CN117847117A - 一种磁制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于磁制动技术领域，尤其是一种磁制动系统，该磁制动系统包括竖直的刹车导轨、设于刹车导轨上的磁模块，和纵向转动设置的支撑臂；本磁制动系统还包括设于支撑臂上端且与磁模块相邻的导体件，以及设于支撑臂的下端并用于与刹车导轨摩擦贴合实现刹车的刹车摩擦块；初始状态下，刹车摩擦块与刹车导轨之间具有空隙，空隙的宽度小于磁感应气隙的宽度；贴合状态下，支撑臂的下端位于刹车摩擦块的自锁摩擦角范围内；本发明的系统响应速度快，制动距离小，结构更加简单，实现方式更容易，利用磁力感应制动并同时触发制动刹车，不存在磨损导致制动失效的情况，而且刹车接触面积大，大大提升了制动系统的安全性能。

Description

一种磁制动系统

技术领域

本发明涉及磁制动技术领域，特别涉及一种磁制动系统。

背景技术

在实际生产生活中，在许多的运载系统中，都需要对运动本体进行刹车制动，一方面是方便生产的需要，另一方面也是起到防护安全操作的目的。比如纵向运动的货物/人员升降系统，以及水平/斜向移动的运送系统等，在实际运行中必须要配置制动系统，以保证运动本体安全性，避免出现失速事故，保障人员或者货物的安全。然而，目前多数的运载系统的制动系统都是通过接触触发，比如在人员升降系统中，运动本体（也即电梯箱体）的速度检测是通过制动系统中的限速器来实现，在运动本体运动过程中带动限速器的缆绳同步运动，当运动速度超过阈值后缆绳触发制动系统进行刹车；此外，一些运送系统也通过同步轮触发的实现，在运动本体运动过程中，同步轮始终同步在轨道上滚动，通过同步轮检测超速或者失速的速度，进而触发制动系统进行刹车。

上述制动系统中不管哪一个系统都采用了接触式的触发方式，由于在日常的运行过程中会产生磨损，这导致后期的维护工作较为频繁，而且因磨损导致制动触发失效的安全风险也比较高，因此，有必要对现有的制动技术提出改进，以保证人员或者设备的安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁制动系统，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁制动系统，该磁制动系统包括竖直设置的刹车导轨，所述磁制动系统还包括：

磁模块，设有多个且纵向排布在所述刹车导轨上；

支撑臂，其中部通过转轴与运动本体纵向转动设置，所述支撑臂的上下两端均倾斜朝向所述刹车导轨；

导体件，设于所述支撑臂的上端，装配到位时，所述导体件与所述磁模块相对且二者之间具有磁感应气隙；

刹车摩擦块，设于所述支撑臂的下端并用于与所述刹车导轨摩擦贴合实现刹车；初始状态下，所述刹车摩擦块与所述刹车导轨之间具有空隙，所述空隙的宽度小于所述磁感应气隙的宽度；贴合状态下，所述支撑臂的下端位于所述刹车摩擦块的自锁摩擦角范围内。

本发明所述的磁制动系统，其中，所述磁制动系统还包括在所述运动本体失速下坠时将所述刹车摩擦块抵在在所述刹车导轨上的保持机构。

本发明所述的磁制动系统，其中，所述保持机构包括水平设于所述支撑臂下方的伸缩组件、为所述伸缩组件供电的发电机、带动所述发电机转动并发电的导轮；所述导轮与所述刹车导轨滚动贴合；初始状态下，所述伸缩组件的活动端子与所述支撑臂分离，贴合状态下，所述伸缩组件的活动端子将所述支撑臂的下端抵在所述刹车导轨上。

本发明所述的磁制动系统，其中，所述导轮与所述刹车摩擦块位于同一竖直面上，所述刹车导轨上对应所述刹车摩擦块设有导向槽，所述导轮位于所述导向槽内。

本发明所述的磁制动系统，其中，所述磁制动系统还包括用于控制所述伸缩组件复位的复位控制器，所述复位控制器与中央控制系统电连接。

本发明所述的磁制动系统，其中，所述导体件设有两个且分别位于所述刹车摩擦块的左右两侧，所述磁模块对应两所述导体件设有两组。

本发明所述的磁制动系统，其中，所述刹车摩擦块和所述导体件均与所述支撑臂可拆卸连接。

本发明所述的磁制动系统，其中，所述磁模块为永磁铁或励磁线圈。

与现有技术相比，本发明的技术效果和优点：

本发明的系统响应速度快，制动距离小，抛弃了传统制动系统通过接触式触发停车存在弊端的方式。当运动本体失速时，通过磁模块与导体件的磁阻尼效应产生的推力作用在支撑臂上使其逆时针偏摆，进而使得刹车摩擦块与刹车导轨贴合并实现自锁停车。实现结构更加简单，实现方式更容易，利用磁力感应制动并同时触发制动刹车，在系统运行的过程中不存在磨损导致制动触发失效的情况，大大提升了安全性能，此外，整个系统可独立运行，不受中央控制系统的故障以及停机影响，抗干扰性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的磁制动系统结构示意图。

图2为本发明的磁制动系统的局部结构横向截面图。

具体实施方式

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

而且，表示方位的术语“上、下、左、右、上端、下端、纵向”等均以本方案所述的装置或设备在正常使用时候的姿态位置为参考。

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本实施例公开了如图1和图2所示的磁制动系统，该磁制动系统可用于升降系统，也可用于水平的运送系统或者其他的对运动本体有需要刹车制动的系统中，而为了更便于理解本方案，本方案结合升降系统做更为详细的解释，该磁制动系统包括刹车导轨10，刹车导轨10竖直设置。本磁制动系统还包括磁模块20，磁模块20设有多个且纵向排布在刹车导轨10上。

本磁制动系统还包括支撑臂30，支撑臂30的中部通过转轴与运动本体100纵向转动设置，支撑臂30的上下两端均倾斜朝向刹车导轨10以形成V形的杠杆结构，转轴设于支撑臂30的两臂连接处。

本磁制动系统还包括导体件40，导体件40为方形金属块并嵌设在刹车导轨上，材质可以是铜或者铝，一般优选铝合金，以降低成本和重量。导体件40设于支撑臂30的上端。装配到位时，导体件40和与其相邻的磁模块20水平相对平行且二者之间具有磁感应气隙50，以实现对支撑臂30的无摩擦触发以及制动。相比较传统的采用钢缆与运动本体同步运动的方式，本方案通过磁力触发，不存在接触损耗的情况，出现故障概率更小，而且后期的检修维护操作得到了极大的简化，大大提高了系统维护效率，降低了维护的成本。

具体的，当运动本体失速下坠时，导体件40在磁模块20的磁场中做切割磁感线的加速运动，由磁感应原理可知，导体件40将会受到朝上的反作用力，进而为运动本体提供朝上的制动力，起到减速制动的作用，其中，反作用力的大小可通过调整导体件40的厚度以及面接来实现调整。而磁模块20一般采用强力永磁铁，当然，也可以采用励磁线圈组来代替。

本磁制动系统还包括刹车摩擦块60，刹车摩擦块60设于支撑臂30的下端并用于与刹车导轨10摩擦贴合实现刹车。初始状态下，刹车摩擦块60与刹车导轨10之间具有空隙，以避免运动本体正常运行过程中刹车摩擦快与刹车导轨10摩擦损耗，可提升使用寿命。其中，空隙的宽度小于磁感应气隙50的宽度，以使得在导体件40逆时针翻转到位前使刹车摩擦块60提前与刹车导轨10接触。在贴合状态下，运动本体失速下坠，导体件40在受到反作用力的同时会带动支撑臂30转动并将刹车摩擦块60抵紧在刹车导轨10上。进一步的，支撑臂30的下端的活动范围位于刹车摩擦块60的自锁摩擦角范围内，以利用运动本体对刹车摩擦块60的作用力提供反向的自锁制动力，以提升磁制动系统的制动响应速度，保证制动效果，有效防止制动触发不到位或者制动触发失效的情况发生。

本发明的磁制动系统响应速度快，制动距离小，抛弃了传统通过限速器触发安全钳停车存在弊端的方式。当运动本体失速下坠时，第一时间通过磁模块20与导体件40的磁阻尼效应产生的推力作用在支撑臂30上使其逆时针偏摆，进而使得刹车摩擦块60与刹车导轨10贴合并实现自锁停车。实现结构更加简单，实现方式更容易，利用磁力感应制动并同时触发制动刹车，不存在钢缆或同步轮被磨损导致制动失效的情况，不光导体件40为运动本体提供制动力，而且刹车摩擦块60与能为运动本体提供制动力，双重保障，大大提升了运动本体的安全性能。此外，整个磁制动系统可独立于中央控制系统之外，不受中央控制系统的故障以及停机影响，抗干扰性更好。

本实施例中，本磁制动系统还包括在运动本体失速下坠时将刹车摩擦块60抵在在刹车导轨10上的保持机构70，以起到第三重制动保障的目的，使得在运动本体下坠速度低于设定值时，可通过保持机构70将刹车摩擦块60始终抵紧在刹车导轨10上实现持续刹车停车。具体的，保持机构70包括水平设于支撑臂30下方的伸缩组件71、为伸缩组件71供电的发电机72、带动发电机72转动并发电的导轮73。其中，导轮73通过传动皮带与发电机72的转轴传动连接，伸缩组件71可以是电机丝杆模组、电动液压缸或者电机齿条模组等直线伸缩机构。导轮73与刹车导轨10滚动贴合，使运动本体升降的过程中导轮73持续转动并带动发电机72发电，以为伸缩组件71供电。

具体的，当运动本体失速下坠时，导轮73带动发电机72加速转动，使得发电机产生的电量足以触发伸缩组件71动作，进而将支撑臂30的下端以及刹车摩擦块60抵紧在刹车到对上，防止运动本体继续下坠，同时起到加强制动效果，防止在对运动本体内的人员施救过程中电梯意外下落，进一步保证安全性。此外，还可增设蓄电池为伸缩组件71辅助供电，在需要制动时与发电机72一起为伸缩组件71供电，而在不需要制动时则也可通过导轮73的低速转动实现缓慢充电。

而在初始状态下，也即运动本体正常运行的情况下，发电机的电量不足以触发伸缩组件，进而使得伸缩组件71的活动端子711与支撑臂30分离，以使得刹车摩擦块60离开刹车导轨10，避免磨损。而在贴合状态下，伸缩组件71的活动端子711将支撑臂30的下端抵在刹车导轨10上，以实现对运动本体的制动止位。此外，伸缩组件71还可以倾斜朝上设置，使其活动端子可朝上与支撑臂30相抵。

本实施例中，导轮73与刹车摩擦块60位于同一竖直面上，刹车导轨10上对应刹车摩擦块60设有导向槽80，导轮73位于导向槽80内以实现对运动本体的运动进行导向，同时导轮73也作为对运动本体的速度进行反馈的反馈器，使得磁制动系统形成闭环的自动控制系统，进一步有效提升整体系统的安全性和抗干扰性以及适应性。

本实施例中，本磁制动系统还包括用于控制伸缩组件71复位的复位控制器，复位控制器与中央控制系统电连接，以便于在后期的维护工作完成后将刹车摩擦块60复位，复位控制器的供电可通过蓄电池来实现，以提升磁制动系统的独立性，相比较外部供电的方式，抗干扰性更强。

本实施例中，导体件40设有两个且分别位于刹车摩擦块60的左右两侧，磁模块20对应两导体件设有两组，以进一步增强磁制动的效果。

本实施例中，刹车摩擦块60和导体件40均与所述支撑臂30可拆卸连接，以方便更换不同厚度和面积大小的导体件40，实现磁制动力的调整，还方便对损耗的刹车摩擦块60进行更换。

本实施例中，磁模块20为永磁铁或励磁线圈，可根据不同的要求选择对应的时时方式。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种磁制动系统，该磁制动系统包括竖直设置的刹车导轨，其特征在于，所述磁制动系统还包括：

磁模块，设有多个且纵向排布在所述刹车导轨上；

支撑臂，其中部通过转轴与运动本体纵向转动设置，所述支撑臂的上下两端均倾斜朝向所述刹车导轨；

导体件，设于所述支撑臂的上端，装配到位时，所述导体件与所述磁模块相对且二者之间具有磁感应气隙；

刹车摩擦块，设于所述支撑臂的下端并用于与所述刹车导轨摩擦贴合实现刹车；初始状态下，所述刹车摩擦块与所述刹车导轨之间具有空隙，所述空隙的宽度小于所述磁感应气隙的宽度；贴合状态下，所述支撑臂的下端位于所述刹车摩擦块的自锁摩擦角范围内。

2.根据权利要求1所述的磁制动系统，其特征在于，所述磁制动系统还包括在所述运动本体失速下坠时将所述刹车摩擦块抵在在所述刹车导轨上的保持机构。

3.根据权利要求2所述的磁制动系统，其特征在于，所述保持机构包括水平设于所述支撑臂下方的伸缩组件、为所述伸缩组件供电的发电机、带动所述发电机转动并发电的导轮；所述导轮与所述刹车导轨滚动贴合；初始状态下，所述伸缩组件的活动端子与所述支撑臂分离，贴合状态下，所述伸缩组件的活动端子将所述支撑臂的下端抵在所述刹车导轨上。

4.根据权利要求3所述的磁制动系统，其特征在于，所述导轮与所述刹车摩擦块位于同一竖直面上，所述刹车导轨上对应所述刹车摩擦块设有导向槽，所述导轮位于所述导向槽内。

5.根据权利要求3所述的磁制动系统，其特征在于，所述磁制动系统还包括用于控制所述伸缩组件复位的复位控制器，所述复位控制器与中央控制系统电连接。

6.根据权利要求1所述的磁制动系统，其特征在于，所述导体件设有两个且分别位于所述刹车摩擦块的左右两侧，所述磁模块对应两所述导体件设有两组。

7.根据权利要求1所述的磁制动系统，其特征在于，所述刹车摩擦块和所述导体件均与所述支撑臂可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的磁制动系统，其特征在于，所述磁模块为永磁铁或励磁线圈。