CN114151470A - 一种双向扭矩制动器和电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双向扭矩制动器和电机，双向扭矩制动器包括：定子、第一轮毂、第二轮毂、第一摩擦件、第二摩擦件、第一磁性吸附结构、第二磁性吸附结构、第一挡板和第二挡板；当定子通电时，能够减小或解除第一摩擦件作用于第一轮毂上的制动摩擦力，同时还能够减小或解除第二摩擦件作用于第二轮毂上的制动摩擦力。根据本发明能够对定子的轴向两侧的轮毂都能形成制动扭力的作用，形成双向扭矩制动器，使得制动器的扭力相对于单侧的扭力成倍增加，能够不用增加制动器的尺寸也不用通过提高功率来提高制动扭力，因此不会导致制动器功率升高，不会导致制动器温升增加。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种双向扭矩制动器和电机。
背景技术
电磁制动器是一个重要的基础件,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。
制动器安装在伺服电机中，伺服电机进行紧急制动时需要借助制动器来实现，若制动器制动力较低则旋转的电机无法及时被制动，产生一些危险的动作，因此制动器需要有足够大的制动扭矩才能保证电机快速制动。现有技术一般通过增加弹簧个数来增加弹簧弹力从而提高制动器扭力或者使用多个制动器一起工作，但增加弹簧弹力的同时会改变制动器的吸引和释放时间，因此需要改变定子线圈线径和匝数来提高电磁力，这样会使制动器功率更高，从而会导致制动器温升增加；使用多个制动器一起工作不仅会占用电机内部较大的空间而且功率也会成倍增加，影响电机整体性能。
由于现有技术中的电磁制动器为了提升制动扭力而采用通过增加弹簧个数或者使用多个制动器，但是其在提升制动器扭力的同时，往往会存在大幅增加制动器尺寸且会使制动器功率升高，从而会导致制动器温升增加等等技术问题，因此本发明研究设计出一种双向扭矩制动器和电机。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电磁制动器在提升制动器扭力的同时存在增加制动器尺寸且会使制动器功率升高的缺陷，从而提供一种双向扭矩制动器和电机。
为了解决上述问题，本发明提供一种双向扭矩制动器，其包括：
定子、第一轮毂、第二轮毂、第一摩擦件、第二摩擦件、第一磁性吸附结构、第二磁性吸附结构、第一挡板和第二挡板，所述定子的轴向一侧依次布置所述第一磁性吸附结构、所述第一摩擦件和所述第一挡板，所述定子的轴向另一侧依次布置所述第二磁性吸附结构、所述第二摩擦件和所述第二挡板，所述第一摩擦件能够作用于所述第一轮毂上形成制动摩擦力，所述第二摩擦件能够作用于所述第二轮毂上形成制动摩擦力；当所述定子通电时，能够减小或解除所述第一摩擦件作用于所述第一轮毂上的制动摩擦力，同时还能够减小或解除所述第二摩擦件作用于所述第二轮毂上的制动摩擦力。
在一些实施方式中，当所述定子通电时，能够分别对所述第一磁性吸附结构和第二磁性吸附结构产生电磁力，使得所述第一摩擦件与所述第一轮毂之间的摩擦力减小或为0，同时使得所述第二摩擦件与所述第二轮毂之间的摩擦力减小或为0，当所述定子断电时能够分别解除对所述第一磁性吸附结构和所述第二磁性吸附结构的吸附，使得所述第一摩擦件作用于所述第一轮毂上形成摩擦制动力，同时使得所述第二摩擦件作用于所述第二轮毂上形成摩擦制动力。
在一些实施方式中，所述定子为环状结构，包括位于径向外侧的定子外环、位于径向内侧的定子内环以及位于所述定子外环与所述定子内环之间的线圈，所述线圈通电时能够产生电磁力而在其轴向一端吸附所述第一磁性吸附结构，在其轴向另一端吸附所述第二磁性吸附结构。
在一些实施方式中，所述定子内环、所述定子外环和所述线圈注塑为一个整体结构。
在一些实施方式中，所述第一摩擦件位于所述第一磁性吸附结构与所述第一挡板之间，通过所述第一磁性吸附结构的运动能够与所述第一挡板将所述第一摩擦件夹紧或者使得所述第一磁性吸附结构与所述第一摩擦件之间具有间隙；
所述第二摩擦件位于所述第二磁性吸附结构与所述第二挡板之间，通过所述第二磁性吸附结构的运动能够与所述第二挡板将所述第二摩擦件夹紧或者使得所述第二磁性吸附结构与所述第二摩擦件之间具有间隙。
在一些实施方式中，所述第一挡板与所述定子之间固定连接，所述第一磁性吸附结构在所述定子与所述第一挡板之间能够移动；所述第二挡板与所述定子之间固定连接，所述第二磁性吸附结构在所述定子与所述第二挡板之间能够移动。
在一些实施方式中，还包括第一螺纹紧固件和第二螺纹紧固件，所述第一螺纹紧固件的第一螺杆穿过所述第一磁性吸附结构而螺纹固定于所述定子外环上，所述第一磁性吸附结构套设于所述第一螺杆上并能沿着所述第一螺杆的方向运动；所述第二螺纹紧固件的第二螺杆穿过所述第二磁性吸附结构而螺纹固定于所述定子外环上，所述第二磁性吸附结构套设于所述第二螺杆上并能沿着所述第二螺杆的方向运动。
在一些实施方式中，还包括第一柱套和第二柱套，所述第一柱套和所述第二柱套均为中空圆柱，所述第一柱套套设在所述第一螺杆上且位于所述第一磁性吸附结构与所述第一挡板之间的位置，所述第二柱套套设在所述第二螺杆上且位于所述第二磁性吸附结构与所述第二挡板之间的位置。
在一些实施方式中，所述第一柱套和所述第二柱套均为刚性材料制成。
在一些实施方式中，所述定子上还设置有第一弹性部件和第二弹性部件，所述第一弹性部件能够对所述第一磁性吸附结构产生第一弹性推力，所述第二弹性部件能够对所述第二磁性吸附结构产生第二弹性推力；
当所述线圈断电时，所述第一弹性部件产生的第一弹性推力将所述第一磁性吸附结构和所述第一摩擦件抵接，以对所述第一轮毂产生制动摩擦力；同时所述第二弹性部件产生的第二弹性推力将所述第二磁性吸附结构和所述第二摩擦件抵接，以对所述第二轮毂产生制动摩擦力；
当所述线圈通电时所述线圈能对所述第一磁性吸附结构产生磁吸力，在克服所述第一弹性推力后使得所述第一磁性吸附结构与所述第一摩擦件产生间隙，减小对所述第一轮毂的制动摩擦力，或使得所述第一轮毂的制动摩擦力为0；同时所述线圈通电时还能对所述第二磁性吸附结构产生磁吸力，在克服所述第二弹性推力后使得所述第二磁性吸附结构与所述第二摩擦件产生间隙，减小对所述第二轮毂的制动摩擦力，或使得所述第二轮毂的制动摩擦力为0。
在一些实施方式中，所述定子外环上设置有第一凹槽，所述第一弹性部件设置于所述第一凹槽中，所述定子外环上还设置有第二凹槽，所述第二弹性部件设置于所述第二凹槽中；和/或，所述第一弹性部件和所述第二弹性部件均为弹簧。
在一些实施方式中，所述定子外环和所述定子内环均为导磁金属材料，所述第一摩擦件和所述第二摩擦件均为复合材料制成，所述复合材料包括酚醛树脂、金属纤维和玻璃纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，所述线圈与所述定子的轴向第一端面之间的最小距离与所述线圈与所述定子的轴向第二端面之间的最小距离相等；
所述定子外环的轴向长度与所述定子内环的轴向长度相等；
所述线圈的轴向长度小于所述定子外环的轴向长度。
在一些实施方式中，所述第一磁性吸附结构为第一衔铁，所述第二磁性吸附结构为第二衔铁；和/或，所述第一磁性吸附结构和所述第二磁性吸附结构均为环状结构。
在一些实施方式中，所述第一摩擦件为环形片状结构，形成为第一摩擦片，套设于所述第一轮毂的外周，所述第二摩擦件为环形片状结构，形成为第二摩擦片，套设于所述第二轮毂的外周。
本发明提供的一种双向扭矩制动器和电机具有如下有益效果：
1.本发明通过在定子的轴向一侧布置第一磁性吸附结构、所述第一摩擦件和所述第一挡板，能够在定子通电时产生磁吸力而使得减小或解除所述第一摩擦件作用于所述第一轮毂上的制动摩擦力，定子断电时撤销电磁力，则第一摩擦件对第一轮毂形成制动作用，在定子的轴向另一侧布置第二磁性吸附结构、所述第二摩擦件和所述第二挡板，能够在定子通电时产生磁吸力而使得减小或解除所述第二摩擦件作用于所述第二轮毂上的制动摩擦力，定子断电时撤销电磁力，则第二摩擦件对第二轮毂形成制动作用，因此能够对定子的轴向两侧的轮毂都能形成制动扭力的作用，形成双向扭矩制动器，使得制动器的扭力相对于单侧的扭力成倍增加，能够不用增加制动器的尺寸也不用通过提高功率来提高制动扭力，因此不会导致制动器功率升高，不会导致制动器温升增加。
2.本发明通过将定子圆环做成分体，分为内圆环和外圆环，线圈安装在内环和外环之间，这样可以让定子两侧都可以安装上衔铁、摩擦片和限位板等零件，这样可以充分利用线圈另一侧的磁场，使得线圈两侧的磁场都能得到很好的理由，达到两块摩擦片一起制动的目的，制动力会比现有技术中的一块摩擦片的大。
附图说明
图1为本发明的双向高扭矩制动器的剖视结构图。
附图标记表示为：
100、定子；1、定子外环；2、第一摩擦件；3、第一挡板；4、定子内环；5、第一轮毂；6、第一柱套；7、第一磁性吸附结构；8、第二磁性吸附结构；9、第二柱套；10、第二轮毂；11、第二挡板；12、第二摩擦件；13、线圈；141、第一弹性部件；142、第二弹性部件；15、注塑件；161、第一螺纹紧固件；162、第二螺纹紧固件。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种双向扭矩制动器，其包括：
定子100、第一轮毂5、第二轮毂10、第一摩擦件2、第二摩擦件12、第一磁性吸附结构7、第二磁性吸附结构8、第一挡板3和第二挡板11，所述定子100的轴向一侧依次布置所述第一磁性吸附结构7、所述第一摩擦件2和所述第一挡板3，所述定子100的轴向另一侧依次布置所述第二磁性吸附结构8、所述第二摩擦件12和所述第二挡板11，所述第一摩擦件2能够作用于所述第一轮毂5上形成制动摩擦力，所述第二摩擦件12能够作用于所述第二轮毂10上形成制动摩擦力；当所述定子100通电时，能够减小或解除所述第一摩擦件2作用于所述第一轮毂5上的制动摩擦力，同时还能够减小或解除所述第二摩擦件12作用于所述第二轮毂10上的制动摩擦力。
本发明通过在定子的轴向一侧布置第一磁性吸附结构、所述第一摩擦件和所述第一挡板，能够在定子通电时产生磁吸力而使得减小或解除所述第一摩擦件作用于所述第一轮毂上的制动摩擦力，定子断电时撤销电磁力，则第一摩擦件对第一轮毂形成制动作用，在定子的轴向另一侧布置第二磁性吸附结构、所述第二摩擦件和所述第二挡板，能够在定子通电时产生磁吸力而使得减小或解除所述第二摩擦件作用于所述第二轮毂上的制动摩擦力，定子断电时撤销电磁力，则第二摩擦件对第二轮毂形成制动作用，因此能够对定子的轴向两侧的轮毂都能形成制动扭力的作用，形成双向扭矩制动器，使得制动器的扭力相对于单侧的扭力成倍增加，能够不用增加制动器的尺寸也不用通过提高功率来提高制动扭力，因此不会导致制动器功率升高，不会导致制动器温升增加。
在一些实施方式中，当所述定子100通电时，能够分别对所述第一磁性吸附结构7和第二磁性吸附结构8产生电磁力，使得所述第一摩擦件2与所述第一轮毂5之间的摩擦力减小或为0，同时使得所述第二摩擦件12与所述第二轮毂10之间的摩擦力减小或为0，当所述定子100断电时能够分别解除对所述第一磁性吸附结构7和所述第二磁性吸附结构8的吸附，使得所述第一摩擦件2作用于所述第一轮毂5上形成摩擦制动力，同时使得所述第二摩擦件12作用于所述第二轮毂10上形成摩擦制动力。本发明通过定子通电能够产生电磁力，进而将第一磁性吸附结构吸附到定子上，减小与第一摩擦件的接触，从而减小第一摩擦件与第一轮毂之间的摩擦力，降低制动力，比如用于启动时；同样的定子通电能够产生电磁力，还能将第二磁性吸附结构吸附到定子上，从而减小第二摩擦件与第二轮毂之间的制动力，比如用于启动时；定子断电时，解除电磁力，从而恢复摩擦力，有效完成对电机轮毂转动的制动和解除制动的过程。
在一些实施方式中，所述定子100为环状结构，包括位于径向外侧的定子外环1、位于径向内侧的定子内环4以及位于所述定子外环1与所述定子内环4之间的线圈13，所述线圈13通电时能够产生电磁力而在其轴向一端吸附所述第一磁性吸附结构7，在其轴向另一端吸附所述第二磁性吸附结构8。本发明通过将定子圆环做成分体，分为内圆环和外圆环，线圈安装在内环和外环之间，这样可以让定子两侧都可以安装上衔铁、摩擦片和限位板等零件，这样可以充分利用线圈另一侧的磁场，使得线圈两侧的磁场都能得到很好的理由，达到两块摩擦片一起制动的目的，制动力会比现有技术中的一块摩擦片的大。
在一些实施方式中，所述定子内环4、所述定子外环1和所述线圈13注塑为一个整体结构。通过将定子内环4、所述定子外环1和所述线圈13注塑为一体，从而形成一个整体的结构，可以将定子外环固定到例如机壳内壁上等位置。
制动器安装方式，先将绕制完成的线圈13套入到定子内环4上，且线圈要位于定子内环4正中间，使线圈13到定子内环4左右两个端面的距离相等(使左右两边衔铁受的电磁力相等)。制动器定子外环1(优选为定子外圆环)轴向高度和定子内环4(优选为定子内圆环)轴向高度相等(这样能使衔铁与内、外圆环都接触，这样线圈通电时衔铁与内圆环之间才没有气隙，使导磁性能更好)，制动器定子外环1内径要略大于线圈13的外径，将套好线圈13的定子内环4与定子外环1注塑为一个整体。定子外环1上开有若干沉孔用来放弹簧(第一弹性部件或第二弹性部件)。然后依次装配第一磁性吸附结构7(优选为第一衔铁)和第二磁性吸附结构8(优选为第二衔铁)(提升制动力在于有两片摩擦片，衔铁只是一个可以运动部件，当衔铁把摩擦片顶到挡板上时产生制动力。)、第一摩擦件2和第二摩擦件12、第一柱套6和第二柱套9、第一挡板3和第二挡板11(挡板的主要作用是衔铁和挡板夹住摩擦片产生摩擦力，另一方面防止摩擦片轴向脱出)。柱套为通孔，螺钉(第一螺纹紧固件161和第二螺纹紧固件162)通过柱套将上述零件固定/限定在挡板范围内(柱套是一个中空的圆柱，是用来控制挡板和定子外环之间的距离，然后螺钉通过柱套将挡板锁在定子上)。所有零件为一整体不存在分散组件。定子外环1与第一磁性吸附结构7和第二磁性吸附结构8之间留有间隙(0.05-0.19mm)。
在一些实施方式中，所述第一摩擦件2位于所述第一磁性吸附结构7与所述第一挡板3之间，通过所述第一磁性吸附结构7的运动能够与所述第一挡板3将所述第一摩擦件2夹紧或者使得所述第一磁性吸附结构7与所述第一摩擦件2之间具有间隙；
所述第二摩擦件12位于所述第二磁性吸附结构8与所述第二挡板11之间，通过所述第二磁性吸附结构8的运动能够与所述第二挡板11将所述第二摩擦件12夹紧或者使得所述第二磁性吸附结构8与所述第二摩擦件12之间具有间隙。
本发明通过上述手段能够当所述第一磁性吸附结构7运动至与所述第一挡板3将所述第一摩擦件2夹紧时，所述第一摩擦件2的内周与所述第一轮毂5的外周产生相对滑动的制动摩擦力，当所述第一磁性吸附结构7运动至与所述第一摩擦件2之间具有间隙时，所述第一摩擦件2的内周与所述第一轮毂5一体转动，不产生制动摩擦力；
当所述第二磁性吸附结构8运动至与所述第二挡板11将所述第二摩擦件12夹紧时，所述第二摩擦件12的内周与所述第二轮毂10的外周产生相对滑动的制动摩擦力，当所述第二磁性吸附结构8运动至与所述第二摩擦件12之间具有间隙时，所述第二摩擦件12的内周与所述第二轮毂10一体转动，不产生制动摩擦力。
在一些实施方式中，所述第一挡板3与所述定子100之间固定连接，所述第一磁性吸附结构7在所述定子100与所述第一挡板3之间能够移动；所述第二挡板11与所述定子100之间固定连接，所述第二磁性吸附结构8在所述定子100与所述第二挡板11之间能够移动。本发明的第一挡板和第二挡板分别与定子之间固定连接，以保持挡板的不动，而第一磁性吸附结构和第二磁性吸附结构能够相对于挡板和定子进行移动，从而以对摩擦片进行夹紧形成制动，对摩擦片取消夹紧以取消制动。
在一些实施方式中，还包括第一螺纹紧固件161(优选为螺钉)和第二螺纹紧固件162(优选为螺钉)，所述第一螺纹紧固件161的第一螺杆穿过所述第一磁性吸附结构7而螺纹固定于所述定子外环1上，所述第一磁性吸附结构7套设于所述第一螺杆上并能沿着所述第一螺杆的方向运动；所述第二螺纹紧固件162的第二螺杆穿过所述第二磁性吸附结构8而螺纹固定于所述定子外环1上，所述第二磁性吸附结构8套设于所述第二螺杆上并能沿着所述第二螺杆的方向运动。本发明还通过第一和第二螺纹紧固件能够将第一挡板固定到定子上(第一螺纹紧固件的螺母压在第一挡板上)，而第一螺杆形成容许第一螺纹紧固件运动的导向件，还能够将第二挡板固定到定子上(第二螺纹紧固件的螺母压在第二挡板上)，而第二螺杆形成容许第二螺纹紧固件运动的导向件。
在一些实施方式中，还包括第一柱套6和第二柱套9，所述第一柱套6和所述第二柱套9均为中空圆柱，所述第一柱套6套设在所述第一螺杆上且位于所述第一磁性吸附结构7与所述第一挡板3之间的位置，所述第二柱套9套设在所述第二螺杆上且位于所述第二磁性吸附结构8与所述第二挡板11之间的位置。本发明通过第一柱套和第二柱套的设置，能够控制第一挡板和定子外环之间的距离，然后第一螺钉通过柱套将挡板锁在定子上，防止第一挡板与第一磁性吸附结构之间靠得太近而导致第一摩擦片被压坏的情况，能够控制第二挡板和定子外环之间的距离，然后第二螺钉通过柱套将挡板锁在定子上，防止第二挡板与第二磁性吸附结构之间靠得太近而导致第二摩擦片被压坏的情况。
在一些实施方式中，所述第一柱套6和所述第二柱套9均为刚性材料制成。通过刚性材料制成的第一柱套和第二柱套，能够起到对第一磁性吸附结构抵接的作用，防止抵住第一柱套发生变形，以及对第二磁性吸附结构抵接的作用，防止抵住第二柱套发生变形。
在一些实施方式中，所述定子100上还设置有第一弹性部件141(优选为弹簧)和第二弹性部件142(优选为弹簧)，所述第一弹性部件141能够对所述第一磁性吸附结构7产生第一弹性推力，所述第二弹性部件142能够对所述第二磁性吸附结构8产生第二弹性推力；
当所述线圈断电时，所述第一弹性部件141产生的第一弹性推力将所述第一磁性吸附结构7和所述第一摩擦件2抵接，以对所述第一轮毂5产生制动摩擦力；同时所述第二弹性部件142产生的第二弹性推力将所述第二磁性吸附结构8和所述第二摩擦件12抵接，以对所述第二轮毂10产生制动摩擦力；
当所述线圈通电时所述线圈13能对所述第一磁性吸附结构7产生磁吸力，在克服所述第一弹性推力后使得所述第一磁性吸附结构7与所述第一摩擦件2产生间隙，减小对所述第一轮毂5的制动摩擦力，或使得所述第一轮毂5的制动摩擦力为0；同时所述线圈13通电时还能对所述第二磁性吸附结构8产生磁吸力，在克服所述第二弹性推力后使得所述第二磁性吸附结构8与所述第二摩擦件12产生间隙，减小对所述第二轮毂10的制动摩擦力，或使得所述第二轮毂10的制动摩擦力为0。
这是本发明的进一步优选结构形式，通过第一弹性部件能够对第一磁性吸附结构产生推力，以能够在撤销磁吸力时通过第一弹性推力能够将第一磁性吸附结构推动至夹紧第一摩擦件，实现制动力的体现，通过第二弹性部件能够对第二磁性吸附结构产生推力，以能够在撤销磁吸力时通过第二弹性推力能够将第二磁性吸附结构推动至夹紧第二摩擦件，实现制动力的体现。
在一些实施方式中，所述定子外环1上设置有第一凹槽，所述第一弹性部件141设置于所述第一凹槽中，所述定子外环1上还设置有第二凹槽，所述第二弹性部件142设置于所述第二凹槽中；和/或，所述第一弹性部件141和所述第二弹性部件142均为弹簧。本发明通过定子外环上设置的第一凹槽能够容纳第一弹性部件，第一弹性部件的一端能够伸出并与第一磁性吸附结构抵接并实现弹性推力，通过定子外环上设置的第二凹槽能够容纳第二弹性部件，第二弹性部件的一端能够伸出并与第二磁性吸附结构抵接并实现弹性推力；两个弹性部件均优选为弹簧结构。
在一些实施方式中，所述定子外环1和所述定子内环4均为导磁金属材料，优选导磁性能高的低碳钢等，所述第一摩擦件2和所述第二摩擦件12均为复合材料制成，所述复合材料包括酚醛树脂、金属纤维和玻璃纤维中的至少一种。本发明的定子外环和定子内环均为导磁金属材料能够实现对磁力线的传递和连通，并产生作用于第一衔铁和第二衔铁上的电磁力；两个摩擦件均为包括酚醛树脂、金属纤维和玻璃纤维中的至少一种的复合材料，能够提供较大的摩擦力，有效实现制动。其余为普通金属材料。
在一些实施方式中，所述线圈13与所述定子的轴向第一端面之间的最小距离与所述线圈13与所述定子的轴向第二端面之间的最小距离相等；
所述定子外环1的轴向长度与所述定子内环4的轴向长度相等；
所述线圈13的轴向长度小于所述定子外环1的轴向长度。
本发明的线圈与所述定子两个轴向端面之间的最小距离均相等能够使左右两边衔铁受的电磁力相等，提高制动均匀性；定子外环与定子内环的轴向高度相等能使衔铁与内、外圆环都接触，这样线圈通电时衔铁与内圆环之间才没有气隙，使导磁性能更好；线圈轴向长度小于定子外环的轴向长度能够对线圈形成有效的保护。
在一些实施方式中，所述第一磁性吸附结构7为第一衔铁，所述第二磁性吸附结构8为第二衔铁；和/或，所述第一磁性吸附结构7和所述第二磁性吸附结构8均为环状结构。这是本发明的第一磁性吸附结构和第二磁性吸附结构的优选结构形式，衔铁指被固定的电磁铁吸引，而运动后和电磁铁构成闭合磁路，这个运动的铁磁体被称为衔铁。
在一些实施方式中，所述第一摩擦件2为环形片状结构，形成为第一摩擦片，套设于所述第一轮毂5的外周，所述第二摩擦件12为环形片状结构，形成为第二摩擦片，套设于所述第二轮毂10的外周。摩擦件优选为摩擦片的结构形式，能够与轮毂一起转动，制动时通过固定摩擦件从而产生与轮毂之间的滑动摩擦力，产生制动。
本发明还提供一种电机，其包括前任一项所述的双向扭矩制动器。
工作方式，线圈13通电，制动器定子产生电磁力，吸引第一衔铁和第二衔铁，第一衔铁和第二衔铁分别压缩弹簧，使衔铁与定子间的间隙变为0，衔铁与挡板之间的距离变大，第一摩擦片和第二摩擦片被释放，因此电机轴可以带动第一轮毂5和第二轮毂10自由转动。
线圈13断电，制动器定子失去电磁力，弹簧前面被压缩量展开，恢复弹簧力，推动第一衔铁和第二衔铁，分别压向第一挡板3和第二挡板11。其中第一摩擦件2被夹在第一衔铁与第一挡板3之间，第二摩擦件12被夹在第二衔铁与第二挡板11之间，受弹簧力的作用摩擦片与二者接触产生摩擦力，也叫制动力，电机转轴带动第一轮毂5和第二轮毂10分别受到第一摩擦件2和第二摩擦件12的制动力作用停止转动(轮毂内圈是装配在轴上的，轮毂外圈为齿轮结构，摩擦片内圆也为齿轮结构，轮毂与摩擦片之间通过齿轮配合。摩擦片在不受挤压时是没有摩擦力的，此时摩擦片和轮毂随着轴一起自由旋转)，此时的制动力大约为传统单向制动器的2倍，使电机制动性能更可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种双向扭矩制动器，其特征在于：包括：
定子(100)、第一轮毂(5)、第二轮毂(10)、第一摩擦件(2)、第二摩擦件(12)、第一磁性吸附结构(7)、第二磁性吸附结构(8)、第一挡板(3)和第二挡板(11)，所述定子(100)的轴向一侧依次布置所述第一磁性吸附结构(7)、所述第一摩擦件(2)和所述第一挡板(3)，所述定子(100)的轴向另一侧依次布置所述第二磁性吸附结构(8)、所述第二摩擦件(12)和所述第二挡板(11)，所述第一摩擦件(2)能够作用于所述第一轮毂(5)上形成制动摩擦力，所述第二摩擦件(12)能够作用于所述第二轮毂(10)上形成制动摩擦力；当所述定子(100)通电时，能够减小或解除所述第一摩擦件(2)作用于所述第一轮毂(5)上的制动摩擦力，同时还能够减小或解除所述第二摩擦件(12)作用于所述第二轮毂(10)上的制动摩擦力。
2.根据权利要求1所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
当所述定子(100)通电时，能够分别对所述第一磁性吸附结构(7)和第二磁性吸附结构(8)产生电磁力，使得所述第一摩擦件(2)与所述第一轮毂(5)之间的摩擦力减小或为0，同时使得所述第二摩擦件(12)与所述第二轮毂(10)之间的摩擦力减小或为0，当所述定子(100)断电时能够分别解除对所述第一磁性吸附结构(7)和所述第二磁性吸附结构(8)的吸附，使得所述第一摩擦件(2)作用于所述第一轮毂(5)上形成摩擦制动力，同时使得所述第二摩擦件(12)作用于所述第二轮毂(10)上形成摩擦制动力。
3.根据权利要求2所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述定子(100)为环状结构，包括位于径向外侧的定子外环(1)、位于径向内侧的定子内环(4)以及位于所述定子外环(1)与所述定子内环(4)之间的线圈(13)，所述线圈(13)通电时能够产生电磁力而在其轴向一端吸附所述第一磁性吸附结构(7)，在其轴向另一端吸附所述第二磁性吸附结构(8)。
4.根据权利要求3所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述定子内环(4)、所述定子外环(1)和所述线圈(13)注塑为一个整体结构。
5.根据权利要求3所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述第一摩擦件(2)位于所述第一磁性吸附结构(7)与所述第一挡板(3)之间，通过所述第一磁性吸附结构(7)的运动能够与所述第一挡板(3)将所述第一摩擦件(2)夹紧或者使得所述第一磁性吸附结构(7)与所述第一摩擦件(2)之间具有间隙；
所述第二摩擦件(12)位于所述第二磁性吸附结构(8)与所述第二挡板(11)之间，通过所述第二磁性吸附结构(8)的运动能够与所述第二挡板(11)将所述第二摩擦件(12)夹紧或者使得所述第二磁性吸附结构(8)与所述第二摩擦件(12)之间具有间隙。
6.根据权利要求5所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述第一挡板(3)与所述定子(100)之间固定连接，所述第一磁性吸附结构(7)在所述定子(100)与所述第一挡板(3)之间能够移动；所述第二挡板(11)与所述定子(100)之间固定连接，所述第二磁性吸附结构(8)在所述定子(100)与所述第二挡板(11)之间能够移动。
7.根据权利要求6所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
还包括第一螺纹紧固件(161)和第二螺纹紧固件(162)，所述第一螺纹紧固件(161)的第一螺杆穿过所述第一磁性吸附结构(7)而螺纹固定于所述定子外环(1)上，所述第一磁性吸附结构(7)套设于所述第一螺杆上并能沿着所述第一螺杆的方向运动；所述第二螺纹紧固件(162)的第二螺杆穿过所述第二磁性吸附结构(8)而螺纹固定于所述定子外环(1)上，所述第二磁性吸附结构(8)套设于所述第二螺杆上并能沿着所述第二螺杆的方向运动。
8.根据权利要求7所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
还包括第一柱套(6)和第二柱套(9)，所述第一柱套(6)和所述第二柱套(9)均为中空圆柱，所述第一柱套(6)套设在所述第一螺杆上且位于所述第一磁性吸附结构(7)与所述第一挡板(3)之间的位置，所述第二柱套(9)套设在所述第二螺杆上且位于所述第二磁性吸附结构(8)与所述第二挡板(11)之间的位置。
9.根据权利要求8所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述第一柱套(6)和所述第二柱套(9)均为刚性材料制成。
10.根据权利要求3所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述定子(100)上还设置有第一弹性部件(141)和第二弹性部件(142)，所述第一弹性部件(141)能够对所述第一磁性吸附结构(7)产生第一弹性推力，所述第二弹性部件(142)能够对所述第二磁性吸附结构(8)产生第二弹性推力；
当所述线圈断电时，所述第一弹性部件(141)产生的第一弹性推力将所述第一磁性吸附结构(7)和所述第一摩擦件(2)抵接，以对所述第一轮毂(5)产生制动摩擦力；同时所述第二弹性部件(142)产生的第二弹性推力将所述第二磁性吸附结构(8)和所述第二摩擦件(12)抵接，以对所述第二轮毂(10)产生制动摩擦力；
当所述线圈通电时所述线圈(13)能对所述第一磁性吸附结构(7)产生磁吸力，在克服所述第一弹性推力后使得所述第一磁性吸附结构(7)与所述第一摩擦件(2)产生间隙，减小对所述第一轮毂(5)的制动摩擦力，或使得所述第一轮毂(5)的制动摩擦力为0；同时所述线圈(13)通电时还能对所述第二磁性吸附结构(8)产生磁吸力，在克服所述第二弹性推力后使得所述第二磁性吸附结构(8)与所述第二摩擦件(12)产生间隙，减小对所述第二轮毂(10)的制动摩擦力，或使得所述第二轮毂(10)的制动摩擦力为0。
11.根据权利要求10所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述定子外环(1)上设置有第一凹槽，所述第一弹性部件(141)设置于所述第一凹槽中，所述定子外环(1)上还设置有第二凹槽，所述第二弹性部件(142)设置于所述第二凹槽中；和/或，所述第一弹性部件(141)和所述第二弹性部件(142)均为弹簧。
12.根据权利要求3所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述定子外环(1)和所述定子内环(4)均为导磁金属材料，所述第一摩擦件(2)和所述第二摩擦件(12)均为复合材料制成，所述复合材料包括酚醛树脂、金属纤维和玻璃纤维中的至少一种。
13.根据权利要求3所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述线圈(13)与所述定子的轴向第一端面之间的最小距离与所述线圈(13)与所述定子的轴向第二端面之间的最小距离相等；
所述定子外环(1)的轴向长度与所述定子内环(4)的轴向长度相等；
所述线圈(13)的轴向长度小于所述定子外环(1)的轴向长度。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述第一磁性吸附结构(7)为第一衔铁，所述第二磁性吸附结构(8)为第二衔铁；和/或，所述第一磁性吸附结构(7)和所述第二磁性吸附结构(8)均为环状结构。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的双向扭矩制动器，其特征在于：
所述第一摩擦件(2)为环形片状结构，形成为第一摩擦片，套设于所述第一轮毂(5)的外周，所述第二摩擦件(12)为环形片状结构，形成为第二摩擦片，套设于所述第二轮毂(10)的外周。
16.一种电机，其特征在于：包括权利要求1-15中任一项所述的双向扭矩制动器。
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