臂长向的微小移动，从而导致依据这个微小移动来检测制动瓦切向制动位移量的检测数据出现较大的失真，使制动力矩的检测数据出现很大的偏差。
技术实现要素：
本发明的目的就是提供一种鼓式制动器，以解决现有制动力矩检测装置存在的因制动臂轴孔的孔壁出现压痕槽而导致的检测数据失真的问题。
本发明是这样实现的：一种鼓式制动器，包括制动臂、制动瓦、底座和制动力矩检测装置；所述制动瓦通过制动瓦轴铰接在所述制动臂上，所述制动臂上的穿接制动瓦轴的轴孔为长圆形轴孔，在所述长圆形轴孔的一侧孔壁上设置有在制动器制动时压迫制动瓦轴的耐磨条；所述制动力矩检测装置包括感应板以及设置在所述感应板上的拉压传感器；所述感应板的一端连接在所述制动瓦轴上，所述感应板的另一端连接在所述制动臂上。
所述感应板竖向设置，其一端有孔，通过连接轴连接在所述制动臂上，其另一端开有闭合孔或开口槽，所述制动瓦轴穿过所述闭合孔或开口槽，所述制动瓦轴的轴心在静态下处于所述长圆形轴孔的长向居中位置处。
在所述制动瓦轴上套接有轴套，所述轴套贴靠在所述耐磨条上。
当鼓式制动器上的制动瓦夹紧设备上的刹车鼓而实施制动时，是依靠制动瓦与刹车鼓之间的摩擦力来实现摩擦制动的，制动器制动力矩的大小实际上体现的就是上述摩擦力的大小。而制动器在刹车制动时，制动瓦就会带动制动瓦轴在制动臂的长圆形轴孔产生适量的微小位移，该位移的方向与制动瓦施加正压力所产生的摩擦力的方向一致，且该位移量的大小与摩擦力的大小成正比。因此，通过设置感应板和拉压传感器，即可检测出制动瓦轴在制动臂长圆形轴孔中所产生的位移量，并且该位移量可转换成能反映摩擦力大小的检测数据，由此实现了对制动器摩擦力的实时检测；再配以设备刹车鼓的半径（即摩擦力的作用力臂），就可以检测出制动器制动力矩的大小。所以，加装在制动器中的感应板和拉压传感器就构成了制动力矩检测装置。
本发明通过将制动臂上的制动瓦轴的轴孔开设成直立的长圆形轴孔和制动臂通过感应板与制动瓦轴之间的稳定连接，使制动瓦轴通过感应板与制动臂之间实现了悬浮式连接，这样，在制动器刹车制动时，就能够使制动瓦轴产生随制动摩擦力大小的变化而变化的位移量；而感应板则可以很好地感受到这个位移量，并可将所感受到的这个制动位移量转变成感应板的板体形变，再由拉压传感器将这个板体形变转换成受力大小的电信号，并将该电信号向外发送，由此实现了对制动器制动摩擦力的实时检测，进而实现了对制动器制动力矩的实时检测。
本发明通过在制动臂的长圆形轴孔上加装耐磨条，或是在制动臂上通过支板加装耐磨条，就可使制动臂在制动时是通过耐磨条对制动瓦轴施加制动正压力的，而耐磨条可经过淬火处理，其硬度满足使用要求，所以，制动瓦轴在长圆形轴孔中的制动移位，就不会在耐磨条上产生压痕槽，由此消除了压痕槽对制动瓦轴的制动移位所产生的不利影响，并相应降低了制动力矩的检测偏差。
特别是通过在制动瓦轴上加装轴套，将制动瓦轴在制动臂长圆形轴孔中的滑动移位，转变成为是轴套在耐磨条上的滚动移位，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，这样，就使得制动正压力作用于制动瓦轴而使制动瓦轴相对于耐磨条的制动移位所产生的摩擦力，因摩擦系数的大幅降低而变小，使该摩擦力远远小于制动器制动所产生的制动摩擦力，由此降低了因该摩擦力的存在而对制动器的制动摩擦力所产生的不利影响，从而有效提高了制动力矩检测装置对制动器制动摩擦力暨制动力矩的检测精度。
本发明还可这样实现：一种鼓式制动器，包括制动臂、制动瓦、底座和制动力矩检测装置；所述制动瓦通过制动瓦轴铰接在所述制动臂上，所述制动臂上的穿接制动瓦轴的轴孔为长圆形轴孔，在所述制动臂上设置有支板，在所述支板的板面上开有通孔，所述长圆形轴孔落入所述通孔的开孔范围内，在所述支板上的通孔孔口边设置有在制动器制动时压迫制动瓦轴的耐磨条；所述制动力矩检测装置包括感应板以及设置在所述感应板上的拉压传感器；所述感应板的一端连接在所述制动瓦轴上，所述感应板的另一端连接在所述制动臂上。
所述感应板竖向设置，其一端有孔，通过连接轴连接在所述制动臂上，其另一端开有闭合孔或开口槽，所述制动瓦轴穿过所述闭合孔或开口槽，所述制动瓦轴的轴心在静态下处于所述长圆形轴孔的长向居中位置处。
在所述制动瓦轴上套接有轴套，所述轴套贴靠在所述耐磨条上。
在所述支板的外表面设置有封挡所述耐磨条的固定片。
本发明还可这样实现：一种鼓式制动器，包括制动臂、制动瓦、底座和制动力矩检测装置；所述制动臂通过铰接轴铰接在所述底座上，所述制动臂上的穿接所述铰接轴的轴孔为长圆形轴孔，在所述长圆形轴孔的一侧孔壁上设置有在制动器制动时压迫铰接轴的耐磨条；所述制动力矩检测装置包括感应板以及设置在所述感应板上的拉压传感器；所述感应板的下端连接在所述制动瓦轴上，所述感应板的上端连接在所述制动臂上。
在所述铰接轴上套接有轴套，所述轴套贴靠在所述耐磨条上。
本发明还可这样实现：一种鼓式制动器，包括制动臂、制动瓦、底座和制动力矩检测装置；所述制动臂通过铰接轴铰接在所述底座上，所述制动臂上的穿接所述铰接轴的轴孔为长圆形轴孔，在所述制动臂上设置有支板，在所述支板的板面上开有通孔，所述长圆形轴孔落入所述通孔的开孔范围内，在所述支板上的通孔孔口边设置有在制动器制动时压迫铰接轴的耐磨条；所述制动力矩检测装置包括感应板以及设置在所述感应板上的拉压传感器；所述感应板的下端连接在所述铰接轴上，所述感应板的上端连接在所述制动臂上。
在所述铰接轴上套接有轴套，所述轴套贴靠在所述耐磨条上。
上述后两种实现方式是通过在制动臂的底座铰接轴的轴孔上加装耐磨条，或是在制动臂上通过支板加装耐磨条，以消除由于铰接轴制动移位在长圆形轴孔上所形成的压痕槽，相应降低了制动力矩的检测偏差。同样地，通过在铰接轴上加装轴套，将制动器制动时铰接轴在制动臂长圆形轴孔中的滑动移位，转变成为轴套在耐磨条上的滚动移位，由滑动摩擦转变为滚动摩擦，以此降低了铰接轴制动位移摩擦力对制动器制动摩擦力所产生的不利影响，从而有效提高了制动力矩检测装置对制动器的制动摩擦力暨制动力矩的检测精度。
附图说明
图1是实施例1和实施例2的产品外部结构示意图。
图2是实施例2的结构示意图。
图3是图2所示鼓式制动器的a—a向局部剖视图。
图4是图2所示鼓式制动器的b—b向局部剖视图。
图5是图2所示鼓式制动器的c处局部放大图。
图6是图2所示鼓式制动器的d处局部放大图。
图7、图8是感应板的两种结构示意图。
图9是制动臂的结构示意图。
图10是实施例3和实施例4的产品外部结构示意图。
图中：1、制动臂，2、制动瓦轴，3、轴孔，4、感应板，5、闭合孔，6、开口槽，7、拉压传感器，8、制动瓦，9、连接轴，10、刹车鼓，11、支板，13、耐磨条，15、轴套，16、固定片，17、底座，18、铰接轴。
具体实施方式
如图1、图2所示，常规的鼓式制动器包括制动臂1、制动瓦8和底座17等部分，其中的制动臂1下端通过铰接轴18接底座17，上端接制动拉杆、制动弹簧和制动电磁铁等，在两制动臂1的中部分别开有轴孔3（图9），在每个轴孔3中穿接一根制动瓦轴2，以铰接制动瓦8。两个制动臂上的连接的制动瓦8相向设置，其间夹持的就是安装设备上的刹车鼓10。
本发明鼓式制动器就是在常规的鼓式制动器的基础上稍加变动，再加装制动力矩检测装置后即成。制动力矩检测装置包括感应板4以及设置在感应板4上的拉压传感器。
实施例1：
参看图9，本实施例中的制动臂1的具体结构是，在制动臂本体上开设的穿接制动瓦轴的轴孔3为直立的长圆形轴孔，在长圆形轴孔的一侧孔壁上设置有耐磨条13。耐磨条13设置的一侧是在制动器制动时能够压迫和推动制动瓦轴的一侧。
参看图2、图4，制动力矩检测装置中的感应板4竖向设置，其下端连接在制动瓦轴2上，其上端通过连接轴9挂接在制动臂1上。
参看图3、图4、图5，在制动瓦轴2上套接有轴套15，轴套15与制动瓦轴2是滑动配合，并贴靠在轴孔3中的耐磨条13的外露面上。
实施例2：
如图9所示，本实施例中的制动臂1的具体结构是，在制动臂本体上开设的穿接制动瓦轴的轴孔3为直立的长圆形轴孔，在制动臂本体的前、后外表面分别固定有支板11，在支板11的板面上开有通孔（图6），制动臂1上的长圆形轴孔落入该通孔的开孔范围内，在通孔一侧的孔边内沿设置有耐磨条13，耐磨条13设置的一侧是在制动器制动时能够压迫和推动制动瓦轴的一侧。耐磨条13可与支板11等厚，其外侧面与支板11的外表面相平齐（图3），耐磨条13的长向与长圆形轴孔3的长向一致。在支板11的外表面设置有封挡耐磨条的固定片16（图3）。
本实施例就是利用上述结构的制动臂1，并在制动器中加装制动力矩检测装置。
如图2、图4所示，制动力矩检测装置中的感应板4竖向设置，其下端连接在制动瓦轴2上，其上端通过连接轴9挂接在制动臂1上。如图3、图4、图5所示，在制动瓦轴2上套接有轴套15，轴套15与制动瓦轴2是滑动配合，并与耐磨条13相对，以贴靠在耐磨条13上。
如图7、图8所示，感应板4的具体结构是，在一块长方形板体的板面上沿长边开有两条与板体短边相平行的条缝，两个条缝的开口方向相反，从而将感应板板面分割成三个相对独立又依次相接的部分，使感应板4构成具有长方形轮廓的s形板体。在感应板4的板体上开有套接制动瓦轴的闭合孔5（图7）或开口槽6（图8）。闭合孔5可以是直径略大于制动瓦轴直径的圆孔，也可以是圆半径略大于制动瓦轴半径的长圆孔。而该长圆孔的长向与将感应板4安装在制动臂1上之后的制动臂长圆形轴孔3的长向相垂直，以消除在制动时制动瓦轴的横移分量，由此得到制动瓦轴沿制动切向的纵移分量，为制动摩擦力及制动力矩的检测提供依据。拉压传感器7固定在感应板板面上的中部位置（图5），这个位置是感应板能够产生板体形变的最佳位置。
图4中，感应板4通过连接轴9挂接在制动臂1的中间夹缝中，感应板4的长向中心线与制动臂1上的长圆形轴孔3的长向中心线在一个垂面上（图2）。
如图2、图4所示，感应板4竖向设置，其上端挂接在制动臂1的中间夹缝中，其下端通过闭合孔5或开口槽6套接在制动瓦轴2上，使制动瓦轴2的轴心在静态下位于制动臂1上的轴孔3的长向居中位置处。这样就可使制动瓦轴2通过制动力矩检测装置中的感应板4与制动臂1之间形成稳定的支撑连接关系，并使制动瓦轴2与制动臂1之间实现了悬浮式连接。感应板4的长向中心线与制动臂1上的轴孔3的长向中心线在一个垂面上，以更好地保证检测精度。
在制动器刹车制动时，制动瓦轴2在制动臂1的轴孔3和感应板4的闭合孔5中产生制动位移，该制动位移可分解为横向位移与纵向位移，其中的横向位移被感应板4的长圆形闭合孔5（或开口槽6）所化解，而纵向位移则是被制动臂1的长圆形轴孔所化解。由此就可以在制动器制动时，使制动瓦轴2能够沿制动臂1的长向产生随制动摩擦力的大小而变化的位移量。而在化解纵向位移的过程中，在感应板4上就会产生相应的板体形变。由于拉压传感器7是固定在感应板4的板面中部的易感部位，因而可以将感应板4上随制动作用力而产生的板体形变转换成受力信息，并将该受力信息以电信号或数字信号的形式向外发送。该受力信息即可视为是制动器制动时所产生的摩擦力，而该制动摩擦力与刹车鼓的半径（即摩擦力的作用力臂）的乘积，即为本鼓式制动器制动力矩的真值。
实施例3：
参看图10，本实施例的制动器结构与实施例1的基本相同，主要区别是将制动臂1上的与底座17相铰接的轴孔改为直立的长圆形轴孔，在长圆形轴孔的一侧孔壁上设置有耐磨条13，耐磨条13设置的一侧是在制动器制动时能够压迫铰接轴18的一侧。制动力矩检测装置包括感应板4以及设置在感应板4上的拉压传感器7。感应板4的下端连接在铰接轴18上，感应板4的上端连接在制动臂1上。制动力矩检测装置的工作方式和工作原理与实施例1的相同。
在穿接底座17的铰接轴18上套接有轴套15，轴套15与铰接轴17是滑动配合，并贴靠在轴孔中的耐磨条13的外露面上。
实施例4：
如图10所示，本实施例的制动器结构与实施例2的基本相同，主要区别是将制动臂1上的与底座17相铰接的轴孔改为直立的长圆形轴孔。参看图6，在制动臂1上的相对长圆形轴孔的外侧面固定有支板11，在支板11的板面上开有通孔（参看图6），制动臂1上的长圆形轴孔落入该通孔的开孔范围内，在通孔一侧的孔边内沿设置有耐磨条13，耐磨条13设置的一侧是在制动器制动时能够压迫铰接轴的一侧。耐磨条13可与支板11等厚，其外侧面与支板11的外表面相平齐（参看图3），耐磨条13的长向与长圆形轴孔的长向一致。在支板11的外表面设置有封挡耐磨条的固定片16（参看图3）。
参看图5，在穿接底座17的铰接轴18上套接有轴套15，二者为滑动配合。轴套15与铰接轴17相对，使轴套15贴靠在耐磨条13上。
本实施例中使用的制动力矩检测装置与实施例2中的相同，只是将感应板4改为安装在制动器1与穿接底座的铰接轴18之间，以实时检测制动器的制动力矩。其工作原理是，制动臂1通过感应板4与铰接轴18悬浮相接，制动瓦8对刹车鼓10实施刹车制动时，由制动摩擦力带动制动臂1产生的纵向拉伸被感应板1所探知，并由拉压传感器7将该制动摩擦力检测出来，结合制动摩擦力的作用力臂（刹车鼓的半径），即可得到该制动器制动力矩的实时检测数据。
1.一种鼓式制动器，包括制动臂、制动瓦、底座和制动力矩检测装置；所述制动瓦通过制动瓦轴铰接在所述制动臂上，其特征是，所述制动臂上的穿接制动瓦轴的轴孔为长圆形轴孔，在所述长圆形轴孔的一侧孔壁上设置有在制动器制动时压迫制动瓦轴的耐磨条；所述制动力矩检测装置包括感应板以及设置在所述感应板上的拉压传感器；所述感应板的一端连接在所述制动瓦轴上，所述感应板的另一端连接在所述制动臂上。
2.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其特征是，所述感应板竖向设置，其一端有孔，通过连接轴连接在所述制动臂上，其另一端开有闭合孔或开口槽，所述制动瓦轴穿过所述闭合孔或开口槽，所述制动瓦轴的轴心在静态下处于所述长圆形轴孔的长向居中位置处。
3.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其特征是，在所述制动瓦轴上套接有轴套，所述轴套贴靠在所述耐磨条上。
4.一种鼓式制动器，包括制动臂、制动瓦、底座和制动力矩检测装置；所述制动瓦通过制动瓦轴铰接在所述制动臂上，其特征是，所述制动臂上的穿接制动瓦轴的轴孔为长圆形轴孔，在所述制动臂上设置有支板，在所述支板的板面上开有通孔，所述长圆形轴孔落入所述通孔的开孔范围内，在所述支板上的通孔孔口边设置有在制动器制动时压迫制动瓦轴的耐磨条；所述制动力矩检测装置包括感应板以及设置在所述感应板上的拉压传感器；所述感应板的一端连接在所述制动瓦轴上，所述感应板的另一端连接在所述制动臂上。
5.根据权利要求4所述的鼓式制动器，其特征是，所述感应板竖向设置，其一端有孔，通过连接轴连接在所述制动臂上，其另一端开有闭合孔或开口槽，所述制动瓦轴穿过所述闭合孔或开口槽，所述制动瓦轴的轴心在静态下处于所述长圆形轴孔的长向居中位置处。
6.根据权利要求4所述的鼓式制动器，其特征是，在所述制动瓦轴上套接有轴套，所述轴套贴靠在所述耐磨条上。
7.根据权利要求4所述的鼓式制动器，其特征是，在所述支板的外表面设置有封挡所述耐磨条的固定片。
8.一种鼓式制动器，包括制动臂、制动瓦、底座和制动力矩检测装置；所述制动臂通过铰接轴铰接在所述底座上，其特征是，所述制动臂上的穿接所述铰接轴的轴孔为长圆形轴孔，在所述长圆形轴孔的一侧孔壁上设置有在制动器制动时压迫铰接轴的耐磨条；所述制动力矩检测装置包括感应板以及设置在所述感应板上的拉压传感器；所述感应板的下端连接在所述铰接轴上，所述感应板的上端连接在所述制动臂上。
9.根据权利要求8所述的鼓式制动器，其特征是，在所述铰接轴上套接有轴套，所述轴套贴靠在所述耐磨条上。
10.一种鼓式制动器，包括制动臂、制动瓦、底座和制动力矩检测装置；所述制动臂通过铰接轴铰接在所述底座上，其特征是，所述制动臂上的穿接所述铰接轴的轴孔为长圆形轴孔，在所述制动臂上设置有支板，在所述支板的板面上开有通孔，所述长圆形轴孔落入所述通孔的开孔范围内，在所述支板上的通孔孔口边设置有在制动器制动时压迫铰接轴的耐磨条；所述制动力矩检测装置包括感应板以及设置在所述感应板上的拉压传感器；所述感应板的下端连接在所述铰接轴上，所述感应板的上端连接在所述制动臂上。
11.根据权利要求10所述的鼓式制动器，其特征是，在所述铰接轴上套接有轴套，所述轴套贴靠在所述耐磨条上。
技术总结