CN111188854A - 制动器、电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种制动器、电机，包括衔铁、摩擦片、挡板和第二线圈，摩擦片设置在衔铁与挡板之间，第二线圈设置在衔铁远离摩擦片的一侧，摩擦片上设置有第一限位部，衔铁上设置有第二限位部，挡板上设置有第三限位部，第二限位部产生第二磁场，第三限位部产生第三磁场，第一限位部包括导磁体和第一线圈，第一线圈绕设在导磁体上，第一限位部随摩擦片旋转，切割第二线圈通电后所产生的磁场，以产生电流形成第一磁场，第一限位部受到的朝向衔铁所在方向的磁性力为F1，第一限位部受到的朝向挡板所在方向的磁性力为F2，F1＝F2，能够保证摩擦片旋转时不与挡板和衔铁发生碰撞摩擦，防止摩擦片非正常损耗，进而杜绝因摩擦片非正常损耗引起的安全隐患。

Description

制动器、电机

技术领域

本申请属于电机技术领域，具体涉及一种制动器、电机。

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的精确控制与制动。

制动器安装在伺服电机中，伺服电机工作时，摩擦片位于挡板与衔铁之间，并与二者存在一定间隙，摩擦片跟随固定在轴上的轮毂旋转时，会在轴向上产生位移，摩擦片会与挡板和衔铁发生碰撞摩擦，导致摩擦片的厚度减小、制动器工作间隙增大，进而衔铁吸合、释放时间变长，且吸引电压增大，存在安全隐患。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种制动器、电机，能够保证摩擦片旋转时不与挡板和衔铁发生碰撞摩擦，防止摩擦片非正常损耗，进而杜绝因摩擦片非正常损耗引起的安全隐患。

为了解决上述问题，本申请提供了一种制动器，包括衔铁、摩擦片、挡板和第二线圈，所述摩擦片设置在所述衔铁与所述挡板之间，所述第二线圈设置在所述衔铁远离所述摩擦片的一侧，所述摩擦片上沿周向设置有第一限位部，所述衔铁上沿周向设置有第二限位部，所述挡板上沿周向设置有第三限位部，所述第二限位部能够产生第二磁场，所述第三限位部能够产生第三磁场，所述第一限位部包括导磁体和第一线圈，所述第一线圈绕设在所述导磁体上，所述第一限位部随所述摩擦片旋转，切割所述第二线圈通电后所产生的磁场，以产生电流形成第一磁场，所述第一限位部受到的朝向所述衔铁所在方向的磁性力为F1，所述第一限位部受到的朝向所述挡板所在方向的磁性力为F2，F1＝F2，以使所述摩擦片转动时与所述衔铁和所述挡板之间具有间隔。

优选地，所述第二限位部与所述第三限位部在所述衔铁或所述挡板的轴向方向上相对设置，所述第一限位部随所述摩擦片转动的运动轨迹穿过所述第二限位部与所述第三限位部之间。

优选地，所述导磁体和绕设在所述导磁体本身上的所述第一线圈形成第一限位件，所述第一限位部包括至少两个第一限位件，至少两个所述第一限位件沿所述摩擦片的周向均匀设置。

优选地，所述第二限位部包括至少两个第二限位件，至少两个所述第二限位件沿所述衔铁的周向均匀设置，所述第三限位部包括第三限位件，所述第三限位件的数量与所述第二限位件的数量相同。

优选地，所述第一限位件的数量为4个；

和/或，所述第二限位件的数量为4个，所述第三限位件的数量为4个。

优选地，导磁体所述第二限位件和所述第三限位件为永磁体。

优选地，所述第二限位件靠近所述第一限位件的一端为A端，所述第三限位件靠近所述第一限位件的一端为B端，A端与B端的磁极相反。

优选地，所述第二限位部和所述第三限位部为环形永磁体。

优选地，所述第二线圈通电后能够对所述衔铁施加磁性力，以使所述衔铁向远离所述摩擦片的一侧移动，所述第二线圈的中轴线与所述第一线圈的中轴线成不为0°的角度设置。

优选地，所述第二线圈的中轴线与所述第一线圈的中轴线所成的角度为90°。

优选地，所述第一限位件设置在所述摩擦片内，所述摩擦片靠近所述衔铁的一端为第一端面，所述摩擦片靠近所述挡板的一端为第二端面，所述第二线圈位于所述第一端面和所述第二端面之间。

优选地，所述衔铁上设置有第一安装腔，所述第二限位部设置在所述第一安装腔内，所述第二限位部靠近所述挡板的一侧设置有第一间隔壁；

所述挡板上设置有第二安装腔，所述第三限位部设置在所述第二安装腔内，所述第三限位部靠近所述衔铁的一侧设置有第二间隔壁。

本发明的另一方面，提供了一种电机，包括上述的制动器。

有益效果

本发明的实施例中所提供的一种制动器，能够保证摩擦片旋转时不与挡板和衔铁发生碰撞摩擦，防止摩擦片非正常损耗，进而杜绝因摩擦片非正常损耗引起的安全隐患。

附图说明

图1为本申请实施例的结构示意图；

图2为图1的局部放大图。

附图标记表示为：

1、定子；2、第二线圈；3、衔铁；4、摩擦片；5、轮毂；6、挡板；7、弹簧；8、柱套；91、第二限位件；92、第三限位件；10、导磁体；11、第一线圈。

具体实施方式

结合参见图1、2所示，根据本申请的实施例，一种制动器，包括衔铁3、摩擦片4、挡板6和第二线圈2，摩擦片4设置在衔铁3与挡板6之间，第二线圈2设置在衔铁3远离摩擦片4的一侧，摩擦片4上沿周向设置有第一限位部，衔铁3上沿周向设置有第二限位部，挡板6上沿周向设置有第三限位部，第二限位部能够产生第二磁场，第三限位部能够产生第三磁场，第一限位部包括导磁体10和第一线圈11，第一线圈11绕设在导磁体10上，第一限位部随摩擦片4旋转，切割第二线圈2通电后所产生的磁场，以产生电流形成第一磁场，第一限位部受到的朝向衔铁3所在方向的磁性力为F1，第一限位部受到的朝向挡板6所在方向的磁性力为F2，F1＝F2，以使摩擦片4转动时与衔铁3和挡板6之间具有间隔。通过设置第一限位部、第二限位部、第三限位部和第二线圈，并使第一限位部受到的朝向衔铁3所在方向的磁性力为F1，第一限位部受到的朝向挡板6所在方向的磁性力为F2，F1＝F2，使摩擦片4在转动时被限位在衔铁3和挡板6之间，并且与衔铁3、挡板6之间具有间隔，能够保证摩擦片4旋转时不与挡板6和衔铁3发生碰撞摩擦，防止摩擦片4非正常损耗，进而杜绝因摩擦片4非正常损耗引起的安全隐患。

进一步的，第二线圈2通电后所成产生的磁场对第一限位部的磁性力与第二限位部对第一限位部的磁性力的合力为F1，第三限位部对第一限位部的磁性力为F2，F1与F2的大小相等、方向相反，以使摩擦片4在转动时与衔铁3、挡板6之间具有间隔，保证摩擦片4旋转时不与挡板6和衔铁3发生碰撞摩擦。

进一步的，第一线圈11随摩擦片4转动，也切割第二磁场和第三磁场的磁感线，在第一线圈11内产生一定的电流。

进一步的，在第一线圈11内形成电流，进而在导磁体10中形成第一磁场。

进一步的，导磁体10具有聚磁作用。

进一步的，制动器还包括定子1、第二线圈2、轮毂5、弹簧7和柱套8，其中衔铁3、定子1由导磁金属材料或导磁性能高的低碳钢等制成，摩擦片4为复合材料，包含酚醛树脂、金属纤维、玻璃纤维等等，其余零部件材料为普通金属材料制成。

进一步的，第二线圈2设置在定子1内，挡板6沿周向套设在轮毂5上，摩擦片4沿周向套设固定在轮毂5上，轮毂5上设置有转轴孔，用于转轴穿入，定子1设置有定子1孔，衔铁3设置有衔铁3孔，转轴、转轴孔、定子1孔、衔铁3孔和第二线圈2同轴设置，弹簧7的一端固定在定子1内，另一端连接在衔铁3上，当第二线圈2通电时，第二线圈2产生磁性力，使衔铁3克服弹簧7弹力向定子1所在的方向移动，摩擦片4失去衔铁3的压力，转轴可实现转动，第二线圈2断电后，弹簧7对衔铁3施加压力，以使衔铁3与摩擦片4贴合，实现转轴的制动。

进一步的，摩擦片4上沿本身的周向设置有第一限位部，衔铁3上沿本身的周向设置有第二限位部，挡板6上沿本身的周向设置有第三限位部。

进一步的，导磁体10由软铁制成。

第二限位部与第三限位部在衔铁3或挡板6的轴向方向上相对设置，第一限位部随摩擦片4转动的运动轨迹穿过第二限位部与第三限位部之间，保证第一限位部受到的第二限位部和第三限位部的磁性力均匀稳定。

进一步的，本实施例中，衔铁3与挡板6同轴设置，第二限位部与第三限位部在衔铁3和挡板6的轴向方向上相对设置。

进一步的，如图1所示，第二限位部与第三限位部在左右方向上相对设置。

进一步的，第一限位部随摩擦片4旋转时，第一限位部能够经过第二限位部与第三限位部之间，在第一限位部经过第二限位部与第三限位部之间时，第一限位部通过第二限位部和第三限位部对其产生的磁性力修正摩擦片4的位置，确保摩擦片4位于衔铁3和挡板6之间，保证不与衔铁3和挡板6产生剐蹭。

导磁体10和绕设在导磁体10本身上的第一线圈形成第一限位件，第一限位部包括至少两个第一限位件，至少两个第一限位件沿摩擦片4的周向均匀设置，保证第一限位部受到的磁性力稳定。

具体的，本实施例中，第一限位部包括四个第一限位件，四个第一限位件沿摩擦片4的周向均匀设置。

第二限位部包括至少两个第二限位件91，至少两个第二限位件91沿衔铁3的周向均匀设置，第三限位部包括第三限位件92，第三限位件92的数量与第二限位件91的数量相同。

进一步的，本实施例中，第二限位部包括4个第二限位件91，第三限位部包括4个第三限位件92。

进一步的，第二限位件91和第三限位件92的形状可为长方体、瓦形等，本实施例中，第二限位件91和第三限位件92的形状为长方体。

第二限位件91和第三限位件92为永磁体，以形成第二磁场和第三磁场，并通过与第一磁场相作用，使摩擦片4转动时与衔铁3和挡板6之间具有间隔。

第二限位件91靠近第一限位件的一端为A端，第三限位件92靠近第一限位件的一端为B端，A端与B端的磁极相反，在第二线圈2断电时，因A端与B端的磁极相反，加快制动器断电时衔铁3的释放，减小释放时间，提高响应性能，且该吸引力与弹簧7力同向，增大制动力，提高安全系数。

进一步的，本实施例中，A端为N极，B端为S极。

作为另一种实施方式，第二限位部和第三限位部为环形永磁体，同样能够保证摩擦片4旋转时不与挡板6和衔铁3发生碰撞摩擦，防止摩擦片4非正常损耗，进而杜绝因摩擦片4非正常损耗引起的安全隐患。

进一步的，第二限位部、第三限位部、定子1、第二线圈2、轮毂5和转轴同轴设置。

第二线圈2的中轴线与第一线圈11的中轴线成不为0°的角度设置，能够使第一线圈11随第一限位件、摩擦片4旋转时，切割第二线圈2的磁感线，以在第一线圈11上形成电流，进而在第一限位件上产生第一磁场，当制动器紧急制动或制动器断电时，衔铁3因碰撞摩擦产生粉尘，第一线圈11中的电流能使摩擦片4吸附粉尘，衔铁3与挡板6的永磁体及第一限位件也能吸附金属粉尘，进一步提高安全性。

第二线圈2的中轴线与第一线圈11的中轴线所成的角度为90°，使第一线圈11对磁感线的切割效果最佳。

进一步的，第一线圈11的中轴线沿摩擦片4的径向方向延伸。

第一限位件设置在摩擦片4内，摩擦片4靠近衔铁3的一端为第一端面，摩擦片4靠近挡板6的一端为第二端面，第二线圈2位于第一端面和第二端面之间，能够防止制动器制动时第一线圈11与衔铁3及挡板6摩擦，导致第一线圈11损坏。

进一步的，摩擦片4内设置有安装室，导磁体10和第二线圈2设置在安装室内。

衔铁3上设置有第一安装腔，第二限位部设置在第一安装腔内，第二限位部靠近挡板6的一侧设置有第一间隔壁；挡板6上设置有第二安装腔，第三限位部设置在第二安装腔内，第三限位部靠近衔铁3的一侧设置有第二间隔壁。

进一步的，第一安装腔位于衔铁3的内部，以使第二限位部不暴露在衔铁3靠近摩擦片4一侧的侧壁上，防止衔铁3与摩擦片4接触时磨损第二限位部。第二安装腔位于挡板6的内部，以使第三限位部不暴露在挡板6靠近摩擦片4一侧的侧壁上，防止挡板6与摩擦片4接触时磨损第三限位部。

进一步的，第一间隔壁即为衔铁3本身的一部分，第二间隔壁即为挡板6本身的一部分。

本实施例的另一方面，提供了一种电机，包括上述的制动器。

本发明的实施例中所提供的一种制动器，能够保证摩擦片4旋转时不与挡板6和衔铁3发生碰撞摩擦，防止摩擦片4非正常损耗，进而杜绝因摩擦片4非正常损耗引起的安全隐患。

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。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (13)

1.一种制动器，其特征在于，包括衔铁(3)、摩擦片(4)、挡板(6)和第二线圈(2)，所述摩擦片(4)设置在所述衔铁(3)与所述挡板(6)之间，所述第二线圈(2)设置在所述衔铁(3)远离所述摩擦片(4)的一侧，所述摩擦片(4)上沿周向设置有第一限位部，所述衔铁(3)上沿周向设置有第二限位部，所述挡板(6)上沿周向设置有第三限位部，所述第二限位部能够产生第二磁场，所述第三限位部能够产生第三磁场，所述第一限位部包括导磁体(10)和第一线圈(11)，所述第一线圈(11)绕设在所述导磁体(10)上，所述第一限位部随所述摩擦片(4)旋转，切割所述第二线圈(2)通电后所产生的磁场，以产生电流形成第一磁场，所述第一限位部受到的朝向所述衔铁(3)所在方向的磁性力为F1，所述第一限位部受到的朝向所述挡板(6)所在方向的磁性力为F2，F1＝F2，以使所述摩擦片(4)转动时与所述衔铁(3)和所述挡板(6)之间具有间隔。

2.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述第二限位部与所述第三限位部在所述衔铁(3)或所述挡板(6)的轴向方向上相对设置，所述第一限位部随所述摩擦片(4)转动的运动轨迹穿过所述第二限位部与所述第三限位部之间。

3.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述导磁体(10)和绕设在所述导磁体(10)本身上的所述第一线圈形成第一限位件，所述第一限位部包括至少两个第一限位件，至少两个所述第一限位件沿所述摩擦片(4)的周向均匀设置。

4.根据权利要求3所述的制动器，其特征在于，所述第二限位部包括至少两个第二限位件(91)，至少两个所述第二限位件(91)沿所述衔铁(3)的周向均匀设置，所述第三限位部包括第三限位件(92)，所述第三限位件(92)的数量与所述第二限位件(91)的数量相同。

5.根据权利要求4所述的制动器，其特征在于，所述第一限位件的数量为4个；

和/或，所述第二限位件(91)的数量为4个，所述第三限位件(92)的数量为4个。

6.根据权利要求4所述的制动器，其特征在于，所述第二限位件(91)和所述第三限位件(92)为永磁体。

7.根据权利要求6所述的制动器，其特征在于，所述第二限位件(91)靠近所述第一限位件的一端为A端，所述第三限位件(92)靠近所述第一限位件的一端为B端，A端与B端的磁极相反。

8.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述第二限位部和所述第三限位部为环形永磁体。

9.根据权利要求3所述的制动器，其特征在于，所述第二线圈(2)通电后能够对所述衔铁(3)施加磁性力，以使所述衔铁(3)向远离所述摩擦片(4)的一侧移动，所述第二线圈(2)的中轴线与所述第一线圈(11)的中轴线成不为0°的角度设置。

10.根据权利要求9所述的制动器，其特征在于，所述第二线圈(2)的中轴线与所述第一线圈(11)的中轴线所成的角度为90°。

11.根据权利要求9所述的制动器，其特征在于，所述第一限位件设置在所述摩擦片(4)内，所述摩擦片(4)靠近所述衔铁(3)的一端为第一端面，所述摩擦片(4)靠近所述挡板(6)的一端为第二端面，所述第二线圈(2)位于所述第一端面和所述第二端面之间。

12.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述衔铁(3)上设置有第一安装腔，所述第二限位部设置在所述第一安装腔内，所述第二限位部靠近所述挡板(6)的一侧设置有第一间隔壁；

所述挡板(6)上设置有第二安装腔，所述第三限位部设置在所述第二安装腔内，所述第三限位部靠近所述衔铁(3)的一侧设置有第二间隔壁。

13.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-12任意一项所述的制动器。

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