CN102678795A - 一种永磁制动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁制动器，包括相对的定子和转子，所述定子包括金属导磁外筒和金属导磁内筒，所述金属导磁内筒装在所述金属导磁外筒内，二者通过永磁体连接，所述金属导磁内筒的筒壁和所述金属导磁外筒的筒壁之间形成环形空间，所述环形空间内封装有线圈，所述线圈的顶面不高于所述金属导磁外筒的筒壁顶面，所述金属导磁外筒的筒壁顶面和所述金属导磁内筒的筒壁顶面平齐，形成定子摩擦面；所述转子包括与所述定子摩擦面相对的衔铁和连接法兰，所述衔铁通过片状弹簧连接在所述连接法兰上。本发明制造工艺简单，并且磨损小，便于保持使用设备的内部清洁。

Description

一种永磁制动器

技术领域

本发明涉及一种制动器，特别是涉及一种永磁制动器。

背景技术

永磁制动器是众多类型电磁制动器中的一种。由于其制造精度要求较高，加之永磁材料成本较高，永磁制动器一直未推广普及。但是，由于永磁制动器具有非常快的响应速度，良好的动作灵敏性，以及无定位间隙等特殊优势，随着近年来伺服技术的发展而得到了广泛的重视。

目前，现代伺服电机应用的工作于保持制动状态下的制动器，摩擦材料采用传统的铜基、铝基和铁基等粉末冶金摩擦材料或非金属摩擦材料制成，制造工艺复杂，摩擦副的磨损较大，并且磨损后粉尘无法排出，容易对伺服电机内部造成污染。而金属本体-金属本体摩擦副制造工艺简单、相对清洁不会产生上述问题。利用这一特性，我们可以开发出替代传统金属摩擦材料摩擦副的永磁制动器。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种永磁制动器，该永磁制动器制造工艺简单，并且磨损小，便于保持使用设备的内部清洁。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种永磁制动器，包括相对的定子和转子，所述定子包括金属导磁外筒和金属导磁内筒，所述金属导磁内筒装在所述金属导磁外筒内，二者通过永磁体连接，所述金属导磁内筒的筒壁和所述金属导磁外筒的筒壁之间形成环形空间，所述环形空间内封装有线圈，所述线圈的顶面不高于所述金属导磁外筒的筒壁顶面，所述金属导磁外筒的筒壁顶面和所述金属导磁内筒的筒壁顶面平齐，形成定子摩擦面；所述转子包括与所述定子摩擦面相对的衔铁和连接法兰，所述衔铁通过片状弹簧连接在所述连接法兰上。

所述片状弹簧固定在设于所述连接法兰上的沉孔内。

所述永磁体是由耐高温钕铁硼材料制成的。

所述定子摩擦面在保证饱合磁感应强度的情况下尽可能地使面积最小。

所述线圈的顶面低于所述金属导磁外筒的筒壁顶面34mm。

所述金属导磁外筒设有带有中空结构的底部，所述金属导磁内筒设有自所述金属导磁内筒的筒壁向外延伸的底部，所述永磁体为环形，夹压在金属导磁外筒的底部和所述金属导磁内筒的底部之间，所述线圈封装在所述金属导磁内筒的底部之上，所述金属导磁内筒的底部和所述金属导磁外筒的筒壁之间形成有环形缝隙。

所述环形缝隙内灌封有用于封装所述线圈的绝缘材料。

所述衔铁通过铆钉与所述片状弹簧固定连接。

本发明具有的优点和积极效果是：保持了永磁制动器响应快、无间隙的特点，利用金属本体摩擦副在高比压下具有较大摩擦系数的特点，省略了各种摩擦材料，降低了工艺风险，并且没有磨损粉尘产生，磨损小，保证了伺服电机内部清洁，同时又能满足保持制动的技术要求，是目前伺服电机制动的最佳解决方案。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、永磁体，2、导磁内筒，3、导磁外筒，4、线圈，5、绝缘材料，6、衔铁，7、连接法兰，8、片状弹簧，9、铆钉。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种永磁制动器，包括相对的定子和转子，定子包括金属导磁外筒3和金属导磁内筒2，金属导磁内筒2装在金属导磁外筒3内，二者通过永磁体1连接，金属导磁内筒2的筒壁和金属导磁外筒3的筒壁之间形成环形空间，环形空间内封装有线圈4，线圈4的顶面不高于金属导磁外筒3的筒壁顶面，金属导磁外筒3的筒壁顶面和金属导磁内筒2的筒壁顶面平齐，形成定子摩擦面；转子包括与定子摩擦面相对的衔铁6和连接法兰7，衔铁6通过片状弹簧8连接在连接法兰7上。

上述永磁体1的N-S极分别由导磁内筒2和导磁外筒3引导至定子摩擦面，在定子摩擦面上形成环形的永磁场，以吸引衔铁6压向定子摩擦面，此定子摩擦面最好在保证饱合磁感应强度的情况下使面积最小，这样，可使制动器在一定的永磁力作用下，比压最大，产生的保持制动力矩最大。当线圈4通电时，产生一个和永磁体极性相反，大小一致的电磁场，在定子摩擦面上电磁场和永磁场相互抵消，定子摩擦面失去对衔铁6的吸引力，衔铁6在片状弹簧8变形力的作用下，迅速脱开制动释放。

上述永磁制动器在定子摩擦面上并未附有传统的摩擦材料，取而代之的是金属本体对金属本体的摩擦副，磨损小，没有磨损粉尘产生，便于保持使用设备的内部清洁，并且制造工艺简单。

为了更好地适用制动工况，永磁体最好由耐高温钕铁硼材料制成。在本实施例中，片状弹簧8固定在设于连接法兰7上的沉孔内，衔铁6通过铆钉9与片状弹簧8固定连接，在连接法兰7上形成容纳片状弹簧8的空腔，并通过控制该腔的深度使在片状弹簧8在初始时刻能有一个微小的张力，使衔铁6紧贴在连接法兰7上。结构更加合理，紧凑。在本实施例中，金属导磁外筒3设有带有中空结构的底部，金属导磁内筒2设有自金属导磁内筒的筒壁向外延伸的底部，永磁体1为环形，夹压在金属导磁外筒3的底部和金属导磁内筒2的底部之间，线圈4封装在金属导磁内筒2的底部之上，金属导磁内筒2的底部和金属导磁外筒3的筒壁之间形成有环形缝隙；环形缝隙内灌封有用于封装线圈4的绝缘材料5。

上述线圈4的顶面低于金属导磁外筒3的筒壁顶面3-4mm。

本发明的工作原理是永磁加压、电磁释放。本发明定子部分产生的磁场是由永磁场和电磁场叠加而成的，当定子处于断电状态，只有永磁场时，衔铁在永磁场作用下受力被吸附压向定子，利用金属面在大比压下有较大摩擦系数的原理，提供出较大的摩擦力，进而产生制动力矩。而当定子通电时，产生的电磁场与永磁场方向相反，互相抵消，衔铁恢复自由，从定子面脱开，解除制动。

本发明利用在大比压下金属-金属摩擦副会有较大的静摩擦系数这一特性，采用金属本体-金属本体摩擦副替代粉末合金摩擦副，解决了传统永磁制动器工艺复杂、摩擦片磨损后粉尘无法排出等问题，而高温钕铁硼永的磁体产品进步也进一步加大了摩擦副的比压。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种永磁制动器，包括相对的定子和转子，其特征在于，所述定子包括金属导磁外筒和金属导磁内筒，所述金属导磁内筒装在所述金属导磁外筒内，二者通过永磁体连接，所述金属导磁内筒的筒壁和所述金属导磁外筒的筒壁之间形成环形空间，所述环形空间内封装有线圈，所述线圈的顶面不高于所述金属导磁外筒的筒壁顶面，所述金属导磁外筒的筒壁顶面和所述金属导磁内筒的筒壁顶面平齐，形成定子摩擦面；

所述转子包括与所述定子摩擦面相对的衔铁和连接法兰，所述衔铁通过片状弹簧连接在所述连接法兰上。

2.根据权利要求1所述的永磁制动器，其特征在于，所述片状弹簧固定在设于所述连接法兰上的沉孔内。

3.根据权利要求1或2所述的永磁制动器，其特征在于，所述永磁体是由耐高温钕铁硼材料制成的。

4.根据权利要求1所述的永磁制动器，其特征在于，所述定子摩擦面在保证饱合磁感应强度的情况下尽可能地使面积最小。

5.根据权利要求1所述的永磁制动器，其特征在于，所述线圈的顶面低于所述金属导磁外筒的筒壁顶面3-4mm。

6.根据权利要求1所述的永磁制动器，其特征在于，所述金属导磁外筒设有带有中空结构的底部，所述金属导磁内筒设有自所述金属导磁内筒的筒壁向外延伸的底部，所述永磁体为环形，夹压在金属导磁外筒的底部和所述金属导磁内筒的底部之间，所述线圈封装在所述金属导磁内筒的底部之上，所述金属导磁内筒的底部和所述金属导磁外筒的筒壁之间形成有环形缝隙。

7.根据权利要求6所述的永磁制动器，其特征在于，所述环形缝隙内灌封有用于封装所述线圈的绝缘材料。

8.根据权利要求2所述的永磁制动器，其特征在于，所述衔铁通过铆钉与所述片状弹簧固定连接。

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