CN112594300B - 制动机构及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制动机构及具有其的电机，包括定子和线圈，线圈设置在定子的安装槽内；限位板、摩擦片、转动连接件和衔铁，限位板与定子间隔设置，转动连接件的至少部分设置在限位板和定子的间隙处，摩擦片套设在转动连接件上，衔铁可活动地设置在定子和摩擦片之间；第一感应部和第二感应部，第一感应部与定子固定连接，第一感应部上设置有外接线，第二感应部与衔铁固定连接，第二感应部与线圈连接；其中，当第二感应部与第一感应部的至少部分相对设置时，线圈与外接线连通；当第二感应部与第一感应部错位设置时，线圈与外接线断开。通过本发明提供的技术方案，能够避免现有技术中的制动机构因零部件磨损导致的响应和制动性能较差的技术问题。

Description

制动机构及具有其的电机

技术领域

本发明涉及制动装置技术领域，具体而言，涉及一种制动机构及具有其的电机。

背景技术

目前，电磁制动器是一个重要的基础件，它集机械、电气于一体，电磁制动器主要用于旋转机构(如电机装置等)的精确控制与制动。在断电状态下，电磁制动器的衔铁受弹簧力轴向作用，连同固定的限位板夹持摩擦片，使其轴向受力，此时衔铁与定子间存在一微小间隙，当连接的轴有旋转意向时，摩擦片与衔铁及限位板间有阻碍旋转的摩擦力，即为制动器制动力，亦可用于紧急减速制动。相应地，在通电状态下，电磁制动器依靠放置于定子铁芯凹槽中的线圈通电产生磁场从而吸引衔铁(电磁力)克服弹簧力产生轴向位移，间隙转移至衔铁与限位板之间，摩擦片被释放，与其连接的轴得以旋转运动。

一般的，电磁制动器包括定子铁芯、衔铁、摩擦片、和限位板，衔铁、摩擦片平放于限位板与定子铁芯之间。电磁制动器在工作时，衔铁具有一定的活动间隙，衔铁的活动间隙＝限位板近摩擦片端面到定子铁芯近衔铁端面的距离-衔铁厚度-摩擦片厚度。

然而，在制动器运作情况下，在制动器的通断电状态过程中，衔铁将受到运动冲击，在紧急制动时，摩擦片被夹持住与衔铁、限位板的剧烈摩擦，这些都会导致各零件受到一定的磨损，进而导致衔铁的活动间隙增大。制动器的正常运作需要保证间隙处于一定范围之内，随着制动器的工作时间增长，各零件受到的磨损变严重，衔铁的活动间隙也会增大，使得定子与衔铁间磁阻增大，则制动器通电吸引衔铁的响应时间增大。当间隙过大时易造成响应过慢甚至通电无法吸合衔铁的情况。同时，间隙增大还会导致弹簧压缩量减小，即弹簧力减小，进而导致制动力减小，无法维持原有的静摩擦扭矩与紧急制动时间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种制动机构及具有其的电机，以解决现有技术中的制动机构因零部件磨损而导致响应和制动性能较差的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种制动机构，包括：定子和线圈，线圈设置在定子的安装槽内；限位板、摩擦片、转动连接件和衔铁，限位板与定子间隔设置，转动连接件的至少部分设置在限位板和定子的间隙处，摩擦片套设在转动连接件上，衔铁可活动地设置在定子和摩擦片之间；第一感应部和第二感应部，第一感应部与定子固定连接，第一感应部上设置有外接线，第二感应部与衔铁固定连接，第二感应部与线圈连接；其中，当第二感应部与第一感应部的至少部分相对设置时，线圈与外接线连通；当第二感应部与第一感应部错位设置时，线圈与外接线断开。

进一步地，第一感应部为第一感应触点；和/或，第二感应部为第二感应触点。

进一步地，制动机构还包括：第一接线板，与定子固定连接，第一感应部设置在第一接线板上。

进一步地，制动机构还包括：第二接线板，与衔铁固定连接，第二接线板的至少部分与第一接线板相对设置，第二感应部设置在第二接线板上。

进一步地，第二接线板包括：主板体，与第一接线板相对设置，第二感应部设置在主板体上；连接板，与主板体呈预定角度连接，连接板与衔铁固定连接。

进一步地，安装槽的侧壁上设置有定位槽，第二接线板的至少部分和第一接线板均设置在定位槽内。

进一步地，定子的侧壁上设置有出线孔，出线孔与定位槽连通，第一接线板固定在定位槽的槽壁上，外接线穿设在出线孔内。

进一步地，衔铁包括主体部和连接部，连接部设置在主体部上，连接板与连接部连接，主体部和连接部之间设置有定位台阶，以通过定位台阶对连接板定位。

进一步地，连接部和连接板的安装厚度小于主体部的厚度。

进一步地，制动机构还包括：紧固件，紧固件穿过衔铁与连接板连接，衔铁上设置有沉头孔，紧固件设置在沉头孔内。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机，电机包括制动机构，制动机构为上述提供的制动机构。

应用本发明的技术方案，当摩擦片的活动间隙处于正常设定范围时，第二感应部与第一感应部的至少部分相对设置，以使线圈与外接线连通，以通过正常的电路的通断控制衔铁的动作，以实现摩擦片的制动作用。当摩擦片的活动间隙增大至超出设定范围时，此时，第二感应部与第一感应部错位设置，第一感应部与第二感应部之间不能发生感应连接，线圈与外接线断开，此时，制动机构锁死不再工作，以提醒工作人员更换零部件，保证制动机构不再异常状态下运行，保证了制动机构的稳定制动能力，提高了制动机构的安全性。因此，通过本发明提供的技术方案，能够避免现有技术中的制动机构因零部件磨损导致的响应和制动性能较差的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例提供的制动机构的衔铁在正常活动间隙范围内的结构示意图；

图2示出了图1中的A处的放大图；

图3示出了根据本发明的实施例提供的制动机构的衔铁在非正常活动间隙范围内的结构示意图；

图4示出了图3中的B处的放大图；

图5示出了根据本发明的实施例提供的制动机构的结构示意图；

图6示出了根据本发明的实施例提供的转动连接件的俯视图；

图7示出了根据本发明的实施例提供的转动连接件的主视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、定子；11、安装槽；12、出线孔；20、线圈；30、限位板；40、摩擦片；50、转动连接件；60、衔铁；61、主体部；62、连接部；70、第一感应部；80、第二感应部；90、外接线；100、第一接线板；110、第二接线板；111、主板体；112、连接板；120、定位槽；130、紧固件；140、柱套；150、弹簧。

具体实施方式

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图7所示，本发明的实施例提供了一种制动机构，该制动结构包括定子10、线圈20、限位板30、摩擦片40、转动连接件50、衔铁60、第一感应部70和第二感应部80。具体的，线圈20设置在定子10的安装槽11内，限位板30与定子10间隔设置，转动连接件50的至少部分设置在限位板30和定子10的间隙处，摩擦片40套设在转动连接件50上，衔铁60可活动地设置在定子10和摩擦片40之间。第一感应部70与定子10固定连接，第一感应部70上设置有外接线90，第二感应部80与衔铁60固定连接，第二感应部80与线圈20连接；其中，当第二感应部80与第一感应部70的至少部分相对设置时，线圈20与外接线90连通；当第二感应部80与第一感应部70错位设置时，线圈20与外接线90断开。

采用本实施例提供的制动机构，本实施例中的衔铁60的活动间隙＝(等于)限位板30近摩擦片40端面到定子10铁芯近衔铁60端面的距离-(减号)衔铁60厚度-(减号)摩擦片40厚度。当摩擦片40的活动间隙处于正常设定范围时，第二感应部80与第一感应部70的至少部分相对设置，以使线圈20与外接线90连通，以通过正常的电路的通断控制衔铁60的动作，以实现摩擦片40的制动作用。当摩擦片40的活动间隙增大至超出设定范围时，此时，第二感应部80与第一感应部70错位设置，第一感应部70与第二感应部80之间不能发生感应连接，线圈20与外接线90断开，此时，制动机构锁死不再工作，以提醒工作人员更换零部件，保证制动机构不再异常状态下运行，保证了制动机构的稳定制动能力，提高了制动机构的安全性。本实施例中的制动机构的结构小巧，结构紧凑，无需外部控制模块进行控制，本实施例中的制动机构能够自我监控制动机构的摩擦片40的活动间隙。因此，通过本实施例提供的制动机构，能够避免现有技术中的制动机构因零部件磨损导致的响应和制动性能较差的技术问题，起安全警报作用。

具体的，本实施例中的限位板30通过柱套140固定设置在定子上，以使限位板30和柱套140间隔设置，并提高限位板30和柱套140的连接稳定性。本实施例中的转动连接件50用于与转动件连接，具体的，转动连接件50可以为转轴连接，本实施例中通过摩擦片40对转动连接件50的压紧摩擦制动来控制与转动连接件50连接的转轴的转动情况，以在需要时使与转动连接件50连接的转轴停止转动，进行有效制动。本实施例中的转动连接件50可以为方轮结构(如图5所示)。

具体的，第一感应部70为第一感应触点。或者，第二感应部80为第二感应触点。或者，第一感应部70为第一感应触点，第二感应部80为第二感应触点。

优选的，本实施例中的第一感应部70为第一感应触点，第二感应部80为第二感应触点，采用这样的结构设置，能够便于第一感应部70和第二感应部80进行感应接触并通电，提高接触的灵敏性和可靠性。具体的，本实施例中的第一感应触点具有第一感应端，第二感应触点具有第二感应端，只要当第二感应端的至少部分与第一感应端相对设置，这样就能够使得第一感应端和第二感应端发生感应并接通。因此，即使摩擦片40、衔铁60等零部件发生磨损造成活动间隙减小，只要第一感应端和第二感应端有交错对应的部分，也能够在一定的范围内发生感应并连接，具体的，在制动机构正常工作时，第一感应部70始终能够感应到第二感应部80；只有当摩擦片40、衔铁60等零部件发生磨损造成活动间隙减小到一定程度，具体到第一感应端与第二感应端完全错开时(如图3和图4中所示)，第一感应端和第二感应端将不再产生感应连接，此时，第一感应触点和第二感应触点断开，制动机构无法正常工作，并提醒工作人员更换零部件。

在本实施例中，制动机构还包括第一接线板100，第一接线板100与定子10固定连接，第一感应部70设置在第一接线板100上。采用这样的结构设置，能够便于对第一感应部70进行安装和限位，提高了设置的稳定性。

具体的，本实施例中的制动机构还包括第二接线板110，第二接线板110与衔铁60固定连接，第二接线板110的至少部分与第一接线板100相对设置，第二感应部80设置在第二接线板110上。采用这样的结构设置，能够便于对第二感应部80进行安装和限位，同时便于使衔铁60带着第二接线板110移动，以使第二感应部80的设置位置发生变化。

具体的，本实施例中的第一接线板100和第二接线板110可以为电路板或PCB板结构，第一接线板100和第二接线板110上可以带有印制电路，第一接线板100和第二接线板110存在通路使得焊接点分别与第一感应部70和第二感应部80导通。外接线90通过第一接线板100与第一感应部70电连接，线圈20通过第二接线板110与第二感应部80电连接。

具体的，在本实施例中，衔铁60在正常活动间隙范围内，第一接线板100上的第一感应部70和第二接线板110上的第二感应部80感应连接，制动机构能够正常通断电工作。当衔铁60的活动间隙过大时，第二接线板110将随衔铁60移动，使得第二感应板与第一感应板在轴向错位，制动机构抱死且无法再通电工作。

在本实施例中，第二接线板110包括主板体111和连接板112，主板体111与第一接线板100相对设置，第二感应部80设置在主板体111上。连接板112与主板体111呈预定角度连接，连接板112与衔铁60固定连接。采用这样的结构设置，能够便于使得第二接线板110与衔铁60进行固定连接，也便于第二感应部80的安装设置，提高了第二感应部80的安装稳定性。具体的，本实施例中的第二接线板110为L板结构，以便于优化结构的布局，提高结构设置的紧凑性。具体的，本实施例中的定子10为圆柱结构，第一接线板100和第二接线板110的主板体111均沿圆柱结构的轴向延伸。

具体的，本实施例中的安装槽11的侧壁上设置有定位槽120，第二接线板110的至少部分和第一接线板100均设置在定位槽120内，以便于对第一接线板100进行安装，并为第二接线板110提供一定的活动空间。具体的，第二接线板110的主板体111可活动地设置在定位槽120内，定位槽120为开口槽，定位槽120的开口朝向衔铁60方向。

在本实施例中，定子10的侧壁上设置有出线孔12，出线孔12与定位槽120连通，第一接线板100固定在定位槽120的槽壁上，外接线90穿设在出线孔12内。采用这样的结构设置，能够便于出线，并优化结构的布局。

具体的，本实施例中的衔铁60包括主体部61和连接部62，连接部62设置在主体部61上，连接板112与连接部62连接，主体部61和连接部62之间设置有定位台阶，以通过定位台阶对连接板112定位，以提高连接板112的设置稳定性。

在本实施例中，连接部62和连接板112的安装厚度小于主体部61的厚度，以避免在连接部62和连接板112的安装厚度大于主体部61的厚度时造成衔铁60的活动间隙减小的情况。具体的，这里的“连接部62和连接板112的安装厚度”是指连接部62安装在连接板112后连接部62的厚度和连接板112的厚度之和。

具体的，本实施例中的制动机构还包括紧固件130，紧固件130穿过衔铁60与连接板112连接，衔铁60上设置有沉头孔，紧固件130设置在沉头孔内，具体的，紧固件130的紧固端应位于沉头孔内。采用这样的结构设置，能够避免因紧固件130突出而造成衔铁60的活动间隙减小的情况。

采用本实施例中的制动机构，衔铁60在正常活动间隙情况下，第一感应部70和第二感应部80正常吸引接触，外接线90、第一接线板100、第一感应部70、第二感应部80、第二接线板110和线圈20形成通路，制动机构能够正常通断电进行工作。当因零部件发生磨损导致活动间隙增大时，在断电情况下的衔铁60远离定子10轴向移动，即固定于衔铁60的第二接线板110的第二感应部80也随之轴向移动，使得第二感应部80与第一感应部70发生轴向错位，不再接触导通，制动机构始终处于断电状态，无法通电，防止活动间隙过大情况下制动器异常工作。第一感应部70和第二感应部80的位置可预先设置调整，进而控制在超过某一设定间隙情况下制动器抱死。

具体的，当衔铁60在正常预设的活动间隙范围内时，衔铁60将在弹簧150和线圈20的电磁力作用下沿轴向往复运动，以使衔铁60冲击定子10、摩擦片40、和限位板30。在制动机构进行紧急制动作用时，方轮会随着与其连接的转轴(负载轴)旋转，断电情况下，摩擦片40被衔铁60、限位板30夹持着随方轮(即为转动连接件50)一起旋转，摩擦片40、衔铁60以及限位板30之间的摩擦力能够对与方轮连接的转轴起到减速制动作用，同时会对三者产生磨损。在制动机构的长期工作后，上述的冲击和磨损都会导致衔铁的活动间隙增大，影响性能甚至使得制动机构无法正常工作。

具体的，本实施例中的第一接线板100和第二接线板110的固定方式包括但不限于螺钉装配，还可以涂胶、一体成型等。本实施例中的第一感应触点、第二感应触点、第一接线板100和第二接线板110的形状、大小、材料等不限，能够在制动机构的内部空间实现转接优化效果即可。外接线90与第一接线板100、线圈20与第二接线板110的电气连接方式包括但不限于焊接、插接等。

具体的，本实施例中的方轮的轴向位置、厚度限定为在不干涉衔铁的情况下，尽可能多的与摩擦片接触(接触面小可能会导致受力时压强过高，超过摩擦片材质应力强度)，故方轮厚度设计略微超出摩擦片，凸出一部分至限位板通孔内；方轮具体结构可参考图5，其结构较简单，为方形块带圆形通孔，转换视角剖视与现有剖视图基本一致；外边4个面与摩擦片配合，内圆通孔装配在转轴上，一般为过盈配合，摩擦片制动方轮即为制动电机转轴。

本发明的实施例二提供了一种电机，电机包括制动机构，制动机构为上述实施例中提供的制动机构。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：结构小巧集成，成本低廉，能够监控衔铁60的间隙，在活动间隙处于设定范围内时制动器正常工作；当间隙过大时，第一感应部70和第二感应部80错位断路，制动器无法通电，处于锁死状态，提醒更换零部件，避免异常工作风险，提高安全性。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种制动机构，其特征在于，包括：

定子(10)和线圈(20)，所述线圈(20)设置在所述定子(10)的安装槽(11)内；

限位板(30)、摩擦片(40)、转动连接件(50)和衔铁(60)，所述限位板(30)与所述定子(10)间隔设置，所述转动连接件(50)的至少部分设置在所述限位板(30)和所述定子(10)的间隙内，所述摩擦片(40)套设在所述转动连接件(50)上，所述衔铁(60)可活动地设置在所述定子(10)和所述摩擦片(40)之间以靠近或远离所述定子(10)；

第一感应部(70)和第二感应部(80)，所述第一感应部(70)与所述定子(10)固定连接，所述第一感应部(70)上设置有外接线(90)，所述第二感应部(80)与所述衔铁(60)固定连接，所述第二感应部(80)与线圈(20)连接；

其中，当所述衔铁(60)带动所述第二感应部(80)运动至与所述第一感应部(70)的至少部分相对设置时，所述线圈(20)与所述外接线(90)连通；当所述衔铁(60)带动所述第二感应部(80)运动至与所述第一感应部(70)错位设置时，所述线圈(20)与所述外接线(90)断开。

2.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，

所述第一感应部(70)为第一感应触点；和/或，

所述第二感应部(80)为第二感应触点。

3.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，所述制动机构还包括：

第一接线板(100)，与所述定子(10)固定连接，所述第一感应部(70)设置在所述第一接线板(100)上。

4.根据权利要求3中所述的制动机构，其特征在于，所述制动机构还包括：

第二接线板(110)，与所述衔铁(60)固定连接，所述第二接线板(110)的至少部分与所述第一接线板(100)相对设置，所述第二感应部(80)设置在所述第二接线板(110)上。

5.根据权利要求4所述的制动机构，其特征在于，所述第二接线板(110)包括：

主板体(111)，与所述第一接线板(100)相对设置，所述第二感应部(80)设置在所述主板体(111)上；

连接板(112)，与所述主板体(111)呈预定角度连接，所述连接板(112)与所述衔铁(60)固定连接。

6.根据权利要求4所述的制动机构，其特征在于，所述安装槽(11)的侧壁上设置有定位槽(120)，所述第二接线板(110)的至少部分和所述第一接线板(100)均设置在所述定位槽(120)内。

7.根据权利要求6所述的制动机构，其特征在于，所述定子(10)的侧壁上设置有出线孔(12)，所述出线孔(12)与所述定位槽(120)连通，所述第一接线板(100)固定在所述定位槽(120)的槽壁上，所述外接线(90)穿设在所述出线孔(12)内。

8.根据权利要求5所述的制动机构，其特征在于，所述衔铁(60)包括主体部(61)和连接部(62)，所述连接部(62)设置在所述主体部(61)上，所述连接板(112)与所述连接部(62)连接，所述主体部(61)和所述连接部(62)之间设置有定位台阶，以通过所述定位台阶对所述连接板(112)定位。

9.根据权利要求8所述的制动机构，其特征在于，所述连接部(62)和所述连接板(112)的安装厚度小于所述主体部(61)的厚度。

10.根据权利要求5所述的制动机构，其特征在于，所述制动机构还包括：

紧固件(130)，所述紧固件(130)穿过所述衔铁(60)与所述连接板(112)连接，所述衔铁(60)上设置有沉头孔(63)，所述紧固件(130)设置在所述沉头孔(63)内。

11.一种电机，其特征在于，所述电机包括制动机构，所述制动机构为权利要求1至10中任一项所述的制动机构。

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