本发明涉及制动应用技术领域，尤其涉及用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置及其检测方法。
背景技术：
在目前市场上，鼓式制动器一般用于货车的制动系统，鼓式制动器是利用刹车鼓内静止的刹车片去摩擦随着车轮转动的刹车鼓，产生摩擦力使车轮转动速度降低，人们所说的刹车片通常指鼓式制动器中的制动蹄和刹车片，其中刹车片属于易耗品，在汽车的使用过程中，难免会因刹车而磨损，磨损严重，会影响刹车效果，这时就需要及时更换。但是目前市面上几乎没有针对鼓式制动器的刹车片厚度检测装置，大多数驾驶员只依靠驾驶经验来判断是否需要更换刹车片。因刹车片磨损严重导致刹车失灵，造成事故的事件屡见不鲜，刹车片厚度检测装置显得至关重要。
同时现有的鼓式制动器驱动制动蹄基本都是采用拉动拉丝，例如申请号：201410738244.x的鼓式制动器及汽车，当拉丝连接部241受到拉力使得拉板24发生运动时，第一驱动部243和第二驱动部251相转离。这种结构虽然能够驱动制动蹄撑开，但是通过两个部件相对摆动来撑开制动蹄，驱动比较困难。同时第一驱动部243和第二驱动部251与对应的制动蹄之间是孔洞配合，两者之间配合配合面积小，容易发生折断，从而导致刹车失灵。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中的缺点，提供用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置及其检测方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置，包括基板、制动鼓、制动蹄、驱动件和安装在车内的显示模块，制动鼓、制动蹄和驱动件都安装在基板上，驱动件推动制动蹄与制动鼓接触制动，制动蹄包括上蹄和下蹄，上蹄和下蹄两侧之间都安装有回位弹簧组件；回位弹簧组件包括上弹簧、下弹簧、拉力检测装置和套管，上弹簧、下弹簧、拉力检测装置都安装在套管内，上弹簧一端与拉力检测装置一端连接，上弹簧另一端与上蹄连接；下弹簧一端与拉力检测装置另一端连接，下弹簧另一端与下蹄连接；套管上安装有数据处理模块和存储模块，拉力检测装置分别与存储模块和数据处理模块电性连接，拉力检测装置将上弹簧和下弹簧的拉力数据发送给数据处理模块处理，数据处理模块将处理的数据分别发送给存储模块和显示模块。
传统的制动蹄上也安装有回位弹簧，但只安装有一个回位弹簧，其将上蹄和下蹄连接在一起，起到复位作用。本刹车片厚度检测装置增设另外一个弹簧，从而使得上蹄和下蹄分别有一个弹簧连接，再在上弹簧和下弹簧之间安装有一个拉力检测装置，拉力检测装置能够检测出上弹簧或下弹簧的拉力值，数据处理模块通过拉力值能够时时计算出上弹簧或下弹簧的伸长量，数据处理模块将新测到的弹簧伸长量与首次测的弹簧伸长量比较并得出刹车片的磨损量。显示屏模块能够时时反馈一次行驶后刹车片的磨损量，人们能够时时掌控刹车片的磨损情况，降低驾驶员判断刹车片厚度的难度，使车辆行驶更加安全。
作为优选，拉力检测装置包括拉力传感器和耐热材料制成的固定座，套管与固定座两侧之间都安装有固定杆，固定杆上设有供电线通过的通道，固定座两端分别与上弹簧和下弹簧连接，固定座上设有凹槽，凹槽设在两固定杆之间，拉力传感器安装在凹槽内。
拉力检测装置用于检测上弹簧或下弹簧的拉力值，方便数据处理模块计算出刹车片的磨损量。耐热材料制成的固定座能够更好的保护拉力传感器，拉力传感器固定在固定座的凹槽内，从而使得两者之间固定牢靠，不易松动。固定座还用于固定套管，使得上弹簧和下弹簧能够悬空在套管内，方便上弹簧和下弹簧拉伸，避免相互之间发生干涉。
作为优选，还包括安装在驾驶室内的报警装置，套管上固定有用于检测制动蹄温度值的测温模块，测温模块分别与数据处理模块和存储模块电性连接，测温模块将检测的温度数据发送给数据处理模块，数据处理模块将处理后的数据发送存储模块和显示模块，数据处理模块通过处理后的数据控制报警装置启停。
驾驶员由于个人习惯不同，有一些驾驶员不怎么关注刹车片的磨损量，但通过报警装置能够醒目的提醒驾驶员更换制动片，避免驾驶员遗忘，提高汽车制动安全性。同时套管上还安装有测温模块，制动鼓内的温度对于刹车片的刹车效果影响也不可忽视，当温度超过300℃时，制动鼓的制动会有热衰退现象，并且制动鼓在刹车时也会产生变形，严重影响制动效果。另外，制动鼓温度过高时，可能会融化轮毂轴承内的润滑脂，导致轮毂轴承失效。为了检测刹车片的工作状态，在回位弹簧组件表面装有的测温装置会实时检测制动鼓内的温度变化，并将每一次的温度检测信息通过电性连接输送给存储模块和数据处理模块。
作为优选，上蹄和下蹄上都固定有刹车片，刹车片上设有导热孔，制动蹄下端面固定有导热杆，导热杆设在导热孔正下方，导热杆在测温模块连接。
在刹车时，制动鼓内的温度会快速升高，导热孔能够将温度及时传递给制动蹄，从而使得测温模块能够快速的检测到制动鼓内的温度值，方便数据处理模块及时作出反馈，保证驾驶安全。
作为优选，上蹄和下蹄一端都铰接在基板上，上蹄和下蹄另一端分别与驱动件连接，驱动件包括连接轴、限位片和用于推块制动蹄的推块，连接轴一端与推块固定连接，推块两侧都设有限位片，限位片固定在连接轴上，推块相对两侧面为相互平行的第一支撑平面，推块另外相对两侧为相互平行槽第二支撑平面，相对两第一支撑平面之间的厚度小于限位片的直径，相对两第二支撑平面的厚度大于限位片的直径，第一支撑平面与一侧的第二支撑平面之间设有弧形导向面，第一支撑平面与另一侧的第二支撑平面垂直连接。
本驱动件是通过转动推块来推动上蹄和下蹄，由于第一支撑平面与第二支撑平面到连接轴之间的距离不相同，所以在转动驱动件时，上蹄和下蹄能够被推块。为了能够顺利的推开上蹄和下蹄，第一支撑平面与第二支撑平面之间通过弧形导向面过渡连接，保证了上蹄和下蹄撑开时平稳性好。这种结构的驱动件驱动强度高。
作为优选，连接轴另外一端伸出基板固定有刹车踏板连接的拉杆；第一支撑平面上固定有垫片。垫片能够调整制动蹄与制动鼓之间的制动距离，当刹车不灵敏或者太灵敏都可以通过调整垫片的厚度来改善。
一种采用刹车片厚度检测装置的检测方法，刹车片全新时，将全新的刹车片的初始厚度值t0存入到存储模块中；刹车片首次制动时，拉力检测装置检测回位弹簧组件在拉伸状态下的拉力值f1，f1＝k×x1，k为弹簧的劲度系数，x1为回位弹簧组件首次拉伸时的伸长量；
刹车片损耗制动时，拉力检测装置检测回位弹簧组件在拉伸状态下的拉力值f2，并将此拉力值f2发送给数据处理模块，数据处理模块通过f2＝k×x2计算出x2，x2为回位弹簧组件的伸长量，同时计算出刹车片损耗厚度值为x0＝x2-x1，数据处理模块将刹车片损耗厚度x0数据存储在存储模块；
数据处理模块还将末次计算的刹车片损耗厚度数据发送给显示模块；当数据处理模块计算出刹车片厚度x0＞t0/2时，数据处理模块启动报警装置，报警装置的报警信号灯在显示模块中闪烁。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
传统的制动蹄上也安装有回位弹簧，但只安装有一个回位弹簧，其将上蹄和下蹄连接在一起，起到复位作用。本刹车片厚度检测装置增设另外一个弹簧，从而使得上蹄和下蹄分别有一个弹簧连接，再在上弹簧和下弹簧之间安装有一个拉力检测装置，拉力检测装置能够检测出上弹簧或下弹簧的拉力值，数据处理模块通过拉力值能够时时计算出上弹簧或下弹簧的伸长量，数据处理模块将新测到的弹簧伸长量与首次测的弹簧伸长量比较并得出刹车片的磨损量。显示屏模块能够时时反馈一次行驶后刹车片的磨损量，人们能够时时掌控刹车片的磨损情况，降低驾驶员判断刹车片厚度的难度，使车辆行驶更加安全。
附图说明
图1是本发明不安装制动鼓时的结构示意图。
图2是本发明安装制动鼓时的结构示意图。
图3是图1中回位弹簧组件的内部结构示意图。
图4是图1中回位弹簧组件的外部结构示意图。
图5是图3中拉力检测装置的结构示意图。
图6是图2中驱动件的结构示意图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，10—基板、11—制动鼓、12—制动蹄、13—驱动件、14—回位弹簧组件、15—数据处理模块、16—存储模块、17—测温模块、18—刹车片、121—上蹄、122—下蹄、131—连接轴、132—限位片、133—推块、134—垫片、135—拉杆、141—上弹簧、142—下弹簧、143—拉力检测装置、144—套管、181—导热孔、1331—第一支撑平面、1332—第二支撑平面、1333—弧形导向面、1431—拉力传感器、1432—固定座、1433—固定杆、1434—凹槽。
具体实施方式
下面结合附图1-6与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置，解决现有技术中无法对刹车片厚度进行精确实时监控的技术问题，其能够提高车辆行驶安全，实时显示装置所在制动鼓的刹车片厚度状态，降低驾驶员判断刹车片厚度的难度，使车辆行驶更加安全。刹车片厚度检测装置包括基板10、制动鼓11、制动蹄12、驱动件13和安装在车内的显示模块，制动鼓11、制动蹄12和驱动件13都安装在基板10上，驱动件13推动制动蹄12与制动鼓11接触制动，制动时，驱动件13能够推动制动蹄12展开并与制动鼓11摩擦制动。制动蹄12包括上蹄121和下蹄122，上蹄121和下蹄122两侧之间都安装有回位弹簧组件14，提高上蹄121和下蹄122的回弹力，在驾驶员解除制动时，制动蹄12能够迅速解除制动，减省刹车片18的磨损。回位弹簧组件14包括上弹簧141、下弹簧142、拉力检测装置143和套管144，上弹簧141、下弹簧142、拉力检测装置143都安装在套管144内，上弹簧141一端与拉力检测装置143一端连接，上弹簧141另一端与上蹄121连接；下弹簧142一端与拉力检测装置143另一端连接，下弹簧142另一端与下蹄122连接；套管144外还安装有隔热管，隔热管图中没有画出，套管144与隔热管之间形成隔热腔，隔热腔内填充满eps保温隔热颗粒，隔热腔上套管144上安装有数据处理模块15和存储模块16，梳理处理模块15和存储模块16都通过螺栓安装在套管144上，拉力检测装置143分别与存储模块16和数据处理模块15电性连接，拉力检测装置143将上弹簧141和下弹簧142的拉力数据发送给数据处理模块15处理，数据处理模块15将处理的数据分别发送给存储模块16和显示模块，数据处理模块15具有无线信号发射功能，信号发射功能为刺激发送，每次接收到拉力检测装置143或测温模块17的信号后会激活信号发射功能，并在信号处理完成后向显示模块发送一次信号。
显示模块可直接使用车载电源提供电量，不用额外的提供电池或其他电源装置，使得该装置拥有很强的便携性和后期安装能力，对于现有的车辆安装该装置也十分简单。
多个刹车片18的厚度检测装置可同时向车载显示模块发送信号，显示模块可同时显示车内各个刹车轮内刹车片厚度情况。
传统的制动蹄上也安装有回位弹簧，但只安装有一个回位弹簧，其将上蹄和下蹄连接在一起，起到复位作用。本刹车片厚度检测装置增设另外一个弹簧，从而使得上蹄121和下蹄122分别有一个弹簧连接，再在上弹簧141和下弹簧142之间安装有一个拉力检测装置143，拉力检测装置143能够检测出上弹簧141或下弹簧142的拉力值，数据处理模块15通过拉力值能够时时计算出上弹簧141或下弹簧142的伸长量，数据处理模块15将新测到的弹簧伸长量与首次测的弹簧伸长量比较并得出刹车片18的磨损量。显示屏模块能够时时反馈一次行驶后刹车片18的磨损量，人们能够时时掌控刹车片18的磨损情况，降低驾驶员判断刹车片厚度的难度，使车辆行驶更加安全。
拉力检测装置143包括拉力传感器1431和耐热材料制成的固定座1432，套管144与固定座1432两侧之间都安装有固定杆1433，固定杆1433上设有供电线通过的通道，固定座1432两端分别与上弹簧141和下弹簧142连接，固定座1432上设有凹槽1434，凹槽1434设在两固定杆1433之间，拉力传感器1431安装在凹槽1434内。拉力检测装置143用于检测上弹簧141或下弹簧142的拉力值，方便数据处理模块15计算出刹车片18的磨损量。耐热材料制成的固定座1432能够更好的保护拉力传感器1431，拉力传感器1431固定在固定座1432的凹槽1434内，从而使得两者之间固定牢靠，不易松动。固定座1432还用于固定套管144，使得上弹簧141和下弹簧142能够悬空在套管144内，方便上弹簧141和下弹簧142拉伸，避免相互之间发生干涉。
刹车片厚度检测装置还包括安装在驾驶室内的报警装置，套管144上固定有用于检测制动蹄12温度值的测温模块17，测温模块17分别与数据处理模块15和存储模块16电性连接，测温模块17将检测的温度数据发送给数据处理模块15，数据处理模块15将处理后的数据发送存储模块16和显示模块，数据处理模块15通过处理后的数据控制报警装置启停。驾驶员由于个人习惯不同，有一些驾驶员不怎么关注刹车片的磨损量，但通过报警装置能够醒目的提醒驾驶员更换制动片，避免驾驶员遗忘，提高汽车制动安全性。同时套管144上还安装有测温模块17，制动鼓11内的温度对于刹车片18的刹车效果影响也不可忽视，当温度超过300℃时，制动鼓11的制动会有热衰退现象，并且制动鼓11在刹车时也会产生变形，严重影响制动效果。另外，制动鼓11温度过高时，可能会融化轮毂轴承内的润滑脂，导致轮毂轴承失效。为了检测刹车片18的工作状态，在回位弹簧组件14表面装有的测温装置17会实时检测制动鼓内的温度变化，并将每一次的温度检测信息通过电性连接输送给存储模块16和数据处理模块15。
测温模块17每10秒收集一次温度数据，测温模块17为pt100温度传感器，测温模块17的温度传感器精度为1℃，并且将检测的温度数据发送给存储模块16，数据处理模块15每分钟从存储模块16提取最新的六次温度数据并进行分析，计算得到最近一分钟的最高温度数据和最近一分钟的温度上升曲线数据，计算完成后发送给显示模块，显示模块为led显示屏，当接收到的温度数据超过200度时，显示模块红灯闪烁，并显示对应刹车片18温度过高。当接受温度数据超过300度时，显示模块红灯闪烁并且发出报警声音，显示模块显示对应刹车片18温度过高且建议靠边停车。
当温度升高过快时，同样代表着刹车片18状态异常，即有可能是刹车泵回位异常，也有可能是制动鼓12内带有杂质，如果一分钟内的温度上升差值和正常制动状态下相差30％以上，则显示模块红灯闪烁并显示制动异常，正常制动状态的温升差值需要根据不同的车辆在显示模块中单独设定。
上蹄121和下蹄122上都固定有刹车片18，刹车片18与制动蹄12铆钉连接，刹车片18上设有导热孔181，制动蹄12下端面固定有导热杆，导热杆设在导热孔181正下方，导热杆在测温模块17连接。在刹车时，制动鼓11内的温度会快速升高，导热孔181能够将温度及时传递给制动蹄12，从而使得测温模块17能够快速的检测到制动鼓11内的温度值，方便数据处理模块15及时作出反馈，保证驾驶安全。
上蹄121和下蹄122一端都铰接在基板10上，上蹄121和下蹄122另一端分别与驱动件13连接，驱动件13包括连接轴131、限位片132和用于推块制动蹄12的推块133，连接轴131一端与推块133固定连接，推块133两侧都设有限位片132，限位片132固定在连接轴131上，推块133相对两侧面为相互平行的第一支撑平面1331，推块133另外相对两侧为相互平行槽第二支撑平面1332，相对两第一支撑平面1331之间的厚度小于限位片132的直径，相对两第二支撑平面1332的厚度大于限位片132的直径，第一支撑平面1331与一侧的第二支撑平面1332之间设有弧形导向面1333，第一支撑平面1331与另一侧的第二支撑平面1332垂直连接。
实施例2
实施例2与实施例1特征基本相同，不同的是连接轴131另外一端伸出基板10固定有刹车踏板连接的拉杆135；第一支撑平面1331上固定有垫片134。
实施例3
一种采用了实施例1或2中刹车片厚度检测装置的检测方法，刹车片18全新时，上蹄121和下蹄122未被伸长，刹车片18与制动鼓11不接触，全新的刹车片18出厂后会有个初始厚度数据，将全新的刹车片18的初始厚度值t0存入到存储模块16中；刹车片18首次制动时，拉力检测装置143检测回位弹簧组件14在拉伸状态下的拉力值f1，f1＝k×x1，k为弹簧的劲度系数，x1为回位弹簧组件14首次拉伸时的伸长量，上蹄121和下蹄122带着各自的刹车片18向外张开，挂在制动蹄12横杆上的回位弹簧组件14也因为制动蹄12的张开被拉伸伸长，刹车片18与制动鼓11接触产生摩擦，制动鼓11减速。
刹车片18损耗制动时，拉力检测装置143检测回位弹簧组件14在拉伸状态下的拉力值f2，并将此拉力值f2发送给数据处理模块15，数据处理模块15通过f2＝k×x2计算出x2，x2为回位弹簧组件14的伸长量，同时计算出刹车片18损耗厚度值为x0＝x2-x1，数据处理模块15将刹车片18损耗厚度x0数据存储在存储模块16；
数据处理模块15还将末次计算的刹车片18损耗厚度数据发送给显示模块；当数据处理模块15计算出刹车片18厚度x0＞t0/2时，数据处理模块15启动报警装置，报警装置的报警信号灯在显示模块中闪烁。
1.用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置，包括基板(10)、制动鼓(11)、制动蹄(12)、驱动件(13)和安装在车内的显示模块，制动鼓(11)、制动蹄(12)和驱动件(13)都安装在基板(10)上，驱动件(13)推动制动蹄(12)与制动鼓(11)接触制动，制动蹄(12)包括上蹄(121)和下蹄(122)，上蹄(121)和下蹄(122)两侧之间都安装有回位弹簧组件(14)；其特征在于：回位弹簧组件(14)包括上弹簧(141)、下弹簧(142)、拉力检测装置(143)和套管(144)，上弹簧(141)、下弹簧(142)、拉力检测装置(143)都安装在套管(144)内，上弹簧(141)一端与拉力检测装置(143)一端连接，上弹簧(141)另一端与上蹄(121)连接；下弹簧(142)一端与拉力检测装置(143)另一端连接，下弹簧(142)另一端与下蹄(122)连接；套管(144)上安装有数据处理模块(15)和存储模块(16)，拉力检测装置(143)分别与存储模块(16)和数据处理模块(15)电性连接，拉力检测装置(143)将上弹簧(141)和下弹簧(142)的拉力数据发送给数据处理模块(15)处理，数据处理模块(15)将处理的数据分别发送给存储模块(16)和显示模块。
2.根据权利要求1所述的用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置，其特征在于：拉力检测装置(143)包括拉力传感器(1431)和耐热材料制成的固定座(1432)，套管(144)与固定座(1432)两侧之间都安装有固定杆(1433)，固定杆(1433)上设有供电线通过的通道，固定座(1432)两端分别与上弹簧(141)和下弹簧(142)连接，固定座(1432)上设有凹槽(1434)，凹槽(1434)设在两固定杆(1433)之间，拉力传感器(1431)安装在凹槽(1434)内。
3.根据权利要求1所述的用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置，其特征在于：还包括安装在驾驶室内的报警装置，套管(144)上固定有用于检测制动蹄(12)温度值的测温模块(17)，测温模块(17)分别与数据处理模块(15)和存储模块(16)电性连接，测温模块(17)将检测的温度数据发送给数据处理模块(15)，数据处理模块(15)将处理后的数据发送存储模块(16)和显示模块，数据处理模块(15)通过处理后的数据控制报警装置启停。
4.根据权利要求3所述的用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置，其特征在于：上蹄(121)和下蹄(122)上都固定有刹车片(18)，刹车片(18)上设有导热孔(181)，制动蹄(12)下端面固定有导热杆，导热杆设在导热孔(181)正下方，导热杆在测温模块(17)连接。
5.根据权利要求3所述的用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置，其特征在于：上蹄(121)和下蹄(122)一端都铰接在基板(10)上，上蹄(121)和下蹄(122)另一端分别与驱动件(13)连接，驱动件(13)包括连接轴(131)、限位片(132)和用于推块制动蹄(12)的推块(133)，连接轴(131)一端与推块(133)固定连接，推块(133)两侧都设有限位片(132)，限位片(132)固定在连接轴(131)上，推块(133)相对两侧面为相互平行的第一支撑平面(1331)，推块(133)另外相对两侧为相互平行槽第二支撑平面(1332)，相对两第一支撑平面(1331)之间的厚度小于限位片(132)的直径，相对两第二支撑平面(1332)的厚度大于限位片(132)的直径，第一支撑平面(1331)与一侧的第二支撑平面(1332)之间设有弧形导向面(1333)，第一支撑平面(1331)与另一侧的第二支撑平面(1332)垂直连接。
6.根据权利要求5所述的用于鼓式制动器的刹车片厚度检测装置，其特征在于：连接轴(131)另外一端伸出基板(10)固定有刹车踏板连接的拉杆(135)；第一支撑平面(1331)上固定有垫片(134)。
7.一种采用权利要求1-6任一项所述的刹车片厚度检测装置的检测方法，其特征在于：
刹车片(18)全新时，将全新的刹车片(18)的初始厚度值t0存入到存储模块(16)中；刹车片(18)首次制动时，拉力检测装置(143)检测回位弹簧组件(14)在拉伸状态下的拉力值f1，f1＝k×x1，k为弹簧的劲度系数，x1为回位弹簧组件(14)首次拉伸时的伸长量；
刹车片(18)损耗制动时，拉力检测装置(143)检测回位弹簧组件(14)在拉伸状态下的拉力值f2，并将此拉力值f2发送给数据处理模块(15)，数据处理模块(15)通过f2＝k×x2计算出x2，x2为回位弹簧组件(14)的伸长量，同时计算出刹车片(18)损耗厚度值为x0＝x2-x1，数据处理模块(15)将刹车片(18)损耗厚度x0数据存储在存储模块(16)；
数据处理模块(15)还将末次计算的刹车片(18)损耗厚度数据发送给显示模块；当数据处理模块(15)计算出刹车片(18)厚度x0＞t0/2时，数据处理模块(15)启动报警装置，报警装置的报警信号灯在显示模块中闪烁。
技术总结