CN105179526A - 无摩擦制动装置 - Google Patents

Abstract

一种无摩擦制动装置，包含轴和支撑壳体，所述轴设有至少一偏心块，所述偏心块上连接有至少两个活塞连杆的一端，各所述活塞连杆的另一端铰接于一活塞，所述支撑壳体设有至少两个活塞缸，各所述活塞缸的顶端设有出油口，所述出油口均通过一液压管连通至一限流控制装置，轴旋转时活塞在活塞缸内进行往复循环运动，限流控制装置限制液压管内的液压油流通流量从而提供对活塞缸内活塞运动时的压力，实现制动；由此，本发明利用密闭装置及特殊机械装置的巧妙配合，达到无摩擦制动的目的，避免过热和多余损失，且流动的液体实现内部循环，避免空气进入和液压油的损失，保证了运行的稳定性。

Description

无摩擦制动装置

技术领域

本发明涉及制动的技术领域，尤其涉及一种无需接触即可实现制动的无摩擦制动装置。

背景技术

在对旋转轴进行制动中，常用的制动装置主要包含电磁制动、碟刹制动、抱刹制动、鼓刹制动这四种方式。

其中，电磁制动的结构较为复杂，也不利于长时间工作，而且，电磁制动器产生的制动力是成正比的速度，金属片在磁铁内移动时产生热能，容易发热，而当速度减到一定程度时，电磁制动容易失效。

在碟刹制动中，油遇热，尤其是在大热天里持续刹车，容易膨胀过头，可能就会磨到、拖拉，甚至咬死。

抱刹制动是采用摩擦运动的物体，在整个运动状态中必须无水、无油污染，而这种制动磨损量较大，也容易发热。

鼓刹制动在受热后直径会增大，而造成踩下制动踏板的行程加大，容易发生制动反应不如预期的情况。因此在运行采用鼓刹的装置时，要尽量避免连续制动造成制动装置因高温而产生热衰退现象。且反应较慢，制动的踩踏力道较不易控制，不利于做高频率的制动动作，维修也不易。

总体来说，电磁制动由于成本控制不宜推广，结构复杂带来的是成本太高。碟刹制动由于受到环境条件的约束，不宜在使用频率过高。抱刹制动与鼓刹制动都由于使用环境的约束，必须无水、无油污染，而且发热严重。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种无摩擦制动装置，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：提供一种无摩擦制动装置，结构简单，操作方便，能有效的

为解决上述问题，本发明公开了一种无摩擦制动装置，包含轴和支撑壳体，所述支撑壳体位于所述轴的外缘，其特征在于：

所述轴设有至少一偏心块，所述偏心块上连接有至少两个活塞连杆的一端，各所述活塞连杆的另一端铰接于一活塞，所述支撑壳体设有至少两个分别容纳活塞进行伸缩运动的活塞缸；

各所述活塞缸的顶端设有出油口，所述出油口均通过一液压管连通至一限流控制装置，在轴进行旋转过程中，由于偏心块带动活塞连杆进行运动，活塞随之在活塞缸内进行往复循环运动，至少两个活塞缸内的液压油相互导通，所述限流控制装置限制液压管内的液压油流通流量从而提供对活塞缸内活塞运动时的压力，实现制动。

其中：活塞连杆和活塞缸均为两个，两活塞连杆和两活塞缸间隔的角度为80-100度，从而在其中一个活塞运动到最高点或最低点时，另一个活塞处于中间或其他位置，提供液压油的驱动力，从而避免转折对轴和制动的影响。

其中：两活塞连杆和两活塞缸间隔的角度为90度。

其中：所述限流控制装置为一流量调节阀，所述流量调节阀的两端入口分别连接液压管，所述流量调节阀的顶端连接有一位移编码器，所述位移编码器连接至流量调节阀的阀芯以精确控制调节阀开闭的大小。

其中：所述流量调节阀的底端开口连通至支撑壳体内，所述支撑壳体内设有液压油。

其中：活塞连杆和活塞缸均为三个，三活塞连杆和三活塞缸相互间隔一定角度排列，从而避免转折对轴和制动的影响。

其中：三活塞连杆和三活塞缸相互间隔120度。

其中：所述限流控制装置为一流量调节阀，其包含调节阀壳体，所述调节阀壳体内设有容纳腔和封闭容纳腔的调节阀压盖，所述容纳腔分别连接至各液压管的另一端。

其中：所述调节阀压盖上设置一调节阀芯，所述调节阀芯螺旋啮合于调节阀压盖并通过一调节阀手柄实现直线运动，所述调节阀芯的直线运动对容纳腔连通液压管的开口实现封调节流量。

其中：所述容纳腔内设有一阀芯以及一位移编码器，所述位移编码器连接至阀芯以精确控制开闭的大小，从而提供制动时的准确限流。

通过上述结构可知，本发明的无摩擦制动装置具有如下技术效果：

1、利用密闭装置及特殊机械装置的巧妙配合，达到无摩擦制动的目的，避免过热和多余损失；

2、流动的液体实现内部循环，避免空气进入和液压油的损失，保证了运行的稳定性；

3、结构稳定，制动平稳，更具实用性。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明无摩擦制动装置的结构示意图。

图2显示了本发明另一实施例的结构示意图。

附图标记：

1-轴、2-支撑壳体、3-活塞连杆、4-活塞、5-管连接头、6-液压管、7-流量调节阀、8-位移编码器、9-活塞缸、10-盖板、11-轴密封圈、12-支撑轴承、13-活塞缸密封圈、14-盖板密封圈、15-内密封圈、16-阀芯。

具体实施方式

参见图1，显示了本发明的无摩擦制动装置。

该无摩擦制动装置主要包含位于轴1外缘的支撑壳体2，所述支撑壳体2的一端开口并通过一盖板10封闭，另一端设有法兰，法兰周缘设有多个间隔排列的通孔以便于安装。

为实现轴的无摩擦制动，所述轴1设有至少一偏心块，所述偏心块上连接有两活塞连杆3的一端，各所述活塞连杆3的另一端铰接于一活塞4，所述支撑壳体2设有两个分别容纳活塞4进行伸缩运动的活塞缸9。

所述两活塞缸9的顶端设有出油口，两出油口均通过一液压管6连通至限流控制装置，从而在两个活塞缸9之间设置一限流控制装置并进行连通，在轴1进行旋转过程中，由于偏心块带动活塞连杆3进行运动，活塞4随之在活塞缸内进行往复循环运动，两个活塞缸内的液压油相互导通，两个活塞的运动实现了液压油在两个活塞缸内的往复运动。

其中，所述限流控制装置可限制液压管6内的液压油流通流量，从而提供对活塞缸9内活塞运动时的压力，实现制动，具体过程为：当需要进行制动时，限流控制装置逐渐减少液压管6内的流量，而由于流量的减少，活塞缸9内活塞4运动的压力逐渐增大，活塞4通过活塞连杆3对轴1产生一个与旋转方向相反的制动力，流量减少越多，活塞4实现往复运动的驱动力就更大，轴1的旋转速度就更慢，由此提供了对轴1的无摩擦制动，这种制动过程无需进行摩擦，且制动中液压油提供了充分的冷却效果，更好的避免了装置的温度升高，从而有效的实现了良好的制动。

在具体实施中，本发明的发明人发现设置一个活塞连杆、活塞和活塞缸也能实现相对应的功能，但由于一个的设置将出现活塞运动到最高点和最低点时的迟滞和转折，导致对轴1旋转过程和制动时产生较大影响，在具体实验中，常常出现轴出现裂纹、弯曲等问题，而通过设置两套相互间隔的往复驱动结构，既两个活塞连杆3在轴1上间隔一定角度，两个活塞缸9在支撑壳体2上也间隔一定角度，从而在其中一个活塞运动到最高点或最低点时，另一个活塞处于中间或其他位置，提供液压油的驱动力，从而避免转折对轴和制动的影响，通过不断的测试和反复实验，两活塞连杆3和两活塞缸9间隔的角度优选为80-100度，通过这个角度设置，充分避免了活塞运行的转折，在不进行制动时，活塞的运行流畅，不会对轴产生影响，而在制动时，两个活塞更好的提供持续的制动力，制动过程非常平稳；其中，两活塞连杆3和两活塞缸9间隔的角度更优选的为90度，在90度设置时效果最佳，制动力的平稳性最好。

其中，所述活塞缸9的出油口通过一管连接头5连通至液压管6，所述管连接头5连接活塞缸9和液压管6的内缘均设有密封圈，以避免液压油的丧失。

其中，所述限流控制装置可为一流量调节阀7，所述流量调节阀7可为电磁位移流量阀，所述流量调节阀7的两端入口分别连接液压管6，且为了实现准确的限流，所述流量调节阀7的顶端连接有一位移编码器8，所述位移编码器8连接至流量调节阀7的阀芯16以精确控制调节阀开闭的大小，从而提供制动时的准确限流，其中，由于在运行时需要对液压缸内的液压油进行补充，故所述流量调节阀7的底端开口连通至支撑壳体2内，所述支撑壳体2内设有液压油，所述液压油一方面可提供轴1运行时的冷却效果，另一方面可供给实现补充。可按照图中箭头所示方向进行运动。

由此，本发明的无摩擦制动装置主要是通过偏心轴的旋转和活塞连杆的运动，使活塞连杆的运动来拉动活塞在活塞缸体内做定向运动，活塞缸体内的液体，通过液压油管连接的流量调节阀控制液体流动速度，当位移编码器接收到制动的信号时，位移编码器便会控制流量调节阀的阀芯上下运动，控制液压管内的液体流动速度，从而达到制动的效果。

其中，为实现较好的密封效果，所述盖板10内设有容纳轴1一端的阶梯孔，所述轴1的一端形成对应的台阶部，所述轴1的第一阶和阶梯孔的第一级之间设有支撑轴承12，所述轴1的第二阶和阶梯孔的第二级之间设有轴密封圈11。

所述盖板10和支撑壳体2的端面之间设有盖板密封圈14，所述盖板的阶梯孔外缘与支撑壳体2的内缘之间设有内密封圈。

可选的是，所述轴密封圈11为组合式密封圈，所述盖板密封圈14为填料式密封圈或O型密封圈。

所述活塞4的外缘设有至少一个密封槽，所述至少一个密封槽内分别容纳有一活塞缸密封圈13，其可为O型密封圈。

参见图2，显示了本发明的另一实施例，在该实施例中，采用了三个活塞配合，具体结构如下。

其中，该无摩擦制动装置主要包含位于轴112外缘的支撑壳体114，所述轴112设有至少一偏心块，所述偏心块上连接有三活塞连杆113的一端，各所述活塞连杆113的另一端通过一销轴115铰接于一活塞116，所述支撑壳体114设有三个分别容纳活塞116进行伸缩运动的活塞缸110。

各所述活塞缸110的顶端设有出油口，三出油口均通过一液压管106连通至限流控制装置，从而在三个活塞缸110之间设置一限流控制装置并进行连通，在轴112进行旋转过程中，由于偏心块带动活塞连杆113进行运动，活塞116随之在活塞缸内进行往复循环运动，三个活塞缸内的液压油相互导通，三个活塞的运动实现了液压油在三个活塞缸内的往复运动，其原理与图1中基本类似。

其中，所述限流控制装置可限制液压管106内的液压油流通流量，从而提供对活塞缸110内活塞运动时的压力，实现制动，具体过程为：当需要进行制动时，限流控制装置逐渐减少液压管106内的流量，而由于流量的减少，活塞缸110内活塞运动压力逐渐增大，对轴112产生一个与旋转方向相反的制动力，流量减少越多，轴的旋转速度就更慢，提供轴的无摩擦制动。

其中，所述活塞缸110通过一管连接头109连接至液压管106，所述管连接头109和活塞缸110之间设有密封垫圈117，以提高密封效果。

在该实施例中，所述三个活塞缸优选为间隔120度排列，既等距排列，以实现最佳的平稳制动力。

其中，所述限流控制装置可为一流量调节阀121，为实现结构上的紧凑，所述流量调节阀121安装于支撑壳体114的一端开口处，其包含封闭该端开口并支撑轴112一端的调节阀壳体119，可选的是，所述调节阀壳体119可通过周缘的多个螺栓122固定至支撑壳体114，且调节阀壳体119和支撑壳体114之间设有密封圈118，所述轴112通过一轴承111可旋转的支撑于调节阀壳体119，所述调节阀壳体119内设有容纳腔和封闭容纳腔的调节阀压盖103，所述容纳腔分别连接至液压管106的另一端，由此，可通过流量调节阀121调节液压管内的流量大小实现无摩擦制动。

所述调节方式可采用手动或电动，在手动模式中，可于调节阀压盖103上设置一调节阀芯，所述调节阀芯可螺旋啮合于调节阀压盖103并可通过一调节阀手柄102实现直线运动，所述调节阀芯的直线运动可对容纳腔连通液压管106的开口实现封闭或打开，从而调节流量大小，其中，调节阀手柄102可如图所示斜设于调节阀芯的外侧，在电动模式中，可采用和图1中相类似的结构，即于容纳腔内设有一阀芯以及一位移编码器，所述位移编码器连接至阀芯以精确控制开闭的大小，从而提供制动时的准确限流。

其中，在该实施例中，除了可采用图1中的类似结构外，还可单独设置一油杯107实现内部液压油的补充，所述油杯107还可设有一油杯压盖108。

其中，所述阀芯和调节阀壳体之间还可设有密封件120，所述调节阀压盖103的内缘可设有限位轴销101，以对阀芯的位置进行限制，以避免阀芯完全关闭流量入口，导致抱死或其他缺陷。

其中，所述调节阀壳体119设有固定所述液压管106的螺母连接法兰104，所述螺母连接法兰104的外侧还设有液压管压紧螺母105，以提供稳固的连接。

本领域技术人员可知的是，虽然本发明的具体实施例和附图中显示了采用两个或三个活塞的设置，在针对较长的轴或者需要更大制动力的情况下，也可相应的设置四个或六个成排设置的活塞连杆、活塞、活塞缸的结构，而这样两排设置的活塞缸可分别通过两个限流控制装置进行连接，从而提供双倍的制动力。

在具体设置中，可如图1或2所示，增长轴的长度，在轴上间隔设有两个偏心块，各偏心块上分别间隔一定角度连接两活塞连杆和活塞或三活塞连杆或活塞，在支撑壳体对应各偏心块的位置间隔一定角度设有活塞缸，从而四个或六个活塞实现往复循环运动，图1可在两间隔一定角度的活塞缸之间设有限流控制装置，图2可在合适位置(如两端分别设置或在侧面设置)两个限流控制装置，从而通过两个限流控制装置实现对轴的双倍制动。

因此，在需要时，也可设置更多成排的活塞。

本发明的优点在于：

1、利用密闭装置及特殊机械装置的巧妙配合，达到无摩擦制动的目的，避免过热和多余损失；

2、流动的液体实现内部循环，避免空气进入和液压油的损失，保证了运行的稳定性；

3、结构稳定，制动平稳，更具实用性。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (10)

1.一种无摩擦制动装置，包含轴和支撑壳体，所述支撑壳体位于所述轴的外缘，其特征在于：

所述轴设有至少一偏心块，所述偏心块上连接有至少两个活塞连杆的一端，各所述活塞连杆的另一端铰接于一活塞，所述支撑壳体设有至少两个分别容纳活塞进行伸缩运动的活塞缸；

各所述活塞缸的顶端设有出油口，所述出油口均通过一液压管连通至一限流控制装置，在轴进行旋转过程中，由于偏心块带动活塞连杆进行运动，活塞随之在活塞缸内进行往复循环运动，至少两个活塞缸内的液压油相互导通，所述限流控制装置限制液压管内的液压油流通流量从而提供对活塞缸内活塞运动时的压力，实现制动。

2.如权利要求1所述的无摩擦制动装置，其特征在于：活塞连杆和活塞缸均为两个，两活塞连杆和两活塞缸间隔的角度为80-100度，从而在其中一个活塞运动到最高点或最低点时，另一个活塞处于中间或其他位置，提供液压油的驱动力，从而避免转折对轴和制动的影响。

3.如权利要求2所述的无摩擦制动装置，其特征在于：两活塞连杆和两活塞缸间隔的角度为90度。

4.如权利要求1-3中任一所述的无摩擦制动装置，其特征在于：所述限流控制装置为一流量调节阀，所述流量调节阀的两端入口分别连接液压管，所述流量调节阀的顶端连接有一位移编码器，所述位移编码器连接至流量调节阀的阀芯以精确控制调节阀开闭的大小。

5.如权利要求4所述的无摩擦制动装置，其特征在于：所述流量调节阀的底端开口连通至支撑壳体内，所述支撑壳体内设有液压油。

6.如权利要求1所述的无摩擦制动装置，其特征在于：活塞连杆和活塞缸均为三个，三活塞连杆和三活塞缸相互间隔一定角度排列，从而避免转折对轴和制动的影响。

7.如权利要求6所述的无摩擦制动装置，其特征在于：三活塞连杆和三活塞缸相互间隔120度。

8.如权利要求1或6或7所述的无摩擦制动装置，其特征在于：所述限流控制装置为一流量调节阀，其包含调节阀壳体，所述调节阀壳体内设有容纳腔和封闭容纳腔的调节阀压盖，所述容纳腔分别连接至各液压管的另一端。

9.如权利要求8所述的无摩擦制动装置，其特征在于：所述调节阀压盖上设置一调节阀芯，所述调节阀芯螺旋啮合于调节阀压盖并通过一调节阀手柄实现直线运动，所述调节阀芯的直线运动对容纳腔连通液压管的开口实现封调节流量。

10.如权利要求9所述的无摩擦制动装置，其特征在于：所述容纳腔内设有一阀芯以及一位移编码器，所述位移编码器连接至阀芯以精确控制开闭的大小，从而提供制动时的准确限流。