CN109114141A - 电机制动器、电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机制动器、电机。该一种电机制动器，包括制动器主体，所述制动器主体上具有通孔，所述通孔用于供电机转轴穿行，所述通孔的孔壁上具有制动部件，所述制动部件能够朝向或者远离所述电机转轴运动，以实现对所述电机转轴的制动或解除制动。根据本发明的一种电机制动器、电机，结构简单、紧凑，能够有效降低电机在制动时的噪声等级。
Description
技术领域
本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种电机制动器、电机。
背景技术
随着自动化设备的大规模应用，对伺服电机的需求日渐增长。各类工业环境下，对各型伺服电机均提出了不同的定制化要求。如机器人伺服电机，要求机体的小型化，机械手伺服电机要求低成本，而部分用于噪声实验室中的自动化设备则要求伺服电机的静音性能。
目前通用伺服电机的噪声一般要求在70分贝以下，而噪声实验室采用的伺服电机对噪声要求则高许多，一般要求自然噪声小于30分贝，可见通用性伺服电机的噪声性能无法满足噪声实验室状态下的性能要求。经过研究发现，伺服电机的噪声中很大一部分来源于其制动器，而制动器噪声一方面来源于轮毂带动摩擦片转动时，互相撞击产生的噪声，另一方面则来源于摩擦片与衔铁接触时的摩擦音，基于此，有必要对电机制动结构进行改进以满足低噪声的需求。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电机制动器、电机，结构简单、紧凑，能够有效降低电机在制动时的噪声等级。
为了解决上述问题，本发明提供一种电机制动器，包括制动器主体，所述制动器主体上具有通孔，所述通孔用于供电机转轴穿行，所述通孔的孔壁上具有制动部件，所述制动部件能够朝向或者远离所述电机转轴运动，以实现对所述电机转轴的制动或解除制动。
优选地，所述制动器主体内设有磁力产生部件，所述磁力产生部件在通电时能够产生磁力吸附所述制动部件产生远离所述电机转轴的运动。
优选地，所述磁力产生部件为线圈。
优选地，所述通孔的孔壁与所述制动部件之间具有导柱，以引导所述制动部件的往复运动。
优选地，所述通孔的孔壁与所述制动部件之间还具有弹性部件，在所述制动器制动时，所述弹性部件能够迫使所述制动部件与所述电机转轴接触。
优选地，所述弹性部件套装于所述导柱的外侧。
优选地，所述制动部件包括磁性层、摩擦层，所述磁性层、摩擦层沿朝向所述通孔的中心方向依次布设。
优选地，所述摩擦层的材料包括酚醛树脂，和/或，所述磁性层的材料为铁。
优选地，所述摩擦层朝向所述电机转轴的一侧与所述电机转轴的外周壁形状相匹配。
优选地，所述制动部件设置两组，两组所述制动部件与所述电机转轴接触时，能够环抱所述电机转轴的外侧壁。
优选地，所述通孔上还构造有朝向所述通孔的中心径向延伸的分隔凸台，所述分隔凸台处于两组所述制动部件之间形成的间隙中。
优选地，所述电机转轴包括轴体、套环，所述套环套装在所述轴体的外周壁上，且与所述轴体位置保持固定。
本发明还提供一种电机，包括上述电机制动器。
本发明提供的一种电机制动器、电机，不再采用现有技术中的轮毂、摩擦片及衔铁构成的复杂的制动结构，使所述制动器的结构极大简化，结构也更加方便，尤其适用于对电机尺寸有特别限制的场合，由于该技术方案中制动器无需传统结构中的轮毂与摩擦片间的传动运动，也不再采用摩擦片与衔铁的配合结构，因此能够将现有技术中的噪声源完全消除，而该技术方案中，由于所述制动部件能够朝向或者远离所述电机转轴运动，可以理解的是，该制动部件的运动范围被所述电机转轴及所述通孔孔壁所限制，制动反应效率更高，同时，由于所述制动部件处于所述通孔的内部，能够理解的是，所述制动部件与所述电机转轴在制动时可能产生的接触噪声将被处于其外周侧的制动器主体所述吸收或者阻挡，因此制动时的噪声等级极小。
附图说明
图1为本发明实施例的制动器的正视结构示意图；
图2为本发明另一实施例的制动器的立体结构示意图(轴体略去)。
附图标记表示为：
1、制动器主体；11、通孔；12、分隔凸台；2、电机转轴；21、轴体；22、套环；3、制动部件；31、磁性层；32、摩擦层；4、导柱；5、弹性部件。
具体实施方式
参见图1、图2所示，根据本发明的实施例，提供一种电机制动器，包括制动器主体1，所述制动器主体1上具有通孔11，所述通孔11用于供电机转轴2穿行，所述通孔11的孔壁上具有制动部件3，所述制动部件3能够朝向或者远离所述电机转轴2运动，以实现对所述电机转轴2的制动或解除制动。该技术方案中不再采用现有技术中的轮毂、摩擦片及衔铁构成的复杂的制动结构，使所述制动器的结构极大简化，结构也更加方便，尤其适用于对电机尺寸有特别限制的场合，由于该技术方案中制动器无需传统结构中的轮毂与摩擦片间的传动运动，也不再采用摩擦片与衔铁的配合结构，因此能够将现有技术中的噪声源完全消除，而该技术方案中，由于所述制动部件3能够朝向或者远离所述电机转轴2运动，可以理解的是，该制动部件3的运动范围被所述电机转轴2及所述通孔11孔壁所限制，制动反应效率更高，同时，由于所述制动部件3处于所述通孔11的内部，能够理解的是，所述制动部件3与所述电机转轴2在制动时可能产生的接触噪声将被处于其外周侧的制动器主体1所述吸收或者阻挡，因此制动时的噪声等级极小。
所述制动部件3的往复运动(也即朝向或者远离所述电机转轴2的运动)产生方式可以有多种型式，优选地，在所述制动器主体1内设置磁力产生部件(图中未示出)，所述磁力产生部件在通电时能够产生磁力吸附所述制动部件3产生远离所述电机转轴2的运动，所述磁力产生部件可以为线圈、电磁铁等通电后能够产生磁力的一切部件，在所述制动器主体1内的具体设置不做特别限制，这里要说明的是，所述磁力产生部件的电源可以为单独的外部接入电源，最好为电机的控制电源，这样有利于所述电机控制系统的集成化设计。
为了保证所述制动部件3的往复运动的稳定性，优选地，所述通孔11的孔壁与所述制动部件3之间具有导柱4，以引导所述制动部件3的往复运动，具体的，所述导柱4例如一端与所述通孔11的内壁固定连接，在所述制动部件3上设置相应的导柱通孔，所述导柱4穿行于所述导柱通孔中皆可，可以理解的是，所述导柱4与所述导柱通孔间隙配合。最好的，所述导柱4至少设置两组，两组所述导柱4分别处于所述制动部件3的两端，这样能够使所述制动部件3的运动更加稳定。
上述方案中的磁力产生部件更为具体的可以交替产生吸力及斥力，当产生吸力时，所述制动部件3将在吸附力的作用下产生远离所述电机转轴2的运动，也即接触制动，当产生斥力时，此时要求所述制动部件3具有与此时的所述磁力产生部件产生的磁性极性相同的磁性材料，从而使所述制动部件3能够朝向所述电机转轴2运动，从而形成对所述电机转轴2的制动作用。
当然，还可以采用如下方式，在所述通孔11的孔壁与所述制动部件3之间设置弹性部件5，在所述制动器制动时，所述弹性部件5能够迫使所述制动部件3与所述电机转轴2接触，具体地，当所述磁力产生部件通电时，此时的制动部件3将在吸附力的作用下远离所述电机转轴2运动，此时的制动部件3可以为极性与所述磁力产生部件产生的极性相反的磁性体，当然可以是铁、钴、镍及其合金，当所述磁力产生部件断电时，所述磁力产生部件丧失磁性，此时，在所述弹性部件5的作用下，所述制动部件3将被迫朝向所述电机转轴2运动，从而实现制动，也即所述弹性部件5作为了电机制动的制动力的产生部件。最好的，考虑所述弹性部件5在安装位置上的可靠稳定性，优选地，所述弹性部件5套装于所述导柱4的外侧，例如所述弹性部件5为螺旋弹簧时，将螺旋弹簧套装在所述导柱4的外侧即可。
为了能够保证所述制动部件3与所述电机转轴2在制动时接触面处力的柔和型，防止对所述电机转轴2长时间制动后可能形成的磨损，优选地，所述制动部件3包括磁性层31、摩擦层32，所述磁性层31、摩擦层32沿朝向所述通孔11的中心方向依次布设，所述摩擦层32的材料例如可以包括酚醛树脂，所述磁性层31的材料为铁、钴、镍中的一种或者它们的合金。
更进一步的，所述摩擦层32朝向所述电机转轴2的一侧与所述电机转轴2的外周壁形状相匹配，由此，在制动时，所述制动部件3与所述电机转轴2之间完全形成面接触制动，这样能够将同样大小的制动力分散在整个摩擦面上，降低了摩擦面的受力强度，可大大降低所述电机转轴2的破损概率，提高制动器寿命，另一方面，上述的制动方式可以理解为一种通过挤压的方式制动，使得制动时所述电机转轴2与制动部件3之间完全相对静止，可将制动背隙降至0。当然，所述制动部件3可以设置两组，两组所述制动部件3与所述电机转轴2接触时，能够环抱所述电机转轴2的外侧壁。在此种情况下，所述通孔11上还构造有朝向所述通孔11的中心径向延伸的分隔凸台12，所述分隔凸台12处于两组所述制动部件3之间形成的间隙中，从而能够将所述两组制动部件3分割在两个相对的区域中，防止在制动过程中两组所述制动部件3之间产生干涉。
为了防止多次制动可能对所述电机转轴2造成的损坏，优选地，所述电机转轴2包括轴体21、套环22，所述套环22套装在所述轴体21的外周壁上，且与所述轴体21位置保持固定，此时所述制动部件3直接作用在所述套环22上而不直接接触所述轴体21，从而能够对所述轴体21形成强力保护，当所述套环22损坏后仅需要更换所述套环22即可，能够节省大量的维护保养成本。
根据本发明的实施例，还提供一种电机，包括上述电机制动器，结构简单、紧凑，能够有效降低电机在制动时的噪声等级。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种电机制动器，其特征在于，包括制动器主体(1)，所述制动器主体(1)上具有通孔(11)，所述通孔(11)用于供电机转轴(2)穿行，所述通孔(11)的孔壁上具有制动部件(3)，所述制动部件(3)能够朝向或者远离所述电机转轴(2)运动，以实现对所述电机转轴(2)的制动或解除制动。
2.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述制动器主体(1)内设有磁力产生部件，所述磁力产生部件在通电时能够产生磁力吸附所述制动部件(3)产生远离所述电机转轴(2)的运动。
3.根据权利要求2所述的制动器，其特征在于，所述磁力产生部件为线圈。
4.根据权利要求2所述的制动器，其特征在于，所述通孔(11)的孔壁与所述制动部件(3)之间具有导柱(4)，以引导所述制动部件(3)的往复运动。
5.根据权利要求4所述的制动器，其特征在于，所述通孔(11)的孔壁与所述制动部件(3)之间还具有弹性部件(5)，在所述制动器制动时，所述弹性部件(5)能够迫使所述制动部件(3)与所述电机转轴(2)接触。
6.根据权利要求5所述的制动器，其特征在于，所述弹性部件(5)套装于所述导柱(4)的外侧。
7.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述制动部件(3)包括磁性层(31)、摩擦层(32)，所述磁性层(31)、摩擦层(32)沿朝向所述通孔(11)的中心方向依次布设。
8.根据权利要求7所述的制动器，其特征在于，所述摩擦层(32)的材料包括酚醛树脂，和/或，所述磁性层(31)的材料为铁。
9.根据权利要求7所述的制动器，其特征在于，所述摩擦层(32)朝向所述电机转轴(2)的一侧与所述电机转轴(2)的外周壁形状相匹配。
10.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述制动部件(3)设置两组，两组所述制动部件(3)与所述电机转轴(2)接触时，能够环抱所述电机转轴(2)的外侧壁。
11.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述通孔(11)上还构造有朝向所述通孔(11)的中心径向延伸的分隔凸台(12)，所述分隔凸台(12)处于两组所述制动部件(3)之间形成的间隙中。
12.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述电机转轴(2)包括轴体(21)、套环(22)，所述套环(22)套装在所述轴体(21)的外周壁上，且与所述轴体(21)位置保持固定。
13.一种电机，包括制动器，其特征在于，所述制动器为权利要求1至12所述的电机制动器。
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