CN111089127A - 一种新型电磁失电制动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型电磁失电制动器，包括：固定板，所述固定板包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板呈板状，所述第一固定板圆心处设置有旋转贯穿孔；制动部，所述制动部设置在所述第一固定板上，所述制动部包括制动件，所述制动件设置有多套，所述制动件均匀分布设置在所述第一固定板上；所述制动件包括铁芯支架、线圈、恢复弹簧、运动衔铁块和摩擦片，所述铁芯支架和所述运动衔铁块均设置在所述第一固定板上，所述线圈和所述恢复弹簧均设置在所述铁芯支架上，所述摩擦片设置在所述运动衔铁块上。本发明结构简单、结构稳定、设计合理、安装方便、使用安全、制动力大、制动力可调和使用过程中不影响其他部件功能。

Description

一种新型电磁失电制动器

技术领域

本发明涉及制动器技术领域，更具体地说，本发明涉及一种新型电磁失电制动器。

背景技术

制动器是运动系统中的制动执行元件，它在运动系统需要制动或者减速时，通过内部的阻挡机构或者摩擦机构阻扰动力转轴的继续运动，从而起到动力系统中的制动功能或者安全保护功能。

目前在运动系统特别是以伺服电机为动力源的运动系统中，制动装置一般是以抱死电机轴作为制动执行动作。而目前应用最多的制动装置主要有两种形式，即：应用在部分协作机器人驱动关节位置的卡爪式制动装置，电机轴与卡爪同步运动，它在通电时电磁螺线管收回撞杆，释放卡爪，电机轴自由运动，在断电时释放撞杆，阻拦卡爪的运动从而使电机转轴停止运动。应用在普通伺服电机上的电磁失电制动器，它一般作为一个独立的元件安装在电机的尾部，电机转轴与摩擦片同步运动，它在通电时释放摩擦片，电机可以自由运动，失电时压紧摩擦片，抱死电机转轴轴。

卡爪式制动装置，在结构上分为螺线管磁铁和卡爪两个部分，卡爪一般为圆盘形四爪或者多爪结构，依靠弹簧或波形垫圈压紧在转轴上，使转轴停止旋转。螺线管则为静止部件与转轴平行安装，在螺线管通电时，内部的撞杆被吸回，卡爪盘可以自由的随转轴运动，在螺线管失电时，撞杆被弹簧复位，阻挡在卡爪运动线路上，卡爪被阻挡而停止运动，从而转轴也停止运动。电磁失电制动器，一般为一个独立元件，电机转轴穿过基座与摩擦片配合，在通电时，中空基座上的线圈与基座形成一个E型电磁铁，吸引圆形中空衔铁片，衔铁片有一个向基座侧的行程，从而释放衔铁与盖板之间的摩擦片，电机轴可以与摩擦片自由运动；在线圈失电时，磁力消失，衔铁被分布在基座上的压缩弹簧顶离基座，与固定盖板一起压紧摩擦片，从而抱死电机转轴。

卡爪式制动装置由于结构需要分散布置，无法作为一个整体的零件，在安装上比较复杂，由于卡爪的特殊结构，制动位置无法做到任意位置的停止，而且制动过程为阻拦式刚性碰撞。在需要恢复运动时，由于螺线管本身吸力很小，无法很容易的使卡爪与撞杆分开，这给制动器控制增加了很大的困难。电磁失电制动器虽然从安装和使用上解决了卡爪式制动装置的诸多问题，但是由于本身的结构分布，使得摩擦片在自由高速运动过程中不能避免的会和上下的衔铁和盖板有接触，时间一长，摩擦片会有磨损，一方面磨损会导致衔铁与铁芯之间的气隙变大，影响吸合效果进而影响制动器的寿命，另一方面，由于制动器一般与电机编码器邻近安装，磨损产生的粉末会掉入编码器，从而影响编码器的正常运行。上述两种制动装置均不能很好的解决目前以伺服电机作为动力装置的系统制动需求。

因此，设计一种结构简单、结构稳定、设计合理、安装方便、使用安全、制动力大、制动力可调节和使用过程中不影响其他部件功能的一种新型电磁失电制动器是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种新型电磁失电制动器，具体采用如下的技术方案：

一种新型电磁失电制动器，包括：

固定板，所述固定板包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板呈板状，所述第一固定板圆心处设置有旋转贯穿孔。

制动部，所述制动部设置在所述第一固定板上，所述制动部包括制动件，所述制动件设置有多套，所述制动件均匀分布设置在所述第一固定板上；所述制动件包括铁芯支架、线圈、恢复弹簧、运动衔铁块和摩擦片，所述铁芯支架和所述运动衔铁块均设置在所述第一固定板上，所述线圈和所述恢复弹簧均设置在所述铁芯支架上，所述摩擦片设置在所述运动衔铁块上。

优选地，所述第一固定板上设置有多个固定贯穿孔，所述固定贯穿孔内均嵌装有螺钉；所述第一固定板一端面上均匀分布固定设置有多个导向块，并且所述导向块均沿径向设置；所述导向块呈长条块状，所述导向块长度小于所述第一固定板半径。

优选地，所述铁芯支架呈圆弧块状，所述铁芯支架圆心角不大于90度，所述铁芯支架两侧面上均设置有多个螺孔，所述铁芯支架通过所述螺钉设置在所述第一固定板上，所述螺孔与所述螺钉配合。

优选地，所述铁芯支架的弦面上设置有“回”型沟槽，所述铁芯支架的弦面四角处均设置有第一弹簧沟槽；所述恢复弹簧为压缩弹簧，所述恢复弹簧外径不大于所述第一弹簧沟槽直径，所述恢复弹簧长度大于所述第一弹簧沟槽深度，所述恢复弹簧一端嵌装在所述第一弹簧沟槽内。

优选地，所述线圈由导线构成，所述线圈缠绕在所述“回”型沟槽中心处的凸起上，使得所述“回”型沟槽中心处的凸起能够充当线圈铁芯作用。

优选地，所述运动衔铁块呈三角块状，所述运动衔铁块厚度不大于所述铁芯支架厚度，所述运动衔铁块顶端夹角不大于所述铁芯支架圆心角，所述运动衔铁块的高小于所述铁芯支架的弦心距；所述运动衔铁块顶端设置有旋转圆弧面，所述旋转圆弧面半径大于所述旋转贯穿孔半径。

优选地，所述运动衔铁块底面与所述第一弹簧沟槽对应处设置有第二弹簧沟槽，所述第二弹簧沟槽用于套装所述恢复弹簧另一端；所述第一弹簧和所述第二弹簧沟槽深度之和小于所述恢复弹簧自然长度。

优选地，所述运动衔铁块两端面上均设置有导向槽，所述导向槽宽度大于所述导向块宽度；所述运动衔铁块通过一端面上的所述导向槽扣置在所述导向块上，使得所述运动衔铁块能够沿所述导向块滑动。

优选地，所述摩擦片呈圆弧面状，所述摩擦片嵌装在所述旋转圆弧面上，所述运动衔铁块的最大滑动距离大于所述摩擦片与转轴的最大间隙。

优选地，所述第二固定板结构与所述第一固定板结构相同；所述第二固定板上的所述导向块嵌装在所述运动衔铁块另一端面上的所述导向槽内，并且所述第二固定板通过所述螺钉设置在所述铁芯支架上。

本发明至少包括以下有益效果：

1）本发明新型电磁失电制动器结构简单、结构稳定、设计合理、安装方便、使用安全、制动力大、制动力可调和使用过程中不影响其他部件功能；

2）本发明新型电磁失电制动器设置了制动件，该制动件设置了多套，多套该制动件能够根据需要选择性的将合适数量和位置的线圈断电，以控制电机转轴制动速度或者调整电机转轴转速，进而满足使用要求；

3）本发明新型电磁失电制动器设置了制动件，该制动件包括铁芯支架、线圈、恢复弹簧、运动衔铁块和摩擦片，该运动衔铁块高度小于该铁芯支架弦心距，在不需要制动时，该线圈能够将运动衔铁块吸引至铁芯支架侧，使摩擦片与待制动转轴完全脱离，能够提高制动器使用寿命，并且避免了非制动状态下摩擦片摩擦产生粉尘影响其他部件功能。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明新型电磁失电制动器的立体结构示意图；

图2为本发明新型电磁失电制动器的仰视立体结构示意图；

图3为本发明新型电磁失电制动器的仰视剖视图；

图4为本发明新型电磁失电制动器图3中A-A剖视图；

图5为本发明新型电磁失电制动器的爆炸图。

其中：1-第一固定板，2-第二固定板，3-导向块，4-旋转贯穿孔，5-固定贯穿孔，6-螺钉，7-铁芯支架，8-线圈，9-恢复弹簧，10-运动衔铁块，11-摩擦片，12-螺孔，13-“回”型沟槽，14-旋转圆弧面，15-导向槽,16-第一弹簧沟槽,17-第二弹簧沟槽。

具体实施方式

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

根据图1-图5所示，一种新型电磁失电制动器，包括固定板和制动部，所述制动部设置在所述固定板上。所述固定板包括第一固定板1和第二固定板2，所述制动部设置在所述第一固定板1和第二固定板2之间，第一固定板1和第二固定板2对称分布在制动部上下两端。

第一固定板1和第二固定板2的结构相同，且与制动部的连接关系也一致，以第一固定板1的结构为例进行说明，所述第一固定板1呈板状，所述第一固定板1圆心处设置有旋转贯穿孔4，所述旋转贯穿孔4直径大于待制动转轴直径，待制动转轴贯穿旋转贯穿孔4。所述第一固定板1边缘处设置有八个固定贯穿孔5，所述固定贯穿孔5内均嵌装有螺钉6，所述第一固定板1通过所述螺钉6固定所述制动部。所述第一固定板1一端面上均匀分布固定设置有四个导向块3，并且所述导向块3均沿径向设置。所述导向块3呈长条块状，所述导向块3长度小于所述第一固定板1半径。

所述制动部包括制动件，所述制动件设置有四套，所述制动件均匀分布设置在所述第一固定板1上。所述制动件包括铁芯支架7、线圈8、恢复弹簧9、运动衔铁块10和摩擦片11，所述铁芯支架7和所述运动衔铁块10均设置在所述第一固定板1上，所述线圈8和所述恢复弹簧9均设置在所述铁芯支架7上，所述摩擦片11设置在所述运动衔铁块10上。

所述铁芯支架7呈圆弧块状，所述铁芯支架7圆心角不大于90度，所述铁芯支架7两侧面上均设置有两个螺孔12，所述铁芯支架7通过所述螺钉6设置在所述第一固定板1上，所述螺孔12与所述螺钉6配合。

所述铁芯支架7的弦面中心处设置有“回”型沟槽13，所述铁芯支架7的弦面四角处均设置有第一弹簧沟槽16，所述第一弹簧沟槽16呈圆柱状。所述恢复弹簧9为压缩弹簧，所述恢复弹簧9外径不大于所述第一弹簧沟槽16直径，所述恢复弹簧9长度大于所述第一弹簧沟槽16深度，所述恢复弹簧9一端嵌装在所述第一弹簧沟槽16内。

所述线圈8由导线构成，所述线圈8缠绕在所述“回”型沟槽13中心处的凸起上，使得所述“回”型沟槽13中心处的凸起能够充当线圈8铁芯的作用，以提高线圈8电磁利用率，进而提高对所述制动部吸引效率。具体的，所述线圈8通过灌封工艺设置在所述“回”型沟槽13内，也就是将线圈8嵌设在铁芯支架7中，且利用铁芯支架7自身结构作为线圈8的铁芯，在不额外占用空间的前提下，实现了电磁线圈结构。

所述运动衔铁块10呈三角块状，所述运动衔铁块10厚度不大于所述铁芯支架7厚度，所述运动衔铁块10顶端夹角不大于所述铁芯支架7圆心角，所述运动衔铁块10的高小于所述铁芯支架7的弦心距。所述运动衔铁块10顶端设置有旋转圆弧面14，所述旋转圆弧面14半径大于所述旋转贯穿孔4半径。

所述运动衔铁块10底面与所述第一弹簧沟槽16对应处设置有第二弹簧沟槽17，所述第二弹簧沟槽17用于套装所述恢复弹簧9另一端。所述第一弹簧和所述第二弹簧沟槽17深度之和小于所述恢复弹簧9自然长度，恢复弹簧9被夹设在铁芯支架7和运动衔铁块10之间。

所述运动衔铁块10两端面上均设置有导向槽15，所述导向槽15宽度大于所述导向块3宽度。所述运动衔铁块10通过一端面的所述导向槽15扣置在所述导向块3上，使得所述运动衔铁块10能够沿所述导向块3滑动。

所述摩擦片11呈圆弧面状，所述摩擦片11嵌装在所述旋转圆弧面14上，所述运动衔铁块10的最大滑动距离大于所述摩擦片11与转轴的最大间隙，使得摩擦片11与转轴能够接触制动。当线圈8通电产生磁力时将使运动衔铁块10沿导向块3向所述铁芯支架7运动，使运动衔铁块10远离圆心，进而使摩擦片11脱离待制动转轴，转轴正常转动；当线圈8断电时，所述运动衔铁块10将受恢复弹簧9推力作用，将远离铁芯支架7，使摩擦片11紧密挤压在待制动转轴上，进而将转轴制动，四套独立运转的电磁线圈同时推动对应的运动衔铁块10及摩擦片11向内侧移动，直到与待制动转轴接触制动，四个摩擦片11与待制动转轴接触，制动力在转轴外周均衡，且摩擦片11内表面与待制动转轴的轴身贴合，制动面积和制动力大，起到快速可靠制动的作用。

所述第二固定板2结构与所述第一固定板1结构完全相同。所述第二固定板2上的所述导向块3嵌装在所述运动衔铁块10另一端面上的所述导向槽15内，并且所述第二固定板2通过所述螺钉6设置在所述铁芯支架7上。

由上所述，本发明新型电磁失电制动器结构简单、结构稳定、设计合理、安装方便、使用安全、制动力大、制动力可调和使用过程中不影响其他部件功能；同时，本发明新型电磁失电制动器设置了制动件，该制动件设置了多套，多套该制动件能够根据需要选择性的将合适数量和位置的线圈断电，以控制电机转轴制动速度或者调整电机转轴转速，进而满足使用要求，不易卡机；进一步的，本发明新型电磁失电制动器设置了制动件，该制动件包括铁芯支架、线圈、恢复弹簧、运动衔铁块和摩擦片，该运动衔铁块高度小于该铁芯支架弦心距，在不需要制动时，该线圈能够将运动衔铁块吸引至铁芯支架侧，使摩擦片与待制动转轴完全脱离，能够提高制动器使用寿命，并且避免了非制动状态下摩擦片摩擦产生粉尘影响其他部件功能。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种新型电磁失电制动器，其特征在于，包括：

固定板，所述固定板包括同轴间隔设置在第一固定板（1）和第二固定板（2），各个所述固定板呈圆板状，且各个所述固定板圆心处设置有旋转贯穿孔（4）；

制动部，所述制动部夹设在所述第一固定板（1）和第二固定板（2）之间，所述制动部包括多套制动件，多套所述制动件均匀分布设置在所述第一固定板（1）和第二固定板（2）之间；所述制动件包括铁芯支架（7）、线圈（8）、恢复弹簧（9）、运动衔铁块（10）和摩擦片（11），所述铁芯支架（7）固定在上下两侧的固定板上，所述运动衔铁块（10）滑动在所述铁芯支架（7）内侧的固定板上，所述线圈（8）嵌设在所述铁芯支架（7）弦面上，所述恢复弹簧（9）被夹设在铁芯支架（7）与所述运动衔铁块（10）之间，所述摩擦片（11）设置在所述运动衔铁块（10）内侧端上，转轴贯穿旋转贯穿孔（4）同轴设置在各个所述摩擦片（11）内周空间。

2.根据权利要求1所述的新型电磁失电制动器，其特征在于，所述第一固定板（1）上设置有多个固定贯穿孔（5），所述固定贯穿孔（5）内均嵌装有螺钉（6）；所述第一固定板（1）一端面上均匀分布固定设置有多个导向块（3），并且所述导向块（3）均沿径向设置；所述导向块（3）呈长条块状，所述导向块（3）长度小于所述第一固定板（1）半径。

3.根据权利要求2所述的新型电磁失电制动器，其特征在于，所述铁芯支架（7）呈圆弧块状，所述铁芯支架（7）圆心角不大于90度，所述铁芯支架（7）两侧面上均设置有多个螺孔（12），所述铁芯支架（7）通过所述螺钉（6）设置在所述第一固定板（1）上，所述螺孔（12）与所述螺钉（6）配合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的新型电磁失电制动器，其特征在于，所述铁芯支架（7）的弦面上开设有“回”型沟槽（13），所述铁芯支架（7）的弦面四角处均设置有第一弹簧沟槽（16）；所述恢复弹簧（9）为压缩弹簧，所述恢复弹簧（9）外径不大于所述第一弹簧沟槽（16）直径，所述恢复弹簧（9）长度大于所述第一弹簧沟槽（16）深度，所述恢复弹簧（9）一端嵌装在所述第一弹簧沟槽（16）内。

5.根据权利要求4所述的新型电磁失电制动器，其特征在于，所述线圈（8）由导线构成，所述线圈（8）缠绕在所述“回”型沟槽（13）中心处的凸起上，使得所述“回”型沟槽（13）中心处的凸起充当所述线圈（8）的铁芯。

6.根据权利要求1-3任一项所述的新型电磁失电制动器，其特征在于，所述运动衔铁块（10）呈三角块状，所述运动衔铁块（10）厚度不大于所述铁芯支架（7）厚度，所述运动衔铁块（10）顶端夹角不大于所述铁芯支架（7）圆心角，所述运动衔铁块（10）的高小于所述铁芯支架（7）的弦心距；所述运动衔铁块（10）顶端设置有旋转圆弧面（14），所述旋转圆弧面（14）半径大于所述旋转贯穿孔（4）半径。

7.根据权利要求4所述的新型电磁失电制动器，其特征在于，所述运动衔铁块（10）底面与所述第一弹簧沟槽（16）对应处设置有第二弹簧沟槽（17），所述第二弹簧沟槽（17）用于套装所述恢复弹簧（9）另一端；所述第一弹簧和所述第二弹簧沟槽（17）深度之和小于所述恢复弹簧（9）自然长度。

8.根据权利要求2或3所述的新型电磁失电制动器，其特征在于，所述运动衔铁块（10）两端面上均设置有导向槽（15），所述导向槽（15）宽度大于所述导向块（3）宽度；所述运动衔铁块（10）通过一端面上的所述导向槽（15）扣置在所述导向块（3）上，使得所述运动衔铁块（10）能够沿所述导向块（3）滑动。

9.根据权利要求6所述的新型电磁失电制动器，其特征在于，所述摩擦片（11）呈圆弧面状，所述摩擦片（11）嵌装在所述旋转圆弧面（14）上，所述运动衔铁块（10）的最大滑动距离大于所述摩擦片（11）与转轴的最大间隙。

10.根据权利要求8所述的新型电磁失电制动器，其特征在于，所述第二固定板（2）结构与所述第一固定板（1）结构相同；所述第二固定板（2）上的所述导向块（3）嵌装在所述运动衔铁块（10）另一端面上的所述导向槽（15）内，所述第二固定板（2）通过所述螺钉（6）设置在所述铁芯支架（7）上。

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