CN108458013A - 高磁性横置永磁铁制动器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种高磁性横置永磁铁制动器，包括磁外壳以及与所述磁外壳相邻的摩擦片，所述磁外壳上设有一容置线圈的环形槽，所述摩擦片与所述磁外壳相互配合将所述线圈卡止在所述环形槽内，所述摩擦片与所述磁外壳之间还设有一用以将永磁铁卡止的通道；所述摩擦片的另一侧设有衔铁，所述衔铁通过片簧与轴套连接，所述轴套固设在制动轴上，所述永磁铁的轴线垂直指向所述衔铁的端面且平行于所述制动轴的轴线。本发明的技术效果体现在：采用永磁铁为制动动力源，其为独立的配合机构，无残余扭矩、无噪音，可始终保持其磁性，无需对其更换，以降低企业成本。

Description

高磁性横置永磁铁制动器

技术领域

本发明涉及电磁铁技术领域，具体而言，尤其涉及一种高磁性横置永磁铁制动器。

背景技术

随着工程机械对制动性能要求的不断提高，制动器设备选用也越来越严格。制动器近年来被广泛的应用于工程机械、车辆以及机器人中，是目前使用较广一种制动装置，具有制动力巨大，耐高温，无火花，适应复杂工况，保证系统的运行安全。

目前，常用的制动器为电磁弹簧制动器，一般包括盖板，壳体，轴套，衔铁，电磁线圈和弹簧。在壳体至少一侧设有盖板，轴套一侧与盖板相邻，另一侧与衔铁相邻。壳体内设有电磁线圈，弹簧位于壳体内，且弹簧与一个衔铁相邻。衔铁会收到弹簧的推力和电磁铁的吸力，使其产生对所述轴套和盖板之间的摩擦力。

这样的电磁弹簧制动器是依靠弹簧为制动动力源，弹簧在使用一段时间后，由于金属疲劳，弹性系数K和弹性限度都会下降，制动器的精度就会下降，可能会导致制动不到位的事故产生。且采用平键或花键进行连接，存在一定背隙。因此，在某些条件下，会产生残余扭矩，产生噪音。

目前为了解决上述问题，有一些技术采用了永磁铁的形式。例如中国专利CN204164231所揭示的，包括轴套和定子，以及设置在定子上的永磁铁，首先永磁铁设置在定子内，结构复杂，需要配套一个永磁体骨架，其次与轴套之间距离较远，有失效的风险。中国专利CN103453053揭示了另一种使用永磁铁的制动器，将永磁铁设置在制动轴的轴线上，这样设置会增加制动器的整体长度和体积，不利于精细化结构的处理。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种高磁性横置永磁铁制动器。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种高磁性横置永磁铁制动器，至少包括与法兰通过螺栓固接的磁外壳以及设于所述磁外壳内的摩擦片，所述磁外壳上设有一容置线圈的环形槽，所述摩擦片与所述磁外壳相互配合将所述线圈卡止在所述环形槽内，所述摩擦片与所述磁外壳之间还设有一用以将永磁铁卡止的通道；所述摩擦片的另一侧端面上相对设有一衔铁，所述衔铁通过片簧与轴套连接，所述轴套、摩擦片以及磁外壳上还均设有一共轴可容置制动轴穿过的通孔，所述轴套固设在所述制动轴上，所述永磁铁的轴线垂直指向所述衔铁的端面且平行于所述制动轴的轴线。

优选的，所述线圈绕设在线轴上，所述线轴卡止在所述环形槽内。

优选的，所述永磁铁的一端与所述线轴紧贴，另一端通过摩擦片的外轮廓台阶卡止在所述通道内，且所述永磁铁的厚度等于所述通道的宽度。

优选的，所述线圈上还固设有一信号端子，所述信号端子与所述线圈电性连接。

优选的，所述制动轴与法兰之间还设有密封件和轴承。

优选的，所述制动轴与轴套之间为无背隙连接。

本发明还揭示了一种高磁性横置永磁铁制动器，包括磁外壳，所述磁外壳包括一内设有磁芯的环形槽，所述磁外壳的内部还设有摩擦片，所述摩擦片的外侧端面与所述磁外壳的外侧端面平齐而形成摩擦面，所述磁外壳、摩擦片及磁芯共同组成定子，与所述摩擦面相对设置的是转子，所述转子包括固定设置在制动轴上的轴套以及与所述轴套配接的可轴向移动的衔铁，所述衔铁与所述轴套之间为片簧连接，所述衔铁的移动使其一端面紧贴所述摩擦面或该端面与所述摩擦面之间产生间隙，所述摩擦片的侧面与所述磁外壳内表面之间还设有一用以将永磁铁卡止的通道，所述永磁铁轴线垂直指向所述衔铁的端面且平行于所述制动轴的轴线。

优选的，所述永磁铁呈片状，排列一圈设置在所述通道内，所有永磁铁的磁极都指向所述衔铁。

优选的，所述永磁铁设置在所述磁芯与所述衔铁之间。

优选的，所述磁芯包括线轴及绕设在所述线轴上的线圈。

本发明的有益效果主要体现在：结构简单，设计精巧，采用永磁铁为制动动力源，其为独立的配合机构，无残余扭矩、无噪音，可始终保持其磁性，可靠性更强，杜绝制动不到位的事故产生，且无需对其更换，以降低企业成本；永磁铁的设置位置，确保磁性高，不失效，而且安装简单方便。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明的爆炸图；

图2：本发明在断电情况下的剖视图；

图3：本发明在通电情况下的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1至图3所示，本发明揭示了一种高磁性横置永磁铁制动器，包括制动轴8、套设在所述制动轴上的法兰1。所述高磁性横置永磁铁制动器还包括与法兰1通过螺栓11固接的磁外壳2，及设于所述磁外壳2内的摩擦片3。

所述磁外壳2上设有一容置线圈4的环形槽21，所述线圈4绕设在线轴41上。所述线圈4和线轴41组成磁芯。所述摩擦片3与所述磁外壳 2相互配合将所述磁芯卡止在所述环形槽21内。所述摩擦片3的外侧端面与所述磁外壳2的外侧端面平齐而形成摩擦面。所述线圈4上还固设有一信号端子42，所述信号端子42与所述线圈4电性连接。通过信号端子42与外界的信号线束连接，给所述线圈4通电，使所述磁外壳2产生磁力。

所述摩擦片3与所述磁外壳2之间还设有一通道31。至少有一个永磁体10设置在所述通道31内。当然，所述永磁体10的数量也可以是多个，具体如图1所示，所述永磁铁10呈片状，排列一圈设置在所述通道31内，均布在所述摩擦片3的外周。所述永磁铁10的一端与所述线轴41紧贴，另一端通过摩擦片3的外轮廓台阶32卡止在所述通道31内，且所述永磁铁10的厚度等于所述通道31的宽度。通过摩擦片3的外轮廓台阶32与线轴41相互配合将所述永磁铁10卡止，以避免其工作过程中晃动，出现磕损等意外情况的发生，延长其使用寿命。

所述磁外壳2、摩擦片3及磁芯共同组成定子，所述永磁铁10设置在定子上，且临近于转子，且其磁极指向转子。转子的具体结构如下文描述。

所述摩擦片3的另一侧端面上相对设有衔铁5，所述衔铁5通过片簧6与轴套7连接。所述轴套7套设在所述制动轴8上。本发明实施例中，所述永磁铁10的轴线垂直指向所述衔铁5的端面且平行于所述制动轴8的轴线，所述永磁铁10设置在所述磁芯与所述衔铁5之间。这样，所述永磁铁10能产生对所述衔铁5的较大磁力。所述轴套7、摩擦片3以及磁外壳2上还均设有一共轴可容置制动轴8穿过的通孔9。所述制动轴8与轴套7之间为无背隙连接，如两者之间配合存在间隙，则会出现瞬间空载的现象，这个回程间隙会造成传递扭矩丢失以及控制精度降低等诸多不利影响，影响制动效果。

下面简单阐述一下本发明的工作过程，在所述线圈4不得电的情况下，如图2所示，所述永磁铁10对所述衔铁5产生磁力，所述衔铁5的一端面紧贴所述摩擦面，在所述片簧6牵引的作用下，所述轴套7无法转动，所以制动轴8在一定的扭矩下不能运动，从而实现了制动的功能。

在所述线圈4得电的情况下，如图3所示，所述衔铁5受磁场作用力，克服所述永磁铁10的磁力远离所述磁外壳2，与所述摩擦面之间产生间隙。所述衔铁5在失去摩擦力作用后可与所述轴套7一起自由转动，进而释放与内齿连接的制动轴8的运动，与中间齿轮连接的所述制动轴8同步实现转动。

本发明中，所述制动轴8与法兰1之间还设有密封件12，通过密封件12的设计可杜绝液体介质流入所述高磁性横置永磁铁制动器内，影响其使用寿命。优选的，所述制动轴8与法兰1之间还设有轴承13。

本发明的有益效果主要体现在：结构简单，设计精巧，采用永磁铁为制动动力源，其为独立的配合机构，无残余扭矩、无噪音，可始终保持其磁性，可靠性更强，杜绝制动不到位的事故产生，且无需对其更换，以降低企业成本。永磁铁的设置位置，确保磁性高，不失效，而且安装简单方便。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：包括与法兰（1）通过螺栓（11）固接的磁外壳（2）以及设于所述磁外壳（2）内的摩擦片（3），所述磁外壳（2）上设有一容置线圈（4）的环形槽（21），所述摩擦片（3）与所述磁外壳（2）相互配合将所述线圈（4）卡止在所述环形槽（21）内，所述摩擦片（3）与所述磁外壳（2）之间还设有一用以将永磁铁（10）卡止的通道（31）；所述摩擦片（3）的另一侧端面上相对设有一衔铁（5），所述衔铁（5）通过片簧（6）与轴套（7）连接，所述轴套（7）、摩擦片（3）以及磁外壳（2）上还均设有一共轴可容置制动轴（8）穿过的通孔（9），所述轴套（7）固设在所述制动轴（8）上，所述永磁铁（10）的轴线垂直指向所述衔铁（5）的端面且平行于所述制动轴（8）的轴线。

2.根据权利要求1所述的高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：所述线圈（4）绕设在线轴（41）上，所述线轴（41）卡止在所述环形槽（21）内。

3.根据权利要求2所述的高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：所述永磁铁（10）的一端与所述线轴（41）紧贴，另一端通过摩擦片（3）的外轮廓台阶（32）卡止在所述通道（31）内，且所述永磁铁（10）的厚度等于所述通道（31）的宽度。

4.根据权利要求3所述的高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：所述线圈（4）上还固设有一信号端子（42），所述信号端子（42）与所述线圈（4）电性连接。

5.根据权利要求4所述的高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：所述制动轴（8）与法兰（1）之间还设有密封件（12）和轴承（13）。

6.根据权利要求5所述的高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：所述制动轴（8）与轴套（7）之间为无背隙连接。

7.高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：包括磁外壳（2），所述磁外壳（2）包括一内设有磁芯的环形槽（21），所述磁外壳（2）的内部还设有摩擦片（3），所述摩擦片（3）的外侧端面与所述磁外壳（2）的外侧端面平齐而形成摩擦面，所述磁外壳（2）、摩擦片（3）及磁芯共同组成定子，与所述摩擦面相对设置的是转子，所述转子包括固定设置在制动轴（8）上的轴套（7）以及与所述轴套（7）配接的可轴向移动的衔铁（5），所述衔铁（5）与所述轴套（7）之间为片簧（6）连接，所述衔铁（5）的移动使其一端面紧贴所述摩擦面或该端面与所述摩擦面之间产生间隙，所述摩擦片（3）的侧面与所述磁外壳（2）内表面之间还设有一用以将永磁铁（10）卡止的通道（31），所述永磁铁（10）轴线垂直指向所述衔铁（5）的端面且平行于所述制动轴（8）的轴线。

8.根据权利要求7所述的高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：所述永磁铁（10）呈片状，排列一圈设置在所述通道（31）内，所有永磁铁（10）的磁极都指向所述衔铁（5）。

9.根据权利要求8所述的高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：所述永磁铁（10）设置在所述磁芯与所述衔铁（5）之间。

10.根据权利要求7所述的高磁性横置永磁铁制动器，其特征在于：所述磁芯包括线轴（41）及绕设在所述线轴（41）上的线圈（4）。