CN103644220A

CN103644220A - 磁力刹车装置

Info

Publication number: CN103644220A
Application number: CN201310699390.1A
Authority: CN
Inventors: 王瑞娟; 王鲁单; 程胜; 张建伟; 张振宇; 胡友
Original assignee: Kunshan Industrial Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: Kunshan Industrial Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2014-03-19

Abstract

本发明公开了一种磁力刹车装置，包括能够发生相对运动的磁体组件与导体组件，磁体组件包括：两列N、S极相对设置的永磁铁组、用于固定永磁铁组的两个磁铁固定架，永磁铁组由多个永磁铁N、S极交替排列构成，永磁铁组彼此相对的一面通过不导磁的挡片固定于磁铁固定架上；导体组件包括：T型铝带和固定于T型铝带左右两侧的两块铜带。有益之处在于：无需消耗外部能源，安全可靠，无接触、无摩擦、无振动、无噪音，实际应用时还可根据物体的重量以及需要的最终恒定速度来设计符合要求的磁力刹车装置；同时，为了方便撤除制动力，还设计了一个高度调节机构以使导体与磁场脱离从而解除制动力。

Description

磁力刹车装置

技术领域

本发明涉及一种制动装置，具体涉及一种磁力刹车装置。

背景技术

物体沿着坡体向下运动或垂直下落运动过程中，如果物体自身重量比较大，仅靠自重产生加速度向下运动时，没有制动装置则可能会造成严重的事故。为避免事故的发生，必须要有阻碍物体下滑的作用力。

通常，我们会采用以下几种方法之一来制动：（1）、利用物体与坡体产生的摩擦力来阻碍运动，但产生的摩擦力含有很多不确定的因素，且不稳定；（2）、利用外部驱动元件，如卷扬机等，对物体施加一个向上拽引的力，不过采用这种方式，一旦动力源出现状况，如断电或卷扬机钢丝绳断裂等，就会产生不可预料的危险。综上，现有技术中的制动装置一般都是接触式的，产生的制动力稳定性差、可靠性低。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种绿色环保、无摩擦、无接触、无需外部能源、无噪音、无振动、高可靠性的制动装置，该制动装置可以安装在任何需要提供制动力的物体上，尤其适合于做下坡运动或垂直下落运动的物体。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

磁力刹车装置，包括能够发生相对运动的磁体组件与导体组件，所述磁体组件包括：两列N、S极相对设置的永磁铁组、用于固定永磁铁组的两个磁铁固定架，所述永磁铁组由多个永磁铁N、S极交替排列构成，所述永磁铁组彼此相对的一面通过不导磁的挡片固定于磁铁固定架上；所述导体组件包括：T型铝带和固定于T型铝带左右两侧的两块铜带；当磁体组件与导体组件发生相对运动时，导体组件从磁体组件的两列永磁铁组之间穿过，铜带与挡片之间留有气隙。

前述两个磁铁固定架的一端通过一连接架连接，所述连接架固定于被制动物体上，所述导体组件固定于承载被制动物体的表面上。

前述导体组件固定于被制动物体上，所述磁体组件固定于承载被制动物体的表面上。

前述永磁铁由铷铁硼材料制成。

前述气隙宽度为2-4mm。

此外，本发明的磁力刹车装置还包括一个与被制动物体固定连接的高度调节机构，所述高度调节机构包括：驱动部件、导向架、导向轴、套装于导向轴上的导向轴承、连接板，所述导向轴承和连接板与磁体组件连接并且由驱动部件带动实现上下运动。当不需要制动力的时候，只需要通过驱动部件带动磁体组件向上运动，使其脱离磁场即可使磁力刹车装置失去作用。

前述驱动部件为电缸或气缸。

本发明的有益之处在于：本发明的刹车装置，利用电磁感应原理，通过导体切割磁感应线产生的制动力实现制动，无需消耗外部能源，安全可靠，无接触、无摩擦、无振动、无噪音，实际应用时还可根据物体的重量以及需要的最终恒定速度来设计符合要求的磁力刹车装置；同时，为了方便撤除制动力，还设计了一个高度调节机构以使导体与磁场脱离从而解除制动力。

附图说明

图1是本发明的磁力刹车装置的应用示意图；

图2是本发明的磁力刹车装置的立体结构示意图；

图3是本发明的磁力刹车装置的磁体组件的立体结构示意图；

图4是本发明的磁力刹车装置的磁体组件的其中一列永磁铁组的主视图；

图5是本发明的磁力刹车装置的高度调节机构的结构示意图。

图中附图标记的含义：1、磁体组件，2、导体组件，3、车体，4、斜坡，5、永磁铁组，6、磁铁固定架，7、永磁铁，8、挡片，9、T型铝带，10、铜带，11、连接架，12、驱动部件，13、导向架，14、导向轴，15、导向轴承，16、连接板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参见图1至图4，本发明的磁力刹车装置包括：能够发生相对运动的磁体组件1与导体组件2，利用电磁感应原理实现可靠制动，尤其适合于做下坡运动或者垂直下落运动的物体。

具体地，参见图3，磁体组件1包括：两列N、S极相对设置的永磁铁组5、用于固定永磁铁组5的两个磁铁固定架6，如图4所示，永磁铁组5由多个永磁铁7以N、S极交替排列的方式（图3所示）构成，作为一种优选，永磁铁7由铷铁硼材料制成，而永磁铁组5彼此相对的一面通过不导磁的挡片8固定于磁铁固定架6上，防止两列永磁铁组5相吸。如图2所示，导体组件2包括：T型铝带9和固定于T型铝带9左右两侧的两块铜带10，铜的导电率仅次于银，是一种优质导体，但是由于铜没有型材，固定困难，所以通过T型铝带9支承和固定，将两块铜带10分别固定在铝带的左右两侧，共同作为导体，铜带10与挡片8之间留有一定的气隙，主要是为了防止接触产生摩擦。由于磁体件的磁场会随着距离的增大而变小，所以气隙也不宜过大，一般为2-4mm。

当磁体组件1与导体组件2发生相对运动时，导体组件2从磁体组件1的两列永磁铁组5之间穿过，导体切割磁力线，装置内产生强大的涡旋电流，涡流磁场与磁体产生的磁场相互作用产生制动力阻碍物体运动，最终物体会以一定的速度匀速运动至终点。

研究表明，产生的制动力与磁场强度、导体的尺寸、电阻、物体运动的速度有关，当磁场强度、导体尺寸和电阻值等固定时，制动力与物体运动的速度呈正比，因而在实际应用时，可以根据物体的重量、需要的最终恒定速度来设计符合要求的磁力刹车装置。

为了更好地理解本发明，我们对其应用作简要介绍，如图1所示，两个磁铁固定架6的一端通过一连接架11连接，连接架11固定于车体3（即前面所说的被制动物体）底部，导体组件2固定于斜坡4（即前面所说的承载被制动物体的表面）上。当车体3运动时，固定在其底部的磁体组件1也随之运动，即产生的磁场也在运动，则固定在斜坡4上的导体组件2切割磁感应线，产生制动力，阻碍车体3运动，最终车体3会以一定的速度匀速运动至终点。

前面我们说过，只要磁体组件1和导体组件2发生相对运动，刹车装置就会起作用，所以，作为一种变换，将导体组件2固定于被制动物体上，而磁体组件1固定于承载被制动物体的表面上，同样也能够起到有效制动的作用，该方案也必然落入本发明的保护范围。

此外，作为一种改进，本发明的磁力刹车装置还包括一个与被制动物体固定连接的高度调节机构，如图5所示，高度调节机构包括：驱动部件12、导向架13、导向轴14、套装于导向轴14上的导向轴承15、连接板16。其中，导向轴承15和连接板16与磁体组件1连接并且由驱动部件12带动实现上下运动。当不需要制动力的时候，只需要通过驱动部件12带动磁体组件1向上运动，使其脱离磁场即可使磁力刹车装置失去作用。具体地，驱动部件12为电缸或气缸。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.磁力刹车装置，其特征在于，包括能够发生相对运动的磁体组件与导体组件，所述磁体组件包括：两列N、S极相对设置的永磁铁组、用于固定永磁铁组的两个磁铁固定架，所述永磁铁组由多个永磁铁N、S极交替排列构成，所述永磁铁组彼此相对的一面通过不导磁的挡片固定于磁铁固定架上；所述导体组件包括：T型铝带和固定于T型铝带左右两侧的两块铜带；当磁体组件与导体组件发生相对运动时，导体组件从磁体组件的两列永磁铁组之间穿过，铜带与挡片之间留有气隙。

2.根据权利要求1所述的磁力刹车装置，其特征在于，所述两个磁铁固定架的一端通过一连接架连接，所述连接架固定于被制动物体上，所述导体组件固定于承载被制动物体的表面上。

3.根据权利要求1所述的磁力刹车装置，其特征在于，所述导体组件固定于被制动物体上，所述磁体组件固定于承载被制动物体的表面上。

4.根据权利要求1所述的磁力刹车装置，其特征在于，所述永磁铁由铷铁硼材料制成。

5.根据权利要求1所述的磁力刹车装置，其特征在于，所述气隙宽度为2-4mm。

6.根据权利要求2所述的磁力刹车装置，其特征在于，还包括一个与被制动物体固定连接的高度调节机构，所述高度调节机构包括：驱动部件、导向架、导向轴、套装于导向轴上的导向轴承、连接板，所述导向轴承和连接板与磁体组件连接并且由驱动部件带动实现上下运动。

7.根据权利要求6所述的磁力刹车装置，其特征在于，所述驱动部件为电缸或气缸。