CN208236950U - 一种盘式电磁制动器及机器人关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种盘式电磁制动器及机器人关节，该盘式电磁制动器，包括：壳体；电磁铁，第一静摩擦片，动摩擦片，动摩擦片位于电磁铁与第一静摩擦片之间，并安装于待制动的传动轴上，能够在传动轴上进行轴向的滑动，并随传动轴同步转动；动摩擦片与第一静摩擦片之间安装有一弹性元件；通过弹性元件使动摩擦片和第一静摩擦片相互连接，能够在制动解除时，利用弹性元件所具有的弹性，使动摩擦片沿传动轴的轴向发生轻微的位移，从而使其与第一静摩擦片分离。并在弹力的作用下保持预设间隙，使得动摩擦片与静摩擦片之间保持一定相对距离，可以避免在相互分离之后动摩擦片与静摩擦片之间产生摩擦，减少静摩擦片和动摩擦片之间非必要的磨损。

Description

一种盘式电磁制动器及机器人关节

技术领域

本实用新型涉机械传动技术领域，特别是涉及一种盘式电磁制动器及机器人关节。

背景技术

随着工业自动化技术的快速发展，协作机器人作为一种重要的工业自动化设备，越来越得到重视，并且应用越来越广泛。在协作机器人有关技术中，对协作机器人关节等运动部件的控制最为重要和关键。

协作机器人关节等运动部件可以采用常闭型的电磁制动器进行制动，该电磁制动器主要用于对协作机器人关节等运动部件进行保护。当协作机器人处于正常工作状态时，电磁制动器线圈通电，电磁制动器的衔铁吸合，电磁制动器中的摩擦片相互分离，使得协作机器人关节等运动部件可以正常运动。当出现故障或者断电时，电磁制动器线圈失电，电磁制动器的衔铁在复位弹簧的作用下复位，电磁制动器中的摩擦片相互摩擦，产生制动力矩，从而使得协作机器人关节等运动部件可以快速制动。

然而在现有技术中，电磁离合器衔铁的行程很小，导致在协作机器人正常工作时，衔铁与线圈吸合后，动摩擦片与静摩擦片之间分离的距离也较小。然而，动摩擦片安装于协作机器人关节的传动轴上，依靠该传动轴进行定位，且随该传动轴一起转动，在转动过程中可能的会发生偏摆，或者动摩擦片在转动过程中由于震动的作用可能会发生向靠近静摩擦片的方向的位移，从而与距离很近的静摩擦片或衔铁之间发生摩擦，导致静摩擦片和动摩擦片之间产生非必要的磨损，并且摩擦产生的金属碎屑等杂质会影响协作机器人关节等运动部件的正常工作，例如，会对机器人关节中的光电编码器造成污染，从而降低机器人关节工作的可靠性。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种盘式电磁制动器及机器人关节，以在协作机器人正常工作时，避免电磁制动器中的动摩擦片与静摩擦片之间的摩擦。具体技术方案如下：

本实用新型实施例公开了一种，盘式电磁制动器，包括：

壳体；

电磁铁，所述电磁铁与所述壳体固定连接；

第一静摩擦片，所述第一静摩擦片与所述壳体固定连接；

动摩擦片，所述动摩擦片位于所述电磁铁与所述第一静摩擦片之间，并安装于待制动的传动轴上，能够在所述传动轴上进行轴向的滑动，并随所述传动轴同步转动；

所述动摩擦片与所述第一静摩擦片之间安装有一弹性元件；

当所述盘式电磁制动器制动时，所述电磁铁压迫所述动摩擦片与所述第一静摩擦片接触，利用摩擦力制动，所述弹性元件产生弹性形变；

当所述盘式电磁制动器停止制动时，所述电磁铁吸合，不再压迫所述动摩擦片，在所述弹性元件弹力作用下，使所述动摩擦片在所述传动轴上滑动，与所述第一静摩擦片分离，并与所述第一静摩擦片保持预设间隙。

可选的，所述电磁铁包括：衔铁、具有线圈的铁芯、复位弹簧和第二静摩擦片；

所述铁芯与所述壳体固定连接，所述衔铁与所述铁芯滑动连接；

所述复位弹簧安装于所述衔铁与所述铁芯之间，分别与，所述衔铁和所述铁芯固定连接；

所述第二静摩擦片固定连接在所述衔铁靠近所述动摩擦片的端面上。

可选的，所述盘式电磁制动器还包括轴套，

所述轴套安装于所述传动轴上，能够在所述传动轴上进行轴向的滑动，并随所述传动轴同步转动；

所述轴套与所述动摩擦片固定连接，带动所述动摩擦片随所述传动轴同步转动。

可选的，所述第一静摩擦片具有中心孔，所述轴套位于所述第一静摩擦片的中心孔内，所述轴套外圆柱面与所述中心孔的内圆柱面相配合；

所述轴套外圆柱面具有第一凹槽，所述中心孔的内圆柱面具有第二凹槽；

所述弹性元件安装于所述第一凹槽和所述第二凹槽形成的腔体内。

可选的，所述轴套为阶梯型轴套；

所述轴套大轴端的外圆柱面具有第一凹槽，并与所述第一静摩擦片的中心孔的内圆柱面相配合；

所述轴套小轴端的外圆柱与所述动摩擦片固定连接。

可选的，所述弹性元件为星型密封圈。

可选的，所述盘式电磁制动器还包括限位套；

所述限位套安装于所述第一静摩擦片与所述电磁铁之间，所述限位套的两个端面分别与，所述第一静摩擦片和所述电磁铁连接。

可选的，所述盘式电磁制动器还包括导向柱；

所述衔铁具有第一通孔，所述铁芯具有第二通孔，所述第一静摩擦片具有第三通孔；

所述导向柱同时穿过所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔，并与所述壳体固定连接。

可选的，所述盘式电磁制动器还包括轴承；

所述轴承的内圆柱面与所述传动轴连接；

所述轴承的外圆柱面与所述壳体连接。

本实用新型实施了还公开了一种机器人关节，所述机器人关节能够应用上述盘式电磁制动器。

本实用新型实施例提供的一种盘式电磁制动器及机器人关节，通过弹性元件使动摩擦片与第一静摩擦片相互连接，能够在制动解除时，利用弹性元件所具有的弹性，使动摩擦片沿传动轴的轴向发生轻微的位移，从而使动摩擦片与第一静摩擦片分离。并在弹力的作用下保持预设间隙，使得动摩擦片与静摩擦片之间保持一定相对距离，从而可以避免电磁制动器中的动摩擦片与静摩擦片在相互分离之后所产生的摩擦，减少了静摩擦片和动摩擦片之间产生非必要的磨损，同时避免了金属碎屑等杂质的产生，提高了机器人关节工作的可靠性。当然，实施本实用新型的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的第一种结构图；

图2为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的第二种结构图；

图3为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的第三种结构图；

图4为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的第四种结构图；

图5为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的第五种结构图。

其中，图1和图5中各组件名称与附图标记之间的对应关系为：

壳体101、电磁铁102、第一静摩擦片103、动摩擦片104、传动轴105、弹性元件106、预设间隙107、轴套108、衔铁111、铁芯112、第二静摩擦片113、基座121、护罩122、第一凹槽131、第二凹槽132、限位套141、导向柱142、轴承143、限位钉151。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，图1为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的第一种结构图，包括：

壳体101，壳体101可以是圆柱形或者矩形的壳体，在其内部可以通过螺钉等连接方式固定连接电磁铁102、第一静摩擦片103等零部件。壳体101用于承载本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的零部件，为零部件提供安装基础。通过壳体101，可以将该盘式电磁制动器与待制动的设备，例如机器人关节等进行固定连接。从而使得该盘式电磁制动器能够对待制动的设备实现制动。具体的，壳体101的形状结构可以有多种方式可供选择，例如，冲压、注塑成型的壳体结构，或者铸造成型的壳体结构等。壳体101的内部结构只要能够满足本实用新型实施提供的盘式电磁制动器的零部件的基础安装位置，都可以应用于本实用新型实施例中。

如图1所示，壳体101还可以包括基座121和护罩122，基座121可以为具有中心孔的圆形或矩形的凸台结构，待制动的传动轴105可以穿过该中心孔，进入壳体101内部与壳体101内部的零件连接。当本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器安装在传动轴105端部时，护罩122可以与基座121通过螺钉或焊接等方式连接，将传动轴105的端部以及其他零件封装于壳体101内部，护罩122可以是与基座121相适应的形状，从而方便安装。

当本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器安装在传动轴105除端部以外的其他位置时，护罩122也可以具有中心孔，使得传动轴105贯穿整个盘式电磁制动器，护罩122与基座121连接后，将该盘式电磁制动器内的零件，以及传动轴105与该盘式电磁制动器连接的部分封装在壳体101内部。

电磁铁102，电磁铁102与壳体101固定连接。电磁铁102为具有吸合和复位能力的电磁铁。电磁铁102可以通过螺纹连接、螺钉连接等各种方式与壳体101固定连接。例如，壳体101内具有一端面，电磁铁102的端面靠紧壳体101内的端面，并通过螺钉连接，实现电磁铁102在壳体101内的定位及固定。

具体的，电磁铁102可以包括：衔铁111、具有线圈的铁芯112、复位弹簧(图中未画出)和第二静摩擦片113。铁芯112与壳体101固定连接，衔铁111与铁芯112滑动连接；复位弹簧安装于衔铁111与铁芯112之间，分别与，衔铁111和铁芯112固定连接；第二静摩擦片113固定连接在衔铁111靠近动摩擦片104的端面上。

如图1所示，铁芯112的端面可以靠紧壳体101内的端面，并通过螺钉与壳体101固定连接。衔铁111与铁芯112滑动连接，从而使得衔铁111能够被铁芯112吸合，或者在复位弹簧的作用下进行复位，其中复位弹簧属于电磁铁中的固有零件，其结构形式和安装方式均属于现有技术，在此不再赘述。

铁芯112中具有线圈，线圈通电后能够使衔铁111吸合，即衔铁111向靠近铁芯112的方向吸合，并靠紧铁芯112。当线圈不通电时，在复位弹簧的作用下，衔铁111与铁芯112之间发生相对滑动，使得衔铁111与铁芯112分离。其中，衔铁111与铁芯112之间的滑动连接可以采用，如导向杆等零件连接衔铁111和铁芯112，使得衔铁111可以沿导向杆向铁芯112滑动。现有技术中能够满足上述功能的其他滑动连接方式，也都可以应用在本实用新型实施例中，在此不进行限定。

在本实用新型实施例的一种实现方式中，第二静摩擦片113可以固定在衔铁111靠近动摩擦片104的端面上，第二静摩擦片113为不发生转动的固定摩擦片，能够和动摩擦片104相接触，利用摩擦力使动摩擦片104制动。一般第二静摩擦片113可以为圆盘形结构，可以与动摩擦片104接触的端面上安装有摩擦衬块，从而增加摩擦效果。

在本实用新型实施例的另一种实现方式中，衔铁111与第二静摩擦片113可以为一体结构，即直接将衔铁111作为第二静摩擦片113。可以在衔铁111靠近动摩擦片104的端面上安装摩擦衬块，使得衔铁111具有摩擦片的功能，从而能够使得整体结构更加紧凑，减少本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的体积大小。

第一静摩擦片103，第一静摩擦片103与壳体101固定连接。第一静摩擦片103为静止且固定的摩擦片，可以为圆盘形结构。当动摩擦片104与第一静摩擦片103紧密接触时，利用摩擦力使动摩擦片104制动。第一静摩擦片103也安装于壳体101的内部，并且通过焊接、螺钉连接等方式与壳体101固定连接。例如，第一静摩擦片103的端面可以靠紧壳体101内的，与安装电磁铁102的端面相对的另一端面，并与该端面通过螺钉固定连接，从而实现与壳体101的固定连接。并且，在第一静摩擦片103与电磁铁102之间留下了安装动摩擦片104所需的必要空间。

动摩擦片104，动摩擦片104位于电磁铁102与第一静摩擦片103之间，并安装于待制动的传动轴105上，能够在传动轴105上进行轴向的滑动，并随传动轴105同步转动。

动摩擦片104，可以为圆盘形的结构，可以通过花键、平键等方式与传动轴105连接，使得动摩擦片104能够随传动轴105同步转动。并且能够利用花键或平键等连接结构，实现动摩擦片104在传动轴105轴上向的微量滑动，从而可以使得动摩擦片104能够与第一静摩擦片103紧密结合或分离，使得动摩擦片104进行制动或解除制动。

动摩擦片104与第一静摩擦片103之间安装有一弹性元件106。弹性元件106可以为能够产生弹性形变的元件，例如，可以为O型橡胶圈、螺旋弹簧、碟片弹簧、橡胶弹簧等等。

弹性元件106的安装方式可以有多种，例如，如图1所示，弹性元件106可以安装于第一静摩擦片103与动摩擦片104相接触的端面上的凹槽内；或者，弹性元件106也可以安装在动摩擦片104与第一静摩擦片103相接触的端面上的凹槽内；或者弹性元件106还可以通过各类固定连接方式，固定安装于传动轴105上；只要弹性元件106的安装位置，能够保证当动摩擦片104与第一静摩擦片103紧密结合时，弹性元件106所产生的弹性形变不会影响动摩擦片104与第一静摩擦片103的紧密结合即可。

当本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器制动时，电磁铁102压迫动摩擦片104与第一静摩擦片103接触，利用摩擦力制动，弹性元件106产生弹性形变。

参见图1，图1中各零部件的位置状态，为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器制动时的位置状态。从图1中可以看出电磁铁102中的衔铁111和/或第二静摩擦片113在复位弹簧的作用下，靠紧并压迫动摩擦片104，使得动摩擦片104产生微量的滑动，并与第一静摩擦片103紧密接触，同时，弹性元件106受到压缩产生弹性形变。

参见图2，图2中各零部件的位置状态，为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器解除制动时的位置状态。当本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器停止制动时，电磁铁102吸合，不再压迫动摩擦片104，在弹性元件106弹力作用下，使动摩擦片104在传动轴105上滑动，与第一静摩擦片103分离，并与第一静摩擦片103保持预设间隙107。

从图2中可以看出，电磁铁102吸合后，电磁铁102中的衔铁111和/或第二静摩擦片113不再压迫动摩擦片104，动摩擦片104也不在外力作用下与第一静摩擦片103紧密结合，从而弹性元件106可以从弹性形变复原，并在复原过程中，利用弹力使得动摩擦片104发生微量滑动，与第一静摩擦片103分离并保持预设间隙107。预设间隙可以通过对不同特性的弹性元件106的选择，以及弹性元件106的安装方式来确定。在实际应用中，一般可以为0.05mm～1.5mm之间。

在本实用新型实施例中，第一静摩擦片103，第二静摩擦片113，以及动摩擦片104，均可以为圆盘形的结构，其直径越大时，则可以得到更好的摩擦效果，所以可以在壳体101可容纳的范围内，尽量选择较大的直径，例如，当壳体101为圆形壳体时可以，上述摩擦片的执行选择可以为壳体内径的70％～79％。

第一静摩擦片103，第二静摩擦片113，以及动摩擦片104可采用合金钢制造，为了减少质量，厚度不宜过大。一般当上述摩擦片，尤其是动摩擦片104为实心盘时，其厚度可以为2.5mm～3.5mm左右。为了更好的散热，上述摩擦片中间还可以具有通风孔道，当具有通风孔道时，其厚度可以为3.5mm～5mm。上述尺寸数据仅为实施本实用新型实施例时的参考值，并不限定本实用新型实施例中零部件的具体尺寸，在实际应用中，可以根据需要进行设计或调整。

第一静摩擦片103，第二静摩擦片113，以及动摩擦片104上可以分布式的固定有摩擦衬块，摩擦衬块是指固定在摩擦片上的摩擦材料。摩擦衬块分为摩擦材料和底板,两者直接压嵌在一起。摩擦衬块的外半径与内半径，实际应用时，摩擦衬块外半径与内半径的比值一般不大于1.5，以避免由于磨损不均匀，而造成的制动力矩变化。

在本实用新型实施例中，通过弹性元件使动摩擦片与连接动摩擦片和第一静摩擦片相互连接，能够在制动解除时，利用弹性元件所具有的弹性，使动摩擦片沿传动轴的轴向发生轻微的位移，和第一静摩擦片分离。并在弹力的作用下保持预设间隙，从而使得动摩擦片与静摩擦片之间保持一定相对距离，可以避免电磁制动器中的动摩擦片与静摩擦片在相互分离后之间所产生的非必要的摩擦，减少了静摩擦片和动摩擦片之间产生非必要的磨损，同时避免了金属碎屑等杂质的产生，提高了机器人关节工作的可靠性。

参见图3及图4，图3和图4分别为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的另一种结构形式下，该盘式电磁制动器处于制动和解除制动状态下的结构示意图。

为了进一步提高动摩擦片104与传动轴105之间相对滑动的可靠性，在本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器还包括轴套108。

轴套108安装于传动轴105上，能够在传动轴105上进行轴向的滑动，并随传动轴105同步转动；轴套108与动摩擦片104固定连接，带动动摩擦片104随传动轴105同步转动。

在实际应用中，由于动摩擦片104的厚度等限制，直接将动摩擦片104安装在传动轴105上可能会造成动摩擦片104不能稳定的滑动。所以可以首先通过花键或平键等连接方式，在传动轴105上安装轴套108，然后将轴套108与动摩擦片104通过螺钉连接、焊接等固定连接方式连接。从而使得轴套108随传动轴105转动并带动动摩擦片104转动。并且利用轴套108能够更稳定的实现与传动轴105之间的滑动。

具体的，为了更方便的安装轴套108，并且使得本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的结构更加紧凑。

第一静摩擦片103可以具有中心孔，轴套108位于第一静摩擦片103的中心孔内，轴套108外圆柱面与该中心孔的内圆柱面相配合。轴套108外圆柱面具有第一凹槽131，中心孔的内圆柱面具有第二凹槽132。弹性元件106安装于第一凹槽131和第二凹槽132形成的腔体内。

如图3及图4所示，第一静摩擦片103具有中心孔，传动轴105可以贯穿该中心孔。轴套108可以安装在传动轴105上与该中心孔对应的位置处。从而实现轴套108位于第一静摩擦片103的中心孔内。轴套108外圆柱面与中心孔的内圆柱面可以为间隙配合或过渡配合。轴套108外圆柱面可以具有第一凹槽131，中心孔的内圆柱面可以具有第二凹槽132。第一凹槽131和第二凹槽132可以是横截面为矩形的凹槽。第一凹槽131和第二凹槽132的位置相对布置，从而能够形成一腔体。在该腔体内可以放置或安装弹性元件106。

在另一种实现方式中，轴套108和动摩擦片104也可以为一体式的结构。从而减少零件个数，使得结构更加精简。

在实际应用中，轴套108可以为阶梯型轴套；轴套108大轴端的外圆柱面具有第一凹槽131，并与第一静摩擦片103的中心孔的内圆柱面相配合；轴套108小轴端的外圆柱与动摩擦片104固定连接。

轴套108为阶梯型轴套时，可以更有利于动摩擦片104安装定位。在轴套108大轴端的外圆柱面具有第一凹槽131，使得第一凹槽131能够更好的实现与第二凹槽132的配合。

如图3所示，图3中各零部件的位置状态，为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器制动时的位置状态。从图3中可以看出电磁铁102中的衔铁111和/或第二静摩擦片113在复位弹簧的作用下，靠紧并压迫动摩擦片104，使得动摩擦片104与轴套108产生微量的滑动，并与第一静摩擦片103紧密接触，同时，弹性元件106所在的腔体由于滑动，可以产生微量错位，使得弹性元件106受到压缩产生弹性形变。

如图4所示，图4中各零部件的位置状态，为本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器解除制动时的位置状态。从图4中可以看出，电磁铁102吸合后，电磁铁102中的衔铁111和/或第二静摩擦片113不再压迫动摩擦片104，动摩擦片104也不在外力作用下与第一静摩擦片103紧密结合，从而弹性元件106可以从弹性形变复原，并在复原过程中，推动轴套108在传动轴105滑动，动摩擦片104与第一静摩擦片103分离并保持预设间隙107。

并且，在实际使用过程中，动摩擦片104与第一静摩擦片103可能会由于磨损，造成动摩擦片104与第一静摩擦片103之间间隙增加，但由于弹性元件106处于第一凹槽131和第二凹槽132构成的腔体内，并不受磨损影响，在制动解除后还可以将轴套108推回正常位置。

由于弹性元件106处于第一凹槽131和第二凹槽132构成的腔体内，同时还起到了密封的作用，使得杂质不能通过轴套108与第一静摩擦片103的中心孔之间的缝隙进入本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器内部。

结合上述各个实施例，可选的，本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器中的弹性元件106可以为星型密封圈。

星型密封圈是具有弹性形变能力和密封能力的双作用密封件。通过其刃边可以实现弹性形变，具有较好的变形能力和较好的密封效果，进而提高动摩擦片104和/或轴套108滑动的可靠性，并提高密封性能。

结合上述各个实施例，可选的，参见图1至图4，本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器中，还包括限位套141；

限位套141安装于第一静摩擦片103与电磁铁102之间，限位套141的两个端面分别与，第一静摩擦片103和电磁铁102连接。

限位套141可以为中空的圆柱形结构，图中可以看出第一静摩擦片103可以通过限位套141与电磁铁102相连接，螺钉可以穿过第一静摩擦片103和限位套141，并旋紧于电磁铁102的螺纹孔内，由于电磁铁102与壳体101固定连接，所以第一静摩擦片103通过电磁铁102与壳体101实现固定连接。具体的，限位套141可以穿过电磁铁102的衔铁111/或第二静摩擦片113，与铁芯112相接触；或者衔铁111/或第二静摩擦片113的直径可以低于限位套141的安装位置，从而避免与限位套141发生干涉。图中仅示意性的画出一个限位套141，在实际应用中，限位套141可以为多个，并按一定角度呈圆形分布。

限位套141还可以起到导向的作用，使得电磁铁102的衔铁111/或第二静摩擦片113，在吸合或复位时可以沿限位套141的外圆柱面进行滑动。增加了电磁铁102的稳定性。

限位套141还可以用于限定第一静摩擦片103和电磁铁102之间的相对距离，该相对距离可以影响衔铁111/或第二静摩擦片113在吸合或复位时的行程距离，并可以影响动摩擦片104，以及轴套108的滑动距离，所以，通过合理的设计限位套141的长度尺寸，可以调整动摩擦片104，以及轴套108的滑动距离，从而保证合理的预设间隙107。并且，使得动摩擦片104与电磁铁102的衔铁111和/或第二静摩擦片113也保持合理的间隙，避免非必要的磨损。具体的，限位套141的长度尺寸值可以根据需要进行选择，在次不进行限定。

结合上述各个实施例，可选的，参见图1至图4，本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器中，还包括导向柱142；

衔铁111具有第一通孔，铁芯112具有第二通孔，第一静摩擦片103具有第三通孔。导向柱142同时穿过第一通孔、第二通孔和第三通孔，并与壳体101固定连接。

如图所示，为了方便本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器的装配，并且进一步对电磁铁102的衔铁111/或第二静摩擦片113进行滑动时的导向，可以在该盘式电磁制动器中安装导向柱142，导向柱142能够同时贯穿衔铁111和/或第二静摩擦片113，铁芯112以及第一静摩擦片103，并旋紧于壳体101的螺纹孔内。从而可以限定上述零部件的相对位置，并且衔铁111和/或第二静摩擦片113可以沿导向柱142的外圆柱面进行导向，使得在吸合或复位时的滑动更加平稳。

结合上述各个实施例，可选的，参见图1至图4，本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器中，还包括轴承143；

轴承143的内圆柱面与传动轴105连接；轴承143的外圆柱面与壳体101连接。

轴承143可以使得传动轴105能够与本实用新型实施例提供的盘式电磁制动器更好的安装在一起，使该盘式电磁制动器能够更稳定的对传动轴105实现制动。

轴承143可以为深沟球轴承或其他类型的轴承，如图所示，轴承143内圆柱面与传动轴105连接，具体的，轴承143内圆柱面可以与传动轴105的轴承安装面实现过盈配合或过渡配合，并通过轴肩与传动轴105实现轴向定位。轴承143的外圆柱面与壳体101内部的端面相连接，通过轴承盖以及壳体101的突起等结构实现定位。

通过轴承143，传动轴105能够更加平稳的进行转动，并且在制动的避免了传动轴105的抖动，增加了稳定性。

参见图5，在本实用新型实施例的再一种实现方式中，轴套108可以固定于传动轴105上，只随传动轴105转动，但不能在传动轴105上进行轴向的滑动。

轴套108为阶梯型轴套，动摩擦片104安装在轴套108的小轴端，与轴套108通过花键等连接形式滑动连接，从而使得动摩擦片104能够在轴套108进行轴向滑动。

轴套108的大轴端靠近动摩擦片104的端面上具有凹槽，该凹槽内放置或安装有弹性元件106，并且固定有一个或多个限位钉151。限位钉151与轴套108固定连接，同时通过限位钉151穿过动摩擦片104上的阶梯孔。动摩擦片104上的阶梯孔的小孔的直径小于限位钉151的钉头端面的直径，从而当动摩擦片104上的阶梯孔的端面与限位钉151的钉头端面接触时，限制动摩擦片104向远离轴套108的方向滑动，从而对动摩擦片104实现限位。

当制动时，动摩擦片104在外力作用下与第一静摩擦片103紧密结合并制动，弹性元件106发生弹性形变。

当解除制动时，动摩擦片104不再受外力压迫，并在弹性元件106的弹力作用下沿轴套108进行轴向滑动，与第一静摩擦片103分离。限位钉151的钉头端面与动摩擦片104上的阶梯孔的端面相接触，限定动摩擦片104的滑动位置。在弹性元件106的作用下，动摩擦片104能够与第一静摩擦片103保持预设间隙。进而避免非必要的磨损。

本实用新型实施例还提供了一种机器人关节，该机器人关节可以应用上述任一种盘式电磁制动器。

在该机器人关节中，盘式电磁制动器的壳体可以直接作为机器人关节的壳体；或者，盘式电磁制动器的壳体可以与机器人关节的壳体相连接。

机器人关节中用于驱动机器人运动的传动轴或电机输出轴，可以伸入盘式电磁制动器内部，与动摩擦片或轴套相连接，并通过轴承与壳体进行连接。

当该机器人关节正常工作时，盘式电磁制动器的电磁铁吸合，使得动摩擦片与第一静摩擦片，以及衔铁和/或第二静摩擦片分离，从而传动轴或电机输出轴能够只有转动。

当突然断电，或者该机器人关节停止工作时，盘式电磁制动器的电磁铁不再吸合。在复位弹簧作用下盘式电磁制动器内的动摩擦片与第一静摩擦片，以及衔铁和/或第二静摩擦片紧密结合。从而使得传动轴或电机输出轴快速制动，实现对机器人关节的保护。

将上述盘式电磁制动器应用于本实用新型实施例提供的机器人关节，一般无摩擦助势作用，因而盘式电磁制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定；浸水后效能降低较少；在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；各个摩擦片沿厚度方向的热膨胀量极小，不会使制动器间隙明显增加；较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便，能够具有较好的热稳定性。并且，由于上述盘式电磁制动器避免了非必要的磨损，延长了机器人关节的使用寿命。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种盘式电磁制动器，其特征在于，包括：

壳体(101)；

电磁铁(102)，所述电磁铁(102)与所述壳体(101)固定连接；

第一静摩擦片(103)，所述第一静摩擦片(103)与所述壳体(101)固定连接；

动摩擦片(104)，所述动摩擦片(104)位于所述电磁铁(102)与所述第一静摩擦片(103)之间，并安装于待制动的传动轴(105)上，能够在所述传动轴(105)上进行轴向的滑动，并随所述传动轴(105)同步转动；

所述动摩擦片(104)与所述第一静摩擦片(103)之间安装有一弹性元件(106)；

当所述盘式电磁制动器制动时，所述电磁铁(102)压迫所述动摩擦片(104)与所述第一静摩擦片(103)接触，利用摩擦力制动，所述弹性元件(106)产生弹性形变；

当所述盘式电磁制动器停止制动时，所述电磁铁(102)吸合，不再压迫所述动摩擦片(104)，在所述弹性元件(106)弹力作用下，使所述动摩擦片(104)在所述传动轴(105)上滑动，与所述第一静摩擦片(103)分离，并与所述第一静摩擦片(103)保持预设间隙(107)。

2.根据权利要求1所述的盘式电磁制动器，其特征在于，所述电磁铁(102)包括：衔铁(111)、具有线圈的铁芯(112)、复位弹簧和第二静摩擦片(113)；

所述铁芯(112)与所述壳体(101)固定连接，所述衔铁(111)与所述铁芯(112)滑动连接；

所述复位弹簧安装于所述衔铁(111)与所述铁芯(112)之间，分别与，所述衔铁(111)和所述铁芯(112)固定连接；

所述第二静摩擦片(113)固定连接在所述衔铁(111)靠近所述动摩擦片(104)的端面上。

3.根据权利要求1所述的盘式电磁制动器，其特征在于，所述盘式电磁制动器还包括轴套(108)，

所述轴套(108)安装于所述传动轴(105)上，能够在所述传动轴(105)上进行轴向的滑动，并随所述传动轴(105)同步转动；

所述轴套(108)与所述动摩擦片(104)固定连接，带动所述动摩擦片(104)随所述传动轴(105)同步转动。

4.根据权利要求3所述的盘式电磁制动器，其特征在于，所述第一静摩擦片(103)具有中心孔，所述轴套(108)位于所述第一静摩擦片(103)的中心孔内，所述轴套(108)外圆柱面与所述中心孔的内圆柱面相配合；

所述轴套(108)外圆柱面具有第一凹槽(131)，所述中心孔的内圆柱面具有第二凹槽(132)；

所述弹性元件(106)安装于所述第一凹槽(131)和所述第二凹槽(132)形成的腔体内。

5.根据权利要求4所述的盘式电磁制动器，其特征在于，所述轴套(108)为阶梯型轴套(108)；

所述轴套(108)大轴端的外圆柱面具有第一凹槽(131)，并与所述第一静摩擦片(103)的中心孔的内圆柱面相配合；

所述轴套(108)小轴端的外圆柱与所述动摩擦片(104)固定连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的盘式电磁制动器，其特征在于，所述弹性元件(106)为星型密封圈。

7.根据权利要求1所述的盘式电磁制动器，其特征在于，所述盘式电磁制动器还包括限位套(141)；

所述限位套(141)安装于所述第一静摩擦片(103)与所述电磁铁(102)之间，所述限位套(141)的两个端面分别与，所述第一静摩擦片(103)和所述电磁铁(102)连接。

8.根据权利要求2所述的盘式电磁制动器，其特征在于，所述盘式电磁制动器还包括导向柱(142)；

所述衔铁(111)具有第一通孔，所述铁芯(112)具有第二通孔，所述第一静摩擦片(103)具有第三通孔；

所述导向柱(142)同时穿过所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔，并与所述壳体(101)固定连接。

9.根据权利要求1所述的盘式电磁制动器，其特征在于，所述盘式电磁制动器还包括轴承(143)；

所述轴承(143)的内圆柱面与所述传动轴(105)连接；

所述轴承(143)的外圆柱面与所述壳体(101)连接。

10.一种机器人关节，其特征在于，应用如权利要求1至9中任一项所述的盘式电磁制动器。