CN112196917A - 电磁制动器及电机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及制动装置技术领域，具体而言，涉及一种电磁制动器，还涉及包含有该电磁制动器的电机。电磁制动器包括定子、线圈、弹性件、衔铁、摩擦片和轮毂，线圈和弹性件安装在定子内，摩擦片与轮毂连接，衔铁可沿着轮毂的轴线方向在定子与摩擦片之间往复运动；电磁制动器还包括磁性限位件，在线圈处于通电状态下，衔铁克服弹性件的弹性复位力被吸附在定子上，摩擦片被吸附固定在磁性限位件上，且摩擦片与衔铁之间具有间隙。本发明通过在传统电磁制动器结构的基础上增加了磁性限位环，利用磁吸力的吸引来固定摩擦片的位置，可以减少摩擦片旋转时产生的噪音以及减少摩擦片与其他结构摩擦产生的粉尘，并可以降低电磁制动器的温升。

Description

电磁制动器及电机

技术领域

本申请涉及制动装置技术领域，具体而言，涉及一种电磁制动器，还涉及包含有该电磁制动器的电机。

背景技术

电磁制动器是一个重要的机械基础件,它集机械、电气、电子技术于一体，其主要用于旋转机构(如电机装置等)的精确控制与制动。

电磁制动器可以安装在伺服电机中，伺服电机工作时，电磁制动器的衔铁被吸开使得摩擦片与衔铁分离，此时衔铁与挡板间距变大，摩擦片随轴旋转时就会产生轴向窜动，这样会增加电机噪音，且摩擦片在窜动时与挡板进行摩擦产生热量会增加制动器温升，且在摩擦过程中产生的粉尘进入编码器后会影响编码器精度从而影响电机的整体性能。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题为：电磁制动器在工作过程中存在摩擦片轴向窜动的问题，导致噪音大并由于摩擦产生粉尘。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种电磁制动器，以期解决电磁制动器中摩擦片轴向窜动引起的一系列问题。

为了实现上述目的，根据本技术方案的一个方面，本发明实施例提供了一种电磁制动器。

根据本发明实施例的电磁制动器中，所述电磁制动器包括定子、线圈、弹性件、衔铁、摩擦片和轮毂，所述线圈和弹性件安装在所述定子内，所述摩擦片与所述轮毂连接，所述衔铁可沿着所述轮毂的轴线方向在所述定子与所述摩擦片之间往复运动；所述电磁制动器还包括磁性限位件，在所述线圈处于通电状态下，所述衔铁克服所述弹性件的弹性复位力被吸附在所述定子上，所述摩擦片被吸附固定在所述磁性限位件上，且所述摩擦片与所述衔铁之间具有间隙。

进一步地，在所述电磁制动器中，所述磁性限位件为永磁体。

进一步地，在所述电磁制动器中，所述磁性限位件为环状结构。

进一步地，在所述电磁制动器中，所述磁性限位件设置在所述轮毂上且位于所述轮毂正对所述衔铁的一侧。

进一步地，在所述电磁制动器中，所述磁性限位件通过螺钉固定在所述轮毂上；或所述磁性限位件粘接在所述轮毂上；或所述磁性限位件与所述轮毂一体成型。

进一步地，在所述电磁制动器中，所述摩擦片套设在所述轮毂外部且与所述轮毂啮合连接，在所述线圈处于通电状态下，所述摩擦片的齿部被吸附固定在所述磁性限位件上。

进一步地，所述电磁制动器还包括挡板和柱套，所述柱套的一端与所述挡板连接，所述柱套的另一端与所述定子连接，所述摩擦片限位于所述挡板、所述衔铁、所述柱套和所述轮毂之间。

进一步地，在所述电磁制动器中，在所述线圈处于通电状态下，所述摩擦片被吸附固定在所述磁性限位件上，所述摩擦片与所述挡板之间具有间隙。

进一步地，在所述电磁制动器中，所述线圈与所述定子过盈配合或所述线圈通过注塑的方式固定在所述定子上。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第二个方面，本技术方案还提供了一种电机。

根据本申请实施例的电机，其包括本发明第一方面提供的电磁制动器。

在上述技术方案提供的电磁制动器中，在传统电磁制动器结构的基础上增加了磁性限位环，利用磁吸力的吸引来固定摩擦片的位置，可以减少摩擦片旋转时产生的噪音以及减少摩擦片与其他结构摩擦产生的粉尘，并可以降低电磁制动器的温升。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中电磁制动器的立体结构示意图；

图2为现有技术中电磁制动器的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电磁制动器的剖视结构示意图；

图中：

1、定子；2、线圈；3、弹性件；4、衔铁；5、摩擦片；6、轮毂；7、挡板；8、柱套；9、磁性限位件；1′、定子；2′、线圈；3′、弹簧；4′、衔铁；5′、摩擦片；6′、轮毂；7′、挡板；8′、柱套。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和2所示，给出了现有技术中的一种电磁制动器的结构组件及其连接关系，如图所示，该电磁制动器主要包括定子1′、线圈2′、摩擦片5′、挡板7′、轮毂6′、衔铁4′、弹簧3′和柱套8′。其中衔铁4′和定子1′为导磁金属材料，例如导磁性能高的低碳钢等；摩擦片5′为复合材料，具有较优的耐磨性能，例如其成分包含但不限于酚醛树脂，金属纤维和玻璃纤维等。其余的结构部件可以选择为普通金属材料。

如图1和2所示，线圈2′绕制完成后放入到定子1′中，定子1′上开有若干沉孔用来放弹簧3′。线圈2′的固定方式可以为与定子1′过盈配合或注塑固定在定子1′上，具体情况具体而视。然后依次装配衔铁4′、摩擦片5′、柱套8′、挡板7′。柱套8′内设有螺孔，螺钉通过柱套8′将上述零件固定或限定在挡板7′范围内，使得所有零件为一整体不存在分散组件，在组装完成后衔铁4′与定子1′之间留有间隙，间隙范围通常为0.05mm-0.19mm之间。

其具体的工作方式为，线圈2′通电后，定子1′产生电磁力，吸引衔铁4′，衔铁4′压缩弹簧3′，衔铁4′与定子1′之间的间隙变为0，摩擦片5′位于衔铁4′与挡板7′之间的间隙内，处于非制动状态，轮毂6′及套设于轮毂6′内的转轴可以自由转动。线圈2′断电后，定子1′失去电磁力，弹簧3′之前的被压缩量展开，恢复弹簧3′力，推动衔铁4′，将摩擦片5′压向挡板7′。其中摩擦片5′夹在衔铁4′与挡板7′，受弹簧力的作用产生与二者摩擦产生摩擦力，也叫制动力，转轴以及轮毂6′受到制动力的作用停止转动。

图1和2所示的电磁制动器在通电状态下，由于衔铁4′和挡板7′存在间隙摩擦片5′会在运转过程中存在轴向窜动，窜动过程中不可避免与衔铁4′、挡板7′进行摩擦，除有噪声外，还会产生异常磨损，当摩擦片5′磨损到一定程度，制动器制动性能失效。

为了解决上面的问题，本发明实施例提供了一种改进后的电磁制动器，如图3所示，该电磁制动器包括定子1、线圈2、弹性件3、衔铁4、摩擦片5、轮毂6和挡板7，所述线圈2和弹性件3安装在所述定子1内，所述摩擦片5与所述轮毂6连接，所述衔铁4可沿着所述轮毂6的轴线方向在所述定子1与所述摩擦片5之间往复运动；所述电磁制动器还包括磁性限位件9，在所述线圈2处于通电状态下，所述衔铁4克服所述弹性件3的弹性复位力被吸附在所述定子1上，所述摩擦片5被吸附固定在所述磁性限位件9上，且所述摩擦片5与所述衔铁4之间具有间隙。

可见本发明图3中改进后的电磁制动器与图2所示的现有技术中的电磁制动器制的动方式和基本结构一致，不同之处在于增加了电磁限位件这一结构。

当线圈2通电后，定子1产生电磁力，吸引衔铁4，衔铁4压缩弹性件3，衔铁4与定子1之间的间隙变为0，衔铁4与挡板7的间隙变大，由于磁性限位件9的磁场吸引力作用，将摩擦片5吸向磁性限位件9，此时摩擦片5被吸在磁性限位件9上被固定，此时摩擦片5与衔铁4之间存在间隙，有效的避免了摩擦片5的轴向窜动，消除了摩擦片5与衔铁4之间的摩擦，在这一过程中应该注意，需要控制磁性限位件9对于衔铁4的运动干扰，磁性限位件9对于衔铁4产生的磁吸力不应当阻碍定子1的电磁力对于衔铁4的吸引，即磁性限位件9对衔铁4磁吸力与弹性件3的阻力之和至少要小于定子1对于衔铁4的磁吸力。当线圈2断电时，定子1失去电磁力，弹性件3前面被压缩的量展开，恢复弹性力，推动衔铁4将摩擦片5压向挡板7，其中摩擦片5夹在衔铁4与挡板7之间实现制动，在这一过程中应该注意，需要控制磁性限位件9对于摩擦片5的运动干扰，磁性限位件9对于摩擦片5产生的磁吸力不应当阻碍衔铁4对于摩擦片5的推动，即磁性限位件9对摩擦片5的磁吸力至少要小于衔铁4对于摩擦片5的推力，以实现制动功能。

在上面的实施例中，磁性限位件9包括但不限于电磁体或永磁体。当磁性限位件9选择为电磁体时，可以通过电路的通断实现电磁体的磁性产生和消失，但需要增加独立的电路结构。在本发明实施例中，磁性限位件9优选为永磁体，此方案不需带电，具有结构简单，体积小，便于控制等优点。更为优选的，所述磁性限位件9为环状结构，即磁性限位件9为磁性限位环，可以与摩擦片5的环状结构向匹配，增加磁性限位件9与摩擦片5的正对面积，实现对其稳定的吸附。

在一些实施例，所述磁性限位件9设置在所述轮毂6上且位于所述轮毂6正对所述衔铁4的一侧，具体的连接方式可以为现有技术中各种固定方式，包括但不限于所述磁性限位件9通过螺钉固定在所述轮毂6上、所述磁性限位件9通过涂胶等方式粘接在所述轮毂6上以及所述磁性限位件9与所述轮毂6一体成型。

在一些实施例中，具体的，在所述线圈2处于通电状态下，所述摩擦片5被吸附固定在所述磁性限位件9上，所述摩擦片5与所述挡板7之间同样具有间隙，有效的避免了摩擦片5的轴向窜动，消除了摩擦片5与衔铁4之间的摩擦，在有效的避免摩擦片5的轴向窜动的同时，消除了摩擦片5与衔铁4之间的摩擦。优选地，在线圈2断电时，摩擦片5与磁性限位件9之间在轴向方向上预留有一定的间隙，此时摩擦片5抵接在挡板7上，当线圈2通电后，磁性限位件9在轴向方向上吸引摩擦片5并使得摩擦片5在轴向方向向磁性限位件9运动，从而使得摩擦片5与挡板7之间形成间隙。

在一些实施例中，所述摩擦片5套设在所述轮毂6外部且与所述轮毂6啮合连接，在所述线圈2处于通电状态下，所述摩擦片5的齿部被吸附固定在所述磁性限位件9上。磁性限位件9与摩擦片5内缘的齿部磁吸配合，可以在空间位置上避免干扰衔铁4与摩擦片5之间的配合。

在一些实施例中，电磁制动器还包柱套8，所述柱套8的一端与所述挡板7连接，所述柱套8的另一端与所述定子1连接，所述摩擦片5限位于所述挡板7、所述衔铁4、所述柱套8和所述轮毂6之间。

需要说明的是，本发明实施例提供的电磁制动器的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，均可以参照现有技术中相关装置的结构，例如所述线圈2与所述定子1过盈配合或所述线圈2通过注塑的方式固定在所述定子1上；再如，所述弹性件3可以选择为弹簧，定子1上开设有用于放置弹簧的沉孔。

本申请实施例还提供了一种电机，其包括本申请上述实施例提供的电磁制动器。

本申请实施例所公开的电机由于包括上述实施例提供的电磁制动器，因此具有该电磁制动器的电机也具有上述所有的技术效果，在此不再一一赘述。电机的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

本说明书中部分实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电磁制动器，包括定子(1)、线圈(2)、弹性件(3)、衔铁(4)、摩擦片(5)和轮毂(6)，所述线圈(2)和弹性件(3)安装在所述定子(1)内，所述摩擦片(5)与所述轮毂(6)连接，所述衔铁(4)可沿着所述轮毂(6)的轴线方向在所述定子(1)与所述摩擦片(5)之间往复运动；

其特征在于，所述电磁制动器还包括磁性限位件(9)，在所述线圈(2)处于通电状态下，所述衔铁(4)克服所述弹性件(3)的弹性复位力被吸附在所述定子(1)上，所述摩擦片(5)被吸附固定在所述磁性限位件(9)上，且所述摩擦片(5)与所述衔铁(4)之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述磁性限位件(9)为永磁体。

3.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述磁性限位件(9)为环状结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电磁制动器，其特征在于，所述磁性限位件(9)设置在所述轮毂(6)上且位于所述轮毂(6)正对所述衔铁(4)的一侧。

5.根据权利要求4所述的电磁制动器，其特征在于，

所述磁性限位件(9)通过螺钉固定在所述轮毂(6)上；或

所述磁性限位件(9)粘接在所述轮毂(6)上；或

所述磁性限位件(9)与所述轮毂(6)一体成型。

6.根据权利要求3所述的电磁制动器，其特征在于，所述摩擦片(5)套设在所述轮毂(6)外部且与所述轮毂(6)啮合连接，在所述线圈(2)处于通电状态下，所述摩擦片(5)的齿部被吸附固定在所述磁性限位件(9)上。

7.根据权利要求3所述的电磁制动器，其特征在于，还包括挡板(7)和柱套(8)，所述柱套(8)的一端与所述挡板(7)连接，所述柱套(8)的另一端与所述定子(1)连接，所述摩擦片(5)限位于所述挡板(7)、所述衔铁(4)、所述柱套(8)和所述轮毂(6)之间。

8.根据权利要求7所述的电磁制动器，其特征在于，在所述线圈(2)处于通电状态下，所述摩擦片(5)被吸附固定在所述磁性限位件(9)上，所述摩擦片(5)与所述挡板(7)之间具有间隙。

9.根据权利要求1所述的电磁制动器，其特征在于，所述线圈(2)与所述定子(1)过盈配合或所述线圈(2)通过注塑的方式固定在所述定子(1)上。

10.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电磁制动器。

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