CN110454527B - 一种超薄超轻断电保持机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超薄超轻断电保持机构，该机构包括制动盘和通电制动组件；制动盘的外圆周面上具有周向齿，制动盘通过其中心孔与外部旋转机构的转动部分固定连接；通电制动组件与外部旋转机构的固定部分连接且沿制动盘的周向分布，通电制动组件在旋转机构通电时利用电磁力保持与制动盘分离，断电时利用弹性回复力与制动盘的周向齿啮合实现转动部分相对固定部分的位置保持。本发明能够实现对保持机构轴向尺寸和发热量的良好控制。

Description

一种超薄超轻断电保持机构
技术领域
本发明涉及一种应用于旋转机构上的断电保持机构，能够在旋转机构断电后执行位置保持功能。
背景技术
断电保持机构的功能类似抱闸，具有失电制动保持的功能特性，防止旋转体在断电后角度位置发生变化。断电保持机构主要应用于机器人关节以及高集成度微型转台，上述应用场合首先要求保持机构整体质量轻、体积和轴向尺寸小，其次要求保持机构制动可靠，同时还要求发热和噪音低。而传统抱闸一般都是采用摩擦片进行制动，噪声大，发热量大，重量大，大中空内孔不好实现，低温性能不好，摩擦片易结露打滑。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种超薄超轻断电保持机构，能够实现对断电保持机构轴向尺寸和发热量的良好控制。
一种超薄超轻断电保持机构，该机构包括制动盘和通电制动组件；所述制动盘的外圆周面上具有周向齿，制动盘通过其中心孔与外部旋转机构的转动部分固定连接；所述通电制动组件与外部旋转机构的固定部分连接且沿制动盘的周向分布，通电制动组件在旋转机构通电时利用电磁力保持与制动盘分离，断电时利用弹性回复力与制动盘的周向齿啮合实现转动部分相对固定部分的位置保持。
进一步地，所述通电制动组件包括盖体、定子、制动摆爪和复位弹簧；
所述定子为圆环形结构，圆环形结构的内圆周面上具有沿径向凸起的分度齿，线圈绕合在分度齿内部；
所述制动摆爪的一端为连接端，另一端为制动端，连接端具有一个圆形销孔，制动端的一侧具有与制动盘周向齿啮合的局部齿，制动端的另一侧为平面结构；
所述定子固定在盖体内部，所述制动摆爪的连接端通过定位转轴连接在盖体内部，定子的分度齿对应制动摆爪的制动端；所述复位弹簧的一端固定在分度齿的顶端，复位弹簧的另一端与制动摆爪接触；所述线圈在通电时产生电磁力吸引制动摆爪绕连接端转动的同时压缩复位弹簧，制动端与盖体内部的制动盘不接触，线圈断电时复位弹簧的回复力使制动摆爪反向转动，制动端的局部齿与制动盘的周向齿啮合实现制动保持。
进一步地，所述盖体包括底盖和上盖，所述底盖为一端开放一端封闭的圆形壳体，封闭端的底面具有中心孔，底盖用于容纳和支撑定子；所述上盖为圆盘形结构，上盖与底盖的开放端配合后将其封闭，上盖上同样具有与底盖上直径的中心孔。
进一步地，所述定子内圆周面上的分度齿个数采用非对称设计。
有益效果：
1、本发明的制动部件采用具有周向齿的制动盘，通电制动组件在制动盘的周向布置，因此保持机构的整体轴向尺寸可以做到尽量小，同时也减小了机构的体积和质量，通过周向齿啮合的制动方式相对于摩擦片制动更加可靠且发热量小。
2、本发明采用制动摆爪和外齿轮式制动盘配合的方式进行制动保持，制动力矩大，状态稳定，不会受温度变化影响制动效果，由于内外齿啮合动作是靠摆爪通过定位轴摆动的插齿动作，因此不会产生打滑和齿部磨损的现象，可以确保保持机构寿命持久。
3、本发明的制动盘和制动摆爪为分离型的结构，同时制动盘与其它部件不产生接触，在非制动状态下为静音旋转，特别适合需要静音的应用场合。
4、本发明定子上的分度齿数量采用了非对称结构设计，能够减少做动电流和发热，保持系统的稳定，同时能有效减轻机构重量和轴向尺寸。
5、本发明的制动盘内孔尺寸可以根据实际需要进行订制，安装方式灵活，适宜各种装配结构，具有很强的适配性。
附图说明
图1为本发明超薄超轻断电保持机构的整体结构示意图(断电制动状态)；
图2为本发明超薄超轻断电保持机构的整体结构示意图(通电打开状态)；
图3为本发明超薄超轻断电保持机构的纵向剖视图；
图4为本发明超薄超轻断电保持机构中底盖的结构示意图；
图5为本发明超薄超轻断电保持机构中上盖的结构示意图；
图6为本发明超薄超轻断电保持机构中定子的结构示意图；
图7为本发明超薄超轻断电保持机构中制动盘的结构示意图；
图8为本发明超薄超轻断电保持机构中制动摆爪的结构示意图。
其中，1-底盖、2-定子、3-制动盘、4-复位弹簧、5-制动摆爪、6-定位转轴、7-分度齿、8-上盖。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1、2和3所示，本发明提供了一种超薄超轻断电保持机构，该断电保持机构包括底盖1、定子2、制动盘3、复位弹簧4、制动摆爪5、定位转轴6和上盖8；
如附图4所示，底盖1的结构为一端开放一端封闭的圆形壳体，封闭端的底面具有中心孔，中心孔供外部旋转机构的转动轴穿过，底盖1用于容纳和支撑定子2；
如附图5所示，上盖8为圆盘形结构，上盖8与底盖1的开放端配合后将其封闭，上盖8上同样具有与底盖1上直径的中心孔。
如附图6所示，定子2为圆环形结构，圆环形结构的内圆周面上具有沿径向凸起的分度齿7，线圈绕合在分度齿内部，线圈在通电后是保持机构动力的来源；定子2内圆周面上的分度齿7个数采用非对称设计，一侧的分度齿7为一个，另一侧的分度齿7为三个。
如附图7所示，制动盘3的外圆周面上具有周向齿，制动盘3通过自身的中心孔与外部旋转机构的转动部分固定连接，制动盘3安装后位于底盖1的中部，制动盘3在旋转机构通电工作时与其它部件不产生接触。
如附图8所示，制动摆爪5的一端为连接端，另一端为制动端，连接端具有一个圆形销孔，制动端的一侧具有与制动盘3周向齿啮合的局部齿，制动端的另一侧为平面结构。
定子2固定在底盖1内部，上盖8将底盖1封闭后整体与外部旋转机构的固定部分固定连接，两个制动摆爪5的连接端分别通过定位转轴6连接在底盖1内部，定子2的上的分度齿对应制动摆爪5的制动端，其中一个制动摆爪5对应一个分度齿，另一个制动摆爪5对应三个分度齿；复位弹簧4的一端固定在分度齿的顶端，复位弹簧4的另一端与制动摆爪5制动端的平面结构接触；线圈在通电时产生电磁力吸引制动摆爪绕连接端转动的同时压缩复位弹簧4，此时制动摆爪5的制动端与盖体内部的制动盘3不接触，线圈断电时复位弹簧4的回复力使制动摆爪5反向转动，制动端的局部齿与制动盘3的周向齿啮合实现对旋转机构旋转位置的制动和保持。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种超薄超轻断电保持机构，其特征在于，该机构包括制动盘和通电制动组件；所述制动盘的外圆周面上具有周向齿，制动盘通过其中心孔与外部旋转机构的转动部分固定连接；所述通电制动组件与外部旋转机构的固定部分连接且沿制动盘的周向分布，通电制动组件在旋转机构通电时利用电磁力保持与制动盘分离，断电时利用弹性回复力与制动盘的周向齿啮合实现转动部分相对固定部分的位置保持；
所述通电制动组件包括盖体、定子、制动摆爪和复位弹簧；
所述定子为圆环形结构，圆环形结构的内圆周面上具有沿径向凸起的分度齿，线圈绕合在分度齿内部；
所述制动摆爪的一端为连接端，另一端为制动端，连接端具有一个圆形销孔，制动端的一侧具有与制动盘周向齿啮合的局部齿，制动端的另一侧为平面结构；
所述定子固定在盖体内部，所述制动摆爪的连接端通过定位转轴连接在盖体内部，定子的分度齿对应制动摆爪的制动端；所述复位弹簧的一端固定在分度齿的顶端，复位弹簧的另一端与制动摆爪接触；所述线圈在通电时产生电磁力吸引制动摆爪绕连接端转动的同时压缩复位弹簧，制动端与盖体内部的制动盘不接触，线圈断电时复位弹簧的回复力使制动摆爪反向转动，制动端的局部齿与制动盘的周向齿啮合实现制动保持。
2.如权利要求1所述的超薄超轻断电保持机构，其特征在于，所述盖体包括底盖和上盖，所述底盖为一端开放一端封闭的圆形壳体，封闭端的底面具有中心孔，底盖用于容纳和支撑定子；所述上盖为圆盘形结构，上盖与底盖的开放端配合后将其封闭，上盖上同样具有与底盖上直径的中心孔。
3.如权利要求2所述的超薄超轻断电保持机构，其特征在于，所述定子内圆周面上的分度齿个数采用非对称设计。
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