CN104781574B - 制动器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于机器(16)的制动器(26)和使用制动器(26)的方法。制动器(26)可包括：第一和第二制动器衬套(38)，它们构造成可以摩擦的方式接合轨道(14)；第一偏压部件(34)，其构造成推动第一制动器衬套(38)以接合轨道(14)；以及第一促动器(30)，其构造成在第一促动器(30)被通电时移动第一制动器衬套(38)以脱离轨道(14)。制动器(26)可构造成安装在机器(16)、地板等上。

Description

制动器
技术领域
本公开大体涉及制动装置，并且具体而言，涉及用于工业机器等的制动装置。
背景技术
机器可采用机电制动器，以停止或临时保持特定动作。这种制动器可大体采用离合器-类型的制动机构，以供应足以减慢或保持特定动作的保持或制动扭矩。
由离合器-类型的制动器供应的制动扭矩由摩擦以机械的方式产生，摩擦产生在轨道、旋转的盘式制动器等和一组摩擦垫之间，摩擦垫可释放地布置成接触盘式制动器、轨道等的表面。摩擦垫的接合或脱离可以机械的方式或机电的方式控制。虽然这样的制动器可为有效的且在今天广泛使用，但是它们仍然具有改进的空间。期望更好、更高效的设计。
发明内容
根据本公开的一个方面，公开了一种制动器。制动器可包括：第一和第二制动器衬套，它们构造成可以摩擦的方式接合轨道；第一偏压部件，其构造成推动第一制动器衬套以接合轨道；以及第一促动器，其构造成在第一促动器被通电时移动第一制动器衬套以脱离轨道。制动器可构造成安装在机器上。
根据本公开的另一个方面，公开一种制动器系统。制动器系统可包括制动盘和制动器。制动器可包括：第一和第二制动器衬套，它们构造成可以摩擦的方式接合盘；第一偏压部件，其构造成在第一偏压部件产生第一磁通路径时推动第一制动器衬套以接合盘；以及第一促动器，其构造成在第一促动器被通电时使第一磁通路径变向成第二磁通路径，以使第一制动器衬套脱离盘。
根据本公开的又一个方面，公开了一种移动制动器的方法。方法可包括：提供安装在机器上的制动器，制动器包括：第一和第二制动器衬套，它们构造成可以摩擦的方式接合轨道；第一偏压部件；以及第一促动器，其包括背衬块和容纳在背衬块中的第一螺线管；产生第一磁通路径；以及对第一促动器的螺线管通电，以产生电磁力，电磁力通过使第一磁通路径变向成第二磁通路径而使第一制动器衬套脱离轨道，第二磁通路径不同于第一磁通路径。
在阅读结合附图得到的以下详细描述之后，本公开的这些和其它方面将变得更容易显而易见。
附图说明
图1为根据本公开的教导构造的制动器的示例性实施例的透视图；
图2为图1的制动器的横截面图；
图3为处于下落状态的图1的制动器的另一个横截面图；
图4为处于拔起(pick)状态的图1的制动器的另一个横截面图；
图5为根据本公开的教导构造的制动器的另一个实施例的透视图；
图6为图5的制动器的俯视图；
图7为处于下落状态的图5的制动器的另一个横截面；
图8为处于拔起状态的图5的制动器的另一个横截面；
图9为根据本公开的教导构造的制动器的另一个实施例的横截面图，制动器处于下落状态；
图10为处于下落状态的图9的制动器的横截面图，其中示意性地示出磁通线；
图11为根据本公开的教导构造的制动器的另一个实施例的横截面图，制动器处于拔起状态；
图12为处于拔起状态的图10的制动器的横截面图，其中示意性地示出磁通线；
图13为根据本公开的教导构造的制动器的另一个实施例的横截面图，制动器处于下落状态；
图14为处于下落状态的图13的制动器的横截面图，其中示意性地示出磁通线；
图15为根据本公开的教导构造的制动器的另一个实施例的横截面图，制动器处于拔起状态；
图16为处于拔起状态的图15的制动器的横截面图，其中示意性地示出磁通线；
图17为根据本公开的教导构造的制动器的备选实施例的横截面图，制动器处于下落状态；以及
图18为处于拔起状态的图19的制动器的备选实施例的横截面图。
虽然本公开易于有各种修改和备选构造，但是在附图中显示了其某些说明性实施例，并且它们将在下面进行详细描述。但是，应当理解，不意图限于公开的特定形式，而是相反，意图覆盖落在本公开的精神和范围内的所有修改、备选构造和等效方案。
具体实施方式
在图1中，公开了制动器系统10的一个实施例。制动器26可设置在制动器系统10的轨道、机器的制动盘等14上(各自在本文在具体实施方式中称为“轨道”)。为了更好地示出制动器26，在图1中仅显示了设置在制动器26的构件之间的轨道14的部分。
制动器26可通过一个或多个支承件28固定到机器16或在机器(16)附近的地板上。各个支承件28可具有大体u形或另一种适当的几何构造。在图1中示出的实施例中，支承件28可位于制动器26的各个端部处。可利用一个或多个制动器26。
图2示出轨道14上的制动器26的横截面图。沿着制动器26的宽度得到该视图。图3-4各自示出轨道14上的制动器的另一个横截面图。在图3中，显示制动器处于下落状态，而在图4中，显示制动器26处于拔起或释放状态。在图1-4中示出的制动器26的实施例中，各个制动器26可包括第一和第二促动器30、32(在图2和4中最佳地看到)、多个偏压部件34和多个制动器衬套38。制动器系统还可包括安装件42和制动器导引件43。
第一促动器30可包括背衬块44、螺线管46和衔铁48。第一促动器30的背衬块44可设置在轨道14的第一侧且可固定到安装件42上。在图1-4中示出的示例性实施例中，各个背衬块44具有容纳在其中的螺线管46，如现有技术中已知的那样。在其它实施例中，不止一个螺线管46可容纳在背衬块44中。
第一促动器30的衔铁48以及固定到其上的一个或多个制动器衬套38可设置在背衬块44和轨道14的第一侧之间。衔铁48可由磁性材料形成且可在接合位置和脱离位置之间沿轴向移动。在接合位置上，第一促动器30的衔铁48可移动向轨道14，使得制动器衬套38接合轨道14，以通过摩擦减慢、停止或保持机器16。在脱离位置上，第一促动器30的衔铁48和制动器衬套38可沿轴向远离轨道14而移动向(第一促动器30的)背衬块44，使得第一制动器衬套38不再接合轨道14的第一侧。
如可在图1-4中看到的那样，第二促动器32可设置在轨道14的另一侧，即与第一促动器30相对的第二侧。如同第一促动器30，第二促动器32可包括背衬块44、螺线管46和衔铁48。第二促动器32的背衬块44可设置在轨道14的第二侧且可固定到安装件42上。一个或多个螺线管46可容纳在这种背衬块44中。在图1-4中示出的实施例中，一个螺线管46设置在第二促动器32的背衬块44中。
第二促动器32的衔铁48以及固定到其上的一个或多个制动器衬套38可设置在第二促动器32的背衬块44和轨道14的第二侧之间。衔铁48可由磁性材料形成且可在接合位置和脱离位置之间沿轴向移动。在接合位置上，第二促动器32的衔铁48可移动向轨道14，使得制动器衬套38接合轨道14，以通过摩擦减慢、停止或保持机器16的(或机器16中的)移动。在脱离位置上，第二促动器32的衔铁48和制动器衬套38可沿轴向远离轨道14而移动向第二促动器32的背衬块44，使得制动器衬套38不再接合轨道14的第二侧。
参照图2-3，第一促动器30的衔铁48通过一个或多个偏压部件34偏压向轨道14，一个或多个偏压部件34容纳在第一促动器30的背衬块44中。第二促动器32的衔铁48通过一个或多个偏压部件34偏压向轨道14，一个或多个偏压部件34容纳在第二促动器32的背衬块44中。在一个实施例中，各个偏压部件34可为弹簧、盘簧堆迭等。各个偏压部件34可位于背衬块44中的穴口50，并且在一些实施例中，可布置在导引销52等周围，导引销52用作偏压部件34的导引件。备选地，穴口50壁54可用作导引件。在一些实施例中，偏压部件34可在容纳螺线管46的背衬块44的外部。
参照图3，制动器26固定到支承件28上，具有侧向游隙，以制动器26相对于支承件28进行侧向移动。这允许制动器26在沿着轨道14的长度的轨道位置上遵从任何波或其它这样的变化。在一些实施例中，通过利用一个或多个安装销29将制动器26安装到支承件28上来实现游隙，一个或多个安装销29从背衬块44延伸通过支承件28。
制动器26可包括一个或多个制动器导引件43。制动器导引件43可由低摩擦材料形成且位于轨道14的各个侧附近。制动器导引件43延伸向轨道14且用来在制动器不启用时在制动器衬套38和轨道14之间保持选定距离。制动器导引件43大体相对于制动器26固定。在被启用时，衔铁48和制动器衬套38移动向轨道14且相对于背衬块44和制动器导引件43而移动。
图2示出示例性制动器26的缺省状态，其中，衔铁48两者处于接合位置而制动器26处于下落状态。减慢、停止或保持机器16的移动所需要的制动力通过偏压部件34在衔铁48上的偏压力提供，且通过制动器衬套38在轨道14上的摩擦力提供。各个偏压部件在衔铁48上的偏压力(在示例性实施例中，通过弹簧堆迭应用的物理力)使衔铁48移动向轨道14且迫使制动器衬套38接触轨道14。在这个位置上时，在背衬块44和衔铁48之间可看到较小的空气间隙60。
在通了电流时，第一促动器30中的螺线管46的线圈产生磁场，磁场克服偏压部件34(设置在第一促动器30的背衬块44中)的偏压力且将衔铁48拉向(第一促动器30的)背衬块44以及将制动器衬套38拉离轨道14。同样，在通了电流时，第二促动器32中的螺线管46的导电线圈产生磁场，磁场克服偏压部件34(容纳在第二促动器32的背衬块44中)的偏压且将衔铁48拉向(第二促动器32的)背衬块44且将制动器衬套38拉离轨道14。如图4中示出，促动器30、32两者的螺线管46被通电，制动器系统26处于拔起状态且可进行沿着轨道14的移动。在这个位置时，现在可在制动器衬套38和轨道14之间看到间隙。在期望减慢、停止或保持机器时，各个螺线管46的导电线圈被断电，从而允许偏压部件34再次推动制动器衬套38而使其接触轨道14，而没有来自被通电的螺线管46提供的偏移电磁力的干扰。
现在参照图5-8，示出制动器26的另一个实施例。制动器26通过一个或多个支承件28固定到机器16或地板上。在这个实施例上，制动器26可为单侧的，固定的制动器衬套38处于轨道14的第二侧且可移动的衔铁48和制动器衬套38设置在轨道14的第一侧处。在图6中，轨道14的部分已经被移除，以更好地示出制动器26。在图5-8中示出的实施例中，各个制动器26可包括第一促动器30(在图8中最佳地看到)、一个或多个偏压部件34和多个制动器衬套38。制动器系统可还包括安装件42和一个或多个制动器导引件43。安装件可为u形或任何其它适当的形状，并且第一促动器30、偏压部件34和制动器衬套38可设置在安装件42内部。
第一促动器30可包括背衬块44、螺线管46和衔铁48。背衬块44可靠近轨道14的第一侧且可固定到安装件42上。在图5-8中示出的示例性实施例中，背衬块44具有容纳在其中的一对螺线管46。在其它实施例中，更多或更少的螺线管46可容纳在背衬块44中。衔铁48可与固定到其上的制动器衬套38一起设置在背衬块44和轨道14的第一侧之间。衔铁48可由磁性材料形成且可在接合位置和脱离位置之间沿轴向移动。在接合位置上，衔铁48可移动向轨道14，使得制动器衬套38接合轨道14，且将轨道推在固定到安装件42上的制动器衬套上，以通过摩擦减慢、停止或保持机器16，这称为制动器26的下落状态。在脱离位置上，衔铁48和固定到其上的制动器衬套38可沿轴向远离轨道14而移动向背衬块44，使得制动器衬套38不再接合轨道14的第一侧。这称为拔起状态。
如图5-8中可看到的那样，一个或多个制动器衬套38固定到安装件42的侧部上且设置在轨道14的侧部和安装件42之间。衔铁48可在接合位置和脱离位置之间沿轴向移动。在接合位置上，衔铁48可移动向轨道14，使得制动器衬套38接合轨道14，以通过摩擦减慢、停止或保持机器16。在脱离位置上，衔铁48和制动器衬套38可沿轴向远离轨道14而移动向背衬块44，使得制动器衬套38不再接合轨道14。
更具体而言，衔铁48通过偏压部件34偏压向轨道14。在一个实施例中，各个偏压部件34可为弹簧、盘簧堆迭等。偏压部件34可在容纳螺线管46的背衬块44外部且可布置在销52周围，销52用作偏压部件34的导引件。在其它实施例上，偏压部件34可部分地或完全在背衬块44内部。
在示例性制动器26的缺省状态，衔铁48处于接合位置而制动器26处于下落状态。如图7中示出，减慢、停止或保持机器16所需要的制动力通过偏压部件38的偏压力(在示例性实施例中，弹簧堆迭的弹簧力)以及制动器衬套38在轨道14上的摩擦力提供，偏压力迫使固定到衔铁48上的制动器衬套38接触轨道14且迫使轨道14接触固定到安装件42上的制动器衬套38。在制动器系统26所应用的制动力停止机器16的移动时，制动器26处于下落状态。
在被通电时，第一促动器30的螺线管46的导电线圈产生磁场，以克服偏压部件34的偏压且将衔铁48穿过空气间隙60(在图7中最佳地看到)拉向背衬块44且将制动器衬套38(固定到衔铁48上)拉离轨道14。如图8中示出，螺线管46被通电，制动器系统26处于拔起状态且可进行沿着轨道14的移动。在期望减慢、停止或保持机器时，螺线管46的导电线圈被断电，从而允许偏压部件34推动固定到衔铁48上的制动器衬套38接触轨道14且推动轨道接触固定到安装件42上的制动器衬套38。
在一些实施例中，第一促动器30或第二促动器32或两者的衔铁48在一端或两端处可倾斜或为楔形。在图2和4和图7-8中示出的实施例中，衔铁48可在底部端部56处倾斜向背衬块44。这种几何结构有益地增加衔铁48面58在螺线管46和衔铁48之间的空气间隙60附近的表面面积，同时减少衔铁48物理地干扰制动动作的可能性。通过增加较小空气间隙60附近的面58的表面面积，可在衔铁48和背衬块44之间产生强的磁结合。
现在参照图9-12，公开了轨道14上的制动器的另一个实施例。图9示出制动器26处于下落状态，而图10示意性地示出通过处于图9的下落状态的制动器26的磁通。图11示出制动器处于拔起或释放状态且图12示意性地示出通过处于图11的拔起状态的制动器26的磁通线。类似于之前的实施例，制动器26可通过一个或多个支承件固定到机器16、地板等上。可利用一个或多个制动器26。
在图9-12中示出的实施例中，各个制动器26可包括第一和第二促动器30、32、多个偏压部件34和多个制动器衬套38。制动器26可还包括安装件42和制动器导引件(未显示在图9-12中)。
第一促动器30可包括背衬块44和一个或多个螺线管46。(第一促动器30的)背衬块44可设置在轨道14的第一侧附近且通过促动器销62可滑动地固定到安装件42上。背衬块44可构造成在促动器销62上沿轴向滑动向轨道14和滑动远离轨道14。安装件42可为大体u形或任何其它适当的形状。背衬块44具有容纳在其中的一个或多个螺线管46，如本领域中已知的那样。
一个或多个制动器衬套38可固定到背衬块44上且可设置在背衬块44和轨道14的第一侧之间。在一些实施例中，非磁性部分90可设置在制动器衬套38之间。在一个实施例中，这种非磁性部分90可为空气间隙。背衬块44可在促动器销62上在接合位置和脱离位置之间沿轴向移动。在接合位置上，背衬块44可移动向轨道14，使得制动器衬套38接合轨道14，以通过摩擦减慢、停止或保持机器16。在脱离位置上，背衬块和制动器衬套38可沿着促动器销62沿轴向移动远离轨道14，使得制动器衬套38不再接合轨道14的第一侧。
如图9-12中可看到的那样，第二促动器32可设置在轨道14的另一侧，即与第一促动器30相对的第二侧。如同第一促动器30，第二促动器32可包括背衬块44和一个或多个螺线管46。第二促动器32的背衬块44可设置在轨道14的第二侧附近，并且可通过另一个促动器销62可滑动地固定到安装件42上。背衬块44可构造成在促动器销62上滑动向轨道14和滑动远离轨道14。一个或多个螺线管46容纳在第二促动器32的背衬块44中。一个或多个制动器衬套38可固定到背衬块44上且可设置在背衬块44和轨道14的第二侧之间。在一些实施例中，非磁性部分90可设置在制动器衬套38之间。在一个实施例中，这种非磁性部分90可为空气间隙。背衬块44可在接合位置和脱离位置之间沿轴向移动。在图9中示出的接合位置上，背衬块44已经移动向轨道14，使得制动器衬套38(固定到第二促动器32上)接合轨道14，以通过摩擦减慢、停止或保持机器16。在图11中示出的脱离位置上，背衬块44和制动器衬套38已经沿轴向移动远离轨道14，使得制动器衬套38不再接合轨道14的第二侧。
参照图9-10，背衬块44和第一促动器30的制动器衬套38被一个或多个偏压部件34偏压向轨道14。类似地，背衬块44和第二促动器32的制动器衬套38也通过一个或多个偏压部件34偏压向轨道14。在一个实施例中，各个偏压部件34可包括永磁体。虽然图9-10中示出的视图中仅显示两个偏压部件34容纳在第一促动器30和第二促动器32中的各个中，但是可存在不止两个偏压部件34容纳在各个促动器30、32的背衬块44中。
下落状态可为示例性制动器26的缺省状态。在这种状态中，促动器30、32两者可处于示出在图9中的接合位置上。在下落状态，容纳在第一促动器30中的各个偏压部件34将可移动的第一促动器30上的法向力应用向轨道14。类似地，容纳在第二促动器32中的偏压部件34将可移动的第二促动器32上的法向力应用向轨道14。这个法向力通过偏压部件34的永磁体产生的磁力产生。在下落状态中，可移动的促动器30、32迫使固定到促动器30、32上的制动器衬套38接触导引轨道14。在导引轨道14和制动器衬套38的材料之间产生的摩擦停止和保持机器16的移动。
图10为在制动器26处于下落状态时，在轨道的一侧上的偏压部件34与轨道的另一侧上的另一个偏压部件34之间流动的磁通线的示意图。制动器衬套38可由铁磁性或半磁性材料制成，而轨道14可由铁磁性钢制成。制动器衬套的材料和轨道的材料使得磁通能够流过其中。
轨道14的一侧上的各个偏压部件34在磁方面耦合到轨道的另一侧上的对应的相对的偏压部件34，以形成对68。在各个对68中，轨道14的一侧上的偏压部件34的永磁体的电极相对于轨道14的另一侧上的偏压部件34的对应的永磁体反转，使得(偏压部件34的)永磁体产生的磁通流过制动器衬套38和轨道14，如图10中示出。在各对68中的永磁体34的吸引力产生磁场，磁场将磁体(偏压部件34)和可移动的促动器30、32(磁体固定到其上)拉向彼此且拉向轨道14。这导致夹紧力应用在轨道14上。在示出在图10中的实施例中，显示了共同产生第一磁通路径64的成对的偏压部件34(其各自由永磁体构成)。类似地，还显示共同产生第二磁通路径66的成对的偏压部件34(各自由永磁体构成)。在这个实施例中，第一磁通路径64可具有磁通沿逆时针方向流动的磁场，而第二磁通路径66可具有磁通沿顺时针方向流动的磁场。可在安装件42和各个促动器30、32之间看到空气间隙61。
在被通电时，第一促动器30中的螺线管46的导电线圈产生磁场，如本领域中已知的那样。对螺线管46通电的电流必须足够充分，以产生磁场，磁场使偏压部件34的永磁体的磁通变向，并且在这样做时，使第一促动器30在促动器销62上滑动穿过空气间隙61且滑动向安装件42的第一侧70，从而将第一促动器30和固定到其上的制动器衬套38拉离轨道14。
同样，在被通电时，第二促动器32中的螺线管46的导电线圈产生磁场。对螺线管46通电的电流必须足够充分，以产生磁场，磁场使(第二促动器32的)偏压部件36的永磁体的磁通变向，并且在这样做时，使第二促动器32在促动器销62上穿过空气间隙61滑动向安装件42的第二侧72，从而将第二促动器32和固定到其上的制动器衬套40拉离固定轨道14。如图11-12中示出的那样，螺线管46两者被通电，制动器系统26处于拔起状态且可进行沿着轨道14的移动。可在轨道和各个制动器衬套38之间看到轨道空气间隙63。
图12为现在形成在第一偏压部件34和安装件42的第一侧壁70之间流动的磁通路径76的变向的磁通，以及现在形成在第二偏压部件36和安装件42的第二侧壁72之间流动的磁通路径77的变向的磁通的示意图。
在期望减慢、停止或保持机器16时，各个螺线管46的导电线圈被断电(图9-10)，从而允许偏压部件34的永磁体推动制动器衬套38，使其接触轨道14。
为了协助返回到下落状态的效率或在螺线管46失去电流时协助提供紧急制动，在一些实施例中，轨道空气间隙63可构造成在制动器处于拔起状态时比空气间隙61(在各个促动器30、32和安装件42的相应的侧之间)更狭窄。因而，与拔起状态中的空气间隙61小于轨道间隙63的情况相比，在电流不再供应到螺线管46且螺线管46产生的电磁场衰退时，永磁体的穿过较窄的轨道间隙61的磁通将更快地从螺线管46的(正在衰退的)电磁场所确定的路径返回。
图17-18示出图9-12中示出的实施例的变型。图17示出备选实施例处于下落状态。图18示出备选实施例处于拔起状态。类似于在图9-12中示出的实施例，在图17-18中示出的各个制动器26可包括第一和第二促动器30、32、多个偏压部件34和多个制动器衬套38。制动器26可还包括安装件42和制动器导引件(未显示)。
类似地，第一和第二促动器30、32可各自包括背衬块44和一个或多个螺线管46。各个背衬块44可通过促动器销62可滑动地固定到安装件42上且可构造成在促动器销62上沿轴向滑动向轨道14到达接合位置和滑动远离轨道14而到达脱离位置。在这个备选实施例中，螺线管46附连到安装件42上，并且关于背衬块44的移动是固定的。
如同示出在图9-12中的实施例，一个或多个制动器衬套38可固定到各个背衬块44上且可设置在这种背衬块44和轨道14的侧部之间。非磁性部分90可设置在制动器衬套38之间。这种非磁性部分90可为空气间隙或其它非磁性材料。如同示出在图9-12中的实施例，背衬块44和制动器衬套38被一个或多个偏压部件34(例如永磁体或等)偏压向轨道14。不像显示在图9-12中的实施例，螺线管46不随着背衬块44移动。背衬块44、偏压部件34和制动器衬套38在销62上滑动，但是螺线管46不滑动。除了固定的螺线管46，运行原理与图10和12中描绘和之前的论述的相同。这个备选实施例的一个优点在于，不用可移动的导电体来对螺线管46的线圈供电，因而改进制动器的寿命。
现在参照图13-16，示出了制动器26的另一个实施例。在这个实施例中，制动器26可为单侧的，一个或多个固定制动器衬套38在轨道14的第二侧附近，并且促动器30和一个或多个制动器衬套38设置在轨道14的第一侧附近。更具体而言，各个制动器26可包括促动器30、一个或多个偏压部件34和多个制动器衬套38。制动器26可还包括安装件42和一个或多个制动器导引件(未绘出)。安装件42可为大体L形或任何其它适当的形状，并且促动器30、偏压部件34和制动器衬套38可设置安装件42的内部或安装件42上。
促动器30可包括背衬块44、一个或多个螺线管46、第一衔铁48a和第二衔铁48b。背衬块44可在轨道14的第一侧附近且可固定在安装件42上。在示出在图13-16中的示例性实施例中，背衬块44具有容纳在其中的成对的螺线管46。在其它实施例中，更多或更少的螺线管46可容纳在背衬块44中。
第二衔铁48b可与固定到其上的一个或多个制动器衬套38一起设置在背衬块44和轨道14的第一侧之间。第一衔铁48a可设置在背衬块44的第一侧74附近且远离轨道14。第一和第二衔铁48a、48b可通过促动器销62等连接在一起，促动器销62延伸通过背衬块44或沿着背衬块44延伸。衔铁48a、48b可由磁性材料制成且可在接合位置和脱离(与轨道脱离)位置之间沿轴向移动。在一些实施例中，衔铁48a、48b可在一端或两端处倾斜。
在示出在图13-14中的接合位置上，第一衔铁48a已经穿过空气间隙61移动向背衬块44，从而使第二衔铁48b移动向轨道14，使得固定到第二衔铁48b上的制动器衬套38接合轨道14和将轨道14推在固定到安装件42的侧部上的制动器衬套38上，以通过摩擦减慢、停止或保持机器16。这称为下落状态。第二衔铁48b移动向轨道14会加宽第二衔铁48b和背衬块44之间的空气间隙65和收窄空气间隙61。
在示出在图15-16中的脱离位置中，第二衔铁48b和固定到其上的制动器衬套38已经远离轨道14穿过空气间隙65而沿轴向移动向背衬块44，使得制动器衬套38不再接合轨道14的第一侧。这称为拔起状态。第二衔铁48b沿轴向移动离开轨道14还会使第一衔铁48a移动远离背衬块44，因为两个衔铁48a和48b通过促动器销62连接。第一衔铁48a的这个移动会加宽空气间隙61和收窄空气间隙65。
第二衔铁48b和固定到其上的制动器衬套38被偏压部件34偏压向轨道14。在一个实施例中，偏压部件34可为一个或多个永磁体等。偏压部件34可部分地或全部在背衬块44内部或在背衬块44外部。在示出在图13-16中的实施例中，偏压部件34设置在背衬块44中。虽然在图13-16中轨道的各个侧的仅一个制动器衬套38是可见的，但是实施例可包括不止一个制动器衬套38，其设置在轨道14的各个侧附近。在上面描述的实施例中，设置在轨道14的第二侧附近的制动器衬套38可固定到安装件42的侧部上且不可移动。
图13-14示出在促动器30处于下落状态时的示例性制动器26。在这个状态，法向力施加在轨道14上。这个法向力由偏压部件34的永磁体产生的磁力产生。如图14中示出，流过永磁体的磁通沿着通过第一衔铁48a的路径延伸，从而使第一衔铁48a穿过空气间隙61移动向背衬块44。图14为示出永磁体所产生的磁通路径78的示意图。因为第一衔铁48a通过滑动促动器销62连接到第二衔铁48b上，所以第一衔铁48a对永磁体的吸引力通过促动器销62传递到第二衔铁48b、固定到其上的制动器衬套38以及轨道14。轨道14和制动器衬套34的材料之间产生的摩擦停止和保持机器16(图1)。
在促动器30被通电(图15-16)时，螺线管46的导电线圈(在一个实施例中，铜线圈绕组)产生磁场。磁场使偏压部件34的永磁体的磁通变向且在这样做时将第二衔铁48b和固定到其上的制动器衬套38拉离轨道14。如图15中示出，促动器30的螺线管46被通电，制动器26处于拔起状态且可进行沿着轨道14的移动。图16示出处于拔起状态的变向的磁通路径80。磁通现在从偏压部件34的永磁体流到第二衔铁48b中。流过第二衔铁48b的磁通产生吸引力，该吸引力使第二衔铁48b穿过空气间隙65移动向背衬块44。
在制动器26已经开始移动到拔起状态时，供应到螺线管46的电流的量可减少，因为穿过空气间隙65的磁力随着空气间隙65的宽度减少而增加。因而，可使用较小的量电流(与初始供应的量相比)来继续使衔铁(48b)移动穿过空气间隙65和将制动器26保持在拔起状态。这与利用弹簧的制动器相反。在这样的制动器移动向拔起状态时，需要更多输入力来进一步压缩弹簧。
在期望减慢、停止或保持机器时，螺线管46的导电线圈被断电，从而允许偏压部件34推动固定到第二衔铁48b上的制动器衬套38而使其接触轨道14和推动轨道14而使其接触固定到安装件42上的制动器衬套40。
类似于之前的实施例，为了协助返回到下落状态的效率或在螺线管46失去电流时提供紧急制动，在一些实施例中，空气间隙65可构造成在制动器处于拔起状态时比空气间隙61更窄。因而，与拔起状态中的空气间隙61小于第二衔铁48b和背衬块44之间的空气间隙65的情况相比，在电流不再供应到螺线管46且螺线管46产生的电磁场衰退时，永磁体的穿过较窄的间隙65的磁通将更快地从螺线管46的(衰退的)电磁场确定的路径返回。
工业可应用性
考虑到前述内容，可看到本公开阐述了用于工业机器的制动器。公开了优于当前使用的工业制动器的各种改进。在这种改进中，使用了倾斜的衔铁48。这种几何结构有益地增加衔铁48面58在螺线管46和衔铁48之间的空气间隙60的附近的表面面积，同时减少衔铁48物理地干扰对制动动作的可能性。通过增加较小的空气间隙60附近的面58的表面面积，可在衔铁48和背衬块44之间产生较强的磁结合。进一步，使用永磁体代替机械弹簧允许使用较小量的电流(与初始供应的电流相比)持续拔起制动器和将其保持在拔起状态。
虽然仅阐述了某些实施例，但是根据上面的描述，备选方案和修改对于本领域技术人员将显而易见。这些和其它备选方案看作是等效的且在本公开的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种制动器(26)，包括：
第一制动器衬套(38)，其构造成可以摩擦的方式接合轨道(14)；
第二制动器衬套(38)，其构造成可以摩擦的方式接合所述轨道(14)；
第一偏压部件(34)，其构造成推动所述第一制动器衬套(38)以接合所述轨道(14)；以及
第一促动器(30)，其构造成在所述第一促动器(30)被通电时移动所述第一制动器衬套(38)以脱离所述轨道(14)；
其中，所述第一促动器(30)进一步包括背衬块(44)、容纳在所述背衬块(44)中的第一螺线管(46)，以及设置在所述螺线管(46)和所述第一制动器衬套(38)之间的第一衔铁(48)；以及
其中，所述第一制动器衬套(38)固定到所述第一衔铁(48)上。
2.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述第一偏压部件(34)为设置在所述第一促动器(30)中的弹簧。
3.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述第一偏压部件(34)为在所述第一促动器(30)外部的弹簧。
4.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，进一步包括安装件(42)，所述第二制动器衬套(38)固定在其上且保持基本不可动。
5.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述衔铁(48)的端部(56)倾斜向所述背衬块(44)。
6.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述第一促动器(30)构造成在被通电时产生磁场，以克服所述第一偏压部件(34)的推力且将所述衔铁(48)拉向所述背衬块44。
7.根据权利要求6所述的制动器，其特征在于，进一步包括：
第二偏压部件(34)，其构造成推动所述第二制动器衬套(38)以接合所述轨道(14)；以及
第二促动器(32)，其构造成在所述第二促动器(32)被通电时移动所述第二制动器衬套(38)以脱离所述轨道(14)。
8.根据权利要求7所述的制动器，其特征在于，所述第二促动器(32)进一步包括第二背衬块(44)、容纳在所述第二背衬块(44)中的第二螺线管(46)，以及设置在所述第二螺线管(46)和所述第二制动器衬套(38)之间的第二衔铁(48)，其中，所述第二促动器(32)构造成在被通电时产生磁场以克服所述第二偏压部件(34)的推力且将所述第二衔铁(48)拉向所述第二背衬块(44)。
9.一种制动器(26)，包括：
第一制动器衬套(38)，其构造成可以摩擦的方式接合轨道(14)；
第二制动器衬套(38)，其构造成可以摩擦的方式接合所述轨道(14)；
第一偏压部件(34)，其构造成推动所述第一制动器衬套(38)以接合所述轨道(14)；以及
第一促动器(30)，其构造成在所述第一促动器(30)被通电时移动所述第一制动器衬套(38)以脱离所述轨道(14)；
其中，所述第一促动器(30)包括背衬块(44)、容纳在所述背衬块(44)中的第一螺线管(46)、设置在所述第一偏压部件(34)附近的第一衔铁(48a)，以及设置在所述螺线管(46)和所述第一制动器衬套(38)之间的第二衔铁(48b)。
10.根据权利要求9所述的制动器，其特征在于，第一偏压部件(34)构造成产生对所述第一衔铁(48a)应用磁力的第一磁通路径(78)。
11.根据权利要求10所述的制动器，其特征在于，所述第一促动器(30)构造成在被通电时使所述第一磁通路径(78)变向成第二磁通路径(80)，所述第二磁通路径不同于所述第一磁通路径。
12.根据权利要求11所述的制动器，其特征在于，所述第二磁通路径对所述第二衔铁(48b)应用磁力。
13.根据权利要求9所述的制动器，其特征在于，进一步包括安装件(42)，其中背衬块(44)固定到所述安装件(42)上且所述第一和第二衔铁(48a，48b)被连接。
14.一种制动器(26)，包括：
第一制动器衬套(38)，其构造成可以摩擦的方式接合轨道(14)；
第二制动器衬套(38)，其构造成可以摩擦的方式接合所述轨道(14)；
第一偏压部件(34)，其构造成推动所述第一制动器衬套(38)以接合所述轨道(14)；以及
第一促动器(30)，其构造成在所述第一促动器(30)被通电时移动所述第一制动器衬套(38)以脱离所述轨道(14)；
其中，所述第一促动器(30)包括固定的第一螺线管(46)和可在接合位置和脱离位置之间沿轴向移动的背衬块(44)，所述背衬块构造成接纳所述螺线管，其中，在所述第一促动器被通电时，所述背衬块处于所述脱离位置；以及
其中，所述第一偏压部件和所述第二偏压部件(34)构造成产生横穿所述轨道(14)的第一磁通路径(64)。
15.一种制动器(26)，包括：
第一制动器衬套(38)，其构造成可以摩擦的方式接合轨道(14)；
第二制动器衬套(38)，其构造成可以摩擦的方式接合所述轨道(14)；
第一偏压部件(34)，其构造成推动所述第一制动器衬套(38)以接合所述轨道(14)；
第一促动器(30)，其构造成在所述第一促动器(30)被通电时移动所述第一制动器衬套(38)以脱离所述轨道(14)；
第二偏压部件(34)，其构造成推动所述第二制动器衬套(38)以接合所述轨道(14)；以及
第二促动器(32)，其构造成在所述第二促动器(32)被通电时移动所述第二制动器衬套(38)以脱离所述轨道(14)；
其中，所述第一促动器(30)包括背衬块(44)和容纳在所述背衬块中的第一螺线管(46)，并且所述第二促动器(32)包括第二背衬块(44)和容纳在所述背衬块(44)中的第二螺线管(46)，其中，所述第一偏压部件和所述第二偏压部件(34)构造成产生横穿所述轨道(14)的第一磁通路径(64)。
16.根据权利要求15所述的制动器，其特征在于，进一步包括安装件(42)，所述第一促动器和第二促动器(30，32)设置在其上，所述安装件(42)具有第一侧壁(70)和第二侧壁(72)，其中所述第一促动器(30)在被通电时构造成使所述第一磁通路径(64)至少部分地变向成第二磁通路径(76)，所述第二磁通路径(76)将所述第一促动器(30)拉向所述安装件(42)的所述第一侧壁(70)，并且所述第二促动器(32)构造成使所述第一磁通路径(64)至少部分地变向成第三磁通路径(76)，所述第三磁通路径(76)将所述第二促动器(32)拉向所述安装件(42)的所述第二侧壁(72)。
17.一种移动制动器(26)的方法，所述方法包括：
提供安装在机器(16)上的所述制动器(26)，所述制动器(26)包括：第一和第二制动器衬套(38)，它们构造成可以摩擦的方式接合轨道(14)；第一偏压部件(34)；以及第一促动器(30)，其包括背衬块(44)和容纳在所述背衬块(44)中的第一螺线管(46)；
产生第一磁通路径(78)；以及
对所述第一促动器(30)的所述螺线管(46)通电，以产生电磁力，所述电磁力通过使所述第一磁通路径(78)变向成第二磁通路径(80)来使所述第一制动器衬套(38)脱离所述轨道(14)，所述第二磁通路径不同于所述第一磁通路径。
18.一种制动器系统，包括：
制动盘(14)；以及
制动器(26)，其包括：
第一和第二制动器衬套(38)，其构造成可以摩擦的方式接合所述盘(14)；
第一偏压部件(34)，其构造成在所述第一偏压部件(34)产生第一磁通路径(78)时推动所述第一制动器衬套(38)以接合所述盘(14)；以及
第一促动器(30)，其构造成在所述第一促动器(30)被通电时使所述第一磁通路径(78)变向成第二磁通路径(80)，以使所述第一制动器衬套(38)脱离所述盘(14)。
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