[发明专利]一种恒制动力矩的液压制动器

权利要求书

1.一种恒制动力矩的液压制动器，包括工作装置、动力装置和控制装置，其特征是，工作装置由设置在前盖(1)后的摩擦垫片(2)、摩擦片组件(3)和内齿圈(6)组成；动力装置由设置在工作装置后的两个活塞(18)、缸体(7)和制动弹簧(9)组成；控制装置由设置在控制箱(20)内部的激光测距传感器(17)、单片机(15)、电压转换器(16)、数字电位器(14)、电压放大器(13)、比例溢流阀(12)、以及后盖(10)上的两位两通电磁换向阀(19)组成；

两个活塞(18)外径均具有阶梯形壁面，其一端通过摩擦垫片(2)与摩擦片组件(3)相连，另一端通过制动弹簧(8)与后盖(10)相接，在靠近两个活塞(18)壁的后盖处各装一个激光测距传感器(17)；

缸体(7)同轴套装在活塞(18)外，其内壁具有与活塞(18)配合的阶梯型壁面，在缸体(7)上端沿径向设有活塞与缸体阶梯型壁面间的第一进油口，在缸体(7)靠工作装置一端的阀孔上，沿径向向外开有一个通至缸体(7)外的第一卸油孔，第一卸油孔经过两位两通电磁换向阀(19)后，接到比例溢流阀(12)的第二进油口；

两个激光测距传感器(17)所测的距离通过信号线传到控制箱(20)内部的单片机(15)，单片机(15)对所接收信号先进行判断，如果磨损量大于最大磨损量时，单片机(15)控制比例溢流阀(12)产生一个较小的制动油压，使得制动弹簧(9)的制动力P_弹远远大于油路中的制动油压P_卸，制动弹簧(9)将摩擦垫片(2)压紧，制动器进入供油抱闸闭锁状态；

如果磨损量小于最大磨损量，则对所测磨损量取平均值，单片机(15)调整并输出对应的脉冲数，进而控制数字电位器(14)输出不同的电压，该电压经过电压放大器放大和各个阶段的误差补偿后，接入到比例溢流阀(12)的控制端，控制比例溢流阀(12)产生制动油压；

当磨损量比较小时，制动弹簧(9)的制动力P_弹比较大，此时控制比例溢流阀(12)产生一个制动油压，制动弹簧(9)所提供的制动力P_弹与比例溢流阀所产生的制动油压P_卸的差值为一个恒定值N，即N＝P_弹-P_卸；磨损量增大时，制动力P_弹减小，此时控制比例溢流阀(12)产生较小的制动油压，制动弹簧(9)所提供的制动力与液压力的差值N始终恒定；因此，当磨损量小于最大磨损量时，实现了无论摩擦片的磨损量为多少，通过控制比例溢流阀(12)来实现恒力制动，即实现了恒制动力矩制动。

2.如权利要求1所述的恒制动力矩的液压制动器，其特征是，恒制动力矩制动方法是：单片机(15)读取高精度测距传感器(17)所测得磨损量，将这个磨损量与最大磨损量相除，得到当前磨损量与最大磨损量的一个比值K；

K:当前磨损量与最大磨损量的比值；L₁：当前磨损量；L:最大磨损量；

利用公式(2)确定当前磨损量所对应的电压值大小，得到当前磨损量所对应的脉冲数，

Y₁＝Y×(1-K) (2)

Y1：当前磨损量所对应的单片机输出脉冲数

Y：最大磨损量所对应的单片机输出脉冲数

K:当前磨损量与最大磨损量的比值

单片机(15)将这个脉冲数输出给数字电位器(14)，控制数字电位器(14)输出当前磨损量所对应的电压，从而得到当前磨损量所对应的比例溢流阀(12)所对应的液压力P_卸；

当磨损量到达最大磨损量6mm之后，单片机(15)会控制比例溢流阀(12)产生很小的压力P_卸，让液压油回油箱，油压卸荷；此时，活塞(18)在弹簧力P_弹作用下将摩擦垫片(2)和摩擦片组件(3)压紧，制动器进入供油抱闸闭锁状态，不能液压释放，保证了恒力矩制动N，从而保证制动安全。