CN210686768U - 轮毂刹车结构及移动机器人 - Google Patents
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Abstract
本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种轮毂刹车结构及移动机器人，轮毂刹车结构包括轮毂组件、制动盘、转动安装于轮毂组件上的转轴、依次安装于转轴上的衔铁和制动器定子，以及设于所述衔铁与所述制动盘之间的第一摩擦片，所述衔铁滑动套设在所述转轴上，所述制动器定子内固定有磁轭组件，所述制动器定子与所述衔铁之间设有弹簧；所述磁轭组件通电时吸附所述衔铁，使所述制动盘处于解除刹车状态；所述磁轭组件断电时，所述衔铁被所述弹簧顶持，所述衔铁带动所述第一摩擦片向所述制动盘方向移动，使所述制动盘压紧所述轮毂组件以实现刹车。本申请实施例提供的轮毂刹车结构，整体结构简单，制作成本低，占用空间小，失电时能有效实现刹车功能。
Description
技术领域
本申请属于机器人技术领域，尤其涉及一种轮毂刹车结构及移动机器人。
背景技术
在电动刹车系统中，如在移动机器人的刹车系统中，常采用永磁铁和电磁铁进行制动刹车，其刹车原理是通过两者的斥力作用进行制动，但其制作成本比较高，组装结构较为复杂，且占用的空间较大，难以满足使用需求。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种轮毂刹车结构，旨在解决现有技术中的轮毂刹车结构复杂、制作成本高且占用空间较大的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种轮毂刹车结构，包括轮毂组件、制动盘、转动安装于所述轮毂组件上的转轴、依次安装于所述转轴上的衔铁和制动器定子，以及设于所述衔铁与所述制动盘之间的第一摩擦片，所述制动盘与所述轮毂组件固定连接，所述转轴穿设所述制动盘，所述制动器定子与所述转轴固定连接，所述衔铁滑动套设在所述转轴上，所述制动器定子内固定有磁轭组件，所述制动器定子与所述衔铁之间设有弹簧；所述磁轭组件通电时吸附所述衔铁，使所述制动盘处于解除刹车状态；所述磁轭组件断电时，所述衔铁被所述弹簧顶持，所述衔铁带动所述第一摩擦片向所述制动盘方向移动，使所述制动盘压紧所述轮毂组件以实现刹车。
进一步地，所述轮毂组件包括外壳、固定于所述外壳内的轮毂和安装于所述轮毂内且用于带动所述转轴转动的电机。
进一步地，所述电机为无刷电机，所述磁轭组件与所述无刷电机的供电结构电连接。
进一步地，所述轮毂组件面向所述制动盘的一侧固定有联接法兰，所述联接法兰与所述制动盘之间设置有第二摩擦片。
进一步地，所述联接法兰靠近周缘处连接有多个导向柱，所述导向柱设有限位台，所述导向柱的一端依次穿设所述衔铁和所述制动器定子，所述衔铁可沿所述导向柱左右来回滑动，所述衔铁的内侧面与所述限位台相抵。
进一步地，所述制动盘相对的两侧面分别凸出形成有第一环形凸台，所述第一摩擦片和所述第二摩擦片分别安装于所述制动盘两侧的第一环形凸台上。
进一步地，所述制动器定子的外侧面安装有端面凸轮，所述衔铁面向所述制动器定子的一侧凸出设置卡爪，所述卡爪穿过所述制动器定子与所述端面凸轮卡接，所述端面凸轮可相对于所述转轴转动，进而带动所述衔铁向所述制动器定子的方向移动，以实现手动解除刹车状态。
进一步地，所述制动器定子的内侧凹陷形成有凹槽，所述磁轭组件包括间隔固定于所述凹槽内的多个电磁铁，多个所述电磁铁于所述凹槽的中心呈辐射状均匀间隔布设。
进一步地，所述制动器定子于所述凹槽内凸出形成有第二环形凸台，所述第二环形凸台的凸台面开设有多个容置槽，各所述容置槽内分别设有一个所述弹簧。
本申请的另一目的在于提供一种移动机器人，包括上述轮毂刹车结构。
本申请的有益效果：本申请的轮毂刹车结构，制动器定子内设有磁轭组件，磁轭组件通电时可吸附衔铁，使安装于轮毂组件外侧的制动盘处于解除刹车状态，此时轮毂组件可带动转轴转动，磁轭组件断电时，设于衔铁与制动器定子之间的弹簧顶持衔铁，使衔铁带动第一摩擦片向制动盘方向移动，此时制动盘压紧轮毂组件，实现刹车，整体结构简单，制作成本低，占用空间小，失电时能有效实现刹车功能，实用性强，适于大规模推广。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的轮毂刹车结构的立体结构示意图；
图2为图1所示轮毂刹车结构的纵剖视图；
图3为图1所示轮毂刹车结构的爆炸结构示意图一；
图4为图1所示轮毂刹车结构的爆炸结构示意图二；
图5为图3所示轮毂刹车结构中制动器定子的立体结构示意图。
其中，图中各附图标记：
10-轮毂组件；20-制动盘；30-转轴；31-轴承；40-衔铁；50-制动器定子；61-第一摩擦片；62-第二摩擦片；70-弹簧；80-联接法兰；110-外壳；120-轮毂；130-无刷电机；121-轮毂盖；122-安装凸台；123-安装孔；124-螺丝；210-第一环形凸台；410-卡爪；510-凹槽；520-磁轭组件；521-电磁铁；530-第二环形凸台；531-容置槽；810-导向柱；811-限位台；91-端面凸轮；92-凸轮盖。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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更多个该特征。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。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。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。
如图1～2所示，本申请实施例提供的轮毂刹车结构，包括轮毂组件10、制动盘20、转动安装于轮毂组件10上的转轴30、依次安装于转轴30上的衔铁40和制动器定子50，以及设于衔铁40与制动盘20之间的第一摩擦片61，制动盘20、衔铁40、制动器定子50和第一摩擦片61都采用中空的圆盘状结构。转轴30可通过多个轴承31与轮毂组件10转动连接，转轴30可相对于轮毂组件10转动，制动盘20与轮毂组件10固定连接，转轴30穿设制动盘20，制动器定子50与转轴30固定连接，衔铁40滑动套设在转轴30上，衔铁40与制动盘20之间具有间隙，衔铁40可在转轴30上左右来回移动，制动器定子50内固定有磁轭组件520，制动器定子50与衔铁40之间设有弹簧70，弹簧70可设有多个，如3个、4个、5个、6个等，弹簧70的轴线可设置为与转轴30的轴线平行。磁轭组件520通电时吸附衔铁40，第一摩擦片61与制动盘20之间无摩擦力或者摩擦力远小于可用于刹车时的制动力，此时制动盘20处于解除刹车状态，转轴30可转动；磁轭组件520断电时，衔铁40被弹簧70顶持，衔铁40带动第一摩擦片61向制动盘20方向移动，第一摩擦片61与制动盘20的一侧面接触并压紧，衔铁40压紧轮毂组件10，衔铁40相对于第一摩擦片61固定，制动器定子50也被弹簧70顶持，制动器定子50相对于衔铁40无法转动，转轴30无法转动，进而实现刹车。
本实施例提供的轮毂刹车结构，制动器定子50内设有磁轭组件520，磁轭组件520通电时可吸附衔铁40，使安装于轮毂组件10外侧的制动盘20处于解除刹车状态，此时轮毂组件10可带动转轴30转动，磁轭组件520断电时，设于衔铁40与制动器定子50之间的弹簧70顶持衔铁40，使衔铁40带动第一摩擦片61向制动盘20方向移动，此时制动盘20压紧轮毂组件10，实现刹车，整体结构简单，制作成本低，占用空间小，失电时能有效实现刹车功能，实用性强，适于大规模推广。
可以理解地，当磁轭组件520的通过电流时，产生磁力，电流越大产生的磁力越大，当磁轭组件520产生的磁力大于弹簧70的弹力时，衔铁40被组件吸附到磁轭组件520侧，此时第一摩擦片61与制动盘20松动，两者之间的摩擦力变小，此时便解除刹车。当通过磁轭组件520的电流逐渐减小或断电时，磁轭组件520产生的磁力减小或消失，弹簧70将衔铁40推向第一摩擦片61侧，此时第一摩擦片61与制动盘20之间的压力增大，两者之间的摩擦力增大，实现刹车。
在一实施例中，如图2、图3所示，轮毂组件10包括外壳110、固定于外壳110内的轮毂120和安装于轮毂120内的电机，电机与转轴30连接固定以带动转轴30转动。电机可包括安装于轮毂120内的转子和定子，转子可固定于转轴30上，通电后可驱动转轴30转动，进而带动整个轮毂组件10转动。外壳110可采用套设在轮毂120圆周侧的橡胶或其它具有弹性的材质，以形成轮胎。
在一实施例中，电机为无刷电机130，磁轭组件520与无刷电机130的供电结构电连接，轮毂刹车结构的供电系统为通电状态时，处于解除刹车状态，转轴30可转动，供电系统为失电状态时，处于刹车状态，转轴30不可转动。
在一实施例中，如图2、图3所示，轮毂组件10面向制动盘20的一侧固定有联接法兰80，联接法兰80与制动盘20之间设置有第二摩擦片62。轮毂120面向联接法兰80的一侧凸设有安装凸台122，联接法兰80的一侧可抵持于该安装凸台122的周缘，安装凸台122的台面上可开设有多个具有内螺纹的安装孔123，采用螺丝124将制动盘20与轮毂120固定，螺丝124穿过制动盘20与安装孔123螺接。在制动盘20的另一侧增加第二摩擦片62，可提高制动效果，失电时制动响应时间短。轮毂120外侧可安装固定有轮毂盖121，轮毂盖121将轮毂120和无刷电机130封装于外壳110中，安装凸台122可凸设于轮毂盖121的外侧壁上，即制动盘20通过螺丝124与轮毂盖121固定。
在一实施例中，如图2、图3所示，联接法兰80靠近周缘处连接有多个导向柱810，如均匀间隔设置有3个导向柱810，导向柱810设有限位台811，导向柱810的一端依次穿设衔铁40和制动器定子50，衔铁40可沿导向柱810左右来回滑动，衔铁40的内侧面与限位台811相抵。第一摩擦片61的外径可设置为等于第二摩擦片62的外径，第一摩擦片61的厚度可设置为等于第二摩擦片62的厚度，即两者可采用尺寸规格相同的摩擦片；第一摩擦片61的外径可设置为小于或等于制动盘20的外径，联接法兰80和衔铁40两者的外径可设置为大致相等，且两者的外径可设置大于制动盘20的外径。
也就是说，两个摩擦片、制动盘20及衔铁40均收容在联接法兰80与制动器定子50之间的容置空间，两摩擦片和制动盘20收容于联接法兰80与衔铁40之间的容置空间，衔铁40和制动器定子50对应导向柱810的位置开设有穿孔，导向柱810的设置可确保衔铁40沿与平行于转轴30轴线的方向移动，能保障制动和解除制动操作的稳定性。
在一实施例中，如图2、图3所示，制动盘20相对的两侧面分别凸出形成有第一环形凸台210，第一摩擦片61和第二摩擦片62分别安装于制动盘20两侧的第一环形凸台210上。也就是说，两个摩擦片分别套设在制动盘20两侧的第一环形凸台210上，摩擦片与第一环形凸台210之间为间隙配合，第一摩擦片61的厚度可设置为稍大于第一环形凸台210的厚度。
在一实施例中，如图2～4所示，制动器定子50的外侧面安装有端面凸轮91，端面凸轮91可相对于转轴30转动，衔铁40面向制动器定子50的一侧凸出设置卡爪410，卡爪410穿过制动器定子50与端面凸轮91卡接，端面凸轮91沿预定方向相对于转轴30转动时，可带动衔铁40向制动器定子50的方向移动，可使第一摩擦片61与制动盘20之间的摩擦力消失，如此实现手动解除刹车状态。通过设置端面凸轮91以及与衔铁40之间的联动，从外面手动旋转端面凸轮91即可解除刹车状态，手动解锁后转轴30又能转动，此时移动机器人可以被自由推动，大大地方便了失电时的人工移动和运输操作。端面凸轮91外罩设有凸轮盖92，凸轮盖92可通过螺丝安装于制动器定子50上，凸轮盖92可防止灰尘及异物进入端面凸轮91中，需要手动解锁刹车时，打开凸轮盖92再转动端面凸轮91即可，也可以在端面凸轮91的外壁延伸设置把手，该把手外露且伸出于凸轮盖92，如图4所示。
在一实施例中，如图5所示，制动器定子50的内侧凹陷形成有凹槽510，磁轭组件520包括间隔固定于凹槽510内的多个电磁铁521，多个电磁铁521于凹槽510的中心呈辐射状均匀间隔布设，例如设置8个呈扇形的电磁铁521。
在一实施例中，如图5所示，制动器定子50于凹槽510内凸出形成有第二环形凸台530，第二环形凸台530的凸台面开设有多个容置槽531，各容置槽531内分别设有一个弹簧70。在一实施例中，第二环形凸台530的凸台面均匀间隔开设有6个容置槽531，每个容置槽531内设有一个弹簧70，弹簧70的一端从容置槽531伸出与衔铁40相抵，弹簧70的轴线与转轴30的轴线平行。
本申请实施例提供的移动机器人，包括上述实施例的轮毂刹车结构。移动机器人还包括底盘，底盘上安装有至少两个轮毂组件10，轮毂组件10形成主动轮，轮毂组件10中设有无刷电机130，其占用底盘空间少，安装便捷。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轮毂刹车结构，其特征在于：包括轮毂组件、制动盘、转动安装于所述轮毂组件上的转轴、依次安装于所述转轴上的衔铁和制动器定子，以及设于所述衔铁与所述制动盘之间的第一摩擦片，所述制动盘与所述轮毂组件固定连接，所述转轴穿设所述制动盘，所述制动器定子与所述转轴固定连接，所述衔铁滑动套设在所述转轴上，所述制动器定子内固定有磁轭组件，所述制动器定子与所述衔铁之间设有弹簧；所述磁轭组件通电时吸附所述衔铁，使所述制动盘处于解除刹车状态；所述磁轭组件断电时，所述衔铁被所述弹簧顶持，所述衔铁带动所述第一摩擦片向所述制动盘方向移动，使所述制动盘压紧所述轮毂组件以实现刹车。
2.根据权利要求1所述的轮毂刹车结构，其特征在于：所述轮毂组件包括外壳、固定于所述外壳内的轮毂和安装于所述轮毂内且用于带动所述转轴转动的电机。
3.根据权利要求2所述的轮毂刹车结构，其特征在于：所述电机为无刷电机，所述磁轭组件与所述无刷电机的供电结构电连接。
4.根据权利要求1所述的轮毂刹车结构，其特征在于：所述轮毂组件面向所述制动盘的一侧固定有联接法兰，所述联接法兰与所述制动盘之间设置有第二摩擦片。
5.根据权利要求4所述的轮毂刹车结构，其特征在于：所述联接法兰靠近周缘处连接有多个导向柱，所述导向柱设有限位台，所述导向柱的一端依次穿设所述衔铁和所述制动器定子，所述衔铁可沿所述导向柱左右来回滑动，所述衔铁的内侧面与所述限位台相抵。
6.根据权利要求4所述的轮毂刹车结构，其特征在于：所述制动盘相对的两侧面分别凸出形成有第一环形凸台，所述第一摩擦片和所述第二摩擦片分别安装于所述制动盘两侧的第一环形凸台上。
7.根据权利要求1～6任一项所述的轮毂刹车结构，其特征在于：所述制动器定子的外侧面安装有端面凸轮，所述衔铁面向所述制动器定子的一侧凸出设置卡爪，所述卡爪穿过所述制动器定子与所述端面凸轮卡接，所述端面凸轮可相对于所述转轴转动，进而带动所述衔铁向所述制动器定子的方向移动，以实现手动解除刹车状态。
8.根据权利要求1～6任一项所述的轮毂刹车结构，其特征在于：所述制动器定子的内侧凹陷形成有凹槽，所述磁轭组件包括间隔固定于所述凹槽内的多个电磁铁，多个所述电磁铁于所述凹槽的中心呈辐射状均匀间隔布设。
9.根据权利要求8所述的轮毂刹车结构，其特征在于：所述制动器定子于所述凹槽内凸出形成有第二环形凸台，所述第二环形凸台的凸台面开设有多个容置槽，各所述容置槽内分别设有一个所述弹簧。
10.一种移动机器人，其特征在于：包括如权利要求1～9任一项所述的轮毂刹车结构。
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2019
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
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