CN103168568A - 自动刹车装置 - Google Patents

Abstract

自动刹车装置，包括电机、减速箱、输出轴、电机轴、大齿轮和小齿轮，其中，电机和输出轴安装在减速箱上，输出轴上固定有大齿轮，电机轴上固定有小齿轮，大齿轮和小齿轮相啮合且设置在减速箱内，减速箱内还固定有一位于大齿轮下侧的摩擦块，还包括上棘轮、下棘轮和传动销，所述上棘轮和下棘轮分别设置在所述大齿轮轴孔的上、下侧，且二者的棘轮面相迎合形成一蜗形轨道，所述传动销固定在所述输出轴上并置于所述蜗形轨道内，所述蜗形轨道内设置有上、下两个档位，所述传动销可以在所述蜗形轨道内滑动。本发明具有结构简单、安全性高、刹车效果好、生产成本低、使用寿命长且工作稳定可靠等优点。

Description

自动刹车装置

技术领域：

本发明涉及一种自动刹车装置，特别是一种园林工具的自动刹车装置。 

背景技术：

割草机是一种常用的园林工具，其用电机作为驱动装置，通过皮带或齿轮传动带动安装有刀片的输出轴进行作业。如果在作业途中需要停机，操作者首先要切断电源，电源切断后，由于在惯性的作用下，输出轴和刀片仍然会高速运转一段时间，所以不能满足安全性要求，严重时甚至会造成人身伤害。而在设计指标中，要求刀片能够在切断电源后的3-5秒钟内停止转动，因此生产厂商均在割草机上安装有刹车装置。刹车装置是割草机的必备组件之一，用于抑制刀片的高速旋转并直至其呈停止状态。该领域较为成熟的方案是采用刹车盘和刹车垫的方式，即刹车盘沿着输出轴产生轴向移动，当其与刹车垫产生接触后，依靠二者之间的摩擦力抑制刹车盘的转动。例如CN101785388A公开的一种割草机刹车装置，其包括提供动力的马达、起支撑作用的底盘支撑架、收容在底盘支撑架内的刹车盘、刹车垫和输出轴，刹车盘套设在输出轴上，刹车盘与输出轴之间通过轴套连接在一起，轴套的侧面上形成有斜槽，一个连接在输出轴上的销子收容在斜槽中，并且可以沿着斜槽相对滑动。输出轴和轴套之间设有钢珠或者滚针的滚动元件，使输出轴和轴套形成间隙连接，通过一个销子连接了输出轴和轴套，实现了轴套可以沿着输出轴产生轴向方向上的位移，斜槽沿着水平面具有一个低位位置和一个高位位置，销子可以在低位位置和高位位置之间滑动，当销子位于低位位置时，刹车盘和刹车垫接触在一起，处于刹车状态，而当销子位于高位位置时，刹车盘和刹车垫分离，处于工作状态。这种结构的缺点是： 1、刹车过程需要较长的时间，这样就不能满足安全性要求，达不到设计指标中刀片能够在切断电源后的3-5秒钟内停止转动的要求；2、刹车效果不好，安全性较差；3、结构较为复杂、生产成本高而且装配起来不方便。因此，有必要予以改进。 

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、安全性高、刹车效果好、生产成本低、使用寿命长且工作稳定可靠的自动刹车装置。 

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案： 

一种自动刹车装置，包括电机、减速箱、输出轴、电机轴、大齿轮和小齿轮，其中，电机和输出轴安装在减速箱上，输出轴上固定有大齿轮，电机轴上固定有小齿轮，大齿轮和小齿轮相啮合且设置在减速箱内，减速箱内还固定有一位于大齿轮下侧的摩擦块，还包括上棘轮、下棘轮和传动销，所述上棘轮和下棘轮分别设置在所述大齿轮轴孔的上、下侧，且二者的棘轮面相迎合形成一蜗形轨道，所述传动销固定在所述输出轴上并置于所述蜗形轨道内，所述蜗形轨道内设置有上、下两个档位，当所述传动销在蜗形轨道内滑动至下档位时，所述大齿轮轴向移动与所述摩擦块脱离并带动所述输出轴转动，当所述传动销在蜗形轨道内滑动至上档位时，所述大齿轮轴向移动与所述摩擦块接触产生摩擦力实现制动。 

所述下棘轮与所述大齿轮一体成型，所述上棘轮通过螺钉固定在所述大齿轮上。 

所述输出轴通过第一轴承和第二轴承安装在所述减速箱上。 

所述减速箱包括减速箱上盖和减速箱下盖，所述摩擦块固定在所述减速箱下盖上，所述电机固定在所述减速箱上盖上。 

所述输出轴上设有一径向贯穿的通孔，所述传动销安装在通孔内且两端外露于所述输出轴。 

本发明相对于现有技术具有如下优点： 

1、本发明能够满足设计指标中对割草机在切断电源后的3秒钟内实现制动的要求，刹车效果好且安全性高。 

2、本发明只有当传动销在蜗形轨道内滑动至上档位时，大齿轮才会轴向移动与摩擦块发生接触，这样可以防止大齿轮在高速运转过程中自行移动，从而有效地避免了自刹车现象的发生。 

3、本发明在接通电源，电机启动瞬间输出轴是静止不动的，小齿轮带动大齿轮相对输出轴转动，只有当转动到蜗形轨道内的下档位和传动销抵顶接触时，才会推动传动销带动输出轴转动，继而处于工作状态。采用这样的设计可以使启动电流小，对电网的影响小同时可以提高供电的可靠性和降低电机的故障率。 

4、本发明使用寿命长刹车次数长达6000次。 

5、本发明在刹车的整个过程全部是自动完成的不需要外加的动作，且工作稳定可靠。 

6、本发明结构简单、生产成本低而且装配起来非常方便。 

附图说明：

图1为本发明的侧视图。 

图2为本发明去除减速箱后的侧视图。 

图3为本发明的爆炸图。 

图4为本发明上棘轮和大齿轮迎合后固定在一起的结构示意图。 

图5为图4的爆炸图。 

具体实施方式：

参见图1至图5，按照本发明提供的一种自动刹车装置，包括电机1、减速箱2、输出轴3、电机轴4、大齿轮5和小齿轮6，其中，电机1和输出轴3安装在减速箱2上，输出轴3上固定有大齿轮5，电机轴4上固定有小齿轮6，大齿轮5和小齿轮6相啮合且设置在减速箱2内，减速箱2内还固定有一位于大齿轮5下侧的摩擦块7，还包括上棘轮8、下棘轮9和传动销10，上棘轮8和下棘轮9分别设置在大齿轮5轴孔的上、下侧，且二者的棘轮面相迎合形成一蜗形轨道，传动销10固定在输出轴3上并置于蜗形 轨道内，蜗形轨道内设置有上、下两个档位，当传动销10在蜗形轨道内滑动至下档位时，大齿轮5轴向移动与摩擦块7脱离并带动输出轴3转动，当传动销10在蜗形轨道内滑动至上档位时，大齿轮5轴向移动与摩擦块7接触产生摩擦力实现制动。 

下棘轮9与大齿轮5一体成型，上棘轮8通过螺钉固定在大齿轮5上。输出轴3通过第一轴承31和第二轴承32安装在减速箱2上。减速箱2为大齿轮5和小齿轮6传动提供可靠的密封壳体。减速箱2包括减速箱上盖21和减速箱下盖22，摩擦块7固定在减速箱下盖22上，电机1固定在减速箱上盖21上。输出轴3上设有一径向贯穿的通孔，传动销10安装在通孔内且两端外露于输出轴3，这种配合关系使得输出轴3和传动销10可以很好的固定配合在一起。 

本发明的工作原理是：接通电源，电机1启动瞬间输出轴3静止，小齿轮6带动大齿轮5相对输出轴3转动，当转动到蜗形轨道内的下档位和传动销10抵顶接触时，带动大齿轮5向上移动，使大齿轮5与摩擦块7脱离，同时，推动传动销10带动输出轴3转动，处于工作状态，在电机1断电后，输出轴3的惯性远大于大齿轮5的惯性，输出轴3和大齿轮5产生转速差，此转速差使输出轴3带动传动销10滑动到蜗形轨道内的上档位时，带动大齿轮5向下移动，使大齿轮5与摩擦块7接触产生摩擦力实现制动。 

本发明公开的自动刹车装置是以割草机作为具体的实施例，但是并非就局限于应用在割草机上，其他的各种园林机械和电动工具中同样可以采用这样的自动刹车装置。 

Claims (5)

1.自动刹车装置，包括电机(1)、减速箱(2)、输出轴(3)、电机轴(4)、大齿轮(5)和小齿轮(6)，其中，电机(1)和输出轴(3)安装在减速箱(2)上，输出轴(3)上固定有大齿轮(5)，电机轴(4)上固定有小齿轮(6)，大齿轮(5)和小齿轮(6)相啮合且设置在减速箱(2)内，减速箱(2)内还固定有一位于大齿轮(5)下侧的摩擦块(7)，其特征在于：还包括上棘轮(8)、下棘轮(9)和传动销(10)，所述上棘轮(8)和下棘轮(9)分别设置在所述大齿轮(5)轴孔的上、下侧，且二者的棘轮面相迎合形成一蜗形轨道，所述传动销(10)固定在所述输出轴(3)上并置于所述蜗形轨道内，所述蜗形轨道内设置有上、下两个档位，当所述传动销(10)在蜗形轨道内滑动至下档位时，所述大齿轮(5)轴向移动与所述摩擦块(7)脱离并带动所述输出轴(3)转动，当所述传动销(10)在蜗形轨道内滑动至上档位时，所述大齿轮(5)轴向移动与所述摩擦块(7)接触产生摩擦力实现制动。

2.根据权利要求1所述的一种自动刹车装置，其特征在于：所述下棘轮(9)与所述大齿轮(5)一体成型，所述上棘轮(8)通过螺钉固定在所述大齿轮(5)上。

3.根据权利要求1所述的一种自动刹车装置，其特征在于：所述输出轴(3)通过第一轴承(31)和第二轴承(32)安装在所述减速箱(2)上。

4.根据权利要求1所述的一种自动刹车装置，其特征在于：所述减速箱(2)包括减速箱上盖(21)和减速箱下盖(22)，所述摩擦块(7)固定在所述减速箱下盖(22)上，所述电机(1)固定在所述减速箱上盖(21)上。

5.根据权利要求1所述的一种自动刹车装置，其特征在于：所述输出轴(3)上设有一径向贯穿的通孔，所述传动销(10)安装在通孔内且两端外露于所述输出轴(3)。

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