CN114396442A - 一种制动装置、动力总成以及设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种制动装置、动力总成以及设备，解决目前制动装置难以兼顾制动力大小和制动平稳性的技术问题。本申请提供的制动装置，包括过渡部件、静止部件、移动驱动组件、摩擦部件和刹车件，其中过渡部件设有第二牙嵌结构，该第二牙嵌结构能够与需要制动的旋转装置的第一牙嵌结构接合，刹车件以被挤压的状态设置在摩擦部件与制动腔的腔壁之间，使得刹车件压紧摩擦部件与制动腔的腔壁。移动驱动组件驱动过渡部件移动，以使第二牙嵌结构与第一牙嵌结构接合，旋转装置的扭矩传递至摩擦部件，摩擦部件具有转动趋势，通过刹车件与摩擦部件、制动腔的腔壁之间的摩擦力提供制动力，使得旋转装置制动，并且通过摩擦可以缓冲制动冲击。

Description

一种制动装置、动力总成以及设备

技术领域

本申请属于制动装置技术领域，具体涉及一种制动装置、动力总成以及设备。

背景技术

制动器是具有使运动(旋转)部件减速、停车或保持静止状态等功能的一种装置。制动器因现代工业机械的发展而出现多种结构形式，大体可以分为接触式式制动器和非接触式制动器。制动器主要有几个需要关注的关键技术，例如体积重量、制动力矩、制动功率、投入转速、能带走的能量等方面。在体积重量受限的环境中，多采用接触式制动器。

对于接触式制动器，主要有摩擦式制动器和牙嵌式制动器两种类型。

摩擦式制动器通过刹车片与摩擦盘之间的摩擦力，提供制动力矩，为运动机械提供刹车功能。摩擦式制动器的刹车力矩受到刹车半径、预紧力、动摩擦系数等方面的影响，主要缺点是制动力小、体积重量大、发热严重等。

牙嵌式制动器主要通过齿轮啮合方式为旋转部件提供紧急制动力矩。其制动原理是通过齿轮的刚性啮合和滑移提供制动力矩。为了减小对系统的冲击，牙嵌式制动器只能在静态或者转速非常低的情况下，才能投入使用，很多时候作为限位器在使用，作为动态投入刹车使用时，其使用条件受限较多。

综上，现有技术中的制动装置难以兼顾制动力大小和制动平稳性。

发明内容

为解决目前制动装置难以兼顾制动力大小和制动平稳性的技术问题，本申请提供一种制动装置、动力总成以及设备。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种制动装置，用于对设有第一牙嵌结构的旋转装置进行制动，所述制动装置包括：

过渡部件，设有过渡轴和用于与所述第一牙嵌结构接合的第二牙嵌结构；

静止部件，设有制动腔；

移动驱动组件，设于过渡部件或静止部件上，用于驱动所述过渡部件移动，以使所述第二牙嵌结构与所述第一牙嵌结构接合或脱离；

摩擦部件，可移动地安装于所述过渡轴上、且位于所述制动腔中；

刹车件，挤压设置在所述摩擦部件与所述制动腔的腔壁之间。

由上述技术方案可知，本申请提供的制动装置，包括过渡部件、静止部件、移动驱动组件、摩擦部件和刹车件，其中过渡部件设有第二牙嵌结构，该第二牙嵌结构能够与需要制动的旋转装置的第一牙嵌结构接合，因而本申请提供的制动装置本质上是一种牙嵌式制动器。静止部件用于承受制动时的制动反力，并且作为摩擦部件和刹车件的安装基础。移动驱动组件用于驱动过渡部件移动，以使第二牙嵌结构与第一牙嵌结构接合或脱离，摩擦部件位于制动腔中，刹车件以被挤压的状态设置在摩擦部件与制动腔的腔壁之间，使得刹车件压紧摩擦部件与制动腔的腔壁。当第二牙嵌结构与第一牙嵌结构接合时，旋转装置的扭矩通过第一牙嵌结构传递至第二牙嵌结构，进而通过过渡轴传递至摩擦部件，摩擦部件具有转动趋势，刹车件与摩擦部件之间、以及刹车件与制动腔的腔壁之间具有静摩擦力，若静摩擦力之和不小于第一牙嵌结构施加于第二牙嵌结构上的扭力，则旋转装置直接制动，若静摩擦力之和小于第一牙嵌结构施加于第二牙嵌结构上的扭力，则摩擦部件在扭矩作用下仍会旋转一定角度，在摩擦部件的旋转过程中，刹车件与摩擦部件之间形成动摩擦力，使得摩擦部件迅速停转，制动力通过摩擦部件、过渡轴、第二牙嵌结构传递至第一牙嵌结构，使得旋转装置制动。本申请提供的制动装置，通过在静止部件与摩擦部件之间设置挤压的刹车件，通过摩擦制动且缓冲制动冲击，能够降低牙嵌式刹车在高速投入时对系统的冲击。

相比于现有技术，本申请提供的制动装置在制动瞬间为静摩擦，相比于现有的普通摩擦式制动器在投入工作瞬间为动摩擦，由于静摩擦系数要大于动摩擦系数，因此本申请提供的制动装置能够提供更大制动力。本申请提供的制动装置在制动瞬间为静摩擦，刹车件与摩擦部件、制动腔的腔壁之间不会发生相对移动或者发生小范围(小于一圈)的相对移动，相比于现有普通摩擦式制动器在投入工作过程中，预紧力是从零逐步上升到最大，在加载过程中摩擦发热较大，同时制动时间较长，本申请提供的制动装置在投入瞬间即可以提供最大制动力，没有逐步加载过程，因此制动时间更短，发热量更小。

在一些实施方式中，所述刹车件设于所述摩擦部件的轴向外端面与所述制动腔的轴向腔壁之间；和/或，所述刹车件设于所述摩擦部件的径向外端面与所述制动腔的径向腔壁之间。

通过将刹车件沿轴向设置在摩擦部件与制动腔的腔壁之间，由于轴向端面面积较大，刹车件与摩擦部件和制动腔的腔壁的接触面积较大，因此可以获得更大的静摩擦力。通过将刹车件沿径向设置在摩擦部件与制动腔的腔壁之间，使得沿过渡轴的轴线方向，整个制动装置的尺寸较小，有利于制动装置的小型化。可根据不同的应用场景选择刹车件的安装位置，提高该制动装置的通用性。

在一些实施方式中，所述刹车件设置有两个，两个所述刹车件均设于所述摩擦部件的轴向外端面与所述制动腔的轴向腔壁之间，且两个所述刹车件与所述摩擦部件的两个轴向外端面分别接触。

通过设置多个刹车件，增加刹车件与摩擦部件和制动腔的腔壁的接触面积，提高制动的摩擦力。

在一些实施方式中，所述静止部件包括：

外壳，套设于所述过渡轴；

锁紧盘，与所述外壳合围成所述制动腔；

其中，所述外壳和所述锁紧盘分别与两个所述刹车件接触。

通过将静止部件设置为包括外壳和锁紧盘，外壳和锁紧盘形成封闭的制动腔，保护位于其中的摩擦部件和刹车件，且防止油、水或异物进入，提高制动装置使用寿命。并且外壳还可作为移动驱动组件的安装基础，并且便于整个制动装置的安装固定。

在一些实施方式中，所述移动驱动组件包括作用方向相反的电磁铁和弹性件。

通过设置电磁铁和弹性件共同作用于过渡部件或静止部件，使得本申请的制动装置能够实现电控制动。

在一些实施方式中，所述过渡部件还包括：

轴盘，连接于所述过渡轴、且与所述弹性件接触，所述第二牙嵌结构设于所述轴盘上。

通过设置轴盘，一方面便于设置第二牙嵌结构，另一方面可为弹性件提供作用点。

在一些实施方式中，所述刹车件连接于所述摩擦部件或所述制动腔的腔壁；或者，所述刹车件与所述摩擦部件一体成型。

通过将刹车件与摩擦部件或制动腔的腔壁连接，能够避免刹车件接触油或水后与摩擦部件或制动腔的腔壁相对滑动，保证制动精度。

在一些实施方式中，所述刹车件的硬度小于所述静止部件和所述摩擦部件；所述刹车件的材料为金属材料或弹性材料。

通过设置刹车件的硬度小，并且采用弹性材料，使得刹车件在挤压状态下能够发生一定程度的变形，进一步提高摩擦力。并且弹性材料能够吸收第二牙嵌结构与第一牙嵌结构刚性接合时的振动冲击，能够在很大程度上降低刚性刹车对系统的冲击。

在一些实施方式中，所述摩擦部件与所述过渡轴设置为花键连接、齿轮齿圈啮合或者平键连接。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种动力总成，包括：

旋转装置，设有第一牙嵌结构；

上述的制动装置；

其中，所述第二牙嵌结构在所述移动驱动组件的驱动下与所述第一牙嵌结构接合或脱离。

本申请提供的动力总成，由于包含有上述的制动装置，相应的具有上述制动装置的优点，总体来说，该动力总成能够在静态、低转速、高转速等任一运行工况下有效制动，具有制动精度高、制动效果好、制动冲击小、应用范围广的优点。

在一些实施方式中，所述第二牙嵌结构与所述第一牙嵌结构设置为花键连接、齿轮齿圈啮合、端面齿啮合或者平键连接。

在一些实施方式中，所述过渡轴与所述第一牙嵌结构同轴设置。

通过将过渡轴与第一牙嵌结构同轴设置，使得过渡轴、第一牙嵌结构和第二牙嵌结构均同轴设置，一方面便于该动力总成的内部结构的布置，另一方面便于扭矩传递。

在一些实施方式中，所述旋转装置为电机，所述电机包括：

转子，包括连接的转轴和所述第一牙嵌结构；

定子，套设于所述转轴上、且与所述静止部件连接；

轴承，套装于所述转轴上、且位于所述转轴与所述定子之间。

通过将电机的定子与制动装置的静止部件连接，使得静止部件将刹车力矩传递到电机的定子上，实现该动力总成的独立制动。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种设备，包括上述的动力总成。

本申请提供的设备，由于包含有上述的动力总成，相应的具有上述动力总成的优点，总体来说，该设备能够在静态、低转速、高转速等任一运行工况下有效制动，具有运行精度高、制动效果好、制动冲击小、应用范围广的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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示出了本申请实施例中动力总成的全剖结构图。

图2示出了图1的动力总成中制动装置的摩擦部件的结构示意图。

图3示出了图1的动力总成中制动装置的移动驱动组件与静止部件的装配结构图。

图4示出了图1的动力总成中制动装置的过渡部件的结构示意图。

图5示出了图1的动力总成中旋转装置(隐藏定子四分之一)的结构示意图。

图6示出了图1的动力总成中过渡部件、摩擦部件与旋转装置的转子的装配结构图。

附图标记说明：

100-动力总成，110-制动装置；1-旋转装置，11-定子，12-转子，121-转轴，122-第一牙嵌结构，13-轴承；2-静止部件，21-制动腔，22-外壳，23-锁紧盘；3-过渡部件，31-过渡轴，311-外花键，32-轴盘，33-第二牙嵌结构；4-摩擦部件，41-内花键；5-刹车件；6-移动驱动组件，61-电磁铁，62-弹性件。

具体实施方式

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的一部分实施例，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，都属于本申请保护的范围。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

相关技术中，普通摩擦式制动器在投入工作瞬间为动摩擦，且普通摩擦式制动器在投入工作过程中，预紧力是从零逐步上升到最大，在加载过程中摩擦发热较大，同时制动时间较长。本申请实施例提供一种制动装置、动力总成以及设备，至少能够在一定程度上解决目前摩擦式制动器、制动时间长、摩擦发热严重的技术问题。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

实施例1：

本申请实施例提供一种动力总成100，如图1所示，为该动力总成100的全剖视图。该动力总成100包括旋转装置1和制动装置110，也即，旋转装置1和制动装置110集成为一体，对外输出扭矩并可准确制动。当然，在某些实施例中，旋转装置1和制动装置110也可设置为两个独立的构件，通过传动结构实现扭矩的传递。该传动结构采用牙嵌结构，即旋转装置1的转子12上设置有第一牙嵌结构122，制动装置110对应设置有第二牙嵌结构33，当第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122接合时，实现旋转装置1与制动装置110之间的扭矩传递，制动装置110为旋转装置1提供与旋转装置1输出动力相反的制动力，使得旋转装置1快速停止转动，实现制动。

具体的，在某些实施例中，牙嵌结构具体可以是相匹配的内花键与外花键、齿轮齿圈、相互啮合的端面齿或者平键。以齿轮齿圈为例，具体可以是在旋转装置1的转子12上设置一外伸的齿盘，制动装置110对应设置有内齿圈，通过将齿盘与内齿圈之间相对位移，则可使得齿盘与内齿圈啮合或脱离。当然，也可选择在旋转装置1的转子12上设置齿圈，制动装置110对应设置有外齿轮。牙嵌结构的具体结构形式本申请不做限制。

旋转装置1是该动力总成100中需要制动的部件，旋转装置1可以是需要制动的电机或者其它旋转机械，例如车轮的轮轴。本申请对旋转装置1的具体类型不做限制，旋转装置1的具体类型和结构可参照现有技术的相关公开。本申请改进了该动力总成100中的制动装置110，本实施例中，该制动装置110以牙嵌式制动器为结构基础，集成了摩擦式制动器的结构特点，通过结构设计，形成一种摩擦牙嵌式制动器，采用摩擦缓冲方案，降低牙嵌式刹车在高速投入时对系统的冲击，改进现有牙嵌式制动器制动冲击大的缺陷，以及摩擦式制动器制动时间长、摩擦发热严重的缺陷，兼具制动力大、制动时间短、制动冲击小、制动摩擦发热小四个方面的性能。

具体参见图1，本实施例中，该制动装置110包括过渡部件3、静止部件2、移动驱动组件6、摩擦部件4和刹车件5，其中过渡部件3设有第二牙嵌结构33和过渡轴31，该第二牙嵌结构33能够与需要制动的旋转装置1的第一牙嵌结构122接合，因而该制动装置110本质上仍是一种牙嵌式制动器。静止部件2用于承受制动时的制动反力，并且作为摩擦部件4和刹车件5的安装基础。移动驱动组件6用于驱动过渡部件3移动，以使第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122接合或脱离，当第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122接合时，旋转装置1的扭矩通过第一牙嵌结构122传递至第二牙嵌结构33，进而通过过渡轴31传递至摩擦部件4。为了方便摩擦部件4和刹车件5的安装与制动，静止部件2中设置有制动腔21，摩擦部件4和刹车件5均位于制动腔21中，且刹车件5位于摩擦部件4与制动腔21的腔壁之间。

由于制动过程需要第二牙嵌结构33移动至与第一牙嵌结构122接合的位置，因此第二牙嵌结构33所在的整个过渡部件3均需要能够沿某一设定方向移动，摩擦部件4安装于过渡轴31上，摩擦部件4与过渡轴31可沿该设定方向相对移动，但是不可以发生相对转动，保证扭矩的正常传递。在某些实施例中，摩擦部件4与过渡轴31可以设置为花键连接、齿轮齿圈啮合或者平键连接，具体连接方式本申请不做限制。图6示出了摩擦部件4与过渡轴31通过内花键41与外花键311连接的技术方案，过渡轴31的外表面设置外花键311，摩擦部件4的中心设置内花键41，内花键41与外花键311相配合，既能传递扭矩，又能实现轴向的相对移动。

摩擦部件4和刹车件5均位于制动腔21中，且刹车件5在制动腔21中处于被挤压的状态。当第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122接合时，旋转装置1的扭矩通过第一牙嵌结构122传递至第二牙嵌结构33，进而通过过渡轴31传递至摩擦部件4，摩擦部件4具有转动趋势，使得刹车件5与摩擦部件4之间、以及刹车件5与制动腔21的腔壁之间具有静摩擦力，当静摩擦力之和不小于第一牙嵌结构122施加于第二牙嵌结构33上的扭力时，摩擦部件4不会发生转动，静摩擦力所提供的制动力通过摩擦部件4、过渡轴31、第二牙嵌结构33传递至第一牙嵌结构122，使得旋转装置1直接制动。若静摩擦力之和小于第一牙嵌结构122施加于第二牙嵌结构33上的扭力，则摩擦部件4在剩余扭矩作用下仍会旋转一定角度(小于一圈)，在摩擦部件4的旋转过程中，刹车件5与摩擦部件4之间形成动摩擦力，某些情况下，刹车件5与制动腔21的腔壁之间也会形成动摩擦力，上述动摩擦力使得摩擦部件4迅速停转，制动力通过摩擦部件4、过渡轴31、第二牙嵌结构33传递至第一牙嵌结构122，使得旋转装置1制动。

该制动装置110是由刹车件5与摩擦部件4、制动腔21的腔壁之间的摩擦力提供制动力，在某些实施例中，为了实现更大的挤压力，方便刹车件5的变形，刹车件5的硬度应当小于静止部件2和摩擦部件4。刹车件5的材料可以是硬质的金属材料，例如粉末冶金等；刹车件5的材料也可采用软质的弹性材料，例如塑料、橡胶等。当刹车件5采用能够受挤压而变形的材料是，刹车件5能够吸收第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122刚性接合时的振动冲击，在很大程度上降低刚性刹车对系统的冲击，也就是说，该制动装置110即具备牙嵌式制动器大制动力矩的优点，又有投入工作时冲击小的优势，可以在较高转速下投入使用。通过改变刹车件5的预紧力，以及刹车件5的材料、硬度等参数，可以调整刹车力矩，以设计出满足系统要求的刹车力矩。

刹车件5可以是与摩擦部件4和静止部件2均相互分离的结构，在某些实施例中，刹车件5也可以与摩擦部件4或制动腔21的腔壁固定连接，例如刹车件5采用橡胶件，摩擦部件4采用金属件，通过热合工艺将橡胶件与金属件固连为一体，固连后刹车件5仅与制动腔21的腔壁产生挤压摩擦，由于接触面减小，降低刹车件5接触油或水后与摩擦部件4或制动腔21的腔壁相对滑动的几率，保证制动精度。在另一些实施例中，也可将刹车件5与摩擦部件4一体成型，也即摩擦部件4自身同时作为刹车件5。

在某些实施例中，刹车件5、摩擦部件4、静止部件2分体设置，刹车件5沿轴向设置在摩擦部件4与制动腔21的腔壁之间，即刹车件5与摩擦部件4的轴向外端面摩擦接触，且刹车件5与制动腔21的轴向腔壁摩擦接触，通过对刹车件5轴向挤压预紧，轴向预紧力产生摩擦制动力。由于轴向端面面积较大，刹车件5与摩擦部件4和制动腔21的腔壁的接触面积较大，因此可以获得更大的静摩擦力、动摩擦力。请参阅图2，沿轴向，摩擦部件4具有两个外端面，在某些实施例中，该动力总成100具有两个刹车件5，两个刹车件5分别压紧摩擦部件4的两个轴向外端面，增加刹车件5与摩擦部件4和制动腔21的腔壁的接触面积，提高制动的静摩擦力。

在某些实施例中，刹车件5沿径向设置在摩擦部件4与制动腔21的腔壁之间，即刹车件5与摩擦部件4的径向外端面摩擦接触，且刹车件5与制动腔21的径向腔壁摩擦接触，通过对刹车件5径向挤压预紧，径向预紧力产生摩擦制动力。通过将刹车件5沿径向设置在摩擦部件4与制动腔21的腔壁之间，使得沿过渡轴31的轴线方向，整个制动装置110的尺寸较小，有利于制动装置110的小型化。

在某些实施例中，也可将刹车件5设置为同时沿径向和轴向设置在摩擦部件4与制动腔21的腔壁之间。例如刹车件5设置为多个，多个刹车件5同时挤压于摩擦部件4的径向外端面与制动腔21的径向腔壁之间，以及摩擦部件4的轴向外端面与制动腔21的轴向腔壁之间；或者刹车件5为具有空间形状的一体式结构件，刹车件5设置有与摩擦部件4外形相适配的型腔，使得装配后摩擦部件4与该型腔的轴向腔壁和径向腔壁均接触。由于刹车件5与摩擦部件4和制动腔21的摩擦面积大，因而在径向和轴向均可提供摩擦力，此种布置方式较为适合制动力矩较大的使用场景。

请参阅图3，在某些实施例中，静止部件2包括外壳22和锁紧盘23，外壳22中设置有空腔，锁紧盘23覆盖于该空腔的开口，锁紧盘23与外壳22合围成封闭的制动腔21，保护位于其中的摩擦部件4和刹车件5，且防止油、水或异物进入，提高制动装置110使用寿命。当动力总成100具有两个刹车件5时，两个刹车件5分别与外壳22和锁紧盘23摩擦接触。锁紧盘23通过焊接、螺纹连接等连接方式与外壳22固定连接，并对刹车件5提供预紧力，该预紧力大小根据需要的刹车力矩设计。相比于普通摩擦式制动器采用弹簧压紧方式，该制动装置110采用锁紧盘23提供预紧力，能够提供更大的预紧力，因此能够提供更大的制动力。

为方便布置，在某些实施例中，外壳22套设于过渡轴31上，在某些实施例中也可将锁紧盘23套设于过渡轴31上。外壳22可作为移动驱动组件6的安装基础，另一方面，外壳22用于将整个制动装置110与固定的装置结构连接。例如，可将外壳22与旋转装置1的定子11固连，简化该动力总成100的结构，也可在外壳22上设置螺纹孔，将外壳22与其他固定的结构件连接固定。

移动驱动组件6用于实现第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122的相对移动，具体是沿过渡部件3的过渡轴31的轴向相对移动。移动驱动组件6可以采用现有技术中任一直线位移机构，例如电缸、气缸、电动伸缩杆等。具体参阅图3，在某些实施例中，移动驱动组件6安装于静止部件2的壳体中，移动驱动组件6包括电磁铁61和弹性件62，电磁铁61呈环形，平行于过渡部件3的旋转面，用于吸引过渡部件3；弹性件62作用于过渡部件3，具体可采用弹簧、弹片或者压缩的软胶材料。电磁铁61与弹性件62对过渡部件3的作用力相反，例如，电磁铁61通电时产生磁性，克服弹性件62的弹性吸引过渡部件3移动，使得第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122脱离，电磁铁61断电时磁性消失，弹性件62推动过渡部件3移动，使得第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122接合，即通电释放、断电刹车。

当然，在某些实施例中，也可改变移动驱动组件6的安装位置实现通电刹车、断电释放，具体的，将移动驱动组件6安装于过渡部件3中，电磁铁61通电时产生磁性、吸引旋转装置1的定子11，磁力驱动过渡部件3和移动驱动组件6克服弹性件62、向旋转装置1共同移动，使得第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122接合；电磁铁61断电时磁性消失，弹性件62推动过渡部件3移动，使得第二牙嵌结构33与第一牙嵌结构122脱离。

请参阅图4，在某些实施例中，过渡部件3具体包括过渡轴31和轴盘32，过渡轴31与轴盘32可以是机械加工的一体式结构，也可通过粘接、焊接等常规连接方式固连为一体。过渡轴31与轴盘32共轴设置，且轴盘32的横截面尺寸大于过渡轴31，一方面，轴盘32较大的表面积便于设置第二牙嵌结构33，另一方面轴盘32较大的表面积便于与弹性件62接触，为弹性件62提供作用点。

请参阅图5和图6，在某些实施例中，该旋转装置1为电机，电机包括转子12、定子11和轴承13，转子12包括转轴121和转盘，转轴121和转盘可以是机械加工的一体式结构，也可通过粘接、焊接等常规连接方式固连为一体，转盘上设置有第一牙嵌结构122，定子11通过轴承13安装于转轴121。为了方便该动力总成100的内部结构的布置，在某些实施例中，过渡轴31与第一牙嵌结构122同轴设置，即过渡轴31、轴盘32、转轴121和转盘均同轴设置，便于扭矩传递。

请参阅图1，以牙嵌结构采用齿轮齿圈、移动驱动组件6包括电磁铁61和弹性件62(通电释放、断电刹车)、设置有两个刹车件5的动力总成100为例，该动力总成100的制动原理如下：

在通电时，电磁铁61将过渡轴31的轴盘32与静止部件2的外壳22吸在一起，过渡轴31的轴盘32与电机轴转子12的转盘轴向分离，如图6所示，电机转子12自由旋转，电机正常工作。

在断电(需要刹车或者意外断电)时，弹性件62为过渡轴31的轴盘32提供轴向力，使过渡轴31沿轴向运动，过渡轴31的轴盘32的齿圈与电机轴转子12转盘的齿啮合，电机转子12的转矩通过过渡轴31传递给摩擦部件4，摩擦部件4(凸轮盘)具有跟随过渡轴31转动的趋势，使得刹车件5与摩擦部件4之间，和/或，刹车件5与制动腔21的腔壁之间具有静摩擦力。

若静摩擦力之和不小于第一牙嵌结构122施加于第二牙嵌结构33上的扭力，则旋转装置1直接制动，制动力通过摩擦部件4、过渡轴31、第二牙嵌结构33传递至第一牙嵌结构122，使得旋转装置1制动。若静摩擦力之和小于第一牙嵌结构122施加于第二牙嵌结构33上的扭力，则摩擦部件4在扭矩作用下仍会旋转一定角度(小于一圈)，在摩擦部件4的旋转过程中，刹车件5与摩擦部件4之间形成动摩擦力，使得摩擦部件4迅速停转，制动力通过摩擦部件4、过渡轴31、第二牙嵌结构33传递至第一牙嵌结构122，使得旋转装置1制动。

上述制动过程中，制动装置110在制动瞬间为静摩擦，相比于现有的普通摩擦式制动器在投入工作瞬间为动摩擦，由于静摩擦系数要大于动摩擦系数，因此上述制动装置110能够提供更大制动力。并且由于制动装置110在制动开始时为静摩擦状态，刹车件5与摩擦部件4、制动腔21的腔壁之间不会发生相对移动或者发生小范围(小于一圈)的相对移动，相比于现有普通摩擦式制动器在投入工作过程中，预紧力是从零逐步上升到最大，在加载过程中摩擦发热较大，同时制动时间较长，本申请提供的制动装置110在投入瞬间即可以提供最大制动力，没有逐步加载过程，因此制动时间更短，发热量更小。

实施例2：

基于同样的发明构思，本申请实施例提供一种设备，该设备设置有上述实施例1的动力总成100。上述实施例1的动力总成100中，制动装置110为柔性的牙嵌式电磁制动器，既具备牙嵌式制动器大刹车力矩，又满足在较高转速下投入使用时对系统冲击小的要求。上述实施例1的制动装置110能够避免刚性急停产生大量热量、造成零部件磨损，减小整个系统的体积重量。因此，该设备可以是现有技术中任一需要执行转动运动的设备，尤其是机器人、无人机等对体积重量较为敏感的设备，或者平衡车等对制动精度要求较高的设备。该设备的具体类型此处不做穷举。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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申请的限制。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种制动装置，用于对设有第一牙嵌结构的旋转装置进行制动，其特征在于，所述制动装置包括：

过渡部件，设有过渡轴和用于与所述第一牙嵌结构接合的第二牙嵌结构；

静止部件，设有制动腔；

移动驱动组件，设于过渡部件或静止部件上，用于驱动所述过渡部件移动，以使所述第二牙嵌结构与所述第一牙嵌结构接合或脱离；

摩擦部件，可移动地安装于所述过渡轴上、且位于所述制动腔中；

刹车件，挤压设置在所述摩擦部件与所述制动腔的腔壁之间。

2.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于：所述刹车件设于所述摩擦部件的轴向外端面与所述制动腔的轴向腔壁之间；和/或，所述刹车件设于所述摩擦部件的径向外端面与所述制动腔的径向腔壁之间。

3.如权利要求2所述的制动装置，其特征在于：所述刹车件设置有两个，两个所述刹车件均设于所述摩擦部件的轴向外端面与所述制动腔的轴向腔壁之间，且两个所述刹车件与所述摩擦部件的两个轴向外端面分别接触。

4.如权利要求3所述的制动装置，其特征在于：所述静止部件包括：

外壳，套设于所述过渡轴；

锁紧盘，与所述外壳合围成所述制动腔；

其中，所述外壳和所述锁紧盘分别与两个所述刹车件接触。

5.如权利要求1-4中任一项所述的制动装置，其特征在于：所述移动驱动组件包括作用方向相反的电磁铁和弹性件。

6.如权利要求5所述的制动装置，其特征在于：所述过渡部件还包括：

轴盘，连接于所述过渡轴、且与所述弹性件接触，所述第二牙嵌结构设于所述轴盘上。

7.如权利要求1-4中任一项所述的制动装置，其特征在于：所述刹车件连接于所述摩擦部件或所述制动腔的腔壁；或者，所述刹车件与所述摩擦部件一体成型。

8.如权利要求7所述的制动装置，其特征在于：所述刹车件的硬度小于所述静止部件和所述摩擦部件；所述刹车件的材料为金属材料或弹性材料。

9.如权利要求1-4中任一项所述的制动装置，其特征在于：所述摩擦部件与所述过渡轴设置为花键连接、齿轮齿圈啮合或者平键连接。

10.一种动力总成，其特征在于：包括：

旋转装置，设有第一牙嵌结构；

权利要求1-9中任一项所述的制动装置；

其中，所述第二牙嵌结构在所述移动驱动组件的驱动下与所述第一牙嵌结构接合或脱离。

11.如权利要求10所述的动力总成，其特征在于：所述第二牙嵌结构与所述第一牙嵌结构设置为花键连接、齿轮齿圈啮合、端面齿啮合或者平键连接。

12.如权利要求10所述的动力总成，其特征在于：所述过渡轴与所述第一牙嵌结构同轴设置。

13.如权利要求10-12中任一项所述的动力总成，其特征在于：所述旋转装置为电机，所述电机包括：

转子，包括连接的转轴和所述第一牙嵌结构；

定子，套设于所述转轴上、且与所述静止部件连接；

轴承，套装于所述转轴上、且位于所述转轴与所述定子之间。

14.一种设备，其特征在于：包括权利要求10-13中任一项所述的动力总成。

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