Системы и способы для определения характеристик торможения
Группа изобретений относится к области автомобильного транспорта. Тормозная система содержит тормозной элемент и суппортный узел, расположенный около тормозного элемента. Суппортный узел содержит первый тормозной блок, расположенный вдоль первой стороны тормозного элемента, второй тормозной блок, расположенный вдоль второй стороны тормозного элемента, исполнительный механизм, функционально соединенный с первым тормозным блоком, и электрическое измерительное устройство, электрически соединенное с первым и вторым тормозными блоками. Первый и второй тормозные блоки электрически изолированы друг от друга при их отцеплении от тормозного элемента. Электрическое измерительное устройство выполнено с возможностью выполнения электрического измерения между первым и вторым тормозными блоками при их зацеплении тормозного элемента и создании электрической цепи через проводящую область тормозного элемента. Достигается повышение эффективности работы системы. 7 н. и 15 з.п. ф-лы, 16 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в общем относится к тормозным системам и, в частности, к системам для определения характеристик торможения.
Уровень техники
Тормозные системы, например, дисковые тормозные системы на основе суппорта, широко используются в механических системах (например, таких транспортных средствах, как автомобили, двухколесные транспортные средства и поезда) для замедления или прекращения движения. Например, дисковый тормоз автомобиля может включать пару суппортов, каждый из которых имеет соответствующую тормозную колодку, прижимаемую к тормозному диску (также называемому тормозным ротором) в ответ на нажатие водителем педали тормоза автомобиля. Если говорить конкретнее, когда оператор нажимает педаль тормоза автомобиля, тормозные суппорты могут приводиться в действие гидравлически для прижатия к тормозному диску, в результате чего трение между тормозными колодками и тормозным диском замедляет или останавливает автомобиль. Затем, когда оператор освобождает педаль тормоза автомобиля, тормозные суппорты могут приводиться в действие для освобождения тормозного диска, позволяя автомобилю снова свободно двигаться.
Краткое описание чертежей
Эти и другие особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятными при прочтении приведенного далее подробного описания с использованием сопровождающих чертежей, на всех из которых аналогичными ссылочными обозначениями указаны аналогичные части и где:
на фиг.1 схематично показана тормозная система, соответствующая представленным вариантам;
на фиг.2А схематично показана тормозная система в незадействованном или открытом состоянии, согласно представленным вариантам;
на фиг.2В схематично показана тормозная система в задействованном или закрытом состоянии, согласно представленным вариантам;
на фиг.3 схематично показан вариант системы с вращающейся платформой, включающей тормозную систему, имеющую множество суппортных узлов, согласно представленным вариантам;
на фиг.4 - фиг.7 схематично показаны различные тормозные блоки рассматриваемой тормозной системы, согласно представленным вариантам; и
на фиг.8 - фиг.15 схематично показаны различные тормозные элементы рассматриваемой тормозной системы, согласно представленным вариантам.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Ниже будут описаны один или более конкретных вариантов. В целях обеспечения краткости при описании этих вариантов, в спецификации рассмотрены не все особенности воплощения на практике. Необходимо понимать, что при разработке любого такого реального воплощения, как и в случае любого другого инженерного или конструкторского проекта, должны быть приняты многочисленные решения, специфичные для воплощения, чтобы разработчики могли достичь конкретных целей, например, соответствия ограничениям, связанным с системой или областью предпринимательской деятельности, которые могут меняться в зависимости от конкретного воплощения. Более того, необходимо понимать, что процесс такой разработки может быть сложным и может занимать много времени, но, тем не менее, это будет обычный порядок действий специалистов в данной области техники, которые воспользуются преимуществами этого изобретения, при разработке, изготовлении и производстве.
При начале рассмотрения элементов, входящих в состав различных вариантов реализации настоящего изобретения, указание в единственном числе предполагает, что имеются один или более этих элементов. Предполагается, что термины «содержащий», «включающий» и «имеющий» являются инклюзивными, это означает, что могут иметься дополнительные элементы, отличающиеся от перечисленных. В дополнение к этому, необходимо понимать, что ссылки на «один вариант» или «вариант» реализации настоящего изобретения не предполагают их трактование как исключение существования дополнительных вариантов, которые также включают указанные средства. В том виде, как здесь используется, термин «вдоль» может означать ориентацию, например, ориентацию параллельно, относительно конкретного средства и подразумевает нахождение средств в непосредственном контакте друг с другом или их расположение поблизости (например, рядом или по соседству) одно от другого.
Как упомянуто выше, тормозные системы (например, тормоза на основе суппортов, барабанные тормоза и т.д.) широко используются для управления движением механических систем (например, транспортных средств, бурового и горнодобывающего оборудования, строительного оборудования, машин сборочной линии и т.д.). Для примера, когда тормозная система транспортного средства (например, машины, двухколесного транспортного средства, паркового аттракциона) применяется, может быть ограничено или предотвращено конкретное перемещение транспортного средства, что может изменить режим его перемещения и/или положение. Далее, когда тормоз транспортного средства освобождается, транспортное средство снова может выполнять конкретное перемещение, которое было ограничено или предотвращено примененным тормозом. Однако, если сейчас не рассматривать затрудненное движение транспортного средства, может быть трудно определить, в какой степени тормозной механизм в действительности задействовал тормозной элемент. В том виде, как здесь используется, «тормозной элемент» включает часть тормозной системы, которая задействуется (т.е., прижимается) одним или более тормозных блоков тормозной системы, иными словами, сцепляется с ними. Таким образом, в том виде, как здесь рассматривается, тормозной элемент может включать тормозной диск, тормозной ротор, тормозную дорожку, тормозной барабан или другую подходящую конструкцию. В том виде, как здесь используется, тормозной блок включает часть тормозной системы, которая задействует (т.е., приходит в контакт, прижимается к нему) тормозной элемент тормозной системы, иными словами, сцепляется с ним, в ответ на перемещение исполнительного механизма, такого как исполнительный механизм суппортного узла тормозной системы. Таким образом, тормозной блок может включать тормозную колодку, тормозной башмак или другую подходящую конструкцию, соответствующую вариантам реализации настоящего изобретения.
Соответственно, представленные варианты относятся к тормозной системе (например, тормозной системе на основе суппорта), которая делает возможным электрическое измерение одной или более эксплуатационных характеристик этой системы во время работы. Например, определенные варианты тормозной системы, которые здесь рассматриваются, могут предоставлять выходную информацию (например, сигнал измерения, сигнал управления, горение индикатора или другую подходящую выходную информацию), указывающую на то, задействована ли в настоящее время тормозная система. В определенных вариантах рассматриваемая тормозная система может также предоставлять выходную информацию, указывающую на величину силы, приложенной к тормозной среде (например, суппортным узлом). В дополнение к этому, в определенных вариантах рассматриваемая тормозная система может также предоставлять выходную информацию, указывающую на то, какая область тормозного элемента задействована (например, суппортным узлом). Как подробно рассмотрено ниже, такие варианты позволяют получить информацию о положении, например, на основе того, какая область тормозного элемента (например, тормозной дорожки) задействована конкретным суппортным узлом тормозной системы. Кроме того, в определенных вариантах, рассматриваемая тормозная система может включать множество суппортных узлов. Как изложено далее, такие варианты тормозной системы могут, отдельно или в комбинации с системой управления, предоставлять выходную информацию, указывающую на то, сцеплен ли каждый суппортный узел с тормозным элементом, указывающую величину силы, приложенной каждым суппортным узлом к тормозному элементу, и/или положение каждого суппортного узла на тормозном элементе при сцеплении с ним.
С учетом приведенного выше, на фиг.1 показан пример тормозной системы 10 на основе суппорта, соответствующей варианту реализации настоящего изобретения. Тормозная система 10, показанная на фиг.1, включает суппортный узел 12 и тормозной элемент 14. Суппортный узел 12 в показанной тормозной системе 10 включает суппортный модуль 16, первый тормозной блок 18, второй тормозной блок 19 и электрическое измерительное устройство 20. Тормозные блоки 18 и 19 на фиг.1 в целях рассмотрения показаны отделенными от суппортного модуля 16. Во время изготовления суппортного узла 12 тормозные блоки 18 и 19, соответственно, соединяют с пластинами 22 и 24 суппортного модуля 16 или устанавливают на них. Суппортный модуль 16 также включает исполнительный механизм 26, который выполнен с возможностью изменять относительные положения тормозных блоков 18 и 19 в ответ на управляющее воздействие. В случае варианта тормозной системы 10, показанного на фиг.1, исполнительный механизм 26 представляет собой поршень 26 с гидравлическим приведением в действие, который соединен с пластиной 24 суппортного модуля 16. Поршень 26 с гидравлическим приведением в действие представлен просто в качестве примера, и в других вариантах исполнительный механизм 26 может представлять собой электрический или механический исполнительный механизм 26, без отрицательного влияния на эффект от применения настоящего изобретения.
Как рассмотрено ниже со ссылкой на фиг.2А и 2В, исполнительный механизм 26 может, при оказании на него первого управляющего воздействия (например, при увеличении гидравлического давления или подаче электрического сигнала), перемещать пластину 24 в направлении пластины 22, как указано стрелкой 28. Это перемещение приводит к перемещению тормозного блока 19, который соединен с пластиной 24, в направлении тормозного блока 18, который соединен с пластиной 22. Если между тормозными блоками 18 и 19 расположен тормозной элемент 14, движение тормозного блока 19 в направлении тормозного блока 18 вызывает сцепление (например, прижимание или захват) суппортного узла 12 с тормозным элементом 14 таким образом, что ограничивается или полностью не допускается относительное перемещение суппортного узла 12 и тормозного элемента 14. Другими словами, фрикционное взаимодействие между внутренними поверхностями 30 тормозных блоков 18 и 19 и поверхностями тормозного элемента 14 препятствует перемещению тормозного элемента 14 относительно суппортного узла 12 или предотвращает такое перемещение. В ответ на второе управляющее воздействие (например, уменьшение гидравлического давления или подача другого электрического сигнала), исполнительный механизм 26 может перемещать пластину 24 (и соединенный с ней тормозной блок 19) на удаление от пластины 22 (и соединенного с ней тормозного блока 18), вызывая выход тормозных блоков 18 и 19 из сцепления с тормозным элементом 14 (например, отпуск или освобождение), в результате чего тормозной элемент 14 может снова свободно перемещаться относительно суппортного узла 12. В других вариантах для обеспечения аналогичных взаимодействий компонентов могут применяться другие механизмы.
Соответственно, в определенных вариантах, области тормозного элемента 14 и/или области внутренних поверхностей 30 тормозных блоков 18 и 19 могут быть покрыты некоторым материалом для усиления упомянутых выше фрикционных взаимодействий, увеличения прочности и долговечности и/или повышения КПД тормозной системы 10. Например, в определенных вариантах, области 32 торможения в тормозном элементе 14 могут быть покрыты тормозной средой (например, покрытием с высоким коэффициентом трения и/или большой площадью поверхности), которая может включать керамику, прочные пластики (например, KEVLAR®) или другие добавки, нанесенные с обеспечением адгезии на одну или более поверхностей тормозного элемента 14. В других вариантах по меньшей мере часть внутренних поверхностей 30 тормозных блоков 18 и/или 19 может, в дополнение или в качестве альтернативы, быть покрыта тормозной средой для улучшения характеристик торможения системы 10.
В дополнение к этому, по меньшей, часть каждого тормозного блока 18 и 19 может быть электрически соединена с электрическим измерительным устройством 20 (например, во время изготовления суппортного узла 12). Например, для показанных тормозных блоков 18 и 19, внутренние поверхности 30 могут индивидуально (например, по отдельности) находиться в электрической связи с электрическим измерительным устройством 20. В определенных вариантах, электрическое измерительное устройство 20 может быть механически соединено с частью суппортного модуля 16 или другой подходящей частью суппортного узла 12. Кроме того, в некоторых вариантах электрическое измерительное устройство 20 может представлять собой единое целое с одним или обоими тормозными блоками 18 и/или 19. Электрическое измерительное устройство 20 может включать любую измерительную схему, выполненную с возможностью выполнения электрических измерений, таких как измерения напряжения, тока, сопротивления и/или частоты. В дополнение к этому, в определенных вариантах, электрическое измерительное устройство 20 может включать обрабатывающую схему, схему памяти, схему связи или любую другую подходящую схему для выполнения рассмотренных ниже электрических измерений. В определенных вариантах электрическое измерительное устройство 20 может включать компонент генерации напряжения/тока, который выполнен с возможностью обеспечивать смещение между тормозными блоками 18 и 19 при измерении тока, протекающего между ними. Соответственно, электрическое измерительное устройство 20 может питаться от батареи или может быть соединено с электрической системой (например, розеткой питания или электрической системой транспортного средства) для его работы. Также, в определенных вариантах, электрическое измерительное устройство 20 может включать схему генерации частоты, выполненную с возможностью генерировать электрический ток конкретной частоты (например, 20 Герц (Гц), 40 Гц, 60 Гц и т.д.). В случае таких вариантов, электрическое измерительное устройство 20 может также включать один или более частотных фильтров, которые могут позволить электрическому измерительному устройству 20 измерять только электрический ток одной конкретной частоты или конкретного диапазона частот (например, окно 5 Гц и 10 Гц). Как рассмотрено ниже, эта возможность генерации/фильтрации частоты может быть особенно полезной при решении проблемы перекрестных помех в тормозных системах, имеющих более одного суппортного узла 12. В определенных вариантах, с тормозными блоками 18 и 19 (например, отрицательное смещение для тормозного блока 18 и положительное смещение для тормозного блока 19) может быть электрически соединен отдельный источник питания (например, батарея), и электрическое измерительное устройство 20 может обнаруживать (например, измерять) ток, протекающий между тормозными блоками 18 и 19, когда эти блоки зацеплены тормозным элементом 14. В следующих вариантах источник питания (например, батарея) может быть расположен внутри рассмотренного ниже тормозного элемента 14 или соединен с ним, в результате чего электрическое измерительное устройство 20 может обнаруживать (например, измерять) ток, протекающий между тормозным элементом 14 и каким-либо из тормозных блоков 18 и 19, когда эти блоки зацеплены тормозным элементом 14.
Тормозной элемент 14, показанный на фиг.1, также включает проводящую область 34, отличающуюся от рассмотренных выше областей 32 торможения. То есть, в случае показанного варианта тормозной системы 10, области 32 торможения в тормозном элементе 14 могут в общем случае быть непроводящими, либо из-за изолирующей природы покрытия из тормозной среды, либо из-за материалов, из которых эти части 32 тормозного элемента 14 изготовлены (например, керамика или полимер), или сочетания этого. В отличие от этого, проводящая область 34 тормозного элемента 14 может быть изготовлена из такого проводящего материала, как металл (например, сталь, медь, никель и т.д.), который открыт (например, не покрыт электроизолирующим материалом) и, таким образом, доступен для создания контакта. В других вариантах тормозной элемент 14 может быть полностью изготовлен из проводящего материала (например, стали) и может включать изолирующие средства, которые более подробно рассмотрены ниже, чтобы разделить проводящий тормозной элемент 14 на проводящие области или участки.
В случае варианта, показанного на фиг.1, можно видеть, что проводящая область 34 проходит по толщине 36 тормозного элемента 14 таким образом, что, как передняя поверхность 38, так и задняя поверхность (не показана) тормозного элемента имеют открытую проводящую область 34, доступную для создания контакта. Другими словами, проводящая область 34 обеспечивает проводящий путь по толщине 36 тормозного элемента 14. В некоторых вариантах проводящая область 34 включает слой проводящего материала, который электрически соединен с одним или более перемычек (например, каналов, заполненных проводящим материалом), которые проходят через тело тормозного элемента 14 для обеспечения электрического соединения со слоем проводящего материала на задней поверхности, который образует другую проводящую область 34. Кроме того, в определенных вариантах, как можно понять, передняя поверхность 38 и задняя поверхность (не показана) тормозного элемента 14 могут быть, по существу, плоскими (например, тормозной элемент 14 имеет неизменную толщину в областях 32 и проводящей области 34). То есть, после покрытия тормозной средой область 32 торможения в тормозном элементе 14, толщина 36 область 32 торможения и проводящей области 34 может быть, по существу, одинаковой.
На фиг.2А и 2В приведены схематичные поперечные сечения варианта тормозной системы 10, показанного на фиг.1. В частности, на фиг.2А тормозная система 10 показана в незадействованном (например, открытом) состоянии, в то время как на фиг.2В тормозная система 10 показана в задействованном (например, закрытом) состоянии. Как рассмотрено выше, тормозная система 10 включает суппортный узел 12 и тормозной элемент 14, который расположен в отверстии или проходе внутри этого узла 12. Суппортный узел 12, показанный на фиг.2А и 2В, включает суппортный модуль 16, исполнительный механизм 26 (например, поршень 26 с гидравлическим приведением в действие) и тормозные блоки 18 и 19. Можно видеть, что тормозной элемент 14 ориентирован таким образом, что проводящие области 34 на передней поверхности 38 и задней поверхности 39 тормозного элемента 14 (который показан на фиг.1) на фиг.2А и 2В теперь обращены к тормозным блокам 18 и 19, соответственно. Необходимо отметить, что перемычка 40 показана как связывающая между собой (например, электрически соединяющая) проводящие области 34.
В дополнение к этому, вариант тормозной системы 10, показанный на фиг.2А и 2В, включает установочные устройства 50 и 51, посредством которых осуществляется механическая установка тормозных блоков 18 и 19, соответственно, на суппортном модуле 16. То есть, установочное устройство 50 может играть роль пластины 22, а установочное устройство 51 может играть роль пластины 24, обе из которых рассмотрены выше для фиг.1, при этом также обеспечивая дополнительные функциональные возможности. Другие варианты тормозной системы 10 могут включать только одно установочное устройство (например, использование единственного установочного устройства 50 в сочетании с пластиной 24, которая рассмотрена для фиг.1). Как показано на фиг.2А и 2В, в определенных вариантах установочные устройства 50 и 51 могут быть индивидуально электрически соединены с электрическим измерительным устройством 20. Помимо этого, в определенных вариантах, установочные устройства 50 и 51 находятся в постоянной электрической связи или электрическом контакте с соответствующими механически соединенными с ними тормозными блоками 18 и 19. Однако в других вариантах установочные устройства 50 и 51 могут представлять собой чувствительные к давлению «переключатели», которые обеспечивают соответствующие проводящие пути между электрическим измерительным устройством 20 и тормозными блоками 18 и 19, только когда эти устройства 50 и 51 сжаты (например, когда тормозная система 10 задействована, как показано на фиг.2В). Например, в определенных вариантах установочные устройства 50 и 51 могут включать проводящий пружинный элемент (например, пружину Бельвиля или деформируемую шайбу), который создает проводящий путь через установочные устройства 50 и 51, только когда он сжат (например, когда сила, приложенная исполнительным механизмом 26, превышает силу пружины пружинного элемента). Следует понимать, что, в том виде, как здесь используется, проводящий пружинный элемент может быть полностью проводящим или может включать как проводящие, так и непроводящие компоненты, до тех пор, пока создается проводящий путь через этот элемент, когда он сжат с превышением конкретной пороговой величины (например, сжат с силой, величина которой превышает пороговую).
В качестве следующего примера, в определенных вариантах установочные устройства 50 и 51 могут включать электрический материал с динамическими характеристиками, чья проводимость (например, удельное электрическое сопротивление) может быть функцией силы, приложенной при действии исполнительного механизма 26 (например, как реакция на силу 52, приложенную к гидравлическому поршню 26 гидравлической текучей средой 54). Примеры таких электрических материалов с динамическими характеристиками включают пьезоэлектрические материалы (например, пьезорезистивные материалы, такие как силикон или полисиликон), которые могут обеспечить отличающееся сопротивление (например, меньшее сопротивление, большее сопротивление) при их сжатии в результате перемещения 55 исполнительного механизма 26. Помимо этого, в определенных вариантах установочные устройства 50 и 51 могут также обеспечивать электрическое изолирование тормозных блоков 18 и 19 от оставшейся части суппортного модуля 16. То есть, в определенных вариантах, вне зависимости от того, задействован ли суппортный узел 12 (как показано на фиг.2В) или не задействован (как показано на фиг.2А), установочные устройства 50 и 51 могут не позволить электрическому току протекать между электрическим измерительным устройством 20 и любой частью суппортного модуля 16, отличающейся от тормозных блоков 18 и 19.
С учетом приведенного выше, на фиг.2А показано, что для тормозной системы 10 в незадействованном состоянии, замкнутая электрическая цепь через тормозной элемент 14 (т.е., через проводящую область 34 тормозного элемента 14, показанную на фиг.1) не возникает. То есть, хотя в тормозных блоках 18 и 19 может быть индивидуально создано смещение электрически соединенным электрическим измерительным устройством 20, эти блоки 18 и 19 не находятся в физическом и электрическом контакте с тормозным элементом 14. Соответственно, электрическое измерительное устройство 20 способно обнаружить или определить, что суппортный узел 12 в настоящее время не сцеплен с тормозным элементом 14. А именно, так как нет электрического соединения между тормозными блоками 18 и 19, электрическое измерительное устройство может, по существу, подтвердить это незадействованное состояние. Как изложено ниже, в определенных вариантах, электрическое измерительное устройство 20 может предоставить выходную информацию (например, предупреждающий световой сигнал, звуковой сигнал тревоги, сигнал в контроллер или систему управления) в ответ на обнаружение или определение того, что суппортный узел 12 не сцеплен с тормозным элементом 14.
В отличие от этого, на фиг.2В показано, что в случае тормозной системы 10 в задействованном состоянии, через тормозной элемент 14 (то есть, через проводящую область 34 тормозного элемента 14, показанного на фиг.1) создается замкнутая электрическая цепь (показанная пунктирной линией 56). То есть, в тормозных блоках 18 и 19 индивидуально создано смещение электрически соединенным с ними электрическим измерительным устройством 20, и эти блоки 18 и 19 находятся в физическом и электрическом контакте с тормозным элементом 14. Соответственно, электрическое измерительное устройство 20 способно обнаружить или определить, что суппортный узел 12 в настоящее время сцеплен с тормозным элементом 14. Как изложено ниже, в определенных вариантах, электрическое измерительное устройство 20 может предоставить выходную информацию (например, предупреждающий световой сигнал, звуковой сигнал тревоги, сигнал в контроллер или систему управления) в ответ на обнаружение или определение того, что суппортный узел 12 сцеплен с тормозным элементом 14. Следует понимать, что в случае вариантов, в которых установочные устройства 50 и 51 выполнены с возможностью обеспечивать проводящие пути между тормозными блоками 18 и 19 и электрическим измерительным устройством 20 только при сжатии достаточно большой силой, замкнутая электрическая цепь, представленная пунктирной линией 56, может возникать только, когда сила 52, приложенная исполнительным механизмом 26, является достаточно большой, чтобы сжать проводящий пружинный элемент. Таким образом, электрическое измерительное устройство 20 также может предоставлять выходную информацию, указывающую величину этой силы 52. Помимо этого, в случае вариантов, в которых установочные устройства 50 и 51 включают электрический материал с динамическими характеристиками, проводимость замкнутой цепи, представленной пунктирной линией 56, может быть функцией силы, приложенной исполнительным механизмом 26. Например, электрическая цепь, представленная пунктирной линией 56, может иметь большее сопротивление, когда давление, приложенное исполнительным механизмом 26, ниже, и может иметь меньшее сопротивление, когда давление, приложенное исполнительным механизмом 26, выше. Как изложено ниже, в определенных вариантах электрическое измерительное устройство 20 может затем предоставлять выходную информацию (например, сигнал в контроллер или систему управления), исходя из измеренной проводимости замкнутой цепи 56, как указание того, насколько большая сила прикладывается исполнительным механизмом 26. Вне зависимости от природы установочных устройств 50 и 51, замкнутая электрическая цепь может быть разорвана, как только один или оба тормозных блока 18 и 19 теряют физический и электрический контакт с тормозным элементом 14.
На фиг.3 схематично показан вариант системы 60 с вращающейся платформой, включающей вариант тормозной системы 62, которая имеет более одного суппортного узла 12. Система 60 с вращающейся платформой включает платформу 64, которая выполнена с возможностью вращения (66) вокруг центрального опорного механизма 68. В дополнение к этому, система 60 с вращающейся платформой включает по меньшей мере один приводной двигатель 70, который выполнен с возможностью вращать (66) платформу 64 вокруг центрального опорного механизма 68 на основе сигналов управления, предоставленных контроллером 72. Контроллер 72 представляет собой электронное устройство, которое включает обрабатывающую схему 74, схему 76 памяти и схему 78 связи, причем обрабатывающая схема 74 выполнена с возможностью исполнять одну или более инструкций, хранящихся в схеме 76 памяти, для управления работой системы 60 с вращающейся платформой, включая тормозную систему 62. В других вариантах контроллер 72 может являться компонентом тормозной системы 62. В определенных вариантах тормозной элемент 80 может вращаться (66) (вместе с вращением (66) платформы 64) относительно суппортных узлов 12; в то время как в других вариантах узлы 12А - D суппортов (например, 12А, 12В, 12С, 12D) могут вращаться (66) (вместе с вращением (66) платформы 64) относительно тормозного элемента 80.
Вариант тормозной системы 60, показанный на фиг.3, включает четыре суппортного узла 12А-D, расположенных по окружности круглого тормозного элемента 80. Каждый суппортный узел 12А-D электрически соединен с соответствующим электрическим измерительным устройством 20А-D (например, 20А, 20В, 20С, 20D), как изложено выше со ссылкой на фиг.1, 2А и 2В. Как показано на фиг.3, кроме приводного двигателя 70, контроллер 72 с возможностью обмена информацией может быть соединен (например, через интерфейс проводной или беспроводной связи) с каждым из суппортных узлов 12А-D, а также с каждым из измерительных устройств 20А-D. Например, суппортные узлы 12А-D, показанные на фиг.3, могут индивидуально электрически приводиться в действие (например, с использованием электрических исполнительных механизмов 26) на основе сигналов управления, принятых от контроллера 72. Кроме того, контроллер 72 может принимать сигналы связи индивидуально от электрических измерительных устройств 20А-D, эти сигналы могут использоваться контроллером 72, чтобы определить, сцеплен или нет каждый суппортный узел 12А-D с тормозным элементом 80, чтобы определить величину силы, приложенной каждым суппортным узлом 12А-D к тормозному элементу 80, и/или положение каждого суппортного узла 12А-D относительно тормозного элемента 80.
Как и тормозной элемент 14, изображенный на фиг.1, круглый тормозной элемент 80, показанный на фиг.3, включает области 32 торможения в дополнение к проводящей области 34, которая проходит по толщине этого элемента 80. Соответственно, как изложено выше, когда конкретный суппортный узел (например, суппортный узел 12А сцепляется с тормозным элементом 80 в достаточной степени, может возникнуть проводящий путь через проводящую область 34 тормозного элемента 80, и соответствующее электрическое измерительное устройство 20А может обнаружить или определить, что конкретный суппортный узел 12А сцеплен. В дополнение к этому, тормозной элемент 80 включает ряд изолирующих средств 82А-D (например, 82А, 82В, 82С, 82D), которые, соответственно, изолируют или разделяют проводящую область 34 тормозного элемента 80 с получением проводящих участков 84А-D (например, 84А, 84В, 84С, 84D). Изолирующие средства 82А-D, показанные на фиг.3, являются круглыми изолирующими средствами 82, которые могут представлять собой область тормозного элемента 80, которая удалена (например, высверлена или вырезана), чтобы электрически изолировать проводящие участки 84А-D друг от друга. В других вариантах изолирующие средства 82 могут быть прямоугольными, квадратными, шестиугольными или любой другой подходящей формы. В следующих вариантах изолирующие средства 82 могут быть заполнены непроводящим материалом (например, изоляционным полимером или тормозной средой), позволяющим электрически изолировать проводящие участки 84А-D тормозного элемента 80 друг от друга. Очевидно, что изолирующие средства 82 могут, помимо прочего, быть выполнены с учетом аспектов проводимости тормозных блоков (например, тормозных блоков 18 и 19, а также других вариантов тормозных блоков, которые рассмотрены ниже), чтобы предотвратить возможное электрическое соединение (например, короткое замыкание) соответствующих проводящих участков 84 через сцепленный тормозной блок.
В случае показанного варианта тормозной системы 62, изолирующие средства 82А-D могут быть использованы для решения проблем, связанных с перекрестными помехами, которые могут возникнуть в тормозной системе, имеющей множество суппортных узлов 12А-D. То есть, Следует понимать, что в случае показанной тормозной системы 62 при отсутствии изолирующих средств 82А-D может возникнуть ситуация наличия перекрестных помех, при которой вдоль проводящей области 34 тормозного элемента 80 между двумя различными суппортными узлами (например, между суппортным узлом 12А и суппортным узлом 12В может возникнуть замкнутая цепь. Такая ситуация наличия перекрестных помех может привести к тому, что одно или более электрических измерительных устройств 20А-D будут некорректно обнаруживать или определять сцепление соответствующего каждому из них суппортного узла 12А-D с тормозным элементом 80. Соответственно, изолирующие средства 82А-D гарантируют, что каждый суппортный узел 12А-D расположен вдоль определенного соответствующего электрически изолированного проводящего участка 84А-D на длине тормозного элемента 80, что исключает возможную ситуацию наличия перекрестных помех. В других вариантах каждое электрическое измерительное устройство 20А-D может использовать свою частоту электрического тока (например, электрическое измерительное устройство 20А использует 20 Гц, электрическое измерительное устройство 20В использует 40 Гц, электрическое измерительное устройство 2°C использует 60 Гц и т.д.), протекающего через проводящую область 34 тормозного элемента 80, которая не разделена на участки. В случае таких вариантов, каждое электрическое измерительное устройство 20А-D может использовать частотный фильтр, чтобы гарантировать, что измеренная величина тока соответствует корректным частоте или диапазону частот тока. То есть, в определенных вариантах, частотный фильтр электрического измерительного устройства 20А может гарантировать, что электрическая частота (или диапазон электрических частот), приложенная к суппортному узлу 12А, совпадает с электрической частотой или диапазоном частот, измеренными электрическим измерительным устройством 20А, чтобы избежать перекрестных помех с другими узлами 12В, 12С и 12D суппортов. В том виде, как здесь используется, термин «совпадающая частота» может быть использован для указания того, что приложенная электрическая частота является точно такой же или, по существу, такой же (например, в пределах допуска приблизительно 2 Гц, 5Гц или 10 Гц), что и измеренная электрическая частота. Соответственно, несовпадающие электрические частоты могут быть отфильтрованы и/или отброшены во избежание перекрестных помех между суппортными узлами 12А-D.
На фиг.4 - фиг.7 показаны различные варианты тормозных блоков, которые, в сочетании с рассмотренными ниже различными тормозными элементами, могут обеспечить дополнительные возможности (например, информация о положении, избыточность, определение КПД и определение необходимости обслуживания) для рассматриваемых тормозных систем 10 и 60. В случае тормозных блоков 18 и 19, рассмотренных выше со ссылкой на фиг.1, внутренние поверхности 30 полностью могут быть электрически соединены с электрическим измерительным устройством 20. Однако, в случае вариантов тормозных блоков, показанных на фиг.4 - фиг.7, с электрическим измерительным устройством 20 могут быть соединены только конкретные области тормозного блока. То есть, в определенных вариантах реализации настоящего изобретения, варианты тормозных блоков, показанные на фиг.4 - фиг.7, могут включать проводящие области (например, металлические проводящие области), а также непроводящие области. В определенных вариантах непроводящие области могут быть изготовлены из непроводящего материала (например, непроводящих керамики, полимера или композитного материала), которые могут или нет быть покрыты непроводящим покрытием (например, непроводящей тормозной средой). Кроме того, проводящие области и непроводящие области, по существу, могут быть выполнены на одном уровне, что обеспечивает относительно однородную или плоскую поверхность для торможения. Следует понимать, что, так как тормозные блоки используются как парные элементы, тормозной блок, составляющий пару для тормозного блока, показанного на фиг.4 - фиг.7, может иметь показанные средства, расположение которых является зеркальным изображением или отражением этих средств в показанном блоке.
С учетом приведенного выше, на фиг.4 показан вариант 100 тормозного блока, имеющего внутреннюю поверхность 30, которая включает четыре круглых проводящих области 102, при этом оставшаяся часть внутренней поверхности 30 является, по существу, непроводящей. Соответственно, тормозной блок 100, показанный на фиг.4, может пропускать ток через проводящие области 102, только когда эти области находятся в контакте с проводящей областью 34 тормозного элемента 14 или 80. Аналогичным образом, на фиг.5 показан другой вариант 104 тормозного блока, который включает две прямоугольных проводящих области 106, при этом оставшаяся часть внутренней поверхности 30 является, по существу, непроводящей. Соответственно, тормозной блок 104, показанный на фиг.5, может пропускать ток через проводящие области 106, только когда эти области находятся в контакте с проводящей областью 34 тормозного элемента 14 или 80. Форма и размещение этих проводящих областей (например, проводящих областей 102 и 106) могут быть согласованы с формой и размещением изолирующих средств (например, изолирующих средств 82, которые рассмотрены выше, а также других изолирующих средств, которые рассмотрены ниже), чтобы гарантировать изолирование различных проводящих участков тормозного элемента (например, тормозного элемента 80, показанного на фиг.3).
Следует понимать, что варианты 100 и 104 тормозного блока, а также другие варианты, которые рассмотрены ниже, могут сделать возможным создание такой тормозной системы, в которой замкнутая электрическая цепь может возникать с участием двух или более проводящих областей (например, проводящих областей 102 или 106) одного и того же тормозного блока, когда его проводящие области находятся в электрическом контакте с проводящей областью тормозного элемента. При этом возникает замкнутая электрическая цепь, которая позволяет электрическому измерительному устройству 20 обнаруживать или определять, что суппортный узел 12 сцеплен с тормозным элементом 14. В случае таких вариантов, преимущества могут заключаться в исключительном использовании только одного тормозного блока с проводящими областями (например, другой тормозной блок в тормозной системе может представлять собой стандартный тормозной блок или непроводящую тормозную колодку), и в том, что нет необходимости в прохождении проводящей области тормозного элемента (например, проводящей области 34 тормозного элемента 14) по всей толщине этого элемента, так как электрический контакт создается исключительно только с одной стороной тормозного элемента 14. Специалисту в данной области техники будет понятно, что в случае различных вариантов барабанных тормозов, соответствующих представленному подходу, может быть изготовлен тормозной башмак, имеющий две или более проводящих областей, аналогичных проводящим областям 102 или 106 тормозных блоков 100 и 104. В случае таких вариантов, замкнутая электрическая цепь может возникать между первой проводящей областью тормозного башмака, проводящим тормозным барабаном (например, проводящим тормозным элементом) и второй проводящей областью тормозного башмака в любое время, когда тормозной башмак находится в контакте с проводящим тормозным барабаном.
На фиг.6 и 7 также показаны варианты тормозных блоков, которые имеют конкретные проводящие области. Например, как подробно рассмотрено ниже со ссылкой на фиг.10 - фиг.15, в определенных вариантах тормозной элемент может включать две или более проводящих областей или полос. Таким образом, тормозные блоки в вариантах, показанных на фиг.6 и 7, выполнены с возможностью индивидуального контакта по меньшей мере с двумя различными проводящими областями тормозного элемента. Как более подробно рассмотрено ниже, это может позволить рассматриваемым тормозным системам 10 и 62 определять положение суппортного узла относительно тормозного элемента.
В частности, на фиг.6 показан вариант 108 тормозного блока, имеющий первую прямоугольную проводящую область 110 и вторую прямоугольную проводящую область 112, при этом оставшаяся часть внутренней поверхности 30 является, по существу, непроводящей. В определенных вариантах проводящая область 110 и проводящая область 112 могут быть индивидуально соединены с электрическим измерительным устройством 20, в результате чего проводящая область 110 и проводящая область 112 могут использоваться электрическим измерительным устройством 20 для выполнения двух отдельных операций обнаружения или измерения. Например, электрическое измерительное устройство 20 может подавать первый электрический сигнал (например, первое напряжение и/или первую частоту) в проводящую область 110 и может подавать второй электрический сигнал (например, второе напряжение и/или вторую частоту) в проводящую область 112. Как подробно рассмотрено ниже со ссылкой на фиг.10 - фиг.15, в случае вариантов тормозного элемента, которые включают множество проводящих областей, проводящая область 110 может быть частью первой электрической цепи, проходящей через тормозной элемент, в то время как проводящая область 112 может быть частью второй, отличающейся электрической цепи, проходящей через этот элемент. Как подробно рассмотрено ниже, электрическое измерительное устройство 20 или контроллер 72 могут определять положение суппортного узла 12 относительно тормозного элемента 14 или 80 на основе электрических сигналов (например, отсутствия или наличия тока, либо величины тока), проходящих через проводящие области 110 и 112, соответственно.
Аналогичным образом, на фиг.7 показан вариант 114 тормозного блока, имеющий прямоугольную проводящую область 116, первую квадратную проводящую область 118 и вторую квадратную проводящую область 120, при этом оставшаяся часть внутренней поверхности 30 может быть, по существу, непроводящей. В определенных вариантах проводящие области 116, 118 и 120 могут быть по отдельности соединены с электрическим измерительным устройством 20, в результате чего эти области могут использоваться электрическим измерительным устройством 20 для выполнения отдельных операций обнаружения или измерения. Например, электрическое измерительное устройство 20 может подавать первый электрический сигнал (например, первое напряжение и/или первую частоту) в проводящую область 116, может подавать второй электрический сигнал (например, второе напряжение и/или вторую частоту) в проводящую область 118 и может подавать третий электрический сигнал (например, третье напряжение и/или третью частоту) в проводящую область 120. Как рассмотрено ниже со ссылкой на фиг.10 - фиг.15, в случае вариантов тормозного элемента, которые включают множество проводящих областей, каждая проводящая область 116, 118 и 120 может быть частью соответствующей электрической цепи, проходящей через тормозной элемент, что может быть использовано для определения положения суппортного узла 12 относительно тормозного элемента 14 или 80 на основе электрических сигналов (например, отсутствия или наличия тока, либо величины тока), проходящих через проводящие области 116, 118 и 120, соответственно.
На фиг.8 - фиг.15 показаны различные варианты тормозного элемента, которые могут использоваться в определенных вариантах тормозной системы 10 или 62. При том, что тормозные элементы, показанные на фиг.8 - фиг.15, изображены как являющиеся прямолинейными, в определенных вариантах тормозные элементы могут быть криволинейными (например, как тормозной элемент 80 на фиг.3). Также следует понимать, что определенные варианты тормозного элемента, приведенные на фиг.8 - фиг.15, могут использоваться в сочетании с каким-либо вариантом тормозного блока (например, тормозными блоками 18, 100, 104, 108 и/или 114), которые рассмотрены выше.
С учетом приведенного выше, на фиг.8 показан вариант 130 тормозного элемента. Как и тормозные элементы 14 и 80, которые рассмотрены выше, тормозной элемент 130 включает проводящую область 34, а также непроводящие области 32, или области 32 торможения. Однако в случае тормозного элемента 130, показанного на фиг.8, проводящая область 34 разбита на проводящие участки 132А, 132В и 132С изолирующими средствами 82А, 82В и 82С, соответственно. Помимо этого, каждый из проводящих участков 132А, 132В и 132С показанного тормозного элемента 130 изготовлен из своего проводящего материала, имеющего отличающиеся проводимость или удельное сопротивление. Например, проводящий участок 132А может быть изготовлен из первого проводящего материала (например, стали), имеющего первые проводимость или сопротивление, проводящий участок 132В может быть изготовлен из второго проводящего материала (например, меди), имеющего вторые проводимость или сопротивление, и так далее. Таким образом, в случае тормозной системы, имеющей множество суппортных узлов (например, тормозной системы 62, показанной на фиг.3), в дополнение к электрическому изолированию проводящих участков 132А-С (например, для предотвращения перекрестных помех), тормозной элемент 130 может сделать возможным для электрического измерительного устройства 20 и/или контроллера 72 определение того, с каким проводящим участком в данный момент сцеплен конкретный суппортный узел, на основе измерения тока, проходящего через проводящий участок, который определяется известными проводимостью или сопротивлением проводящих материалов. Например, если электрическое измерительное устройство 20 и/или контроллер 72 определяют, что величина тока, проходящего через сцепленный суппортный узел 12, соответствует проводимости или сопротивлению конкретного материала (например, стали), то электрическое измерительное устройство 20 и/или контроллер 72 могут определить, что суппортный узел 12 сцеплен с проводящим участком 132А (например, тем, который изготовлен из стали).
Вариант 140 тормозного элемента, показанный на фиг.9, похож на вариант 130 тормозного элемента, который показан на фиг.8; однако тормозной элемент 140, показанный на фиг.9, не включает изолирующие средства 82А-С. Таким образом, в случае вариантов тормозной системы, имеющих более одного суппортного узла 12, вариант 140 тормозного элемента, показанный на фиг.9, может использоваться в сочетании с решениями, устраняющими перекрестные помехи, которые не предусматривают наличия изолирующих средств 82А-С (например, изолирование на основе частоты, как рассмотрено выше). В случае тормозных систем, предусматривающих использование одного суппортного узла 12, проводимость или сопротивление, измеренные электрическим измерительным устройством 20 для сцепленного суппорта, можно использовать для определения того, с каким из проводящих участков 132А, 132В и 132С сцеплен в данный момент суппортный узел 12.
На фиг.10 и 11, соответственно, показаны варианты 142 и 144 тормозного элемента. Варианты 142 и 144 тормозного элемента, показанные на фиг.10 и 11, включают две отдельных и различающихся проводящих области 146 и 148. В определенных вариантах проводящие области 146 и 148 могут быть изготовлены из одного и того же проводящего материала; в то время как в других вариантах проводящие области 146 и 148 могут быть изготовлены из разных проводящих материалов, имеющих разные проводимость или удельное сопротивление. Проводящие области 146 и 148 в варианте 142 тормозного элемента, который показан на фиг.10, не изолированы или разделены на участки, и, таким образом, могут быть полезны в тормозных системах, имеющих множество суппортных узлов 12 и основанных на использовании решений на основе частоты, чтобы избежать перекрестных помех. Кроме того, в случае тормозных систем, имеющих один суппортный узел 12, обособленные проводящие области 146 и 148 в варианте 142 тормозного элемента могут использоваться для обеспечения избыточности электрического измерения. Например, электрическое измерительное устройство 20 может обнаруживать или определять, что суппортный узел 12 контактирует с тормозной средой 142, если любая из проводящих областей 146 и 148 обеспечивает замкнутую электрическую цепь. В других вариантах электрическое измерительное устройство 20 может обнаруживать или определять, что суппортный узел 12 контактирует с тормозным элементом 142, только если обе проводящие области 146 и 148 дают замкнутые электрические цепи. Вариант 144 тормозного элемента, показанный на фиг.11, включает изолирующие средства 150А, 150В и 150С, которые делят и изолируют проводящую область 148 с получением проводящих участков 152А, 152В и 152С. В случае вариантов тормозной системы, которые имеют множество суппортных узлов, изолирующие средства 150А-С могут предотвратить перекрестные помехи между разными суппортными узлами 12.
На фиг.12 и 13, соответственно показаны варианты 156 и 158 тормозного элемента, которые представляют собой тормозные элементы, имеющие комбинацию особенностей других вариантов тормозного элемента, которые рассмотрены выше. Например, вариант 156 тормозного элемента, показанный на фиг.12, похож на вариант 142 тормозного элемента, показанный на фиг.10; однако, в случае варианта 156 тормозного элемента, проводящая область 148 включает первую область 160А, изготовленную из первого проводящего материала (например, стали), вторую область 160В, изготовленную из второго проводящего материала (например, меди), и третью область 160С, изготовленную из третьего проводящего материала (например, никеля). Вариант 158 тормозного элемента, показанный на фиг.13, похож на вариант 156 тормозного элемента, показанный на фиг.12; однако вариант 158 тормозного элемента включает изолирующие средства 150, которые разделяют и изолируют разные области 160А-С проводящей области 148. Как и в случае вариантов тормозного элемента, которые рассмотрены выше, варианты 156 и 158 тормозного элемента могут сделать возможным для электрического измерительного устройства 20 или контроллера 72 определение того, с какой областью тормозного элемента 156 или 158 в данный момент сцеплен конкретный суппортный узел 12.
На фиг.14 и 15, соответственно, показаны варианты 162 и 164 тормозного элемента, которые могут быть использованы в сочетании с определенными тормозными блоками (например, тормозными блоками 108 или 114), в результате чего посредством электрического измерительного устройства 20 и/или контроллера 72 можно определять положение сцепленного тормозного блока по длине тормозного элемента 162 или 164. Как и варианты 142, 144, 156 и 158 тормозного элемента, которые рассмотрены выше, варианты 162 и 164 включают первую проводящую область 146. При этом, в отличие от рассмотренных выше вариантов, варианты 162 и 164 тормозного элемента, соответственно показанные на фиг.14 и 15, включают значительно более короткую вторую проводящую область 148. То есть, проводящая область 148 в вариантах 162 и 164 тормозного элемента не является непрерывной полосой или дорожкой для тормозных элементов 162 и 164. Таким образом, проводящая область 148 в вариантах 162 и 164 тормозного элемента может обеспечить проводящий путь, только когда проводящая область пары сцепленных тормозных блоков (например, проводящая область 110 тормозного блока 108 или проводящая область 116 тормозного блока 114) расположена непосредственно над этой областью 148 и находится с ней в электрическом контакте. В дополнение к этому, тормозной элемент 164, показанный на фиг.15, также включает изолирующее средство 150, которое отделяет первый проводящий участок 152А, изготовленный из первого проводящего материала (например, стали), от второго проводящего участка 152В, изготовленного из второго проводящего материала (например, меди).
Например, в определенных вариантах тормозная система может включать тормозной элемент 162, показанный на фиг.14, а также тормозные блоки 108, которые показаны на фиг.6. Таким образом, когда тормозные блоки 108 сцеплены, электрическое измерительное устройство 20 и/или контроллер 72 могут измерить ток (например, обнаружить замыкание электрической цепи), протекающий через проводящую область 146 тормозного элемента 162, а также через проводящую область 112 сцепленных тормозных блоков 108. При этом электрическое измерительное устройство 20 и/или контроллер 72 могут измерить ток (например, обнаружить замыкание второй электрической цепи), протекающий через проводящую область 148, только когда проводящие области 110 сцепленных тормозных блоков 108 находятся в физическом и электрическом контакте с этой областью 148. Таким образом, электрическое измерительное устройство 20 и/или контроллер 72 могут определить положение сцепленных тормозных блоков 108 относительно тормозного элемента 162. Очевидно, что эта информация о положении может оказаться полезной, например, в случае системы 60 с вращающейся платформой, которая показана на фиг.3, для определения или подтверждения положения платформы 64 на основе положения суппортных узлов 12 относительно тормозного элемента 80. Также очевидно, что эта информация о положении может позволить контроллеру 72 определить то, насколько хорошо функционирует тормозная система (например, КПД тормозной системы), и/или есть ли необходимость в обслуживании.
В другом примерном варианте тормозная система может включать тормозной элемент 164, показанный на фиг.15, а также тормозные блоки 114, которые показаны на фиг.7. Таким образом, только когда тормозные блоки 114 расположены над проводящей областью 148, электрическое измерительное устройство 20 и/или контроллер 72 могут измерять первый ток (например, обнаруживать замыкание электрической цепи), протекающий через проводящий участок 152А тормозного элемента 162 и проводящие области 118 сцепленных тормозных блоков 114. В дополнение к этому, электрическое измерительное устройство 20 и/или контроллер 72 могут измерять второй ток (например, обнаруживать замыкание электрической цепи), протекающий через проводящий участок 152В тормозного элемента 162 и проводящие области 120 сцепленных тормозных блоков 114. Кроме того, электрическое измерительное устройство 20 и/или контроллер 72 могут измерять третий ток (например, обнаруживать замыкание электрической цепи), протекающий через проводящую область 148 тормозного элемента 162 и проводящие области 116 сцепленных тормозных блоков 114. Таким образом, в определенных вариантах электрическое измерительное устройство 20 и/или контроллер 72 могут определять положение сцепленных тормозных блоков 114 относительно тормозного элемента 164 на основе еще двух электрических измерений.
Технические эффекты от рассмотренных здесь вариантов включают определение на основе электрических измерений одного или более параметров тормозной системы на основе суппорта во время ее работы. Рассмотренные варианты тормозной системы могут предоставить выходную информацию, например, сигнал измерения или сигнал управления, которая указывает, сцеплены ли в настоящее время один или более суппортных узлов тормозной системы с тормозным элементом (например, имеют с ним хороший контакт). В определенных вариантах рассмотренная тормозная система может включать электрический материал с динамическими характеристиками, что позволяет тормозной системе определить величину силы, приложенной к тормозной среде суппортным узлом. Это может позволить рассмотренной тормозной системе, или связанному с ней контроллеру, определить КПД этой системы и/или предоставить указания о необходимости ее обслуживания. В дополнение к этому, в определенных вариантах рассмотренная тормозная система также может быть выполнена с возможностью предоставлять информацию о положении (например, какая область тормозного элемента задействована суппортным узлом) на основе измеренной величины протекающего тока, которая определяется известными сопротивлениями или проводимостями областей этого элемента. Эта информация о положении может быть использована, например, для определения положения элемента (например, вращающейся платформы), который соединен с одним или более суппортных узлов или тормозным элементом тормозной системы. Помимо этого, в определенных вариантах рассмотренная тормозная система может включать множество суппортных узлов. Например, в одном из вариантов тормозная система может, одна или в комбинации с системой управления, определять, сцеплен или нет каждый из суппортных узлов с тормозным элементом, определять величину силы, приложенной каждым суппортным узлом к тормозному элементу, и/или положение сцепления на тормозном элементе для каждого суппортного узла. Таким образом, рассмотренная здесь тормозная система с множеством суппортных узлов может предоставить еще больше информации о положении, чем тормозная система, имеющая единственный суппортный узел.
Хотя здесь были проиллюстрированы и описаны только определенные особенности технологии, специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные модификации и изменения. Поэтому необходимо понимать, что, как предполагается, пункты приложенной Формулы изобретения охватывают все такие модификации и изменения, не выходящие за пределы истинной сущности изобретения.
1. Тормозная система, содержащая:
тормозной элемент, содержащий по меньшей мере одну проводящую область, проходящую по толщине этого элемента от его первой стороны к его второй стороне, причем по меньшей мере одна проводящая область содержит множество проводящих участков, каждый из которых имеет уникальные проводимость или удельное сопротивление; и
суппортный узел, расположенный около тормозного элемента, содержащий:
первый тормозной блок, расположенный вдоль первой стороны тормозного элемента;
второй тормозной блок, расположенный вдоль второй стороны тормозного элемента, причем вторая сторона является противоположной первой стороне, и первый и второй тормозные блоки электрически изолированы друг от друга при их отцеплении от тормозного элемента;
исполнительный механизм, функционально соединенный с первым тормозным блоком, причем исполнительный механизм выполнен с возможностью перемещения первого тормозного блока ко второму тормозному блоку для зацепления тормозного элемента и с возможностью перемещения первого тормозного блока от второго тормозного блока для отцепления от тормозного элемента; и
электрическое измерительное устройство, электрически соединенное с первым и вторым тормозными блоками, причем электрическое измерительное устройство выполнено с возможностью выполнения электрического измерения между первым и вторым тормозными блоками при их зацеплении тормозного элемента и создании электрической цепи через по меньшей мере одну проводящую область тормозного элемента.
2. Тормозная система по п.1, в которой проводящие участки из множества проводящих участков тормозного элемента электрически изолированы посредством по меньшей мере одного изолирующего средства.
3. Тормозная система по п.1, в которой тормозной элемент содержит по меньшей мере одну непроводящую область.
4. Тормозная система по п.1, в которой электрическое измерение включает измерение напряжения, измерение тока, измерение сопротивления или измерение частоты, либо их комбинацию.
5. Тормозная система по п.1, в которой как область первого тормозного блока, так и область второго тормозного блока, которые зацеплены тормозным элементом, содержат более чем одну проводящую область.
6. Тормозная система по п.5, в которой каждая из более чем одной проводящих областей первого и второго тормозных блоков по отдельности электрически связана с электрическим измерительным устройством, при этом каждая из более чем одной проводящих областей выполнена с возможностью образования отдельной электрической цепи при зацеплении первого и второго тормозных блоков тормозным элементом.
7. Тормозная система по п.1, в которой суппортный узел содержит установочное устройство, соединенное с первым или вторым тормозным блоком, причем установочное устройство выполнено с возможностью электрического изолирования первого или второго тормозного блока от других частей суппортного узла.
8. Тормозная система по п.7, в которой установочное устройство выполнено с возможностью прерывания электрического соединения между первым или вторым тормозным блоком и электрическим измерительным устройством, когда сила, приложенная к установочному устройству, падает ниже пороговой величины.
9. Тормозная система по п.7, в которой установочное устройство содержит электрический материал с динамическими характеристиками, выполненный с возможностью обеспечения пути с переменными сопротивлением или проводимостью между первым или вторым тормозным блоком и электрическим измерительным устройством в зависимости от величины силы, приложенной к этому материалу.
10. Способ определения характеристик торможения, включающий этапы, на которых:
прикладывают по меньшей мере к части первой внутренней поверхности первого тормозного блока электрический потенциал;
электрически заземляют по меньшей мере часть второй внутренней поверхности второго тормозного блока;
выполняют электрическое измерение между первым тормозным блоком и вторым тормозным блоком, причем это измерение включает измерение напряжения, измерение тока, измерение сопротивления, измерение частоты, либо их комбинацию; и
определяют положение первого и второго тормозных блоков относительно тормозного элемента на основе электрического измерения.
11. Способ по п.10, в котором первый тормозной блок располагают вдоль первой стороны тормозного элемента, а второй тормозной блок располагают вдоль второй стороны тормозного элемента, противоположной первой стороне, причем зацепление тормозного элемента включает в себя этап, на котором образуют по меньшей мере одну электрическую цепь между первым тормозным блоком и вторым тормозным блоком через тормозной элемент.
12. Система определения характеристик торможения, содержащая:
тормозную систему, содержащую:
тормозной элемент, содержащий проводящую область, проходящую по его толщине, для обеспечения проводящего пути от первой стороны этого элемента к его второй стороне;
множество суппортных узлов, расположенных вдоль тормозного элемента, причем каждый суппортный узел содержит:
первый тормозной блок, содержащий первую внутреннюю поверхность, ориентированную вдоль первой стороны тормозного элемента;
второй тормозной блок, содержащий вторую внутреннюю поверхность, ориентированную вдоль второй стороны тормозного элемента;
исполнительный механизм, функционально соединенный с первым тормозным блоком, причем исполнительный механизм выполнен с возможностью перемещения первого тормозного блока ко второму тормозному блоку для зацепления тормозного элемента таким образом, чтобы первый и второй тормозные блоки входили в зацепление с тормозным элементом, когда исполнительный механизм приводят в действие посредством внешнего управляющего воздействия;
электрическое измерительное устройство, электрически соединенное по меньшей мере с частью первой внутренней поверхности первого тормозного блока, причем электрическое измерительное устройство выполнено с возможностью выполнения одного или более электрических измерений для определения того, когда первый тормозной блок находится в контакте с тормозным элементом; и
контроллер, который с возможностью обмена информацией соединен с соответствующими электрическими измерительными устройствами каждого из множества суппортных узлов, причем контроллер выполнен с возможностью определения, сцеплен или нет каждый из множества суппортных узлов с тормозным элементом, а также определения величины силы, приложенной к тормозному элементу каждым из множества суппортных узлов, на основе одного или более электрических измерений, выполненных соответствующими электрическими измерительными устройствами каждого из множества суппортных узлов.
13. Система по п.12, в которой контроллер выполнен с возможностью определения положения каждого из множества суппортных узлов относительно тормозного элемента на основе одного или более электрических измерений, выполненных соответствующими электрическими измерительными устройствами каждого из множества суппортных узлов.
14. Система по п.12, в которой, для каждого из множества суппортных узлов, электрическое измерительное устройство электрически соединено по меньшей мере с частью второй внутренней поверхности второго тормозного блока, причем как первый тормозной блок, так и второй тормозной блок множества суппортных узлов содержат две или более проводящих областей, и тормозной элемент содержит две или более проводящих областей.
15. Суппортный узел, содержащий:
суппортный модуль;
первый тормозной блок, механически соединенный с суппортным модулем посредством первого установочного устройства, которое электрически изолирует первый тормозной блок от суппортного модуля;
второй тормозной блок, механически соединенный с суппортным модулем посредством второго установочного устройства, которое электрически изолирует второй тормозной блок от суппортного модуля;
электрическое измерительное устройство, выполненное с возможностью выполнения электрического измерения между первым и вторым тормозными блоками для определения относительного положения этих блоков, причем электрическое измерительное устройство имеет такое электрическое соединение с первым тормозным блоком через первое установочное устройство, характеристики которого являются переменными, и/или имеет такое электрическое соединение со вторым тормозным блоком через второе установочное устройство, характеристики которого являются переменными, причем первое или второе установочное устройство содержит по меньшей мере один проводящий пружинный элемент, выполненный с возможностью электрического изолирования электрического измерительного устройства от первого или второго тормозного блока до тех пор, пока к первому или второму установочному устройству не будет приложена сила с пороговой величиной, причем пороговая величина силы определяется силой пружины по меньшей мере одного проводящего пружинного элемента.
16. Суппортный узел по п.15, в котором первое или второе установочное устройство выполнено с возможностью обеспечения пути между электрическим измерительным устройством и первым или вторым тормозным блоком, причем путь имеет сопротивление или проводимость, которые являются функцией силы, приложенной к первому или второму установочному устройству.
17. Суппортный узел по п.16, в котором первое или второе установочное устройство содержит пьезорезистивный материал.
18. Тормозная система, содержащая:
тормозной элемент; и
суппортный узел, расположенный около тормозного элемента, причем суппортный узел содержит:
первый тормозной блок, содержащий первое множество проводящих областей и расположенный вдоль первой стороны тормозного элемента;
второй тормозной блок, содержащий второе множество проводящих областей и расположенный вдоль второй стороны тормозного элемента, причем вторая сторона является противоположной первой стороне, при этом первый и второй тормозные блоки электрически изолированы друг от друга при их отцеплении от тормозного элемента, причем первое и второе множества проводящих областей выполнены с возможностью образования множества отдельных электрических цепей при зацеплении первого и второго тормозных блоков тормозным элементом;
исполнительный механизм, функционально соединенный с первым тормозным блоком, причем исполнительный механизм выполнен с возможностью перемещения первого тормозного блока ко второму тормозному блоку для зацепления тормозного элемента и с возможностью перемещения первого тормозного блока от второго тормозного блока для отцепления от тормозного элемента; и
электрическое измерительное устройство, электрически связанное по отдельности с первым множеством проводящих областей первого тормозного блока и вторым множеством проводящих областей второго тормозного блока, причем электрическое измерительное устройство выполнено с возможностью выполнения соответствующего электрического измерения для каждой из множества отдельных электрических цепей, возникающих при зацеплении первого и второго тормозных блоков тормозным элементом.
19. Тормозная система, содержащая:
тормозной элемент; и
суппортный узел, расположенный около тормозного элемента, причем суппортный узел содержит:
первый тормозной блок, расположенный вдоль первой стороны тормозного элемента;
второй тормозной блок, расположенный вдоль второй стороны тормозного элемента, причем вторая сторона является противоположной первой стороне, при этом первый и второй тормозные блоки электрически изолированы друг от друга при их отцеплении от тормозного элемента;
установочное устройство, соединенное с первым тормозным блоком или вторым тормозным блоком, причем установочное устройство выполнено с возможностью электрического изолирования первого тормозного блока или второго тормозного блока от других частей суппортного узла;
исполнительный механизм, функционально соединенный с первым тормозным блоком, причем исполнительный механизм выполнен с возможностью перемещения первого тормозного блока ко второму тормозному блоку для зацепления тормозного элемента и с возможностью перемещения первого тормозного блока от второго тормозного блока для отцепления от тормозного элемента; и
электрическое измерительное устройство, электрически соединенное с первым тормозным блоком и электрически соединенное со вторым тормозным блоком, причем электрическое измерительное устройство выполнено с возможностью выполнения электрического измерения между первым и вторым тормозными блоками при их зацеплении тормозного элемента и создании электрической цепи через тормозной элемент, при этом установочное устройство содержит электрический материал с динамическими характеристиками, выполненный с возможностью обеспечения пути с переменными сопротивлением или проводимостью между первым тормозным блоком или вторым тормозным блоком и электрическим измерительным устройством в зависимости от величины силы, приложенной к этому материалу.
20. Тормозная система по п.19, в которой установочное устройство соединено с первым тормозным блоком и выполнено с возможностью электрического изолирования первого тормозного блока от других частей суппортного узла, при этом электрический материал с динамическими характеристиками, входящий в состав установочного устройства, выполнен с возможностью обеспечения пути с переменным сопротивлением или переменной проводимостью между первым тормозным блоком и электрическим измерительным устройством.
21. Тормозная система по.19, в которой установочное устройство соединено со вторым тормозным блоком и выполнено с возможностью электрического изолирования второго тормозного блока от других частей суппортного узла, при этом электрический материал с динамическими характеристиками установочного устройства выполнен с возможностью обеспечения пути с переменным сопротивлением или переменной проводимостью между вторым тормозным блоком и электрическим измерительным устройством.
22. Способ определения характеристик торможения, включающий этапы, на которых:
прикладывают по меньшей мере к части первой внутренней поверхности первого тормозного блока первый электрический потенциал;
прикладывают по меньшей мере к части второй внутренней поверхности второго тормозного блока второй электрический потенциал, отличающийся от первого электрического потенциала, причем первый электрический потенциал и второй электрический потенциал имеют совпадающую частоту;
выполняют электрическое измерение между первым тормозным блоком и вторым тормозным блоком, причем это измерение включает измерение напряжения, измерение тока, измерение сопротивления, измерение частоты, либо их комбинацию, а также фильтрацию частоты для блокирования или вычитания электрических сигналов, не имеющих совпадающей частоты; и
определяют положение первого и второго тормозных блоков относительно тормозного элемента на основе электрического измерения частоты.
