适用于线控制动系统的汽车用机电作动器的制作方法

1.本发明涉及汽车制动领域，具体涉及适用于线控制动系统的汽车用机电作动器。


背景技术：

2.目前传统汽车的刹车系统为液压刹车系统，主要的工作原理是通过液压油的加压，将压力传递到刹车片，从而产生刹车力。
3.由于其效率低，响应速度慢，不能进行智能控制，在汽车发展需要响应更快，控制更加智能化的趋势下，传统液压刹车系统越来越不能满足要求。


技术实现要素：

4.本发明针对上述问题，提出了一种适用于线控制动系统的汽车用机电作动器。
5.本发明采取的技术方案如下：一种适用于线控制动系统的汽车用机电作动器，包括：作动器本体；执行机构，安装在所述作动器本体上；行星滚柱丝杠，安装在所述作动器本体上，用于与所述执行机构配合，行星滚柱丝杠工作时用于驱动所述执行机构动作；电机，安装在所述作动器本体上，用于驱动所述行星滚柱丝杠工作；控制器，与所述电机电性连接，用于控制所述电机工作。
6.本技术可以基本实现汽车上大范围的直线运动的功能，且通过电机和行星滚柱丝杠的组合，本技术有更高的效率，更快的响应速度，还可以降低执行系统的能耗；本技术通过电机可以更好的进行智能化控制，可以应用于自动驾驶车辆。
7.实际运用时，可以采用不同类型的电机，不同类型的行星滚柱丝杠，很好的提高应用范围，有更好的适应性。
8.于本发明其中一实施例中，所述丝杠通过推力轴承转动安装在所述作动器本体上。
9.行星滚柱丝杠配合推力轴承，能够提高使用寿命和提高效率。
10.于本发明其中一实施例中，所述执行机构为刹车片。
11.于本发明其中一实施例中，所述行星滚柱丝杠为差动式行星滚柱丝杠。
12.差动式行星滚柱丝杠包括丝杠、滚柱、螺母和保持架，滚柱螺牙螺旋升角为0，也就是说滚柱的螺牙是环齿。这种形式的行星滚柱丝杠可以产生差动效应，降低导程，输出同样推力的情况下，对电机的输出扭矩要求更低，对于功率质量比，功率体积比要求高的场景下，差动式行星滚柱丝杠会更加的适合。
13.于本发明其中一实施例中，所述行星滚柱丝杠为反向式行星滚柱丝杠。
14.反向式行星滚柱丝杠包括丝杠、滚柱、螺母、保持架组成，反向式行星滚柱丝杠的特点是螺母作为主动件与电机相连，可以与电子转子直接连接，丝杠螺纹行程较短与滚柱
配合，丝杠上有外齿圈，保证滚柱与丝杠轴线的平行。这种形式的行星滚柱丝杠的螺母可以与电机做成整体，可以降低这个机电作动器的轴向尺寸，在空间要求较高的情况下，反向式行星滚柱丝杠具备很大的优势。
15.于本发明其中一实施例中，所述行星滚柱丝杠为标准式行星滚柱丝杠。
16.标准式行星滚柱丝杠包括丝杠、滚柱、螺母、保持架和内齿圈，标准式行星滚柱丝杠的特点是承载大，寿命高，属于应用广泛的行星滚柱丝杠。这种形式的行星滚柱丝杠在寿命要求高的场景下，是很好的选择；于本发明其中一实施例中，所述行星滚柱丝杠为循环式行星滚柱丝杠。
17.循环式式行星滚柱丝杠包括丝杠、滚柱、螺母、保持架和循环凸轮环，循环式行星滚柱丝杠的特点是滚柱与螺母有相对的轴向位移，所以需要循环凸轮将滚柱循环起来，也就是在滚柱与螺母的轴向位移达到一个导程的时候，就会将滚柱退回一个导程（类似于滚珠丝杠的滚珠循环形式），循环式由于滚柱循环，可以提供更高的导程精度。这种形式的行星滚柱丝杠在导程精度要求高的情况，是优先的选择。
18.于本发明其中一实施例中，所述行星滚柱丝杠为微小导程差动式行星滚柱丝杠，微小导程差动式行星滚柱丝杠包括螺母、丝杠、保持架以及滚柱，所述丝杠穿设在螺母中，所述滚柱有多个且位于丝杠和螺母之间，所述保持架安装在螺母上，与各滚柱配合，其特征在于，所述螺母的内侧壁具有第一环齿区，所述丝杠的外侧壁具有第一螺旋齿区，所述滚柱的外侧壁具有第二环齿区和第二螺旋齿区，所述滚柱的第二环齿区与螺母的第一环齿区啮合，所述滚柱的第二螺旋齿区与所述丝杠的第一螺旋齿区啮合，且所述丝杠的第一螺旋齿区的螺旋线的旋向与所述 滚柱的第二螺旋齿区的螺旋线的旋向相反。
19.微小导程差动式行星滚柱丝杠滚柱与螺母啮合部分，采用环齿结构，可以保证滚柱与螺母的轴向位移为0；滚柱与丝杠配合部分不再采用环齿结构而是采用螺旋齿结构，相对于现有差动式行星滚柱丝杠而言， 降低了导程，使得应用范围拓宽至微小导程领域。所述丝杠的第一螺旋齿区的螺旋线的旋向与所述滚柱的第二螺旋齿区的螺旋线的旋向相反，以达到进一步降低导程的作用，导程可以降至0.05mm甚至更低。这种结构形式的行星滚柱丝杠在导程要求很低的情况下，是很好的选择方案。
20.于本发明其中一实施例中，所述第二环齿区有两个，所述第二螺旋齿区位于两个第二环齿区之间，所述第一环齿区有两个，两个第一环齿区和两个第二环齿区一一对应啮合。这样设置能够保证更好的受力效果和可靠性。
21.于本发明其中一实施例中，所述保持架具有供丝杠穿过的避让孔以及多个供所述滚柱的端部穿过的限位槽，所述保持架有两组，分别内套在所述螺母的两端。
22.于本发明其中一实施例中，所述螺母内具有限位凸部，所述保持架的一端与限位凸部配合；微小导程差动式行星滚柱丝杠还包括安装在所述螺母上的防脱件，所述防脱件与保持架配合，使保持架限定在限位凸部和防脱件之间，防止防脱件向螺母外侧脱离。
23.于本发明其中一实施例中，所述滚柱至少一个端部具有第一定位结构，微小导程差动式行星滚柱丝杠通过装配工装进行装配，所述装配工装包括工装本体，工装本体的一侧具有保持柱，所述保持柱上具有与滚柱配合的保持凹槽，工装本体上还具有绕保持柱轴线间隔分布的第二定位结构，所述第二定位结构用于与滚柱的第一定位结构配合，限定滚
柱的周向位置。
24.微小导程差动式行星滚柱丝杠的一种装配方法：将各滚柱未设置第一定位结构的一端插入第一个保持架，将第一个保持架和第一个卡簧安装在螺母中；将装配工装装入螺母，使保持柱的保持凹槽与对应的滚柱配合，来保持滚柱与螺母的相对位置；使装配工装位置朝下，然后旋转滚柱，使滚柱的第一定位结构与装配工装上的第二定位结构对齐，滚柱下移后周向定位住；将丝杠拧入，使丝杠与所有的滚柱都形成啮合关系；移出装配工装，然后将第二个保持架和第二个卡簧装入螺母中。
25.于本发明其中一实施例中，所述行星滚柱丝杠为预紧差动式行星滚柱丝杠，所述预紧差动式行星滚柱丝杠包括螺母、丝杠、预紧波形弹簧、滚柱、保持架、套筒和盖板；所述螺母有两个，所述螺母的内侧壁具有第一啮合齿区，所述滚柱包括第二啮合齿区以及两个第三啮合齿区，所述第三啮合齿区位于两个第二啮合齿区的中间；两个螺母内套在所述套筒内，所述盖板中空，安装在所述套筒的一端，用于防止螺母从套筒中脱离，所述预紧波形弹簧位于两个螺母之间，使两个螺母具有相互远离的运动趋势；所述丝杠穿设在两个螺母中，所述滚柱有多个且位于丝杠和螺母之间，所述滚柱的两个第二啮合齿区分别与两个螺母的第一啮合齿区配合，所述滚柱的第三啮合齿区与所述丝杠的齿配合；所述保持架安装在螺母上，与各滚柱配合，限定各滚柱的位置。
26.预紧差动式行星滚柱丝杠是在常规差动式行星滚柱丝杠的基础上增加了预紧机构，将螺母分为两个，螺母中间增加了波形弹簧提供预紧，可以提高差动式行行星滚柱丝杠的刚性和导程精度。
27.本发明的有益效果是：本技术可以基本实现汽车上大范围的直线运动的功能，且通过电机和行星滚柱丝杠的组合，本技术有更高的效率，更快的响应速度，还可以降低执行系统的能耗；本技术通过电机可以更好的进行智能化控制，可以应用于自动驾驶车辆。实际运用时，可以采用不同类型的电机，不同类型的行星滚柱丝杠，很好的提高应用范围，有更好的适应性。
附图说明
28.图1是实施例1适用于线控制动系统的汽车用机电作动器的结构示意图；图2是实施例1适用于线控制动系统的汽车用机电作动器的正视图；图3是图2中a-a剖视图；图4是实施例1适用于线控制动系统的汽车用机电作动器的局部爆炸图；图5是实施例1行星滚柱丝杠的爆炸图；图6是实施例2行星滚柱丝杠的爆炸图；图7是实施例3行星滚柱丝杠的爆炸图；图8是实施例4行星滚柱丝杠的爆炸图；
图9是实施例5行星滚柱丝杠的爆炸图；图10是实施例6行星滚柱丝杠的爆炸图；图11是实施例6行星滚柱丝杠的剖视图；图12是实施例6装配工装的示意图；图13是实施例6装配方法步骤1的示意图；图14是实施例6装配方法步骤3的示意图。
29.图中各附图标记为：100、作动器本体；101、执行机构；102、行星滚柱丝杠；103、电机；104、控制器；105、推力轴承；1、螺母；11、第一环齿区；12、限位凸部；2、丝杠；21、第一螺旋齿区；3、保持架；31、避让孔；32、限位槽；4、滚柱；41、第二环齿区；42、第二螺旋齿区；43、第一定位结构；5、防脱件；6、装配工装；61、工装本体；62、保持柱；621、保持凹槽；63、凸台；631、第二定位结构；7、内齿圈；8、循环凸轮环；9、预紧波形弹簧；10a、套筒；10b、盖板。
30.具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.下面结合各附图，对本发明做详细描述。
35.实施例1如图1、2、3和4所示，一种适用于线控制动系统的汽车用机电作动器，包括：作动器本体100；执行机构101，安装在作动器本体100上；行星滚柱丝杠102，安装在作动器本体100上，用于与执行机构101配合，行星滚柱丝杠102工作时用于驱动执行机构101动作；电机103，安装在作动器本体100上，用于驱动行星滚柱丝杠102工作；控制器104，与电机103电性连接，用于控制电机103工作。
36.本技术可以基本实现汽车上大范围的直线运动的功能，且通过电机103和行星滚柱丝杠102的组合，本技术有更高的效率，更快的响应速度，还可以降低执行系统的能耗；本
申请通过电机103可以更好的进行智能化控制，可以应用于自动驾驶车辆。
37.实际运用时，可以采用不同类型的电机103，不同类型的行星滚柱丝杠102，很好的提高应用范围，有更好的适应性。
38.如图3所示，于本实施例中，丝杠2通过推力轴承105转动安装在作动器本体100上。行星滚柱丝杠102配合推力轴承105，能够提高使用寿命和提高效率。
39.于本实施例中，执行机构101为刹车片。
40.如图3和5所示，于本实施例中，行星滚柱丝杠102为差动式行星滚柱丝杠102。差动式行星滚柱丝杠102包括丝杠2、滚柱4、螺母1和保持架3。螺母1与执行机构101配合，丝杠2受电机103驱动，螺母1移动时驱动刹车片移动，进行刹车动作。
41.滚柱4螺牙螺旋升角为0，也就是说滚柱4的螺牙是环齿。这种形式的行星滚柱丝杠102可以产生差动效应，降低导程，输出同样推力的情况下，对电机103的输出扭矩要求更低，对于功率质量比，功率体积比要求高的场景下，差动式行星滚柱丝杠102会更加的适合。
42.实施例2如图6所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的行星滚柱丝杠102为反向式行星滚柱丝杠102。
43.反向式行星滚柱丝杠102包括丝杠2、滚柱4、螺母1、保持架3组成，反向式行星滚柱丝杠102的特点是螺母1作为主动件与电机103相连，可以与电子转子直接连接，丝杠2的螺纹行程较短与滚柱4配合，丝杠2上有外齿圈，保证滚柱4与丝杠2轴线的平行。这种形式的行星滚柱丝杠102的螺母1可以与电机103做成整体，可以降低这个机电作动器的轴向尺寸，在空间要求较高的情况下，反向式行星滚柱丝杠102具备很大的优势。电机103工作后带动螺母1转动，控制丝杠2移动，驱动刹车片移动，进行刹车动作。
44.实施例3如图7所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的行星滚柱丝杠102为标准式行星滚柱丝杠102。
45.标准式行星滚柱丝杠102包括丝杠2、滚柱4、螺母1、保持架3和内齿圈7，螺母1与执行机构101配合，丝杠2受电机103驱动，螺母1移动时驱动刹车片移动，进行刹车动作。标准式行星滚柱丝杠102的特点是承载大，寿命高，属于应用广泛的行星滚柱丝杠102。这种形式的行星滚柱丝杠102在寿命要求高的场景下，是很好的选择；实施例4如图8所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的行星滚柱丝杠102为循环式行星滚柱丝杠102。
46.循环式式行星滚柱丝杠102包括丝杠2、滚柱4、螺母1、保持架3和循环凸轮环8，螺母1与执行机构101配合，丝杠2受电机103驱动，螺母1移动时驱动刹车片移动，进行刹车动作。循环式行星滚柱丝杠102的特点是滚柱4与螺母1有相对的轴向位移，所以需要循环凸轮将滚柱4循环起来，也就是在滚柱4与螺母1的轴向位移达到一个导程的时候，就会将滚柱4退回一个导程（类似于滚珠丝杠2的滚珠循环形式），循环式由于滚柱4循环，可以提供更高的导程精度。这种形式的行星滚柱丝杠102在导程精度要求高的情况，是优先的选择。
47.实施例5如图9所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的行星滚柱丝杠102为预紧
差动式行星滚柱丝杠102，预紧差动式行星滚柱丝杠102包括螺母1、丝杠2、预紧波形弹簧9、滚柱4、保持架3、套筒10a和盖板10b；螺母1有两个，螺母1的内侧壁具有第一啮合齿区，滚柱4包括第二啮合齿区以及两个第三啮合齿区，第三啮合齿区位于两个第二啮合齿区的中间；两个螺母1内套在套筒10a内，盖板10b中空，安装在套筒10a的一端，用于防止螺母1从套筒10a中脱离，预紧波形弹簧9位于两个螺母1之间，使两个螺母1具有相互远离的运动趋势；丝杠2穿设在两个螺母1中，滚柱4有多个且位于丝杠2和螺母1之间，滚柱4的两个第二啮合齿区分别与两个螺母1的第一啮合齿区配合，滚柱4的第三啮合齿区与丝杠2的齿配合；保持架3安装在螺母1上，与各滚柱4配合，限定各滚柱4的位置。
48.预紧差动式行星滚柱丝杠102是在常规差动式行星滚柱丝杠102的基础上增加了预紧机构，将螺母1分为两个，螺母1中间增加了波形弹簧提供预紧，可以提高差动式行行星滚柱丝杠102的刚性和导程精度。
49.实施例6如图10和11所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的行星滚柱丝杠102为微小导程差动式行星滚柱丝杠102，微小导程差动式行星滚柱丝杠102包括螺母1、丝杠2、保持架3以及滚柱4，丝杠2穿设在螺母1中，滚柱4有多个且位于丝杠2和螺母1之间，保持架3安装在螺母1上，与各滚柱4配合，其特征在于，螺母1的内侧壁具有第一环齿区11，丝杠2的外侧壁具有第一螺旋齿区21，滚柱4的外侧壁具有第二环齿区41和第二螺旋齿区42，滚柱4的第二环齿区41与螺母1的第一环齿区11啮合，滚柱4的第二螺旋齿区42与丝杠2的第一螺旋齿区21啮合，且丝杠2的第一螺旋齿区21的螺旋线的旋向与滚柱4的第二螺旋齿区42的螺旋线的旋向相反。
50.微小导程差动式行星滚柱丝杠102滚柱4与螺母1啮合部分，采用环齿结构，可以保证滚柱4与螺母1的轴向位移为0；滚柱4与丝杠2配合部分不再采用环齿结构而是采用螺旋齿结构，相对于现有差动式行星滚柱丝杠102而言，降低了导程，使得应用范围拓宽至微小导程领域。丝杠2的第一螺旋齿区21的螺旋线的旋向与滚柱4的第二螺旋齿区42的螺旋线的旋向相反，以达到进一步降低导程的作用，导程可以降至0.05mm甚至更低。这种结构形式的行星滚柱丝杠102在导程要求很低的情况下，是很好的选择方案。
51.如图10和11所示，于本实施例中，第二环齿区41有两个，第二螺旋齿区42位于两个第二环齿区41之间，第一环齿区11有两个，两个第一环齿区11和两个第二环齿区41一一对应啮合。这样设置能够保证更好的受力效果和可靠性。
52.如图10和11所示，于本实施例中，保持架3具有供丝杠2穿过的避让孔31以及多个供滚柱4的端部穿过的限位槽32，保持架3有两组，分别内套在螺母1的两端。
53.如图11所示，于本实施例中，螺母1内具有限位凸部12，保持架3的一端与限位凸部12配合；微小导程差动式行星滚柱丝杠102还包括安装在螺母1上的防脱件5，防脱件5与保持架3配合，使保持架3限定在限位凸部12和防脱件5之间，防止防脱件5向螺母1外侧脱离。
54.如图10和13所示，于本实施例中，滚柱4的一个端面具有第一定位结构43。实际运
用可以两个端面均具有第一定位结构43。
55.如图12所示，本实施例中，微小导程差动式行星滚柱丝杠102通过装配工装6进行装配，装配工装6包括工装本体61，工装本体61的一侧具有保持柱62，保持柱62上具有与滚柱4配合的保持凹槽621（横截面为圆弧形），工装本体61上还具有绕保持柱62轴线间隔分布的第二定位结构631，第二定位结构631用于与滚柱4的第一定位结构43配合，限定滚柱4的周向位置。
56.本实施例中，所述本体具有用于伸入螺母1内部的凸台63，所述第二定位结构631位于所述凸台63上。设置插入螺母1的凸台63，方便装配工工装的自身定位，保证保持柱62位于螺母1中部。
57.本实施例中，所述第一定位结构43为设置在滚柱4端面上的定位槽，所述第二定位结构631为定位块。于其他实施例中，所述第一定位结构43可以为设置在滚柱4端面上的定位块，所述第二定位结构631可以为定位槽。
58.本实施例微小导程差动式行星滚柱丝杠102的一种装配方法：见图13，将各滚柱4未设置第一定位结构43的一端插入第一个保持架3，将第一个保持架3和第一个卡簧安装在螺母1中；将装配工装6装入螺母1，使保持柱62的保持凹槽621与对应的滚柱4配合，来保持滚柱4与螺母1的相对位置；见图14，使装配工装6位置朝下，然后旋转滚柱4，使滚柱4的第一定位结构43与装配工装6上的第二定位结构631对齐，滚柱4下移后周向定位住；将丝杠2拧入，使丝杠2与所有的滚柱4都形成啮合关系；移出装配工装6，然后将第二个保持架3和第二个卡簧装入螺母1中。
59.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。