CN117090876B - 双制动外转子闸机及制动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机设备技术领域，尤其涉及双制动外转子闸机，包括：第一齿盘组，包括第一制动齿盘，及与所述第一制动齿盘悬空相对设置的第一转动齿盘，制动时，所述第一制动齿盘向所述第一转动齿盘移动进行啮合；第二齿盘组，包括第二转动齿盘，及与所述第二转动齿盘悬空相对设置的第二制动齿盘，制动时，所述第二制动齿盘向所述第二转动齿盘移动进行啮合，所述第一制动齿盘与所述第二制动齿盘的位置对称且相对旋转错位半个齿峰；通过设置两个齿盘且错开半个齿峰安装，使闸门转动半个齿峰时必有一个制动齿盘能与闸门内部的齿盘啮合从而及时制动。

Description

双制动外转子闸机及制动控制装置

技术领域

本发明涉及电机设备技术领域，尤其涉及双制动外转子闸机及制动控制装置。

背景技术

通道中的闸机在被无权限的人推动时，需要制动，使闸机不会被推动；当前实现这一功能主要是通过刹车器或减速比很大的减速电机，但是刹车器的齿形限制了闸机进行制动的灵敏度；采用细牙的齿，会磨损过快从而使刹车器滑动失去制动的效果，采用矩形齿，由于矩形齿存在一定的宽度，在闸门被推动时，会存在齿牙宽度的延迟，导致闸门已经被部分推开，从而失去制动的效果。

为此本发明提出一种双制动外转子闸机及制动控制装置。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供双制动外转子闸机及制动控制装置，旨在解决现有闸机中刹车器制动延迟的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种双制动外转子闸机，包括：

设置于所述外转子电机一端的第一齿盘组，包括第一制动齿盘，及与所述第一制动齿盘悬空相对设置的第一转动齿盘，制动时，所述第一制动齿盘向所述第一转动齿盘移动进行啮合；

设置于所述外转子电机另一端的第二齿盘组，包括第二转动齿盘，及与所述第二转动齿盘悬空相对设置的第二制动齿盘，制动时，所述第二制动齿盘向所述第二转动齿盘移动进行啮合，所述第一制动齿盘、所述第一转动齿盘、所述第二转动齿盘和所述第二制动齿盘的齿峰和齿谷宽度均相等，所述第一转动齿盘和所述第二转动齿盘的齿峰位置对称，且所述第一制动齿盘与所述第二制动齿盘的位置相对旋转错位半个齿峰。

进一步的，所述外转子闸机包括制动机构，所述制动机构设置在所述外转子电机的固定轴上，包括：

齿盘导向装置，包括固定套设在所述固定轴两端的固定座及固定在所述固定座上的导向柱，所述第一制动齿盘和所述第二制动齿盘套设在所述固定轴和所述导向柱上；

齿盘驱动装置，包括弹簧、绕线座，两个所述弹簧套设在所述固定轴上且一端弹性抵接于所述绕线座的内底面，另一端弹性抵接于所述第一制动齿盘和所述第二制动齿盘的内底面。

进一步的，所述第一制动齿盘上围绕中心位置设置第一导向柱插孔组，所述第二制动齿盘上围绕中心位置设置第二导向柱插孔组，所述第一导向柱插孔组与所述第二导向柱插孔组旋转错位第一预定角度，两个所述固定座上的导向柱对称设置。

进一步的，所述绕线座包括底部结构和主体结构，所述主体结构为环状包括外环和内环，所述底部结构由所述内环向下延伸与所述固定轴贴合固定，所述内环与所述外环之间形成绕线槽，绕线槽内绕设实心线圈。

进一步的，所述底部结构与所述内环、所述固定轴形成弹簧安装槽凹槽，所述底部结构对应于所述弹簧安装槽内部形成抵接面，所述弹簧一端抵接于所述抵接面上。

进一步的，所述绕线座下方安装有磁吸座，所述磁吸座的母座嵌入到所述固定轴轴壁并与接外导线连接，所述磁吸座的公座贴合所述母座安装并与线圈连接。

进一步的，所述双制动外转子闸机包括定子、外转子，所述定子两端设置轴承，所述轴承的固定部件固定套设于所述固定轴上，所述轴承的转动部件通过隔环支撑所述外转子，所述外转子包括外转子外壳和磁钢，所述磁钢紧贴所述外转子外壳并向两端延伸形成第一台阶，所述隔环向所述磁钢延伸形成与所述第一台阶匹配的第二台阶，所述第二台阶与所述第一台阶配合将所述磁钢固定于所述外转子外壳的内壁。

进一步的，所述双制动外转子闸机包括固定螺丝、第一螺丝插孔、第二螺丝插孔：

所述固定螺丝、所述第一螺丝插孔及所述第二螺丝插孔将所述隔环、所述第一转动齿盘及所述第二转动齿盘固定；所述第一螺丝插孔设置于所述隔环的与所述磁钢相反一侧，所述第二螺丝插孔为两个，分别设置于所述第一转动齿盘上与所述隔环相邻的一侧，和所述第二转动齿盘上与所述隔环相邻的一侧。

一种制动控制装置，应用于上述的双制动外转子闸机，包括：

所述制动控制装置设置在所述实心线圈上，所述制动控制装置包括：

测距模块，测量所述第一制动齿盘与所述第一转动齿盘的距离得到第一测量结果，测量所述第二制动齿盘与所述第二转动齿盘的距离得到第二测量结果；

信号收发模块，将所述第一测量结果和所述第二测量结果发送至制动决策装置；

制动决策模块，判断是否进行紧急制动。

进一步的，所述制动决策模块的决策由嵌入的计算机程序执行，其过程包括：

判断所述第一测量结果和所述第二测量结果是否任意一个为0，若是，则不发出紧急制动信号，若否，则发出紧急制动信号；

所述紧急制动包括：向所述双制动外转子闸机施加使闸门向制动方向摆动的直流电压。

本发明的有益效果是：通过同时在电机上下分别设置两个齿盘且两个齿盘错开半个齿峰安装，使只转动半个齿峰的情况下必有一个齿盘能与闸门内部的齿盘啮合达到制动效果，制动及时有效、对闸机损害小且无噪音。

附图说明

图1为本发明提出的双制动外转子闸机的结构示意图。

图2为本发明提出的双制动外转子闸机的侧面解剖示意图。

图3为双制动齿盘原理图。

图4为双制动外转子闸机的爆炸图。

图5为图4左侧的局部放大图。

附图标记包括：

101-第一制动齿盘，102-第二制动齿盘；

201-第一转动齿盘，202-第二转动齿盘；

3-固定轴；

4-固定座；

5-导向柱；

6-弹簧；

7-绕线座；

8-实心线圈；

9-电机外壳；

10-定子；

11-磁钢；

12-外转子；

13-轴承；

14-磁吸座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1-3所示，为本发明一实施例的双制动外转子闸机，包括：

一种双制动外转子闸机，包括：

设置于所述外转子电机一端的第一齿盘组，包括第一制动齿盘101，及与所述第一制动齿盘101悬空相对设置的第一转动齿盘201，制动时，所述第一制动齿盘101向所述第一转动齿盘201移动进行啮合；

设置于所述外转子电机另一端的第二齿盘组，包括第二转动齿盘202，及与所述第二转动齿盘202悬空相对设置的第二制动齿盘102，制动时，所述第二制动齿盘102向所述第二转动齿盘202移动进行啮合，所述第一制动齿盘101、所述第一转动齿盘201、所述第二转动齿盘202和所述第二制动齿盘102的齿峰和齿谷宽度均相等，所述第一转动齿盘201和所述第二转动齿盘202的齿峰位置对称，且所述第一制动齿盘101与所述第二制动齿盘102的位置相对旋转错位半个齿峰。

在本方案中，实现闸机制动的机构包括转动机构和制动机构，转动机构为闸门和闸机机身，闸门与闸机机身固定在一起，闸机机身与电机的外转子12固定为一体，闸门随电机外壳9和外转子12一起转动，为了制动闸门，需要将外转子12制动，外转子12两端分别固定一个转动齿盘，转动齿盘为矩形齿，跟随外转子12一起转动；而制动齿盘固定在电机两端，且两个制动齿盘的齿峰错位半个齿峰的距离安装，如图3所示，左边是第一制动齿盘，右边是第二制动齿盘，在一个实施例中，齿盘的每个齿峰对应齿盘中心的角度为4度，错峰安装后，在需要制动时，制动齿盘会主动向转动齿盘靠近啮合；所以当闸门最大被推动半个齿峰时，一定会出现以下情况之一：第一制动齿盘101与第一转动齿盘201啮合在一起，或第二制动齿盘102与转动齿盘啮合在一起，即闸门最大只能被推开2度，从而达到了对闸机闸门及时制动的技术效果。

在又一个实施例中，所述第一制动齿盘101和所述第二制动齿盘102设置在所述双制动外转子闸机的制动机构，所述制动机构设置在所述双制动外转子电机的固定轴3上，包括：齿盘导向装置，所述齿盘导向装置包括固定座4及固定在所述固定座4上的导向柱5，所述固定座4固定套设在所述固定轴3两端，所述第一制动齿盘101和所述第二制动齿盘102套设在所述固定轴3和所述导向柱5上；齿盘驱动装置，所述齿盘驱动装置包括支撑导向柱的弹簧6、绕线座7及固定在所述绕线座7内部的实心线圈8，所述弹簧6套在所述固定轴3上并由所述绕线座7支撑，所述绕线座7套在所述弹簧6外围。具体的，制动机构包括固定轴3、定子10和固定座4，固定座4套在固定轴3的两端并与固定轴3固定在一起，固定座4的直径与闸机机身的直径相同，在闸机机身两端，在固定座4的外径区域设置有三个凹槽用以固定导向柱5，三个凹槽在固定座4上均匀分布，因此，导向柱5也是均匀分布，导向柱5上套有制动齿盘，上端的制动齿盘是第一制动齿盘101，下端的制动齿盘是第二制动齿盘102，第一制动齿盘101和下端齿盘通过导向柱5在电机的径向固定，进而实现了将制动齿盘固定在电机两端，使制动组件得以稳定可靠实现制动的技术效果。

在一个实施例中，所述第一制动齿盘上围绕中心位置设置第一导向柱插孔组，所述第二制动齿盘上围绕中心位置设置第二导向柱插孔组，所述第一导向柱插孔组与所述第二导向柱插孔组旋转错位第一预定角度。具体的，导向柱设计为三个，导向柱插孔组包括三个插孔，这三个插孔围绕制动齿盘的中心平均分布，第一制动齿盘和第二制动齿盘上的导向柱插孔组错位第一预定角度，使制动齿盘的齿峰能够刚好错位安装，第一预定角度等于半个齿峰对应的角度。同时，还存在另一种实施方式：使两个固定座上的导向柱错位半个齿峰，而导向柱插孔组完全对称设置。

在本方案中，导向柱设置为多个，具体实施时3个为佳，更加稳固且结构简单，同时，相对于公告号为CN218000211U的实用新型专利带状态反馈的闸机的刹车器及闸机中采用D形导向柱的方式，本方案采用圆形导向柱，具有使制动齿盘上下移动更加顺畅的技术效果。

在又一个实施例中，所述绕线座7包括底部结构和主体结构，所述主体结构为环状包括外环和内环，所述底部结构由所述内环向下延伸并与所述固定轴3贴合固定，所述内环与所述外环之间固定实心线圈，所述底部结构、所述内转子及所述内环之间安装所述弹簧6；所述绕线座7与外转子电机交替接入电源，交替规则为：当所述双制动外转子闸机恢复至关闸位置且不再转动时，断开电源，所述绕线座7接入电源。具体的，制动齿盘在电机的轴向由弹簧6支撑，因而不与第一转动齿盘201或第二转动齿盘202啮合，在导向柱5下方设置有绕线座7，绕线座7中的线圈通电后会产生磁场将第一制动齿盘101或第二制动齿盘102吸向绕线座7，磁场产生的吸引力大于弹簧6的弹力与第一制动齿盘101的重力之和，绕线座7与固定轴3平行固定，并与固定轴3之间留有剩余空间，弹簧6就安装在所述剩余空间中，当闸机闸门需要制动时，绕线座7中的线圈通电，将第一制动齿盘101和第二制动齿盘102吸向绕线座7，进而实现了第一制动齿盘101和第二制动齿盘102中必有一个齿盘与转动齿盘啮合，从而达到及时制动的技术效果。

在一个实施例中，弹簧设计为套设在固定轴上的一个大弹簧，相对于公告号为CN218000211U的实用新型专利状态反馈的闸机的刹车器及闸机中采用多个小弹簧对制动齿盘进行支撑的方式，本方案对齿盘的支撑更稳定，具有不会因弹簧弹力之间的误差导致齿盘倾斜的技术效果，且设计为一个大弹簧结构更简单，安装更方便。

在又一个实施例中，所述绕线座7下方安装有磁吸座14，所述磁吸座（14）的母座嵌入到所述固定轴3轴壁并与接外导线连接，所述磁吸座14的公座贴合所述母座安装并与线圈连接；具体的，公座的接线处与线圈焊接在一起，不需要通过固定轴3穿线，绕线座装配好，当通电时，外接导线连接磁吸座，磁吸座连接绕线座，绕线座以此接入电源，这种方式将线圈与接外导线解耦，进而方便了接外导线的引线，也减少了因导线故障而产生故障的概率。

在又一个实施例中，所述第一转动齿盘和所述第二转动齿盘设置于转动机构，所述转动机构包括：

外转子12和隔环，所述第一转动齿盘201与所述第二转动齿盘202分别与所述外转子12上的磁钢11之间设置所述隔环，所述磁钢11的两端设置贴合所述双制动外转子闸机的外壳内壁的磁钢11凸起，所述隔环设置与所述磁钢11凸起匹配的隔环凸起，所述隔环下方设置轴承13的外环支撑所述隔环并随所述隔环转动，所述轴承13的内环固定在所述固定轴3上；具体的，所述隔环将制动齿盘与外转子12解耦，进而使外转子12不会因频繁的制动而损坏，隔环下方的轴承13使隔环和转动齿盘跟随外转子12一起转动；所述第一螺丝插孔和所述第二螺丝插孔各有两个，将螺丝拧入后将所述第一转动齿盘201、所述第一转动齿盘201及隔环固定在一起，跟随外转子12转动；

在又一个实施例中，所述隔环上与所述磁钢11相反一侧向所述固定轴3的延伸部位设置第一螺丝插孔，所述第一转动齿盘201和所述第二转动齿盘202在相邻所述隔环的一侧向所述固定轴3的延伸部位设置与所述第一螺丝插孔匹配的第二螺丝插孔，通过螺丝、所述第二螺丝插孔、所述第一螺丝插孔将所述隔环、所述第一转动齿盘201、所述第二转动齿盘202固定；具体的，

一种制动控制装置，应用于上述的双制动外转子闸机，包括：

所述制动控制装置设置在所述实心线圈8上，所述制动控制装置包括：

测距模块，测量所述第一制动齿盘101与所述第一转动齿盘201的距离得到第一测量结果，测量所述第二制动齿盘102与所述第一转动齿盘201的距离得到第二测量结果；信号收发模块，将所述第一测量结果和所述第二测量结果发送至制动决策装置；制动决策模块，判断是否进行紧急制动。具体的，本方案依赖制动齿盘和绕线座7进行制动，绕线座7需要中的线圈通电才能达到制动效果，在绕线座7或制动齿盘出现故障的情况下，需要备用制动方案，即本实施例所述的通过制动控制装置来完成备用制动方案；制动控制装置包括测距模块，测距模块为一个激光测距仪，安装在绕线座7上，用来测量绕线座7与第一制动齿盘101或第二制动齿盘102的距离，用以表示制动齿盘与转动齿盘之间的距离，将测量到的距离通过信号收发模块发到其他制动控制装置的制动决策模块，当两个制动控制装置的模块经过判定得到第一制动齿盘101与第一制动齿盘101之间的距离、第二制动齿盘102与第一转动齿盘201之间的距离都不是,此时说明制动失效，则启动紧急制动方案，给闸机中的电机通入使闸门向关闭一侧的电压；为防止闸门被无端制动，绕线座7与电机中的定子10是交替接入电源的，即闸机接入电源正常摆动时，绕线座7中的线圈通电，制动控制装置与绕线座7一同接入电源，所以制动控制装置也与电机交替接入电源，进而达到了当制动齿盘或绕线座7失效时，采用备用方案将闸机的闸门制动的技术效果。

在又一个实施例中，所述制动决策模块的决策由嵌入的计算机程序执行，其过程包括：判断所述第一测量结果和所述第二测量结果是否任意一个为0，若是，则不发出紧急制动信号，若否，则发出紧急制动信号；所述紧急制动包括：向所述双制动外转子闸机施加使闸门向制动方向摆动的直流电压；具体的，其中，制动方向是指与转动方向或转动力方向相反的方向，制动决策模块是通过一个简单的计算机程序，程序接收两个测量结果作为参数，程序内部判断两个参数是否相等，根据程序返回的结果决策是否发出制动信号。同时，还存在另一种实施方式，对绕线座通电后，通过编码器识别磁场是否发生变化，若发生变化，则判断没有如期制动，否则，闸机处于制动状态。通过一个控制程序，对编码器感知的磁场做对应的控制，相对于公告号为CN218000211U的实用新型专利带状态反馈的闸机的刹车器及闸机中通过机械结构以及是否通电来判断制动状态的方式，本方案具有结构简单，更加耐用，对制动状态感知得更加精准的技术效果。

综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种双制动外转子闸机，主体为外转子电机，其特征在于，包括：

设置于所述外转子电机一端的第一齿盘组，包括第一制动齿盘（101），及与所述第一制动齿盘（101）悬空相对设置的第一转动齿盘（201），制动时，所述第一制动齿盘（101）向所述第一转动齿盘（201）移动进行啮合；

设置于所述外转子电机另一端的第二齿盘组，包括第二转动齿盘（202），及与所述第二转动齿盘（202）悬空相对设置的第二制动齿盘（102），制动时，所述第二制动齿盘（102）向所述第二转动齿盘（202）移动进行啮合；

所述第一制动齿盘（101）、所述第一转动齿盘（201）、所述第二转动齿盘（202）和所述第二制动齿盘（102）的齿峰和齿谷宽度均相等，所述第一转动齿盘（201）和所述第二转动齿盘（202）的齿峰位置对称，且所述第一制动齿盘（101）与所述第二制动齿盘（102）的位置相对旋转错位半个齿峰。

2.根据权利要求1所述的双制动外转子闸机，其特征在于，所述外转子闸机包括制动机构，所述制动机构设置在所述外转子电机的固定轴（3）上，包括：

齿盘导向装置，包括固定套设在所述固定轴（3）两端的固定座（4）及固定在所述固定座（4）上的导向柱（5），所述第一制动齿盘（101）和所述第二制动齿盘（102）均套设在所述固定轴（3）和所述导向柱（5）上；

齿盘驱动装置，包括弹簧（6）、绕线座（7），两个所述弹簧（6）套设在所述固定轴（3）上且一端弹性抵接于所述绕线座（7）的内底面，另一端弹性抵接于所述第一制动齿盘（101）和所述第二制动齿盘（102）的内底面。

3.根据权利要求2所述的双制动外转子闸机，其特征在于，所述第一制动齿盘（101）上围绕中心位置设置第一导向柱插孔组，所述第二制动齿盘（102）上围绕中心位置设置第二导向柱插孔组，所述第一导向柱插孔组与所述第二导向柱插孔组旋转错位第一预定角度，两个所述固定座（4）上的导向柱（5）对称设置。

4.根据权利要求2所述的双制动外转子闸机，其特征在于，所述绕线座（7）包括底部结构和主体结构，所述主体结构为环状，包括外环和内环，所述底部结构由所述内环向下延伸并与所述固定轴（3）贴合固定，所述内环与所述外环之间形成绕线槽，所述绕线槽内绕设实心线圈（8）。

5.根据权利要求4所述的双制动外转子闸机，其特征在于，所述底部结构与所述内环、所述固定轴（3）形成弹簧安装槽凹槽，所述底部结构对应于所述弹簧安装槽内部形成抵接面，所述弹簧（6）一端抵接于所述抵接面上。

6.根据权利要求2所述的双制动外转子闸机，其特征在于，所述绕线座（7）下方安装有磁吸座（14），所述磁吸座（14）的母座嵌入到所述固定轴（3）的轴壁并与接外导线连接，所述磁吸座（14）的公座贴合所述母座安装并与线圈连接。

7.根据权利要求1所述的双制动外转子闸机，其特征在于，包括：

所述双制动外转子闸机包括定子、外转子（12），所述定子两端设置轴承（13），所述轴承（13）的固定部件固定套设于固定轴上，所述轴承（13）的转动部件通过隔环支撑所述外转子（12），所述外转子（12）包括外转子（12）外壳和磁钢，所述磁钢紧贴所述外转子（12）的外壳并向两端延伸形成第一台阶，所述隔环向所述磁钢延伸形成与所述第一台阶匹配的第二台阶，所述第二台阶与所述第一台阶配合将所述磁钢固定于所述外转子（12）外壳的内壁。

8.根据权利要求7所述的双制动外转子闸机，其特征在于，包括固定螺丝、第一螺丝插孔、第二螺丝插孔：

所述固定螺丝、所述第一螺丝插孔及所述第二螺丝插孔将所述隔环、所述第一转动齿盘（201）及所述第二转动齿盘（202）固定；所述第一螺丝插孔设置于所述隔环的与所述磁钢（11）相反一侧，所述第二螺丝插孔为两个，分别设置于所述第一转动齿盘（201）上与所述隔环相邻的一侧，和所述第二转动齿盘（202）上与所述隔环相邻的一侧。

9.一种制动控制装置，应用于权利要求1-8任意一项所述的双制动外转子闸机，其特征在于，包括：

所述制动控制装置设置在绕线座的实心线圈上，所述制动控制装置包括：

测距模块，测量所述第一制动齿盘（101）与所述第一转动齿盘（201）的距离得到第一测量结果，测量所述第二制动齿盘（102）与所述第二转动齿盘（202）的距离得到第二测量结果；

信号收发模块，将所述第一测量结果和所述第二测量结果发送至制动决策装置；

制动决策模块，判断是否进行紧急制动。

10.根据权利要求9所述的制动控制装置，其特征在于，所述制动决策模块的决策由嵌入的计算机程序执行，其过程包括：

判断所述第一测量结果和所述第二测量结果是否任意一个为0，若是，则不发出紧急制动信号，若否，则发出紧急制动信号；

所述紧急制动包括：向所述双制动外转子闸机施加使闸门向制动方向摆动的直流电压。