專利名稱：一種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛制動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，汽車越來越普及，給人們生活帶來方便的同時(shí)，也增大了交通事故的發(fā)生概率。在所有意外事故致人死亡的案例中，車禍造成的死亡人數(shù)占首位。目前全球每年有127萬人死于車禍，其中很大一部分原因是由于汽車制動(dòng)系統(tǒng)失靈造成的。車輛的行車制動(dòng)原理是，剎車片利用摩擦塊與制動(dòng)盤(鼓)發(fā)生摩擦，將車輛的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，由此來起到制動(dòng)的目的，因此在汽車的制動(dòng)系統(tǒng)中，剎車片是最為關(guān)鍵的安全零件，直接決定制動(dòng)效果的好壞。為滿足制動(dòng)需要，剎車片在設(shè)計(jì)時(shí)摩擦材料具有足夠的厚度，但隨著汽車的使用，摩擦材料會(huì)逐漸磨損、變薄，當(dāng)摩擦塊磨損到一定程度后，仍 可繼續(xù)使用，但制動(dòng)性能將大大降低，很容易因?yàn)橹苿?dòng)效果不佳而引發(fā)安全事故，這時(shí)必須更換新的剎車片，才能保證行車安全。而目前的情況是，剎車片摩擦塊的磨損速率受制作材料、駕車習(xí)慣、制動(dòng)使用頻率等多方面因素影響，磨損速率不一，司機(jī)無法了解和明確剎車片的磨損情況及更換周期，導(dǎo)致剎車片已嚴(yán)重磨損但仍繼續(xù)使用，這是導(dǎo)致行車中制動(dòng)系統(tǒng)失靈引發(fā)安全事故的主要原因。目前有些高檔車會(huì)配有制動(dòng)蹄片報(bào)警功能，但都是當(dāng)剎車片磨損到極限時(shí)才會(huì)報(bào)警，正如之前所說，此時(shí)剎車片的制動(dòng)性已經(jīng)嚴(yán)重降低，已不能保證行車的安全。目前唯一能保證及時(shí)發(fā)現(xiàn)狀況的辦法就是定期去4S店或汽修廠檢查汽車的剎車片，但勢必會(huì)給車主帶來一定的麻煩。如果有一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控剎車片狀況的技術(shù)，能夠讓司機(jī)掌握剎車片磨損情況，做到及時(shí)更換新的剎車片，可大大提高行車安全性，降低交通事故發(fā)生率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)，方便司機(jī)了解剎車片磨損情況，以便及時(shí)更換剎車片，保證行車安全。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)，將光纖位移傳感器應(yīng)用于制動(dòng)器上，利用光纖位移傳感器來監(jiān)測剎車片上摩擦塊的厚度，由此將剎車片的磨損程度以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來。將光纖位移傳感器的輸出端口和接收端口并行置入制動(dòng)盤內(nèi)，并暴露于摩擦面上；若干反射面置于剎車片摩擦塊的開孔內(nèi)，反射面圍繞剎車片軸心呈環(huán)帶狀分布，反射面可反射入射光束；傳感器主體上連接一數(shù)據(jù)分析器。所述的輸出端口和接收端口圍繞制動(dòng)盤軸心呈環(huán)帶狀分布。在制動(dòng)時(shí)，剎車片向制動(dòng)盤方向移動(dòng)，最終使摩擦塊與制動(dòng)盤接觸且發(fā)生摩擦，光纖位移傳感器的輸出端口將光束呈一定角度發(fā)射至反射面上，反射面將光束反射至接收端，根據(jù)接收端口接收到的反射光面積及強(qiáng)度，可分析計(jì)算出輸出端口與反射面的間距，根據(jù)安裝位置，可很輕易的獲得摩擦塊厚度，進(jìn)而將剎車片磨損程度以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來。本發(fā)明具有以下有益效果其通過光纖傳感技術(shù)監(jiān)測摩擦塊厚度，讓司機(jī)明確剎車片磨損情況，以便及時(shí)更換，避免由于制動(dòng)性能降低而引發(fā)安全事故；而無需定期的去4S店、汽修廠進(jìn)行檢查，節(jié)省了一定的時(shí)間和金錢；其采用的光纖傳感器最為測量元件，成本低，易于實(shí)施，容易普及，且測量精確，可真實(shí)反映剎車片磨損情況。


圖I為光纖 位移傳感器工作原理圖。圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為反光面在摩擦塊上分布示意圖。圖4為輸出端或輸入端在制動(dòng)盤上分布示意圖。圖5、6為摩擦塊厚度連續(xù)監(jiān)測示意圖。
具體實(shí)施例方式參看附圖I所示，光纖位移傳感器是一種精確測量位移的元件，具有成本低廉，耐高溫環(huán)境的特性，現(xiàn)有成熟的應(yīng)用技術(shù)，適合在制動(dòng)系統(tǒng)環(huán)境的環(huán)境中應(yīng)用。其工作原理為，通過輸出端口 2將光束呈一定角度投射至反光面3上，根據(jù)接收端口 I接收到的光線面積、強(qiáng)度及光束入射角度等參數(shù)可計(jì)算出反光面3與輸出端口 2或接收端口 I的相對(duì)位置，以此為參照，可計(jì)算出物件的相對(duì)位移。參看附圖2、3所示，目前的盤式制動(dòng)器包括制動(dòng)盤6、剎車片，剎車片包括鋼板8及與其固定的摩擦塊7，制動(dòng)時(shí)，摩擦塊7與制動(dòng)盤6發(fā)生摩擦，起到制動(dòng)的目的，因此，只要獲知摩擦塊7厚度變化，即可了解剎車片的磨損情況；結(jié)合光纖位移傳感器工作原理，將傳感器主體5連接的輸出端口 2和接收端口 I并行鑲嵌在制動(dòng)盤6內(nèi)，并暴露于制動(dòng)盤6的摩擦面上，在剎車片的摩擦塊7上設(shè)有若干開孔9，若干開孔9圍繞剎車片軸心在呈環(huán)帶狀分布，開孔9底部通過涂布反光材料形成反光面3，反射面3可將入射光束反射至接收端口I ;傳感器主體5上連接有一小型的數(shù)據(jù)分析器4 ;數(shù)據(jù)分析器4可根據(jù)傳感器主體5采集的數(shù)據(jù)，計(jì)算出與輸出端口 2和接收端口 I與反光面3的間距，進(jìn)而可獲知摩擦塊7厚度，最終體現(xiàn)出剎車片的磨損情況，即實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。參看附圖2、4所示，由于在剎車時(shí)，制動(dòng)盤6與摩擦塊7會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，若想實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，獲得穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，就必須有連續(xù)的數(shù)據(jù)接收，這就要求輸入端口 2、接收端口 I不能為寬度非常有限的單個(gè)單元，必須是連續(xù)或者多單元分布的環(huán)帶，故本發(fā)明所采用的方案是，多組輸出端口 2和接收端口 I圍繞制動(dòng)盤6軸心呈環(huán)帶10分布。參看附圖2、3所示，摩擦塊7的上的開孔3也圍繞剎車片呈環(huán)帶狀分布，這樣能夠獲得更充足的數(shù)據(jù)，并且還可以做到檢測摩擦塊7橫向厚度是否均勻；其中，開孔9的數(shù)量沒有特殊要求，開孔9越多取樣頻率越高，數(shù)據(jù)收集也就越細(xì)致，廠家可根據(jù)需要控制開孔9的數(shù)量。參看附圖2所示，之所以將反射面9設(shè)置在剎車片上，一方面是為穩(wěn)定的獲取數(shù)據(jù)，另一方面由于剎車片是易耗材料，需要經(jīng)常更換，而反光面9相對(duì)成本較低，對(duì)剎車片更換成本影響較小。
參看附圖2所示，由于剎車片磨損數(shù)據(jù)是在制動(dòng)過程中產(chǎn)生的，且是實(shí)時(shí)變化的，為方便隨時(shí)都可了解到剎車片磨損情況，數(shù)據(jù)分析器4連接有一鎖存器11，鎖存器11可記錄最后一次測得的剎車片磨損數(shù)據(jù)。參看附圖2所示，只有在摩擦塊7與制動(dòng)盤6接觸時(shí)，也就是制動(dòng)時(shí)，光纖位移傳感器才能正確測得摩擦塊7的磨損數(shù)據(jù)，為避免光纖位移傳感器空耗造成浪費(fèi)，傳感器主體5連接的開關(guān)12設(shè)置在制動(dòng)踏板上，可與制動(dòng)系統(tǒng)同步啟動(dòng)。參看附圖5、6所示，最后，以某一剎車片為例來說明本發(fā)明的原理。設(shè)剎車片設(shè)計(jì)時(shí)摩擦塊7的厚度為10mm，輸入端口 2、接收端口 I寬度均為4. 62mm,兩者間隔2. 31mm,輸入端口 2輸出的光束以30度入射打到反射面3上并經(jīng)反射，此時(shí)的接收端口 I正好處在接收不到反射光的臨界點(diǎn)上；而經(jīng)過一段時(shí)間的行駛，摩擦塊7磨損至厚度6_，此時(shí)接收端口I接收到的反射光面積達(dá)到100%，因此光纖位移傳感器可在6mm-10mm范圍內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測摩擦塊厚度，當(dāng)然，由圖示可看出，監(jiān)測范圍受摩擦塊7初始厚度、接收端口 I及輸出端口 2間距、光束入射角度等參數(shù)影響，在實(shí)際生產(chǎn)中，廠家可以根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)整監(jiān)測范圍?！?br> 權(quán)利要求
1.一種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)，其特征在于將光纖位移傳感器應(yīng)用于制動(dòng)器上，利用光纖位移傳感器來監(jiān)測剎車片上摩擦塊的厚度，由此將剎車片的磨損程度以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來。
2.如權(quán)利要求I所述的一種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)，其特征在于將光纖位移傳感器的輸出端口和接收端口并行置入制動(dòng)盤內(nèi)，并暴露于摩擦面上；若干反射面置于剎車片摩擦塊的開孔內(nèi)，反射面圍繞剎車片軸心呈環(huán)帶狀分布，反射面可反射入射光束；傳感器主體上連接一數(shù)據(jù)分析器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)，其特征在于所述的輸出端口和接收端口圍繞制動(dòng)盤軸心呈環(huán)帶狀分布。
4.如權(quán)利要求2所述的一種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)，其特征在于，開孔底部通過涂布反光材料形成反光面。
5.如權(quán)利要求2所述的一種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)，其特征在于，數(shù)據(jù)分析器連接有一鎖存器，鎖存器可記錄最后一次測得的剎車片磨損數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求2所述的一種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)，其特征在于，傳感器主體連接的開關(guān)設(shè)置在制動(dòng)踏板上，可與制動(dòng)系統(tǒng)同步啟動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用光纖傳感監(jiān)測剎車片磨損狀況的技術(shù)，其是將光纖位移傳感器應(yīng)用于制動(dòng)器上，利用光纖位移傳感器來監(jiān)測剎車片上摩擦塊的厚度，由此將剎車片的磨損程度以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來，讓司機(jī)明確剎車片磨損情況，以便及時(shí)更換，避免由于制動(dòng)性能降低而引發(fā)安全事故。
文檔編號(hào)B60T17/22GK102874247SQ20121040821
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者劉小翼 申請人:劉小翼