CN112838716A - 一种带有缓冲功能的刹车 - Google Patents

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黄德皇
吴洪德
苏潮
杨奇能
欧建国
陈志广
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Abstract

本发明公开了一种带有缓冲功能的刹车，包括安装座、刹车件、卡簧和电磁铁，安装座一侧的中心位置设置有连接部，另一侧的中心位置设置有凸起部，刹车件和卡簧由内向外依次套设在凸起部上，卡簧卡接在凸起部上，电磁铁设置在安装座的下方，电磁铁包括插销、外壳、弹性件和电磁线圈，电磁线圈设置在外壳内，插销滑动连接在外壳上，且插销穿过电磁线圈的中心，弹性件套设在插销上，当电磁线圈断电时，弹性件将插销顶出外壳，使得插销与刹车件抵接，以限制刹车件的转动，本发明即使在意外断电的情况下，也不会对关节造成过大的冲击，避免关节内部零件损坏，降低了关节的维护成本，延长了使用寿命。

Description

一种带有缓冲功能的刹车
技术领域
本发明涉及机器人关节刹车装置技术领域，尤其涉及一种带有缓冲功能的刹车。
背景技术
机器人广泛用于自动化行业，用来减轻人类的劳动强度。为了降低成本及缩短生产周期，适应大规模生产，将谐波减速机、电机、刹车、编码器、扭矩传感器集成到机器人的关节上。目前装在关节上的刹车主要采用插销式刹车，特点是结构简单，重量轻，方便制造，在正常工作的情况下没有问题。但在意外情况下，比如运转过程中突然断电，就会发生问题。由于运转过程中，电机高速旋转，同时机械臂外部存在惯性负载，如果突然断电，容易造成关节内部的零件冲击损坏。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种带有缓冲功能的刹车，即使在意外断电的情况下，也不会对关节造成过大的冲击，避免关节内部零件损坏，降低了关节的维护成本，延长了使用寿命。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种带有缓冲功能的刹车，包括安装座、刹车件、卡簧和电磁铁，所述安装座一侧的中心位置设置有连接部，另一侧的中心位置设置有凸起部，所述刹车件和卡簧由内向外依次套设在所述凸起部上，所述卡簧卡接在所述凸起部上，使得所述安装座和刹车件抵接；
所述电磁铁设置在所述安装座的下方，所述电磁铁包括插销、外壳、弹性件和电磁线圈，所述电磁线圈设置在所述外壳内，所述插销滑动连接在所述外壳上，且所述插销穿过所述电磁线圈的中心，所述弹性件套设在所述插销上，当所述电磁线圈断电时，所述弹性件将所述插销顶出所述外壳，使得所述插销与所述刹车件抵接，以限制所述刹车件的转动。
进一步地，所述刹车件与卡簧之间设置有波纹垫片，所述波纹垫片套设在所述凸起部上。
进一步地，还包括套设在所述凸起部的平垫片，所述平垫片设置在所述波纹垫片和卡簧之间。
进一步地，所述插销位于所述外壳的部分设置有限位环，所述外壳内设置固定环，所述弹性件的两端分别与所述限位环和固定环抵接。
进一步地，所述刹车件包括多个呈圆周排列设置的刹车片，所述刹车片上设置有凹槽，所述凹槽的直径大于所述插销的直径，所述凹槽中心位置与所述安装座中心位置的直线距离等于所述插销中心位置与所述安装座中心位置的直线距离。
进一步地，所述刹车片的数量为6个，且相邻所述刹车片的距离一致。
进一步地，所述刹车片为65Mn所制。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
设置有电磁铁，正常停机时关节内的电机首先停下来，然后电磁铁断电，插销伸出并挡住刹车片，通过刹车片与安装座的摩擦力阻止电机由于外部的自重转动。如果突然意外断电停机，电机依靠惯性高速旋转并带动刹车片高速旋转，电磁铁的插销伸出和刹车片发生碰撞，由于刹车片靠卡簧压紧，刹车片和安装座可以相对滑动，故电机不会马上停下来，减缓了冲击力，本发明即使在意外断电的情况下，也不会对关节造成过大的冲击，避免关节内部零件损坏，降低了关节的维护成本，延长了使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的正视图；
图3为本发明实施例的侧视图(部分剖视)。
图中：1、安装座；11、连接部；12、凸起部；2、刹车片；21、凹槽；3、波纹垫片；4、平垫片；5、卡簧；6、电磁铁；61、插销；611、限位环；62、外壳；621、固定环；63、弹性件；64、电磁线圈。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1-3所示，一种带有缓冲功能的刹车，包括安装座1、刹车件、卡簧5和电磁铁6，安装座1一侧的中心位置设置有连接部11，连接部11为圆柱状且与安装座1一体成型，连接部11用于与关节内部的电机转子固定相连，使得安装座1可跟随关节电机转子旋转；安装座1另一侧的中心位置设置有凸起部12，凸起部12为台阶状且与安装座1一体成型，刹车件和卡簧5由内向外依次套设在凸起部12上，凸起部12、刹车件和卡簧5的圆心位于同一轴线，卡簧5卡接在凸起部12上，使得安装座1和刹车件抵接，卡簧5固定在凸起部12上，使刹车片2压紧在安装座1的一侧，以一定的压力贴紧在安装座1上，靠摩擦力保持相对静止，如果刹车片2上的圆周力过大，如突然断电时，刹车片2和安装座1之间会打滑；
电磁铁6设置在安装座1的下方，电磁铁6包括插销61、外壳62、弹性件63和电磁线圈64，电磁线圈64设置在外壳62内，插销61滑动连接在外壳62上，且插销61穿过电磁线圈64的中心，弹性件63套设在插销61上，当电磁线圈64通电时，此时电磁力克服弹性件63弹力，在电磁力的作用下，插销61缩回外壳62内，使得刹车件可跟随安装座1以及关节电机转子旋转，以实现正常工作；当电磁线圈64断电时，电磁力消失，在弹性件63弹力的作用下，弹性件63将插销61顶出外壳62，使得插销61与刹车件抵接，以限制刹车件的转动，从而通过刹车件与安装座1的摩擦力，对关节电机进行刹车并起到缓冲作用，在本实施例中，弹性件63具体选用弹簧。
作为优选的实施方式，刹车件与卡簧5之间设置有波纹垫片3，波纹垫片3套设在所述凸起部12上，卡簧5固定在凸起部12上从而固定波纹垫片3的位置，使得波纹垫片3将刹车片2压紧在安装座1的一侧，波纹垫片3具有弹性，使刹车片2以一定的压力贴紧在安装座1上。
作为优选的实施方式，还包括套设在凸起部12上的平垫片4，平垫片4设置在波纹垫片3和卡簧5之间，通过设置平垫片4，便于卡簧5压紧波纹垫片3，使得波纹垫片3更加稳固。
作为优选的实施方式，插销61位于外壳62的部分设置有限位环611，外壳62内设置固定环621，弹性件63的两端分别与限位环611和固定环621抵接，当电磁线圈64通电时，此时电磁力克服弹性件63弹力，在电磁力的作用下，插销61缩回外壳62内，此时弹性件63被压缩在限位环611与固定环621之间，使得刹车片2可跟随安装座1以及关节电机转子旋转，以实现正常工作；当电磁线圈64断电时，电磁力消失，弹性件63恢复形变，在弹性件63弹力的作用下，弹性件63通过限位环611将插销61顶出外壳62，使得插销61与刹车片2抵接，以限制刹车件的转动。
作为优选的实施方式，所述刹车件包括多个呈圆周排列设置的刹车片2，刹车片2上设置有凹槽21，凹槽21的直径大于插销61的直径，凹槽21中心位置与安装座1中心位置的直线距离等于插销61中心位置与安装座1中心位置的直线距离，刹车时插销61的侧壁的圆柱面和凹槽21的面贴合，以阻止刹车片2旋转，使刹车片2和插销61更匹配，提高了刹车片2的使用寿命。
作为优选的实施方式，刹车片2的数量为6个，且相邻刹车片2的距离一致，设置多个刹车片2，使得刹车时能及时与插销61接触，提高刹车效率。
作为优选的实施方式，刹车片2为65Mn所制，具备较高的强度、硬度和耐磨性，保证了刹车片2的使用寿命。
本发明的工作原理：
正常停机时，关节内的电机首先停下来，然后电磁铁6断电，失去电磁力后，插销61在弹性件63的作用下伸出并挡住刹车件，通过刹车件与安装座1的摩擦力阻止电机由于外部的自重转动。
如果突然意外断电停机，关节内的电机依靠惯性高速旋转并带动刹车件高速旋转，此时电磁铁6同步断电，失去电磁力后，插销61在弹性件63的作用下伸出和刹车件发生碰撞，由于刹车件靠卡簧5压紧，刹车片2和安装座1可以相对滑动，故电机不会马上停下来，减缓了冲击力，使得电机快速减速停下。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种带有缓冲功能的刹车，其特征在于：包括安装座、刹车件、卡簧和电磁铁，所述安装座一侧的中心位置设置有连接部，另一侧的中心位置设置有凸起部，所述刹车件和卡簧由内向外依次套设在所述凸起部上，所述卡簧卡接在所述凸起部上，使得所述安装座和刹车件抵接；
所述电磁铁设置在所述安装座的下方，所述电磁铁包括插销、外壳、弹性件和电磁线圈，所述电磁线圈设置在所述外壳内，所述插销滑动连接在所述外壳上，且所述插销穿过所述电磁线圈的中心，所述弹性件套设在所述插销上，当所述电磁线圈断电时，所述弹性件将所述插销顶出所述外壳，使得所述插销与所述刹车件抵接，以限制所述刹车件的转动。
2.根据权利要求1所述的一种带有缓冲功能的刹车，其特征在于：所述刹车件与卡簧之间设置有波纹垫片，所述波纹垫片套设在所述凸起部上。
3.根据权利要求2所述的一种带有缓冲功能的刹车，其特征在于：还包括套设在所述凸起部的平垫片，所述平垫片设置在所述波纹垫片和卡簧之间。
4.根据权利要求1所述的一种带有缓冲功能的刹车，其特征在于：所述插销位于所述外壳的部分设置有限位环，所述外壳内设置固定环，所述弹性件的两端分别与所述限位环和固定环抵接。
5.根据权利要求1所述的一种带有缓冲功能的刹车，其特征在于：所述刹车件包括多个呈圆周排列设置的刹车片，所述刹车片上设置有凹槽，所述凹槽的直径大于所述插销的直径，所述凹槽中心位置与所述安装座中心位置的直线距离等于所述插销中心位置与所述安装座中心位置的直线距离。
6.根据权利要求5所述的一种带有缓冲功能的刹车，其特征在于：所述刹车片的数量为6个，且相邻所述刹车片的距离一致。
7.根据权利要求5所述的一种带有缓冲功能的刹车，其特征在于：所述刹车片为65Mn所制。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114750201A (zh) * 2022-06-01 2022-07-15 深圳市大族机器人有限公司 关节模组及关节机器人
WO2023001087A1 (zh) * 2021-07-21 2023-01-26 苏州艾利特机器人有限公司 一种电机制动系统、多关节机器人及电机制动方法

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