CN111327153A - 带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机 - Google Patents

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Abstract

本发明型涉及一种带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，其特征是：电磁铁动片上设有若干个定片支撑套过孔，定片支撑套过孔中贯穿有定片支撑套，电磁铁动片与定片支撑套滑动连接，定片支撑套一侧端面与电磁铁座触接，定片支撑套另一侧端面与定片触接，定片通过定片固定螺钉与电磁铁座固接构成电磁铁动片及摩擦片的包容空间结构，所述电磁铁动片与定片之间置有摩擦片，摩擦片外圆均布有连接翅，连接翅与转子对应位置的转子凹槽嵌合呈一体结构。有益效果：本将支撑套内置于摩擦片中心孔内部，最大限度提高了摩擦片的有效力臂大小，相同的压力条件下，以更小的尺寸能够实现相同的摩擦力矩，达到轻量化小型化目的。

Description

带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机
技术领域
本发明属于电机领域，尤其涉及一种带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机。
背景技术
考虑到使用轮椅人群的身体条件，轮椅用轮毂电机必须要有刹车功能，且刹车阻力要满足一定条件，如能够在9～10度坡道上停住。为了满足刹车功能的要求，现有轮椅用轮毂电机普遍采用轮毂电机加电磁刹车装置的方式实现刹车功能。同时为了满足较大的刹车力要求，传统设计均是采用较大尺寸的电磁刹车装置。传统设计理念是摩擦片所能产生的摩擦扭力与摩擦片所受压力及摩擦片摩擦面力臂大小有关。因此现有轮椅用轮毂电机为了增大摩擦扭力，必然是加大电磁刹车装置的整体外径。该种设计理念虽然能够提高摩擦扭力，满足扭力要求，但是导致轮椅电机体积加大、重量增加，不能满足轻量化、小型化的要求。当前，随着老龄化社会的到来，折叠式轮椅已是市场需要的发展趋势。为了轮椅使用者换乘汽车或飞机时方便搬动轮椅，市场亟待推广重量轻且折叠后尺寸尽可能小的小型化折叠轮椅。鉴于轮椅左右两侧安装轮毂电机，轮毂电机的体积过大、轴向尺寸太长，其折叠后两只轮毂电机的轴向距离必然很大，则无法满足小型化的要求。行业内研发一种结构简洁紧凑、体积小的轮毂电机是推广小型化、轻量化折叠轮椅亟待解决的课题。
发明型内容
本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，使电机结构简洁紧凑、体积小、重量轻。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，包括定子、转子和主要由电磁铁座、电磁铁线圈、电磁铁动片、电磁铁动片复位弹簧、摩擦片和手动解锁单元构成的刹车防溜车机构，所述电磁铁座中心设有线圈固定凸台，电磁铁线圈套装在线圈固定凸台上，线圈固定凸台上设有电磁铁动片复位弹簧沉孔，其特征是：所述电磁铁动片上设有若干个定片支撑套过孔，定片支撑套过孔中贯穿有定片支撑套，电磁铁动片与定片支撑套滑动连接，定片支撑套一侧端面与电磁铁座的线圈固定凸台表面触接，定片支撑套另一侧端面与定片触接，定片通过定片固定螺钉与电磁铁座固接构成电磁铁动片及摩擦片的包容空间结构，所述电磁铁动片与定片之间置有摩擦片，摩擦片外圆均布有连接翅，连接翅与转子对应位置的转子凹槽嵌合呈一体结构，所述定片支撑套固定在线圈固定凸台表面，定片支撑套全部包容在摩擦片内圆中。
所述定片支撑套的高度为电磁铁动片厚度+摩擦片厚度+0.1mm～0.2mm。
所述定片支撑套过孔及定片支撑套数量为3-4个，并设置在同心圆上。
所述电磁铁动片上设有解锁螺杆过孔，解锁螺杆与电磁铁座上的解锁螺杆螺纹孔螺接，所述解锁螺杆后端头设有螺丝刀横槽，所述定片对应解锁螺杆过孔位置设有手动解锁工艺孔。
所述摩擦片面对电磁铁动片方向设有摩擦片阶梯台，摩擦片阶梯台直径小于电磁铁定片直径。
有益效果：与现有技术相比，本将支撑套内置于摩擦片中心孔内部，最大限度提高了摩擦片的有效力臂大小，相同的压力条件下，以更小的尺寸能够实现相同的摩擦力矩，达到轻量化小型化目的。保证了电机结构简洁紧凑、体积小、重量轻，有助于实现折叠轮椅的轻量化及小型化。
附图说明
图1是本发明的结构局部剖视图；
图2是电磁刹车部分的爆炸图左视图；
图3是电磁刹车部分的爆炸图右视图；
图4是电磁刹车部分的立体剖视图；
图5是电磁刹车部分的局部爆炸图。
图中：1、主轴，2、定子，3、转子，3-1、转子凹槽，4、转子支撑轴承，5、电磁铁座，5-1、解锁螺杆螺纹孔，5-2、电磁铁动片复位弹簧沉孔，5-3、螺纹孔，5-4、线圈固定凸台，5-5、滚珠顶出弹簧沉孔，6、电磁铁线圈，7、电磁铁动片，7-1、解锁螺杆过孔，7-2、定片支撑套过孔，8、摩擦片，8-1、连接翅，8-2、摩擦片阶梯台，9、定片，9-1、手动解锁工艺孔，10、定片支撑套，11、定片固定螺钉，12、解锁螺杆，13、电磁铁动片复位弹簧，14、端盖，15、端盖支撑轴承，16、轮毂，17、定位滚珠，18、滚珠顶出弹簧，19、解锁信号开关，20、保护盖，21、解锁手柄。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：
详见附图，本实施例公开了一种带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，包括主轴1、定子2、转子3、转子支撑轴承4、端盖14、端盖支撑轴承15、轮毂16、轮毂外设有轮胎以及主要由电磁铁座5、电磁铁线圈6、电磁铁动片7、电磁铁动片复位弹簧13、摩擦片8、定片9构成的电磁刹车结构，还包括手动解锁单元并与电磁刹车结构共同构成刹车防溜车机构。所述手动解锁单元包括解锁螺杆12和解锁手柄21，所述电磁铁动片上设有圆孔，即解锁螺杆过孔7-1，电磁铁座上设有解锁螺杆螺纹孔5-1，所述解锁螺杆贯穿圆孔后，解锁螺杆的中间段螺纹与解锁螺杆螺纹孔螺接，解锁螺杆前端头与解锁手柄固接，所述解锁手柄带动解锁螺杆顺时针或逆时针旋转，同时解锁螺杆通过其螺纹螺距做轴向前后移动，解锁螺杆又带动电磁铁动片及摩擦片同步做轴向前后移动，在解锁螺杆螺纹孔两侧对称设有复位弹簧沉孔5-2，复位弹簧沉孔内置有电磁铁动片复位弹簧13。防溜车机构的外端设有保护盖20。顶出弹簧顶端与解锁手柄前端内侧面之间设有定位滚珠17，电磁铁座上设有滚珠顶出弹簧沉孔5-5，滚珠顶出弹簧沉孔内置有滚珠顶出弹簧18，电磁铁座上固接有解锁信号开关19。
本实施例的优选改进方案是，一种带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，包括定子、转子和主要由电磁铁座、电磁铁线圈、电磁铁动片、电磁铁动片复位弹簧、摩擦片和手动解锁单元构成的刹车防溜车机构，其特征是：所述电磁铁动片上设有若干个定片支撑套过孔，定片支撑套过孔中贯穿有定片支撑套，电磁铁动片与定片支撑套滑动连接，定片支撑套一侧端面与电磁铁座触接，定片支撑套另一侧端面与定片触接，定片通过定片固定螺钉与电磁铁座固接构成电磁铁动片及摩擦片的包容空间结构，所述电磁铁动片与定片之间置有摩擦片，摩擦片外圆均布有连接翅，连接翅与转子对应位置的转子凹槽嵌合呈一体结构。所述定片支撑套的高度为电磁铁动片厚度+摩擦片厚度+0.1mm～0.2mm。
本实施例的优选方案是，所述电磁铁动片上设有解锁螺杆过孔，解锁螺杆与电磁铁座上的解锁螺杆螺纹孔螺接，所述解锁螺杆左端头设有螺丝刀横槽，所述定片对应解锁螺杆过孔位置设有手动解锁工艺孔9-1。手动解锁工艺孔作用是：完成装配电子刹车总成后，通过手动解锁工艺孔可以露出解锁螺杆后端头的螺丝刀横槽，使用螺丝刀即可实现手动解锁。
本实施例的优选方案是，所述摩擦片面对电磁铁动片方向设有摩擦片阶梯台8-2，本实施例摩擦片阶梯台直径小于电磁铁定片直径，设置摩擦片阶梯台目的是防止摩擦片与电磁铁定片外径接触部位产生弯曲应力，同时防止电磁铁动片反复做吸合、释放动作的过程中对摩擦片外缘部位冲击，导致摩擦片过早损坏，电磁铁动片释放时只与摩擦片阶梯台贴合，避免摩擦片外缘部位受损。
工作过程及原理
当电动轮椅处于非电动行驶状态时电磁铁断电，电磁铁动片在电磁铁动片复位弹簧的作用下将摩擦片压在定片上，摩擦片夹在定片与动片之间，且受挤压，产生摩擦力阻止转子旋转，给轮毂电机产生防溜车阻力，防止溜车。当需要电动行驶时，电磁铁带电将电磁铁动片沿主轴的轴向移动吸引过来，摩擦片将不再受定片与动片的挤压，摩擦片在定片与动片之间可随转子的转动自由转动，转子的旋转运动免受阻力，轮毂电机驱动轮椅行驶。当电动轮椅电池电量不足时，电机及电磁铁均无法工作，由于电磁铁无法工作，动片始终处于挤压摩擦片的状态，摩擦片阻止转子旋转，无法人工推动轮椅，此时想要人工推动轮椅，首先需要手动解除防溜车阻力，以便能够轻松推动轮椅。
图1-4中所示，解锁螺杆及电磁铁动片支撑套均设置在摩擦片中孔内部，摩擦片在上述解锁螺杆及电磁铁支撑套的外围自由旋转，摩擦片的外径部连接翅可直接与转子键接，极大地简化了摩擦片与转子连接结构，相比于现有的电磁刹摩擦片中心部位与转子连接的方式不仅减小了径向尺寸同时可以去除连接转子与摩擦片中心部位的连接件，既减轻了重量又减小了轴向尺寸，使整体电机体积减小，重量减轻，有利于实现轮椅的轻量化、小型化。
电磁刹车装置摩擦力矩与摩擦片所受压力及摩擦片力臂大小有关，本发明将支撑套置于摩擦片中心孔内部，最大限度提高了摩擦片的有效力臂大小，相同的压力条件下，以更小的尺寸能够实现相同的摩擦力矩，达到轻量化小型化目的。
组装顺序为：电磁铁座里安装线圈及电磁铁动片复位弹簧，解锁螺杆穿过电磁铁动片上的解锁螺杆过孔并旋入电磁铁座，通过解锁螺杆的帽勾住电磁铁动片，克服电磁铁动片复位弹簧的弹力将电磁铁动片拉倒电磁铁表面，并使动片与电磁铁座贴紧，将4个定片支撑套各自插入定片支撑套过孔中并与电磁铁座上的螺纹孔对准，将中空的摩擦片中空部位容纳上述定片支撑套及解锁螺杆地安放于动片上，且摩擦片阶梯台面与动片接触，再安放定片并用螺钉贯穿定片及定片支撑套与电磁铁座螺接，使定片与电磁铁表面之间保持一定距离，此距离与定片支撑套高度相同，且等于摩擦片与定片厚度之和加上动片可移动间隙，间隙的具体大小为0.1mm～0.2mm。当电磁铁带电动片与电磁铁座吸合时上述间隙存在于动片与定片之间，使摩擦片能够在定片与动片之间自由旋转，当电磁铁断电，定片在复位弹簧作用下与电磁铁座分离时上述间隙存在于动片与电磁铁座之间，摩擦片则被动片及定片夹紧，此时摩擦片被限制旋转，给电机转子提供防溜车阻力。手动解锁时通过解锁手柄带动解锁螺杆旋转将动片强行拉回与电磁铁座贴紧使动片与定片之间产生上述间隙，进而使摩擦片可自由旋转，解除防溜车阻力。
上述参照实施例对该一种带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，包括定子、转子和主要由电磁铁座、电磁铁线圈、电磁铁动片、电磁铁动片复位弹簧、摩擦片和手动解锁单元构成的刹车防溜车机构，所述电磁铁座中心设有线圈固定凸台，电磁铁线圈套装在线圈固定凸台上，线圈固定凸台上设有电磁铁动片复位弹簧沉孔，其特征是：所述电磁铁动片上设有若干个定片支撑套过孔，定片支撑套过孔中贯穿有定片支撑套，电磁铁动片与定片支撑套滑动连接，定片支撑套一侧端面与电磁铁座的线圈固定凸台表面触接，定片支撑套另一侧端面与定片触接，定片通过定片固定螺钉与电磁铁座固接构成电磁铁动片及摩擦片的包容空间结构，所述电磁铁动片与定片之间置有摩擦片，摩擦片外圆均布有连接翅，连接翅与转子对应位置的转子凹槽嵌合呈一体结构，所述定片支撑套固定在线圈固定凸台表面，定片支撑套全部包容在摩擦片内圆中。
2.根据权利要求1所述的带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，其特征是：所述定片支撑套的高度为电磁铁动片厚度+摩擦片厚度+0.1mm～0.2mm。
3.根据权利要求1所述的带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，其特征是：所述定片支撑套过孔及定片支撑套数量为3-4个，并设置在同心圆上。
4.根据权利要求1所述的带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，其特征是：所述电磁铁动片上设有解锁螺杆过孔，解锁螺杆与电磁铁座上的解锁螺杆螺纹孔螺接，所述解锁螺杆后端头设有螺丝刀横槽，所述定片对应解锁螺杆过孔位置设有手动解锁工艺孔。
5.根据权利要求1所述的带有安全刹车装置的轮椅用轮毂电机，其特征是：所述摩擦片面对电磁铁动片方向设有摩擦片阶梯台，摩擦片阶梯台直径小于电磁铁定片直径。
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