CN105952819A - 一种电磁制动器 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种电磁制动器，包括：定子，定子的端面设有环状的第一凹槽；线圈组件，线圈组件容置于第一凹槽中；衔铁，衔铁与定子之间设有至少两个均布的弹簧，弹簧的一端与定子连接，另一端与衔铁连接；摩擦片，摩擦片能够随同旋转装置的转轴旋转，且设置在衔铁面向所述定子的一侧，或者，所述摩擦片设置在所述衔铁远离所述定子的一侧；限位板，限位板与定子的端面有间隔地固定连接，衔铁与摩擦片处于限位板与定子的端面之间；在线圈组件的线圈通电时，衔铁受到线圈产生的电磁力作用，而向靠近线圈或远离线圈的方向运动，从而使衔铁与摩擦片接触或离开。因此制动平稳可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械设备技术领域，特别是涉及一种电磁制动器。
背景技术
电磁制动器是机械设备中的一个重要的基础件，其集机械、电气、电子技术于一体，主要用于旋转机构(如电机装置等)的精确控制与制动。在电磁制动器的技术要求中，衔铁与定子铁心的电磁制动力是电磁制动器的关键控制点，而定子及线圈是产生电磁力的主要器件，定子及线圈的固定、封装是制动器设计、制造的关键点和主要控制工艺。
传统的制造工艺中，一般在衔铁与定子铁心之间的中心位置设置一个弹簧，由弹簧作用于衔铁而产生制动力进行制动，但是由于只有一个弹簧且放置在中心，因此在弹簧力作用于衔铁时，容易使衔铁有受力不均的问题而导致制动不平稳；其次，定子线圈无骨架造成绕线困难，而且绕组安装难度较大，线圈的绝缘包扎困难，易损坏绕组造成短路等现象；另外，目前的定子线圈一般采用树脂灌封，工艺操作复杂，且成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电磁制动器，主要目的在于使其制动平稳。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
本发明的实施例提供一种电磁制动器，包括：
定子，所述定子的端面设有环状的第一凹槽；
线圈组件，所述线圈组件容置于所述第一凹槽中；
衔铁，所述衔铁与所述定子之间设有至少两个均布的弹簧；
摩擦片，所述摩擦片能够随同旋转装置的转轴旋转，且所述摩擦片设置在所述衔铁靠近所述定子的一侧，或者，所述摩擦片设置在所述衔铁远离所述定子的一侧；
限位板，所述限位板与所述定子的端面有间隔地固定连接，所述衔铁与所述摩擦片处于所述限位板与所述定子的端面之间；
所述衔铁在所述线圈通电所产生的电磁力作用下，与所述摩擦片接触进行制动。
优选地，所述线圈组件包括线圈骨架，所述线圈骨架包括圆筒形的绕线筒和设置于所述绕线筒沿长度方向的端部的挡圈，所述线圈缠绕在所述绕线筒的外周。
优选地，所述第一凹槽的横截面为圆环状，所述绕线筒的内壁与所述第一凹槽的内环壁相对应。
优选地，所述绕线筒的内壁设有多个斜加强筋，且多个所述斜加强筋在所述绕线筒的内壁沿周向均匀设置；所述绕线筒的内壁通过多个所述斜加强筋与所述第一凹槽的内环壁配合。
优选地，多个所述斜加强筋设置在靠近所述绕线筒的端部位置处。
优选地，所述线圈外包覆有绝缘材料。
优选地，所述定子上沿所述第一凹槽的外周还设有至少两个均布的第二凹槽，所述弹簧的一端对应嵌入所述第二凹槽中。
优选地，当所述衔铁处于所述摩擦片与所述定子的端面之间时，不制动时所述衔铁与所述定子的端面的间隙为0.05-0.2毫米。
优选地，所述定子还设有穿过定子外壁的第一通孔，所述第一通孔与所述第一凹槽连通，所述线圈的导线两端头从所述第一通孔伸出。
优选地，所述定子还包括护套；所述护套嵌入所述第一通孔，所述护套具有两个第二通孔，所述线圈的导线两端头分别从所述两个第二通孔中穿出。
优选地，在所述限位板与所述定子的端面至少之一上设置有定位块，所述定位块为中空的柱形；通过紧固件穿过柱形定位块的中心孔将所述定子与所述限位板有间隔地固定连接。
优选地，还包括转轴轮毂，所述转轴轮毂具有中心孔，套设于所述转轴上并随同所述转轴旋转；所述摩擦片的中心孔为多边形孔，所述转轴轮毂外形为与所述多边形孔相适配的多边形，所述转轴轮毂嵌入所述摩擦片的中心孔。
优选地，所述转轴轮毂为方形，相应地，所述摩擦片的中心孔为方孔。
优选地，所述定子上还设有多个均布的安装孔，用于与旋转装置的装配。
借由上述技术方案，至少具有下列优点：
本发明一种电磁制动器是将所述摩擦片设置在所述衔铁的一侧，当所述线圈组件的线圈通电时，所述衔铁受到所述线圈产生的电磁力作用，而向靠近所述线圈或远离所述线圈的方向运动，从而使所述衔铁与所述摩擦片接触或离开。所述衔铁与所述摩擦片接触时产生制动力，所述衔铁与所述摩擦片离开时制动力撤销。所述线圈断电时，与上述情况相反。所述衔铁与所述定子的端面相对应，通过在所述衔铁与所述定子的端面之间设置至少两个均布的弹簧，使所述弹簧的一端与所述定子连接，另一端与所述衔铁连接，从而使所述衔铁受到至少两个所述弹簧施加的均匀的作用力，而使所述衔铁在向靠近所述线圈或远离所述线圈的方向运动时为平行移动，因而能够使制动力平衡，因此制动平稳可靠。
优选地，所述线圈组件包括线圈骨架，所述线圈缠绕在线圈骨架上，使线圈缠绕和装配简单方便。并且线圈架与定子的第一凹槽紧密配合，线圈骨架的绕线筒中设有加强筋，因此无需树脂灌封，不但节约了材料，降低了成本，而且使工艺简单，同时便于工作时的散热，减少温升。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的实施例提供的一种电磁制动器的一种具体应用的三维爆炸结构示意图；
图2是本发明的实施例提供的一种电磁制动器的整体装配结构示意图；
图3本发明的实施例提供的一种电磁制动器的定子与线圈组件的装配结构示意图；
图4本发明的实施例提供的一种电磁制动器的线圈架的结构示意图；
图5本发明的实施例提供的一种电磁制动器的定子与线圈组件的装配剖面结构示意图；
图6本发明的实施例提供的一种电磁制动器的护套的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1和图2所示，本发明的一个实施例提出的一种电磁制动器，包括定子100、线圈组件200、衔铁300、摩擦片400以及限位板500。
其中，所述定子100的端面110设有环状的第一凹槽120，所述线圈组件200容置于所述第一凹槽120中。所述衔铁300优选为平板状，所述衔铁300具有相对的第一面310和第二面320，其中，所述第一面310与所述定子的端面110对应，即所述第一面310朝向所述定子的端面110。所述第一面310与所述定子的端面110之间设有至少两个均布的弹簧600，所述弹簧600的一端与所述定子连接，另一端与所述衔铁300连接。所述摩擦片400设置在所述衔铁300的一侧；具体实现中，所述摩擦片400可以设置在所述衔铁300的第一面310的一侧，也可设置在所述衔铁300的第二面320的一侧。所述限位板500与所述定子的端面110有间隔地固定连接；优选地，在所述限位板与所述定子的端面至少之一上设置有定位块，即所述限位板500与所述定子的端面110之间设有定位块700，以使所述限位板500和所述定子的端面110之间的距离保持不变。如图1所示，定位块700设置于所述定子的端面110上。所述衔铁300与所述摩擦片400处于所述限位板500与所述定子的端面110之间。优选地，所述衔铁300与所述限位板500的外径等于或小于所述定子的外径。
在所述线圈组件200的线圈210通电时，所述衔铁300受到所述线圈210产生的电磁力作用，而向靠近所述线圈210或远离所述线圈210的方向运动，从而使所述衔铁300与所述摩擦片400接触或离开。具体运动方式与所述摩擦片400和所述衔铁300的位置关系以及所述线圈210的通电方向有关。
例如，一种情况是，如图1所示，所述摩擦片400处于所述衔铁300的第一面310和所述定子的端面110之间。所述线圈210未通电时，没有电磁力作用于所述衔铁300上，则所述衔铁300被所述弹簧600向外顶起而脱离开所述摩擦片400，此时所述电磁制动器不制动；所述线圈210通电时，所述线圈210产生与所述弹簧600的作用力相反的电磁力，将所述衔铁300向所述定子的端面110的方向吸合，从而使所述衔铁300与所述摩擦片400接触而产生摩擦力进行制动。
另一种情况是，所述衔铁300处于所述摩擦片400和所述定子的端面110之间。所述线圈210未通电时，没有电磁力作用于所述衔铁300上，所述弹簧600产生拉紧力将所述衔铁300拉向所述定子的端面110，而使所述衔铁300脱离开所述摩擦片400，此时所述电磁制动器不制动；所述线圈210通电时，所述线圈210产生与所述弹簧600的作用力相反的电磁力，将所述衔铁300推开所述定子的端面110，而使所述衔铁300与所述摩擦片400接触而产生摩擦力进行制动。
本发明一种电磁制动器是将所述摩擦片设置在所述衔铁的一侧，当所述线圈组件的线圈通电时，所述衔铁受到所述线圈产生的电磁力作用，而向靠近所述线圈或远离所述线圈的方向运动，从而使所述衔铁与所述摩擦片接触或离开。所述衔铁与所述摩擦片接触时产生制动力，所述衔铁与所述摩擦片离开时制动力撤销。所述线圈断电时，与上述情况相反。所述衔铁的第一面与所述定子的端面相对应，通过在所述衔铁的第一面与所述定子的端面之间设置均布的弹簧，使所述弹簧的一端与所述定子连接，所述弹簧的另一端与所述衔铁连接，从而使所述衔铁受到所述弹簧施加的均匀的作用力，而使所述衔铁在向靠近所述线圈或远离所述线圈的方向运动时为平行移动，因而能够使制动力平衡，制动平稳可靠。
优选地，如图1和图4所示，所述线圈组件200可以包括线圈骨架220，所述线圈骨架220包括圆筒形的绕线筒221，所述线圈210缠绕在所述绕线筒221的外周。相对于现有技术中没有线圈骨架而直接绕制线圈的方式，本发明的实施例能够使线圈缠绕更为方便简单，容易操作。
优选地，如图3所示，所述第一凹槽120的横截面可以为圆环状，所述线圈210缠绕在所述绕线筒221的外周后形成筒状线圈组件200，与圆环状的所述第一凹槽120匹配，并嵌入其中，所述绕线筒221的内壁与所述第一凹槽120的内环壁相对应，因此线圈组件200安装方便。
优选地，如图4所示，所述绕线筒221的内壁可以设置多个斜加强筋222，且多个所述斜加强筋222在所述绕线筒221的内壁沿周向均匀设置。所述绕线筒221的内壁与所述第一凹槽120的内环壁配合时，多个所述斜加强筋222与所述第一凹槽120的内环壁紧密配合，增加紧固力，使所述线圈组件200紧紧地固定在所述第一凹槽120中，无需在定子与线圈骨架220、线圈210之间用树脂进行灌封，线圈在工作时产生的热量直接与空气对流，便于散热，温升低。
优选地，为了容易实现加工，多个所述斜加强筋222可以设置在靠近所述绕线筒221的端部位置处。
优选地，如图4所示，所述线圈架220还可以包括挡圈223，所述挡圈223可以设置在所述绕线筒221的沿长度方向的至少一个端部，用以在缠绕所述线圈210时挡住所述线圈210，防止所述线圈210缠绕到所述绕线筒221的外面，因此线圈缠绕方便。如果所述绕线筒221的两端均设有所述挡圈223时效果会更好一些。所述挡圈223为圆环状，所述挡圈223的中心轴与所述绕线筒221的中心轴同轴，且所述挡圈223的中心孔内壁与所述绕线筒221的内壁大致平齐。所述挡圈223可以是焊接在所述绕线筒221的端部，所述挡圈223和所述绕线筒221也可以一体成型。
优选地，如图5所示，为了保护线圈210不受损害，同时提高线圈210的绝缘及电气安全性，所述线圈210在所述线圈骨架220上绕制完成后可以包覆绝缘材料230，例如用绝缘带在所述线圈210表面包扎。
优选地，如图1～图3所示，所述定子100可以为圆柱形。如图1所示，所述弹簧600的一端设置在所述定子的端面110上的所述第一凹槽120的外周，并均匀布置，共同作用于所述衔铁300上，使所述衔铁300受力均衡。
优选地，如图1和图3所示，所述定子的端面110上沿所述第一凹槽120的外周还设有至少两个均布的第二凹槽130，所述第二凹槽130与所述弹簧600一一对应，所述弹簧600的一端嵌入所述第二凹槽130中。这样可以减少整体的高度，使电磁制动器体积小巧。
所述电磁制动器的一种具体应用是，当所述线圈210断电时，所述弹簧600向上顶起所述衔铁300使所述衔铁300的第一面310与所述定子的端面110之间有一定间隙。所述线圈210通电时，所述线圈210产生电磁力的方向与所述弹簧600顶起的方向相反，所述电磁力吸合所述衔铁300，使所述衔铁300靠近所述线圈210的方向，使所述间隙减小。这种情况下，当所述摩擦片400处于所述衔铁300和所述定子的端面110之间时，如图1所示，即所述摩擦片400处于所述衔铁300的第一面310的一侧，线圈210断电时弹簧600使衔铁300离开所述摩擦片400而不制动；线圈210通电时电磁力使衔铁300与所述摩擦片400接触而产生制动力。当所述衔铁300处于所述摩擦片400与所述定子的端面110之间时，即所述摩擦片400处于所述衔铁300的第二面320的一侧，线圈210断电时，弹簧600使衔铁与摩擦片400接触而制动；线圈210通电时，电磁力使衔铁300离开摩擦片400而不制动。
当所述衔铁300处于所述摩擦片400与所述定子的端面110之间时，不制动时，所述衔铁300和所述定子的端面110之间的间隙优选为0.05-0.2毫米。
优选地，如图1、图3所示，所述定子100可以设置有穿过定子外壁的第一通孔140，所述第一通孔140与所述第一凹槽120连通，使得所述线圈210的导线两端头可以从所述第一通孔140伸出而与电源连接。
优选地，如图1和图6所示，所述定子100还可以包括护套150。所述护套150嵌入所述第一通孔140，所述护套150具有两个并列的第二通孔151，所述线圈210的导线两端头分别从所述两个第二通孔151中穿出而与外部电源连接。
优选地，如图1所示，所述定位块700可以为多个，多个所述定位块700均匀分布在所述定子的端面110上，使所述限位板500和所述定子100之间有均匀的支撑力。为了使所述衔铁300在限位板500和定子100之间运动，所述衔铁300的与所述定位块700相应的位置可以设置通孔或豁口，以使所述定位块700穿过所述衔铁300而不与所述衔铁300接触，以使所述定位块700不会影响所述衔铁300的运动。
优选地，如图1所示，所述定位块700可以为中空的柱形，起轴向定位作用，所述定子的端面110与所述限位板500通过紧固件900(如沉头螺钉)固定连接。所述紧固件900穿过所述定位块700的中心孔。
优选地，如图1和图2所示，所述电磁制动器还可以包括转轴轮毂800，所述转轴轮毂800具有中心孔，所述转轴轮毂800与所述摩擦片400固定，旋转装置的转动轴伸入所述转轴轮毂800的中心孔，使所述摩擦片400与所述转动轴一起转动。具体的，所述定子100、所述衔铁300、所述摩擦片400和所述限位板500均具有中心孔，且所述定子100、所述衔铁300、所述摩擦片400和所述限位板500的中心孔同轴。所述摩擦片400的中心孔为多边形孔，所述转轴轮毂800为与所述多边形孔相适配的多边形，所述转轴轮毂800嵌入所述摩擦片400的中心孔，且所述转轴轮毂800的中心孔与所述摩擦片400的中心孔同轴。由于转轴轮毂800和摩擦片400的配合为多边形与多边形孔的配合，因此相当于所述转轴轮毂800和所述摩擦片400的周向相对固定，因此所述摩擦片400可以与所述转轴轮毂800一起随所述转动轴转动。
由于方孔和方形的配合应用相对比较简单，容易实现。因此，优选地，如图1和图2所示，所述转轴轮毂800可以为方形，相应地，所述摩擦片400的中心孔为方孔。
优选地，如图1、图3和图5所示，所述定子上还可以设置多个均布的安装孔160，用于与要制动的旋转装置装配。所述安装孔160可以为没有螺纹的通孔，通过使用螺栓等紧固件穿过所述旋转装置的安装面和所述安装孔160的通孔实现固定。所述安装孔160也可以为内螺纹孔，使用螺栓等紧固件穿过所述旋转装置的安装面拧入所述内螺纹孔即可实现安装固定。
综上所述，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (14)
1.一种电磁制动器，其特征在于，包括：
定子，所述定子的端面设有环状的第一凹槽；
线圈组件，所述线圈组件容置于所述第一凹槽中；
衔铁，所述衔铁与所述定子之间设有至少两个均布的弹簧；
摩擦片，所述摩擦片能够随同旋转装置的转轴旋转，且所述摩擦片设置在所述衔铁靠近所述定子的一侧，或者，所述摩擦片设置在所述衔铁远离所述定子的一侧；
限位板，所述限位板与所述定子的端面有间隔地固定连接，所述衔铁与所述摩擦片处于所述限位板与所述定子的端面之间；
所述衔铁在所述线圈通电所产生的电磁力作用下，与所述摩擦片接触进行制动。
2.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，
所述线圈组件包括线圈骨架，所述线圈骨架包括圆筒形的绕线筒和设置于所述绕线筒沿长度方向的端部的挡圈，所述线圈缠绕在所述绕线筒的外周。
3.根据权利要求2所述的电磁制动器，其特征在于，
所述第一凹槽的横截面为圆环状，所述绕线筒的内壁与所述第一凹槽的内环壁相对应。
4.根据权利要求3所述的电磁制动器，其特征在于，
所述绕线筒的内壁设有多个斜加强筋，且多个所述斜加强筋在所述绕线筒的内壁沿周向均匀设置；
所述绕线筒的内壁通过多个所述斜加强筋与所述第一凹槽的内环壁配合。
5.根据权利要求4所述的电磁制动器，其特征在于，
多个所述斜加强筋设置在靠近所述绕线筒的端部位置处。
6.根据权利要求2所述的电磁制动器，其特征在于，
所述线圈外包覆有绝缘材料。
7.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，
所述定子上沿所述第一凹槽的外周还设有至少两个均布的第二凹槽，所述弹簧的一端对应嵌入所述第二凹槽中。
8.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，
当所述衔铁处于所述摩擦片与所述定子的端面之间时，不制动时所述衔铁与所述定子的端面的间隙为0.05-0.2毫米。
9.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，
所述定子还设有穿过定子外壁的第一通孔，所述第一通孔与所述第一凹槽连通，所述线圈的导线两端头从所述第一通孔伸出。
10.根据权利要求9所述的电磁制动器，其特征在于，所述定子还包括护套；
所述护套嵌入所述第一通孔，所述护套具有两个第二通孔，所述线圈的导线两端头分别从所述两个第二通孔中穿出。
11.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，
在所述限位板与所述定子的端面至少之一上设置有定位块，所述定位块为中空的柱形；
通过紧固件穿过所述柱形定位块的中心孔将所述定子与所述限位板有间隔地固定连接。
12.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，
还包括转轴轮毂，所述转轴轮毂具有中心孔，套设于所述转轴上并随同所述转轴旋转；
所述摩擦片的中心孔为多边形孔，所述转轴轮毂外形为与所述多边形孔相适配的多边形，所述转轴轮毂嵌入所述摩擦片的中心孔。
13.根据权利要求12所述的电磁制动器，其特征在于，
所述转轴轮毂为方形，相应地，所述摩擦片的中心孔为方孔。
14.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，
所述定子上还设有多个均布的安装孔，用于与旋转装置的装配。
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