一种可用于探测刹车片厚度范围的装置及制造方法

摘要

本发明公开了一种可用于探测刹车片厚度范围的装置及制造方法，包括支撑体、电阻、导线和端口，导线一部分顶端构成弧形或尖角形固定在支撑体上，一部分顶端固定在支撑体上，其端点位置按该装置与刹车片组合后，需要探测的厚度所对应的位置确定，其数量为两个或两个以上，该部分导线需通过与金属刹车盘接触才能与其他导线连通。本发明当刹车片摩擦到一定厚度时，本装置中的相应部分导线会因为摩擦而断开，部分导线会通过与金属刹车盘接触而与其他导线连通，由此将引起在刹车片不与刹车盘接触时和在刹车片与刹车盘接触时，电路的电阻值都将发生变化，由于电阻的变化与摩擦材料的厚度相对应，由此可以确定摩擦材料的厚度。

权利要求

1.一种可用于探测刹车片厚度范围的装置的制造方法，其装置包括支撑体、电阻、导线和端口，导线一部分顶端构成弧形或尖角形固定在支撑体上，弧形或尖角形的顶端位置按该装置与刹车片组合后需要探测的厚度所对应的位置确定，其数量为两个或两个以上；导线的另一部分顶端固定在支撑体上，其端点位置按该装置与刹车片组合后，需要探测的厚度所对应的位置确定，其端点位置数量为两个或两个以上，该导线需通过与金属刹车盘接触与其他导线连通；所述导线的另一端分别与电阻连接，电阻固定在基板上或不作固定，将整个电路构成并联与串联的混合电路；所述支撑体为塑料、陶瓷或复合材料单独制成或以刹车片为支撑体；

其特征在于，该制作方法依次包括原材料采购及检验、原材料加工处理、导线固定、电阻连接、端口连接、测试检验、成品；导线固定：采用丝网印刷或高温绝缘胶粘接将导线固定在支撑体上；采用丝网印刷的主要流程为：制版—印刷—固化；采用高温绝缘胶粘接方式的主要流程为：导线排布—粘接—固化；电阻连接：包括选择电阻和电路的连接，根据设计选择对应的电阻元件，电阻通过市场购买所得，然后将电阻分别与对应的导线连接起来，或先将电阻固定在基板上再与导线连接，端口连接：根据汽车接口系统的要求选择相应接口，并与电路连接构成端口信号输出；测试检验：将连接好的装置至于车上，通过检测来确定装置能否进行检测；成品：测试检验合格既得成品。

说明书

一种可用于探测刹车片厚度范围的装置及制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车配件设备技术领域，具体是一种可用于探测刹车片厚度范围的装置及制造方法。

背景技术

[0002] 汽车的智能化已经成为一种趋势，对汽车各组成部件及汽车周围环境等信息的了解是汽车安全行驶的重要保障。

[0003] 刹车片是各种装配有鼓刹或碟刹的交通工具制动系统的一个重要的组成部分。刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车碟（鼓）及轮胎与地面的摩擦，将车辆行
进的动能转换成摩擦後的热能，将车子停下来。刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构
成。刹车时，摩擦块被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。
由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，当磨损到极限位置时，必须更换，否则将降低制动的
效果，甚至造成安全事故。例如捷达车的前制动蹄片，新片的厚度为14毫米，而更换的极限
厚度是7毫米，其中包括3毫米多的铁衬板厚度和近4毫米的摩擦材料厚度。达到了使用极限
的刹车片必须更换，即使尚能使用一段时间，也会降低制动的效果，影响行车的安全。

[0004] 一般情况下可以通过两种方式来判断刹车片是否需要更换：1、通过刹车片的磨损情况来判断：一个新的刹车片厚度一般在14mm左右，随着使用中不断摩擦厚度会逐渐变薄。
专业的技术人员建议，当肉眼观察刹车片厚度已经仅剩原先1/2厚度(约7mm)左右时，车主
就要增加自检频率，随时准备更换了。2、通过声音来判断：刹车片两侧的极限标识已经直接
摩擦刹车盘，证明刹车片已经超过极限。在轻点刹车后伴随有丝丝声，就说明刹车片必须立
即更换了。产生声响后应该及时检查刹车盘，因为这时刹车盘往往已经受到损坏，严重时需
要更换刹车盘。

[0005] 在上述两种判断方式中，之所以能够通过声音来判断刹车片厚度是否到极限厚度，其原因是在刹车片的摩擦块中极限标识范围内埋有钢针。在刹车片磨损的过程中，摩擦
块正常使用厚度范围内没有钢针，刹车时只有摩擦材料与刹车盘之间产生摩擦，刹车时无
异常声音，由于摩擦材料的硬度较小，因此主要是摩擦块的磨损，对刹车盘的磨损比较小；
摩擦块极限标识厚度范围内埋入有钢针，刹车时露出的钢针也将与刹车盘产生摩擦，因此
在刹车时能够听到异常的丝丝声，由于钢针硬度较大，对刹车盘的磨损较大，易导致刹车盘
的损坏。

[0006] 能否使刹车片在使用过程中除了用肉眼直接观察的方式外，还可以在达到极限厚度之前给出预警信号，在达到极限厚度时给出报警信号，从而便于提前有计划地安排更换
刹车片，从而避免因刹车片已达到极限厚度再作安排造成刹车盘的较大磨损，导致刹车盘
的使用寿命减少。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种可用于探测刹车片厚度范围的装置及制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0009] 一种可用于探测刹车片厚度范围的装置，包括支撑体、电阻、导线和端口，导线一部分顶端构成弧形或尖角形固定在支撑体上，一部分顶端固定在支撑体上，其端点位置按
该装置与刹车片组合后，需要探测的厚度所对应的位置确定，其数量为两个或两个以上，该
部分导线需通过与金属刹车盘接触才能与其他导线连通，所述导线的另一端分别与电阻连
接，电阻固定在基板上或不作固定，将整个电路构成并联与串联的混合电路。

[0010] 作为本发明进一步的方案：所述支撑体为塑料、陶瓷或复合材料单独制成或以刹车片为支撑体。

[0011] 作为本发明的制造方法：依次包括原材料采购及检验、原材料加工处理、导线固定、电阻连接、端口连接、测试检验、成品；

[0012] 导线固定：采用丝网印刷或高温绝缘胶粘接将导线固定在支撑体上；采用丝网印刷的主要流程为：制版—印刷—固化；采用粘接方式的主要流程为：导线排布—粘接—固
化；

[0013] 电阻连接：包括选择电阻和电路的连接，根据设计选择对应的电阻元件，电阻通过市场购买所得，然后将电阻分别与对应的导线连接起来，或先将电阻固定在基板上再与导
线连接，导线端口连接根据汽车接口系统的要求选择相应接口，并与电路连接构成端口信
号输出；

[0014] 测试检验：将连接好的装置至于车上，通过检测来确定装置能否进行检测；

[0015] 成品：测试检验合格既得成品。

[0016] 与现有技术相比，本发明能够用于探测刹车片厚度范围的装置，当刹车片摩擦到一定厚度时，本装置中的相应部分导线会因为摩擦而断开，部分导线会通过与金属刹车盘
接触而与其他导线连通，由此将引起在刹车片不与刹车盘接触时和在刹车片与刹车盘接触
时，电路的电阻值都将发生变化，由于电阻的变化与摩擦材料的厚度相对应，由此可以确定
摩擦材料的厚度。

附图说明

[0017] 图1为可用于探测刹车片厚度范围的装置及制造方法的结构示意图。

[0018] 图2为可用于探测刹车片厚度范围的装置及制造方法中的电路示意图。

[0019] 图中：1-支撑体、2-导线、3-电阻。

具体实施方式

[0020] 下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

[0021] 请参阅图1-2，一种可用于探测刹车片厚度范围的装置，包括支撑体、电阻、导线和端口，导线一部分顶端构成弧形或尖角形固定在支撑体上，一部分顶端固定在支撑体上，其
端点位置按该装置与刹车片组合后，需要探测的厚度所对应的位置确定，其数量为两个或
两个以上，该部分导线需通过与金属刹车盘接触才能与其他导线连通，所述导线的另一端
分别与电阻连接，电阻固定在基板上或不作固定，将整个电路构成并联与串联的混合电路。
对于并联电路，由相关的物理学知识可知，其电阻值R并与各电阻值直接关系为：

[0022]

[0023] 对于串联电路，由相关的物理学知识可知，其电阻值R串与各电阻值直接关系为：

[0024]

[0025] 由此便可得到电路的总电阻。

[0026] 使本装置的电阻材料与汽车刹车片的位置固定，在刹车片一定厚度范围内导线将与刹车片一起受到摩擦。

[0027] 作为本发明进一步的优选：所述支撑体为塑料、陶瓷或复合材料单独制成或以刹车片为支撑体。

[0028] 作为本发明的制造方法：依次包括原材料采购及检验、原材料加工处理、导线固定、电阻连接、端口连接、测试检验、成品；

[0029] 导线固定：采用丝网印刷或高温绝缘胶粘接将导线固定在支撑体上；采用丝网印刷的主要流程为：制版—印刷—固化；采用粘接方式的主要流程为：导线排布—粘接—固
化；

[0030] 电阻连接：包括选择电阻和电路的连接，根据设计选择对应的电阻元件，电阻通过市场购买所得，然后将电阻分别与对应的导线连接起来，或先将电阻固定在基板上再与导
线连接，导线端口连接根据汽车接口系统的要求选择相应接口，并与电路连接构成端口信
号输出；

[0031] 测试检验：将连接好的装置至于车上，通过检测来确定装置能否进行检测；

[0032] 成品：测试检验合格既得成品。

[0033] 实施例1：

[0034] 选取一长10mm，宽7.5mm，厚2.0mm的PCB板为支撑体，采用丝网印刷的方式在该板上印制如图1中支撑体上所示结构的银电路，银电路宽度为0.2mm，厚度为0.02mm，H1、H2、H3
分别为9.0mm、7.0mm、6.5mm；为便于标识，将支撑体底部的七个电路端由左向右依次编为
“1”号、“2”号、“3”号、“4”号、“5”号、“6”号、“7”号。选取阻值为150Ω的电阻四个，330Ω的电阻两个和一个阻值为22Ω的电阻（若无相应阻值，也可采用几个电阻并联或串联的方式使
其电阻达到上述条件），电阻阻值误差为1%。采用导线将电阻的一端分别与1—7号电路端进
行连接，并使1—7号导线连接的电阻阻值分别为150Ω、330Ω、150Ω、150Ω、330Ω、150Ω、
22Ω。采用导线将“1”号、“2”号、“3”号导线所连接的电阻的另一端连接然后再与端口的一个连接脚连接；采用导线将“4”号、“5”号、“6”号、“7”号导线所连接的电阻的另一端连接然后再与端口的另一个连接脚连接，该装置制作基本完成。采用电阻测试仪器测试此时电路
的电阻，电阻值约为211Ω，与设计相符，说明装置连接正常。将该装置与刹车片固定，并使
支撑体的底部与刹车片底部对齐，即支撑体上H1、H2、H3分别对应于刹车片的厚度为9.0mm、
7.0mm、6.5mm。然后将刹车片与刹车盘接触进行摩擦，并测试电路的电阻值，当电阻值发生
明显变化时，停止摩擦并测量刹车片厚度，使其与刹车盘断开接触，测试电路的电阻值；然
后继续进行摩擦，并测试电路的电阻值，当电阻值再次发生明显变化时，停止摩擦并测量刹
车片厚度，使其与刹车盘断开接触，测试电路的电阻值；重复前面的摩擦操作步骤至电阻值
约为77Ω时。当电阻值由211Ω左右变为大约164Ω时，测量刹车片的厚度为8.98mm，使其与
刹车盘断开接触后测试电路的电阻值约为253Ω；继续前面的摩擦操作步骤，当电阻值由
164Ω左右变为大约122Ω时，测量刹车片的厚度为6.96mm，使其与刹车盘断开接触后测试
电路的电阻值约为300Ω；继续前面的摩擦操作步骤，当电阻值由122Ω左右变为大约77Ω
时，测量刹车片的厚度为6.48mm，使其与刹车盘断开接触后测试电路的电阻值显示为开路
状态。由此可以说明本装置电路的电阻值信息能够反映刹车片的厚度范围，在本实施例中，
当在刹车片与刹车盘接触和不接触的情况下电阻值均为211Ω左右时，导线均处于完好状
态，对应于刹车片厚度为9mm以上，反映了刹车片在正常使用的厚度范围；当在刹车片与刹
车盘接触的情况下电阻值为164Ω左右，在刹车片不与刹车盘接触的情况下电阻值为253Ω
左右时，对应于刹车片厚度为7mm-9mm之间，反映了刹车片在正常使用的厚度范围，但需要
准备更换；当在刹车片与刹车盘接触的情况下电阻值为122Ω左右，在刹车片不与刹车盘接
触的情况下电阻值为300Ω左右时，对应于刹车片厚度为6.5mm-7mm之间，反映了刹车片在
极限使用的厚度范围，应当立即更换，以免刹车盘损坏；当在刹车片与刹车盘接触的情况下
电阻值为77Ω左右，在刹车片不与刹车盘接触的情况下为断开状态时，对应于刹车片厚度
为6.5mm以下，反映了刹车片已不能正常使用，如果在车辆上发生这种情况的话，行车会很
危险，应当更换后才能行车，以免发生危险。将本装置配合上适当的程序，加入到汽车控制
系统之中，便能够实现对刹车片尺寸厚度范围的监测及对汽车的相应控制，增强汽车的智
能化，使行使更加安全。

[0035] 实施例2

[0036] 采用八段直径为0.2mm的铜丝导线，为便于识别，将其编为“1”号、“2”号、“3”号、“4”号、“5”号、“6”号、“7”号、“8”号。使“1”号、“2”号、“3”号、“4”号铜丝的一端均构成“︵”形并将该端的端点与“5”号导线连接。采用高温绝缘胶将1—8号导线固定在刹车片侧面，并使“1”号、“2”号、“3”号和“4”号的“︵”形顶端分别对应于刹车片厚度为12mm、10mm、8.0mm和
6.0mm的位置；使“6”号、“7”号和“8”号的一端端点分别对应于刹车片厚度为9mm、7mm和
6.5mm的位置；使1—8号导线的另一端位于刹车片底部并除了连接处外其他部分之间相互
绝缘。选取阻值为10kΩ的电阻三个，2.2kΩ、3.3kΩ、4.7kΩ、6.8kkΩ和20kΩ的电阻各一
个（若无相应阻值，也可采用几个电阻并联或串联的方式使其电阻达到上述条件），电阻阻
值误差为1%。将电阻固定在电路板上，采用导线将电阻的一端分别与1—8号导线位于刹车
片底部的一端进行连接，并使1—8号导线连接的电阻阻值分别为3.3kΩ、10kΩ、20kΩ、10k
Ω、4.7kΩ、10kΩ、6.8kΩ和2.2kΩ。采用导线将“1”号、“2”号、“3”号和“4”号导线所连接的电阻的另一端连接然后再与端口的一个连接脚连接；采用导线将“5”号、“6”号、“7”号、“8”号导线所连接的电阻的另一端连接然后再与端口的另一个连接脚连接，该装置制作基本完
成。采用电阻测试仪器测试此时电路的电阻，电阻值约为6.5kΩ，与设计相符，说明装置连
接正常。将该装置与刹车盘接触进行摩擦，1小时后停止并并测试刹车片与刹车盘接触和不
接触时电路的电阻值，然后继续进行摩擦，1小时后停止并并测试刹车片与刹车盘接触和不
接触时电路的电阻值，重复前面的摩擦操作步骤，当测试到刹车片与刹车盘接触电阻值约
为2.9kΩ时停止摩擦操作。在此过程中每当测试到刹车片与刹车盘接触或不接触时电路的
电阻值发生明显变化时，测量刹车片的厚度。当刹车片与刹车盘不接触时电阻值变为8.7k
Ω，刹车片与刹车盘接触时电阻值为6.5kΩ时，测量刹车片的厚度为11.96mm；当刹车片与
刹车盘不接触时电阻值变为约11.4kΩ，刹车片与刹车盘接触时电阻值为约6.5kΩ时，测量
刹车片的厚度为9.94mm；当刹车片与刹车盘不接触时电阻值为约11.4kΩ，刹车片与刹车盘
接触时电阻值变为约5.0kΩ时，测量刹车片的厚度为8.98mm；当刹车片与刹车盘不接触时
电阻值变为约14.7kΩ，刹车片与刹车盘接触时电阻值为约5.0kΩ时，测量刹车片的厚度为
7.92mm；当刹车片与刹车盘不接触时电阻值为约14.7kΩ，刹车片与刹车盘接触时电阻值变
为约4.0kΩ时，测量刹车片的厚度为6.96mm；当刹车片与刹车盘不接触时电阻值为约14.7k
Ω，刹车片与刹车盘接触时电阻值变为约2.9kΩ时，测量刹车片的厚度为6.44mm。由此可以
说明本装置电路的电阻值信息能够反映刹车片的厚度范围，在本实施例中，当在刹车片与
刹车盘接触和不接触的情况下电阻值均为6.5kΩ左右时，导线均处于完好状态，对应于刹
车片厚度为12mm以上，反映了刹车片在正常使用的厚度范围；当在刹车片与刹车盘接触的
情况下电阻值为6.5kΩ左右，在刹车片不与刹车盘接触的情况下电阻值为8.7kΩ左右时，
对应于刹车片厚度为10mm-12mm之间，反映了刹车片仍在正常使用的厚度范围；当在刹车片
与刹车盘接触的情况下电阻值为6.5kΩ左右，在刹车片不与刹车盘接触的情况下电阻值为
11.4kΩ左右时，对应于刹车片厚度为9mm-10mm之间，反映了刹车片仍在正常使用的厚度范
围；当在刹车片与刹车盘接触的情况下电阻值为5.0kΩ左右，在刹车片不与刹车盘接触的
情况下电阻值为11.4kΩ左右时，对应于刹车片厚度为8mm-9mm之间，反映了刹车片仍在正
常使用的厚度范围；当在刹车片与刹车盘接触的情况下电阻值为5.0kΩ左右，在刹车片不
与刹车盘接触的情况下电阻值为14.7kΩ左右时，对应于刹车片厚度为7mm-8mm之间，反映
了刹车片仍在正常使用的厚度范围，但需要准备更换；当在刹车片与刹车盘接触的情况下
电阻值为4kΩ左右，在刹车片不与刹车盘接触的情况下电阻值为14.7kΩ左右时，对应于刹
车片厚度为6.5mm-7mm之间，反映了刹车片在极限使用的厚度范围，应当立即更换，以免刹
车盘损坏；当在刹车片与刹车盘接触的情况下电阻值为2.9kΩ左右，在刹车片不与刹车盘
接触的情况下电阻值为14.7kΩ左右时，对应于刹车片厚度为6mm-6.5mm之间，反映了刹车
片已不能正常使用，如果在车辆上发生这种情况的话，行车会很危险，应当更换后才能行
车，以免发生危险。将本装置配合上适当的程序，加入到汽车控制系统之中，便能够实现对
刹车片尺寸厚度范围的监测及对汽车的相应控制，增强汽车的智能化，使行使更加安全。

[0037] 在以上实施例中，为了方便，使用了铜和银材质为导线，电阻和端口为市面采购所得，在实际运用时也可根据情况选择其它尺寸及其它材质的导线和电阻材料。此外，本发明
中所提到的支撑体主要起固定电阻材料与刹车片相对位置的作用，支撑体可以是单独的物
体，也可以是固定在刹车片上的物体甚至是刹车片本身。本装置从实用方面考虑，仅考虑了
探测刹车片6.50mm左右及以上尺寸范围的厚度，如果需要，可用于探测整个刹车片厚度范
围内的尺寸范围。

[0038] 上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下
做出各种变化。