CN107869538A - 电磁制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁制动器，设置在旋转机构上，用于对所述旋转机构进行制动，包括驱动机构、衔铁和摩擦片，所述摩擦片能够随着所述旋转机构转动，所述衔铁设置在所述驱动机构和所述摩擦片之间，所述衔铁在所述驱动机构的作用下能够与所述摩擦片抵接或分离，所述衔铁与所述摩擦片抵接时对所述旋转机构进行制动，所述衔铁和所述摩擦片相互配合的面与所述驱动机构的轴线不垂直。本发明提供的电磁制动器，通过将衔铁和摩擦片上相互配合的面设置成与驱动机构的轴线不垂直的面增大了两者之间的摩擦面积，从而可以使驱动机构提供更小的驱动力即可获得所需的摩擦力，使驱动机构的体积可以更小。

Description

电磁制动器
技术领域
本发明涉及电磁制动器相关技术领域，特别是一种电磁制动器。
背景技术
电磁制动器是一个重要的基础件，它集机械、电气、电子技术于一体，其主要用于旋转机构(如电机装置等)的精确控制与制动。
其中分体式电磁制动器的体积较小，对电机的整体尺寸影响较小，更适合设置在体积较小的电机上。但是，由于受到体积的限制分体式电磁制动器的定子的厚度较小，用于安装线圈的空间也会受到限制，从而影响磁力，如果想要获得更大的磁力就需要使定子的厚度增加，也就增加了制动器的体积，使制动器的应用范围受到影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种可以增大摩擦片和衔铁接触面积、以减小制动器的体积的电磁制动器。
本发明提供一种电磁制动器，设置在旋转机构上，用于对所述旋转机构进行制动，包括驱动机构、衔铁和摩擦片，所述摩擦片能够随着所述旋转机构转动，所述衔铁设置在所述驱动机构和所述摩擦片之间，所述衔铁在所述驱动机构的作用下能够与所述摩擦片抵接或分离，所述衔铁与所述摩擦片抵接时对所述旋转机构进行制动，
所述衔铁和所述摩擦片相互配合的面与所述驱动机构的轴线不垂直。
优选地，所述衔铁和所述摩擦片上相互配合的面均为锥面的一部分。
优选地，所述电磁制动器还包括阻挡结构，所述阻挡结构包括相互连接地连接部和阻挡部，所述摩擦片设置在所述阻挡部上。
优选地，所述阻挡部具有相反的第一表面和第二表面，所述连接部连接到所述阻挡部的第一表面上，所述摩擦片设置在所述阻挡部的第二表面上，所述阻挡部的第一表面为锥面的一部分。
优选地，所述电磁制动器还包括壳体和端盖，所述驱动机构、衔铁和摩擦片位于所述壳体与所述端盖形成的空腔内。
优选地，所述驱动机构包括制动器定子结构、线圈和偏置件，
所述线圈设置在所述定子结构上，所述线圈通电使所述定子结构产生磁力，在磁力的作用下所述衔铁朝向靠近所述定子结构的方向移动，并与所述摩擦片分离，
所述偏置件设置在所述定子结构上，所述偏置件提供偏置力使所述衔铁能够与所述摩擦片抵接。
优选地，所述制动器定子结构与所述端盖固定连接到一起。
优选地，所述制动器定子结构与所述端盖接触的面上设置有配合结构，所述配合结构用于增大所述制动器定子结构与所述端盖的接触面积。
优选地，所述定子结构包括相对设置的第一面和第二面，在所述第一面上形成有避让槽，在所述第二面上形成有安装槽，其中，所述避让槽用于在所述第一面上形成避让空间，避免所述制动器定子结构与所述电磁制动器上的运动部件发生摩擦，所述安装槽用于安装所述电磁制动器的线圈，
所述安装槽的槽壁上在靠近所述避让槽的位置设置有凸起部，所述凸起部用于增加所述线圈产生的磁场通过所述避让槽与所述安装槽之间的部分的磁路宽度。
优选地，所述凸起部由所述安装槽的槽壁向所述安装槽的内部延伸凸出形成。
优选地，所述安装槽为环形槽，所述凸起部在所述安装槽的整个周向上延伸。
优选地，所述凸起部在所述安装槽内部形成环形曲面或环形阶梯面。
优选地，所述衔铁由其径向内侧向外侧厚度逐渐减小。
本发明提供的电磁制动器，通过将衔铁和摩擦片上相互配合的面设置成与驱动机构的轴线不垂直的面增大了两者之间的摩擦面积，从而可以使驱动机构提供更小的驱动力即可获得所需的摩擦力，使驱动机构的体积可以更小。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出电磁制动器的结构示意图；
图2示出电磁制动器的截面示意图；
图3示出一个实施例中制动器定子结构示意图；
图4示出另一实施例中制动器定子结构示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明提供的制动器定子结构用于电磁制动器中，特别是适合用于分体式电磁制动器中，能够避免由于尺寸限制造成的出现磁路饱和等现象。
如图1、2所示，电磁制动器包括壳体10、端盖20和制动系统，所述制动系统设置在所述壳体10内并由所述端盖20将所述壳体10进行封闭，所述电磁制动器可以为一体式电磁制动器或分体式电磁制动器，本申请中以分体式电磁制动器为例进行介绍。
所述制动系统包括制动器定子结构100、衔铁200、阻挡结构300、摩擦片400和轴承500，所述制动器定子结构100、衔铁200、阻挡结构300和摩擦片400设置在所述壳体10内，所述制动器定子结构100设置在所述端盖20上，所述阻挡结构300设置在远离所述端盖20的位置，所述摩擦片400设置在所述阻挡结构300上，所述衔铁200可移动地设置在所述制动器定子结构100和所述阻挡结构300之间，并可以通过移动使其与所述摩擦片400接触或与所述摩擦片400分离。
所述端盖20上设置有轴承座，所述轴承500设置在所述轴承座内，所述制动器定子结构100设置在所述端盖20上，并且所述制动器定子结构100上设置有轴孔101，所述轴孔101与所述轴承500的内圈相对设置，并且，所述轴孔101的直径大于所述轴承500的内圈的内径。所述电磁制动器设置在转动机构上(例如电机)，所述转动机构的转动轴穿过所述制动器定子结构100上的所述轴孔101与所述轴承500连接，所述轴孔101内壁与所述转动轴之间存在间隙，使所述轴承500的内圈随所述转动轴转动，所述制动器定子结构100不会与所述转动轴转动。所述制动器定子结构100与所述端盖20相接的面上形成有避让槽102，所述避让槽102为围绕所述轴孔101的周向形成的环形槽，所述避让槽102的外径小于所述轴承500外圈的外径，大于所述轴承500内圈的外径，保证所述轴承500的内圈随着所述转动轴转动时不会与所述制动器定子结构100接触。优选地，所述制动器定子结构100与所述端盖20一体形成，例如可以通过铸造的方式一体形成，以保证所述制动器定子结构100和所述端盖20之间连接的可靠性。或者，所述制动子定子结构100与所述端盖20分体形成，再连接到一起，例如通过粘接的方式将所述制动器定子结构100与所述端盖20连接到一起。如图3所示，在所述制动器定子结构100的外壁上形成有配合结构105，所述配合结构105包括在所述制动器定子结构100的外壁上沿其周向延伸形成的凹槽，所述凹槽包括多个，进一步地，所述凹槽沿所述制动器定子结构100的整个周向延伸，所述凹槽可以提高所述制动器定子结构100与所述端盖20连接时接触面的摩擦力，从而提高两者连接的可靠性。
所述制动器定子结构100远离所述端盖20的面上设置有安装槽103，所述安装槽103为在所述制动器定子结构100上形成的环形槽，所述安装槽103用于安装线圈110，优选地，在所述线圈110与所述安装槽103之间设置绝缘保护，使所述线圈110与所述制动器定子结构100之间绝缘，例如可以通过在所述安装槽103内壁上设置绝缘材料等方式实现绝缘保护。进一步地，所述线圈110固定安装到所述安装槽103内，避免所述线圈110松动甚至脱离所述安装槽103。优选地，所述线圈110放置到所述安装槽103内之后利用环氧树脂灌封处理将所述线圈110固定到所述安装槽103内。所述线圈110通电后产生磁场，使所述衔铁200向靠近所述制动器定子结构100的方向移动，所述衔铁200与所述摩擦片400分离。优选地，所述衔铁200与所述摩擦片400分离时两者之间的距离为0.15mm-0.2mm。
由于所述制动器定子结构100的两个端面上分别设置有所述避让槽102和所述安装槽103，在所述避让槽102和所述安装槽103之间的部分所述制动器定子结构100的厚度会减小，而所述线圈110通电形成的磁场的磁路会经过该部分。如图3、4所示，为了避免在该部分由于厚度较小造成磁路的饱和而减小磁力，在该部分设置凸起部104，所述凸起部104用于增加所述避让槽102与所述安装槽103之间的厚度，以提高磁路的宽度，避免造成磁路饱和。由于所述安装槽103用于安装所述线圈110，所以所述安装槽103的深度较深，所述凸起部104形成在所述安装槽103的内部，即所述凸起部104由所述安装槽103的槽壁向所述安装槽103的内部凸出形成。优选地，所述凸起部104由所述安装槽103的径向内侧的侧壁和底壁向所述安装槽103内部凸起形成，所述凸起部104沿着所述安装槽103的整个周向延伸形成并在所述安装槽103内侧形成环形曲面或环形阶梯面等结构。进一步地，所述凸起部104由所述安装槽103的径向内侧的侧壁的靠近所述底壁的一部分以及所述底壁靠近所述径向内侧的侧壁的一部分向所述安装槽103内部凸起形成。由于设置有所述凸起部104保证了所述磁路的每一部分的宽度均比较宽，所以所述制动器定子结构100可以在不改变厚度的情况下，保证其磁路不会饱和，使所述制动器定子200的尺寸可以更小。并且由于所述凸起部104只由所述安装槽103槽壁的局部向其内部凸起形成，只影响了所述安装槽103靠近所述径向内壁部分的深度，对所述线圈110的安装影响比较小。
所述制动器定子结构100远离所述端盖20的端部还设置有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔和第二安装孔均为盲孔。所述第一安装孔用于安装导向柱120，所述导向柱120对所述衔铁200的运动进行导向(下文详细介绍)。优选地，所述导向柱120设置有多个，多个所述导向柱120优选均匀分布。所述第二安装孔用于安装偏置件130，所述偏置件130对所述衔铁200提供偏置力，当所述线圈110断电时，所述偏置件130使所述衔铁200向靠近所述阻挡结构300的方向移动并压紧在所述摩擦片400上。所述偏置件130优选设置有多个，多个所述偏置件130沿着所述轴孔101的同心圆的圆周均匀分布，所述偏置件130优选设置有7个。优选地，所述偏置件130为压力弹簧。所述制动器定子结构100、线圈110和偏置件130构成驱动机构，所述驱动机构控制所述衔铁200的移动。
所述衔铁200上设置有滑道孔，所述滑道孔与所述制动器定子结构100上的导向柱120配合，所述滑道孔套装到所述导向柱120上，并可以相对滑动。优选地，所述衔铁200与靠近所述阻挡结构300的一侧为粗糙面，以增大所述阻挡结构300与所述摩擦片400接触时的摩擦力，例如可以在所述衔铁200的端面上通过形成网纹或打点处理等方式提高所述衔铁200表面的粗糙度。
所述阻挡结构300包括连接部310和阻挡部320，所述连接部310为筒状结构，所述阻挡部320为板状结构，所述板状结构的中心位置设置有与所述筒状结构的外壁对应的孔，所述筒状结构的外壁与所述板状结构上的孔的边缘连接形成所述阻挡结构300，所述连接部310套装到所述转动机构的转动轴上，所述连接部310上设置有用于与所述转动轴固定的结构，例如在所述连接部310上沿其径向方向设置螺钉孔，通过紧定螺钉连接所述连接部310与所述转动轴，使所述阻挡结构300能够与所述转动轴一起转动。所述摩擦片400固定连接到所述阻挡部320靠近所述制动器定子结构100的一侧。优选地，所述摩擦片400通过粘接或者连接件固定连接到所述阻挡部320上。
优选地，所述摩擦片400和所述衔铁200接触的面与所述旋转机构的轴线不垂直，即所述摩擦片400为内圈圆心与外圈圆心在轴向上错开一定距离的环形片状结构，由于所述摩擦片400的内圈和外圈的圆心在轴向上不重合，使所述摩擦片400形成具有一定锥度的环形片状结构，在所述摩擦片400上形成相反的第一面和第二面，由径向内侧向径向外侧，所述第一面和所述第二面向远离所述衔铁200的方向倾斜，所述第一面与所述阻挡结构300的阻挡部320连接，所述第二面与所述衔铁200配合。相适配地，所述阻挡结构300的阻挡部320为与所述摩擦片400形状适配的具有一定锥度的环形板状结构，所述连接部310连接在所述阻挡部320内凹的一侧，所述连接部320外凸的一侧与所述摩擦片400的第一面连接，这样可以减小所述阻挡部300在其轴向上的尺寸。
进一步地，在本发明提供的电磁制动器中，所述摩擦片400与所述衔铁200的配合面为锥面的一部分，即所述摩擦片400上与所述衔铁200接触的面为锥面的一部分，所述衔铁200上与所述摩擦片400接触的面为锥面的一部分。所述摩擦片400与所述衔铁200的配合面为锥面的一部分，可以增大两者之间接触的面积，产生更大的摩擦力，从而使所述制动器定子结构100产生的磁力可以更小，即所述线圈110的体积可以更小，减少了所述线圈110占用所述制动器定子结构100上的空间，使所述制动器定子结构100在其轴向上的尺寸可以更小。
优选地，所述衔铁200与所述摩擦片400的第二面配合的面为具有一定锥度的环形面，保证与所述摩擦片400的第二面的接触面积更大。进一步地，所述衔铁200在靠近其环形内圆部分的厚度大于靠近其环形外圆部分的厚度。
优选地，所述衔铁200与所述制动器定子结构100接触的面为锥面的部分，使所述衔铁200在其径向上由内至外厚度逐渐减小，以使所述衔铁200与所述制动器定子结构100在所述衔铁200的径向内侧的接触位置的磁路宽度更宽，避免出现磁路饱和的现象。由于在所述制动器定子结构100上设置所述凸起部104，并增大所述衔铁200径向内侧的厚度，使所述衔铁200与所述制动器定子结构100上形成的磁路分布与磁感线的分布更加匹配，进一步保证避免出现磁路饱和的现象。
本发明提供的电磁制动器，通过将衔铁和摩擦片上相互配合的面设置成与所述摩擦片和所述转动机构的轴线不垂直的面增大了两者之间的摩擦面积，从而可以使制动器定子结构可以提供更小的磁力以满足制动需求，即线圈的体积可以更小，进而使电磁制动器的体积可以更小。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (13)

1.一种电磁制动器，设置在旋转机构上，用于对所述旋转机构进行制动，其特征在于，包括驱动机构、衔铁和摩擦片，所述摩擦片能够随着所述旋转机构转动，所述衔铁设置在所述驱动机构和所述摩擦片之间，所述衔铁在所述驱动机构的作用下能够与所述摩擦片抵接或分离，所述衔铁与所述摩擦片抵接时对所述旋转机构进行制动，
所述衔铁和所述摩擦片相互配合的面与所述驱动机构的轴线不垂直。
2.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述衔铁和所述摩擦片上相互配合的面均为锥面的一部分。
3.根据权利要求2所述的电磁制动器，其特征在于，所述电磁制动器还包括阻挡结构，所述阻挡结构包括相互连接地连接部和阻挡部，所述摩擦片设置在所述阻挡部上。
4.根据权利要求3所述的电磁制动器，其特征在于，所述阻挡部具有相反的第一表面和第二表面，所述连接部连接到所述阻挡部的第一表面上，所述摩擦片设置在所述阻挡部的第二表面上，所述阻挡部的第一表面为锥面的一部分。
5.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述电磁制动器还包括壳体和端盖，所述驱动机构、衔铁和摩擦片位于所述壳体与所述端盖形成的空腔内。
6.根据权利要求5所述的电磁制动器，其特征在于，所述驱动机构包括制动器定子结构、线圈和偏置件，
所述线圈设置在所述定子结构上，所述线圈通电使所述定子结构产生磁力，在磁力的作用下所述衔铁朝向靠近所述定子结构的方向移动，并与所述摩擦片分离，
所述偏置件设置在所述定子结构上，所述偏置件提供偏置力使所述衔铁能够与所述摩擦片抵接。
7.根据权利要求6所述的电磁制动器，其特征在于，所述制动器定子结构与所述端盖固定连接到一起。
8.根据权利要求7所述的电磁制动器，其特征在于，所述制动器定子结构与所述端盖接触的面上设置有配合结构，所述配合结构用于增大所述制动器定子结构与所述端盖的接触面积。
9.根据权利要求6所述的电磁制动器，其特征在于，所述定子结构包括相对设置的第一面和第二面，在所述第一面上形成有避让槽，在所述第二面上形成有安装槽，其中，所述避让槽用于在所述第一面上形成避让空间，避免所述制动器定子结构与所述电磁制动器上的运动部件发生摩擦，所述安装槽用于安装所述电磁制动器的线圈，
所述安装槽的槽壁上在靠近所述避让槽的位置设置有凸起部，所述凸起部用于增加所述线圈产生的磁场通过所述避让槽与所述安装槽之间的部分的磁路宽度。
10.根据权利要求9所述的电磁制动器，其特征在于，所述凸起部由所述安装槽的槽壁向所述安装槽的内部延伸凸出形成。
11.根据权利要求9所述的电磁制动器，其特征在于，所述安装槽为环形槽，所述凸起部在所述安装槽的整个周向上延伸。
12.根据权利要求9所述的电磁制动器，其特征在于，所述凸起部在所述安装槽内部形成环形曲面或环形阶梯面。
13.根据权利要求1-12之一所述的电磁制动器，其特征在于，所述衔铁由其径向内侧向外侧厚度逐渐减小。
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