CN111706624A - 一种具有柔性减速功能的常闭式制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制动器技术领域，尤其是涉及一种具有柔性减速功能的常闭式制动器。制动器包括制动部、制动外壳、制动拉杆、制动弹簧、调节推杆、调节弹簧和施力装置。制动器的柔性减速功能由制动弹簧与调节弹簧联合实现，施力装置的施力端在伸缩过程中，能够对调节推杆施加的调节力进行调整，调节力施加到制动弹簧，减弱制动弹簧产生的制动力，制动弹簧所剩余的弹力，即为所要得到的制动力，这个过程可以根据实际情况随时改变，即为柔性制动力的形成过程。通过制动弹簧、调节弹簧和施力装置的配合使用，在制动过程中制动力可以任意(100％至0或0至100％)施加，实现所需要的减速效果，实现了柔性制动的效果，减少对运行系统的冲击。

Description

一种具有柔性减速功能的常闭式制动器

技术领域

本发明涉及制动器技术领域，尤其是涉及一种具有柔性减速功能的常闭式制动器。

背景技术

各类起重机、带式输送机、索道和电梯等机械设备必须配设常闭式制动器，常闭式制制动器是驱动乃至整个运转系统中最为关键的安全保护部件之一。常闭式制动器一旦失效，严重威胁机械设备运行安全，甚至造成恶性安全事故。

目前市场上常闭式制动器通常为钳式、盘式或鼓式制动器，采用电机驱动液压油或电磁铁吸合，产生抵消制动弹簧的作用力，使制动器开启；电机或电磁铁断电后，抵消的作用力消失，在制动弹簧作用下实现制动器闭合。这两种工作方式存在的问题：一是制动力矩大，制动时间短，造成制动减速度无法有效控制；二是不能实现制动力在制动过程中的柔性(即制动力从0至100％或100％至0)施加，对运行系统冲击很大，只能对制动系统连续通断电，缓解大制动力产生的冲击；三是为减小制动力对运动系统的影响和冲击，往往采取调整制动弹簧作用力等危险做法，降低制动器制动效能，影响设备安全运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有柔性减速功能的常闭式制动器，该具有柔性减速功能的常闭式制动器能够解决制动过程冲击力大的问题。

本发明提供一种具有柔性减速功能的常闭式制动器，其包括制动部、制动外壳、制动拉杆、制动弹簧、调节推杆、调节弹簧和施力装置；

所述制动拉杆设置在制动外壳内，制动拉杆的第一端延伸至制动外壳的外侧并与制动部连接；

所述制动弹簧套设在制动拉杆上，且制动弹簧的一端与外壳内壁抵接，制动弹簧的另一端与制动拉杆第二端的第一侧面抵接；

所述调节推杆设置在制动外壳内，调节推杆与制动拉杆同轴设置；

所述调节弹簧设置在调节推杆和制动拉杆之间，且调节弹簧的一端与制动拉杆第二端的第二侧面抵接，调节弹簧的另一端与制动拉杆的第一端抵接；

所述调节推杆第二端延伸至制动外壳的外侧并与施力装置施力端相对设置，施力端能够沿调节推杆轴线方向进行伸缩。

优选的，所述施力装置包括施力外壳和电动推杆；

所述电动推杆包括缸体和丝杠；

所述电动推杆设置在施力外壳内，并且缸体与施力外壳转动连接，丝杠为施力装置的施力端。

优选的，所述施力装置还包括电磁铁和复位弹簧；

所述电磁铁和复位弹簧对称设置；

所述电磁铁固定在施力外壳内，复位弹簧的一端与施力外壳连接，另一端与缸体连接，且电磁铁产生的磁力和复位弹簧的弹力使丝杠与调节推杆同轴设置。

优选的，所述丝杠的端部的一侧设置有复位导轮，在施力外壳对应复位导轮的一侧还设置有复位导轨。

优选的，所述制动外壳和施力外壳固定连接；

所述施力外壳上设置有通孔，通孔内设置有调整导套，调节推杆穿过调节导套后延伸至施力外壳内。

优选的，所述通孔的外侧设置有传感器。

优选的，所述丝杠的顶端设置有工作滚轮。

优选的，所述制动部包括三角形杠杆、拉杆、制动臂、制动块、制动轮和底座；

所述底座上一对制动臂，每个制动臂上均转动连接一个制动块；

两制动块相对设置，且制动轮设置在两制动块之间；

两个制动臂分别为第一制动臂和第二制动臂；

所述第一制动臂的一端与底座铰接，另一端与拉杆的第一端铰接；

所述第二制动臂的一端与底座铰接，另一端与三角形杠杆的第一角部铰接；

所述拉杆的第二端与三角形杠杆的第二角部铰接；

所述三角形杠杆的第三角部与制动拉杆铰接。

优选的，所述拉杆包括长拉杆、短拉杆和调节螺母；

所述长拉杆和短拉杆之间通过调节螺母连接，长拉杆的端部与三角形杠杆铰接，短拉杆与第一制动臂铰接。

优选的，所述施力装置与底座转动连接。

本发明有益效果：

制动器的柔性减速功能由制动弹簧与调节弹簧联合实现，施力装置的施力端在伸缩过程中，能够对调节推杆施加的调节力进行调整，调节力施加到制动弹簧，减弱制动弹簧产生的制动力，制动弹簧所剩余的弹力，即为所要得到的制动力，这个过程可以根据实际情况随时改变，即为柔性制动力的形成过程。通过制动弹簧、调节弹簧和施力装置的配合使用，在制动过程中制动力可以任意(100％至0或0至100％)施加，实现所需要的减速效果，实现了柔性制动的效果，减少对运行系统的冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式提供的具有柔性减速功能的常闭式制动器的结构示意图(制动块抱紧制动轮)；

图2为本发明具体实施方式提供的施力装置的结构示意图(此图对应的制动块对制动轮施加部分制动力)；

图3为本发明具体实施方式提供的施力装置的快速制动状态的结构示意图。

附图标记说明：

1：制动弹簧、2：制动拉杆、3：三角形杠杆、4：长拉杆、5：调节螺母、6：短拉杆、7：制动臂、8：制动块、9制动轮、10：电磁铁、11：电动推杆、12：工作滚轮、13：调节推杆、14：调整导套、15：调节弹簧、16：复位弹簧、17：复位导轮、18：复位导轨、19：施力外壳、20：传感器、21：底座。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，本实施方式提供了一种具有柔性减速功能的常闭式制动器，其包括制动部、制动外壳、制动弹簧1、制动拉杆2、调节推杆13、调节弹簧15和施力装置。

制动拉杆2设置在制动外壳内，制动拉杆2的第一端延伸至制动外壳2的外侧并与制动部连接。

制动弹簧1套设在制动拉杆2上，且制动弹簧1的一端与制动外壳内壁抵接，制动弹簧1的另一端与制动拉杆2第二端的第一侧面抵接。

调节推杆13设置在制动外壳内，调节推杆13与制动拉杆2同轴设置。

调节弹簧15设置在调节推杆13和制动拉杆2之间，且调节弹簧15的一端与制动拉杆2第二端的第二侧面抵接，调节弹簧15的另一端与制动拉杆2的第一端抵接。

调节推杆13第二端延伸至制动外壳的外侧并与施力装置施力端相对设置，施力端能够沿调节推杆13轴线方向进行伸缩。

制动器的柔性减速功能由制动弹簧1与调节弹簧15联合实现，施力装置的施力端在伸缩过程中，能够对调节推杆13施加的调节力进行调整，调节力施加到制动弹簧1，减弱制动弹簧1产生的制动力，制动弹簧1所剩余的弹力，即为所要得到的制动力，这个过程可以根据实际情况随时改变，即为柔性制动力的形成过程。通过制动弹簧1、调节弹簧15和施力装置的配合使用，在制动过程中制动力可以任意(100％至0或0至100％)施加，实现所需要的减速效果，实现了柔性制动的效果，减少对运行系统的冲击。

在本实施方式中提供了一种施力装置的具体结构形式，主要的是采用了电动推杆11，当然在实际使用过程中也可以采用油缸、气缸等可以伸缩的装置均可。具体的如以下所述：

施力装置包括施力外壳19和电动推杆11，电动推杆11包括缸体和丝杠。

电动推杆11设置在施力外壳19内，并且缸体与施力外壳19转动连接，丝杠为施力装置的施力端。

通过电动推杆11的运行，其丝杠能够进行伸缩并向调节推杆13施加力的作用。

施力装置还包括电磁铁10和复位弹簧16。电磁铁10和复位弹簧16对称设置，电磁铁10固定在施力外壳19内，复位弹簧16的一端与施力外壳19连接，另一端与缸体连接，且电磁铁10产生的磁力和复位弹簧16的弹力使丝杠与调节推杆13同轴设置。

通过电磁铁10和复位弹簧16的设置，当电磁铁10通电时，两者共同作用下能够确保丝杠保持与调节推杆13同轴设置，当电磁铁10断电后，复位弹簧16单独作用，使丝杠与调节推杆13脱离，丝杠停止向调节推杆13施加力的作用，此时制动器能够快速制动。

丝杠的端部的一侧设置有复位导轮17，在施力外壳对应复位导轮17的一侧还设置有复位导轨18。

通过复位导轮17和复位导轨18的设置，当丝杠与调节推杆13分离后，丝杠在复位弹簧16的作用下，丝杠向复位导轨18的一侧倾斜且复位导轮17与复位导轨18接触，并沿复位导轨18移动。

制动外壳和施力外壳19的连接方式为：

制动外壳和施力外壳19固定连接。具体的，制动外壳是下端具有开口的罩形结构。施力外壳19为矩形结构，制动外壳设置在施力外壳19的上端。

施力外壳19上部设置有通孔，通孔内设置有调整导套14，调节推杆13穿过调节导套14后延伸至施力外壳19内。

通孔的外侧设置有传感器20。具体的，调节推杆13向下运行时，其上端会触发传感器20。如传感器20为力传感器。当制动部的制动块8发生磨损后，力传感器的检测值会发生变化。根据检测值的变化能够判断制动块8的磨损程度。或者，当制动块8磨损到一定程度后，调节推杆13与传感器20接触并触发传感器20，当传感器20被触发后表面制动块8已经达到了设定的磨损量。

丝杠的顶端设置有工作滚轮12。通过工作滚轮12的设置，当电磁铁断电时，丝杠在复位弹簧16的作用下，方便丝杠相对于调节推杆13的偏移。

另外，为了提高电磁铁10与缸体之间吸合的牢固性，在缸体上对应电磁铁的位置还设置有铁板。

本实施方式中，还提供了制动部的具体结构，制动部包括三角形杠杆3、拉杆、制动臂7、制动块8、制动轮9和底座21。

底座21上一对制动臂7，每个制动臂7上均转动连接一个制动块8。两制动块8相对设置，且制动轮9设置在两制动块8之间。

两个制动臂7分别为第一制动臂和第二制动臂。第一制动臂的一端与底座21铰接，另一端与拉杆的第一端铰接。第二制动臂的一端与底座21铰接，另一端与三角形杠杆3的第一角部铰接。

拉杆的第二端与三角形杠杆3的第二角部铰接，三角形杠杆3的第三角部与制动拉杆2铰接。

拉杆包括长拉杆4、调节螺母5、和短拉杆6，长拉杆4和短拉杆6之间通过调节螺母6连接，长拉杆4的端部与三角形杠杆3铰接，短拉杆6与第一制动臂铰接。

通过调节长拉杆4和短拉杆6之间的间距，能够实现调节制动块8的制动力。

另外，施力装置与底座21转动连接。

为了对上述具有柔性减速功能的常闭式制动器进行进一步的说明，本实施方式，还提供了上述制动器具体的工作过程：

制动器实现柔性制动的过程为：

本装置在静态时，制动弹簧1的预紧力一路通过制动拉杆2、三角形杠杆3，传递给其中一个制动臂7，施加到其中一个制动块8，最终作用到制动轮9的一侧；另一路通过长拉杆4、调节螺母5、短拉杆6传递给另一个制动臂7，施加到另一个制动块8上，作用到制动轮9的另一侧，共同生成所需制动力矩。

当需要减少制动力矩时，电磁铁10通电吸合，电动推杆11通电正转，电动推杆11的丝杠伸出，工作滚轮12向上顶压调节推杆13、调节推杆13压缩调节弹簧15。调节弹簧15向制动拉杆2和套设在制动拉杆2上的制动弹簧施加力的作用。调节弹簧15产生的推力与电动推杆11的伸出长度成正比，调节弹簧15产生的推力与制动弹簧1产生的制动力相减，剩余的力即是制动块2作用在制动轮9生成的力。电动推杆11的丝杠如果继续伸长，作用到制动轮9的制动力就继续减小，如果达到要求，电动推杆11(电动推杆11的丝杠具有自锁功能)断电即可；如果电动推杆11继续正转，作用到制动轮9的制动力就继续减小，直到为零，实现制动力100％至0的调节；如果电动推杆11继续正转，制动块8完全离开制动轮9，电动推杆11伸出到达极限位置，断电、正转功能关闭。

当需要增加制动力时，电动推杆11反转，丝杠收缩，离开上述极限位置后，制动块8接触制动轮11，随着丝杠的收缩工作滚轮12也收缩，调节推杆13在制动弹簧1与调节弹簧15共同作用下跟随工作滚轮12一起运行，调节弹簧15产生的推力减少，制动弹簧1产生作用在制动轮9制动力增大，如果制动力未达到要求，电动推杆11可正转调整，到达要求，电动推杆11停电即可。如果电动推杆11继续反转，作用到制动轮9的制动力就继续增加，直到最大，实现制动力0至100％的调节；如果电动推杆11继续反转，电动推杆11收缩到达极限位置，断电、反转功能关闭。

制动器快速制动的实现方式：

无论电动推杆11的丝杠工作状态是在伸出、收缩还是停止，需要快速制动时，电磁铁10断电，电动推杆11失去吸合力，在复位弹簧11、自重及调节弹簧15、制动弹簧1的作用下，电动推杆11被迅速推(拉)离工作位置(即丝杠与调节推杆13脱离)，复位导轮17停靠到复位导轨18上，在制动弹簧1和调节弹簧15的弹力作用下，完成快速制动。电动推杆11反转，丝杠收缩，复位导轮17沿复位导轨17回到工作位置，电动推杆11复位并停止收缩，同时反转功能关闭。

动块磨损监控功能的实现方式：

制动块(两块)8磨损后，磨损量通过制动臂(两个)7、短拉杆6、调节螺母5、长拉杆4、三角形杠杆3、制动拉杆2，在制动弹簧1的作用下，传递给调节弹簧15及调节推杆13；当制动块8磨损量超过规定值，调节推杆13触发传感器20，实现制动块磨损量的监控；调整导套14为调节推杆13导向，同时调节制动块8磨损量的监控值，具体的，传感器20设置在调节导套14上，通过调整调节导套的位置，能够实现改变传感器20的位置，进而可以实现调整调节制动块8的磨损量监控值。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，包括制动部、制动外壳、制动拉杆、制动弹簧、调节推杆、调节弹簧和施力装置；

所述制动拉杆设置在制动外壳内，制动拉杆的第一端延伸至制动外壳的外侧并与制动部连接；

所述制动弹簧套设在制动拉杆上，且制动弹簧的一端与外壳内壁抵接，制动弹簧的另一端与制动拉杆第二端的第一侧面抵接；

所述调节推杆设置在制动外壳内，调节推杆与制动拉杆同轴设置；

所述调节弹簧设置在调节推杆和制动拉杆之间，且调节弹簧的一端与制动拉杆第二端的第二侧面抵接，调节弹簧的另一端与制动拉杆的第一端抵接；

所述调节推杆第二端延伸至制动外壳的外侧并与施力装置施力端相对设置，施力端能够沿调节推杆轴线方向进行伸缩。

2.根据权利要求1所述的具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，所述施力装置包括施力外壳和电动推杆；

所述电动推杆包括缸体和丝杠；

所述电动推杆设置在施力外壳内，并且缸体与施力外壳转动连接，丝杠为施力装置的施力端。

3.根据权利要求2所述的具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，所述施力装置还包括电磁铁和复位弹簧；

所述电磁铁和复位弹簧对称设置；

所述电磁铁固定在施力外壳内，复位弹簧的一端与施力外壳连接，另一端与缸体连接，且电磁铁产生的磁力和复位弹簧的弹力使丝杠与调节推杆同轴设置。

4.根据权利要求3所述的具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，所述丝杠的端部的一侧设置有复位导轮，在施力外壳对应复位导轮的一侧还设置有复位导轨。

5.根据权利要求2所述的具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，所述制动外壳和施力外壳固定连接；

所述施力外壳上设置有通孔，通孔内设置有调整导套，调节推杆穿过调节导套后延伸至施力外壳内。

6.根据权利要求5所述的具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，所述通孔的外侧设置有传感器。

7.根据权利要求2所述的具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，所述丝杠的顶端设置有工作滚轮。

8.根据权利要求1所述的具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，所述制动部包括三角形杠杆、拉杆、制动臂、制动块、制动轮和底座；

所述底座上一对制动臂，每个制动臂上均转动连接一个制动块；

两制动块相对设置，且制动轮设置在两制动块之间；

两个制动臂分别为第一制动臂和第二制动臂；

所述第一制动臂的一端与底座铰接，另一端与拉杆的第一端铰接；

所述第二制动臂的一端与底座铰接，另一端与三角形杠杆的第一角部铰接；

所述拉杆的第二端与三角形杠杆的第二角部铰接；

所述三角形杠杆的第三角部与制动拉杆铰接。

9.根据权利要求8所述的具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，所述拉杆包括长拉杆、短拉杆和调节螺母；

所述长拉杆和短拉杆之间通过调节螺母连接，长拉杆的端部与三角形杠杆铰接，短拉杆与第一制动臂铰接。

10.根据权利要求8所述的具有柔性减速功能的常闭式制动器，其特征在于，所述施力装置与底座转动连接。

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