CN212887686U - 刹车制动装置、机器人关节及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种刹车制动装置、机器人关节及机器人，该刹车制动装置包括：转轴组件；刹车片，刹车片沿转轴组件的轴向套设在转轴组件上；摩擦组件，摩擦组件设置在转轴组件与刹车片之间且同时与转轴组件和刹车片接触，在制动时，刹车片停止转动，转轴组件带动摩擦组件转动，以使得摩擦组件与刹车片产生摩擦力，进而使得转轴组件停止转动。本申请提供的上述方案，包括的零部件较少，因此，装配过程简洁。

Description

刹车制动装置、机器人关节及机器人

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，特别是涉及一种刹车制动装置、机器人关节及机器人。

背景技术

机器人关节中使用的刹车制动装置通常包括电磁开关、转轴、摩擦片、刹车片和锁紧装置。具体地，可以首先将摩擦片和刹车可套装在转轴上，并通过锁紧装置锁紧。当接收到刹车指令时，电磁开关将刹车片停止转动，刹车片和摩擦片之间产生摩擦力，进而起到制动转轴的作用，也即是，起到制动机器人关节的作用。

然而，通过上述描述不难看出，该刹车制动装置包括摩擦片、锁紧装置等，零部件数量较多，使得装配过程繁琐且成本较高。

实用新型内容

基于此，有必要针对刹车制动装置包括的零部件数量较多的问题，提供一种刹车制动装置。

本实用新型提供了一种刹车制动装置，所述刹车制动装置包括：

转轴组件；

刹车片，所述刹车片沿所述转轴组件的轴向套设在所述转轴组件上；

摩擦组件，所述摩擦组件设置在所述转轴组件与所述刹车片之间且同时与所述转轴组件和所述刹车片接触，在制动时，所述刹车片被停止转动，所述转轴组件通过所述摩擦组件与所述刹车片之间的摩擦力逐渐停止转动。

在其中一个实施例中，所述转轴组件包括：转轴、第一挡圈以及第二挡圈，所述第一挡圈和所述第二挡圈均沿所述转轴的轴向设置在所述转轴上，所述刹车片位于所述第一挡圈、所述转轴以及所述第二挡圈围成的凹槽内。

在其中一个实施例中，所述第一挡圈沿所述转轴的轴向可拆卸的套设在所述转轴上；所述第二挡圈与所述转轴一体化成型。

在其中一个实施例中，所述转轴的圆周方向上设置有限位槽，所述第一挡圈位于所述限位槽中。

在其中一个实施例中，所述摩擦组件包括第一摩擦圈，所述转轴在所述凹槽内沿圆周方向设置有第一安装槽，所述第一摩擦圈设置在所述第一安装槽内，并沿所述转轴的径向与所述刹车片抵接。

在其中一个实施例中，所述摩擦组件还包括第二摩擦圈，所述刹车片与所述第二挡圈共同限定第二安装槽，所述第二摩擦圈设置在所述第二安装槽内，并沿所述转轴的轴向与所述刹车片抵接。

在其中一个实施例中，所述摩擦组件还包括第三摩擦圈，所述刹车片与所述第一挡圈共同限定第三安装槽，所述第三摩擦圈设置在所述第三安装槽内，并沿所述转轴的轴向与所述刹车片抵接。

在其中一个实施例中，所述摩擦组件包括第四摩擦圈，所述第二挡圈朝向所述刹车片的一侧沿圆周方向设置有第四安装槽，所述第四摩擦圈设置在所述第四安装槽内，并沿所述转轴的轴向与所述刹车片抵接。

本实用新型还提供了一种机器人关节，包括多个转动关节和如本申请实施例描述中任意一项所述的刹车制动装置，每两个所述转动关节均通过所述刹车制动装置连接。

本实用新型还提供了一种机器人，所述机器人本体和如本申请实施例描述的机器人关节，所述机器人关节安装在所述机器人本体上。

上述刹车制动装置接收到刹车指令时，可以使得刹车片停止转动(例如，通过电磁开关和顶针)，此时，由于摩擦组件依然在转轴组件的带动下随着转轴组件旋转，而摩擦组件是设置在转轴组件与刹车片之间且同时与转轴组件和刹车片接触的，因此，摩擦组件将会和刹车片之间发生相对转动，进而使得摩擦组件和刹车片之间产生摩擦力，并在该摩擦力的作用下，使得转轴组件停止转动，也即是，实现了制动作业。不难看出的是，本申请提供的刹车制动装置包括的零部件较少，因此，装配过程简洁。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种刹车制动装置的剖视图；

图2为本申请实施例提供的另一种刹车制动装置的剖视图；

图3为本申请实施例提供的又一种刹车制动装置的剖视图；

图4为本申请实施例提供的又一种刹车制动装置的剖视图；

图5为本申请实施例提供的又一种刹车制动装置的剖视图；

图6为本申请实施例提供的再一种刹车制动装置的剖视图；

图7为本申请实施例提供的一种机器人关节的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种机器人的示意图。

附图标记：

1：转轴组件；2：刹车片；3：摩擦组件；

11：转轴；12：第一挡圈；

31：第一摩擦圈；32：第二摩擦圈；33：第三摩擦圈；34：第四摩擦圈；

111：限位槽；112：第一安装槽；113：第二安装槽；114：第三安装槽；115：第四安装槽；116：第二挡圈。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

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”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，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。

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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本申请一实施例中的刹车制动装置的剖视图，该刹车制动装置可以包括：转轴组件1、刹车片2以及摩擦组件3，其中，刹车片2沿转轴组件1的轴向套设在转轴组件1上，摩擦组件3设置在转轴组件1与刹车片2之间，且同时与转轴组件1和刹车片2接触，在制动时，即当接收到刹车指令时，电磁开关或者顶针会将刹车片停止转动，刹车片和摩擦片之间产生摩擦力，进而起到制动转轴的作用，具体地，在制动时，刹车片2被停止转动，转轴组件1通过摩擦组件3与刹车片2之间的摩擦力逐渐停止转动。

本申请实施例中，在一种可能的实现方式中，假设在初始状态下刹车片2随着转轴组件1的转动而转动，在需要制动作业时，也即是，在需要使得转轴组件1停止转动时，可以通过外部环境装置使得刹车片2停止转动。此时，由于摩擦组件3依然在转轴组件1的带动下随着转轴组件1旋转，而摩擦组件3是设置在转轴组件1与刹车片2之间且同时与转轴组件1和刹车片2接触的，因此，摩擦组件3将会和刹车片2之间发生相对转动，进而使得摩擦组件3和刹车片2之间产生摩擦力，并在该摩擦力的作用下，使得转轴组件1停止转动，也即是，实现了制动作业。不难看出的是，本申请提供的刹车制动装置包括的零部件较少，因此，装配过程简洁。

在另一种可能的实现方式中，在需要制动作业时，也可以首先通过外部环境装置使得刹车片2的转动速度小于转轴组件1的转动速度，这样，摩擦组件3将同样会和刹车片2之间发生相对转动，进而使得摩擦组件3和刹车片2之间产生摩擦力，来使得转轴组件1的转动速度变小。之后，可以通过外部环境装置继续减小刹车片2的转动速度，直至刹车片2停止转动，来使得转轴组件1停止转动，进而实现制动作业。在该种实现方式中，可以通过逐渐减小转轴组件1的转动速度的方式来实现制动作业，使得制动作业更加的安全。

上述两种方式只是本申请实施例示出的两种可能的实现制动作业的方式，当然，还可以通过其他方式来实现制动作业，本申请实施例对此不作具体的限定。

在一些实施例中，参阅图2，转轴组件1包括：转轴11、第一挡圈12以及第二挡圈116，其中，第一挡圈12和第二挡圈116均沿转轴11的轴向设置在转轴11上，刹车片2位于第一挡圈12、转轴11以及第二挡圈116围成的凹槽内。

在一些实施例中，刹车片2的一侧与第一挡圈12紧贴，刹车片2的另一侧与第二挡圈116紧贴，从而将刹车盘2在凹槽内固定。由于刹车片2在第一挡圈12和第二挡圈116的作用下被限位在凹槽中，从而就可以避免刹车片2在转轴11的轴向方向上发生移动的情况发生。可以理解，在另一些实施例中，刹车片2也可不与第一挡圈12和/或第二挡圈116紧贴，而是通过与转轴11及设置在转轴11上的摩擦组件3径向接触而固定在转轴11上。

其中，在一些实施例中，第一挡圈12沿转轴11的轴向可拆卸的套设在转轴11上，第二挡圈116与转轴11一体化成型。由于第一挡圈12可拆卸的设置在转轴11上，从而有利于后续对刹车片2的装配和拆卸。在其他实施例中，第一挡圈12也可与转轴11一体化成型，而第二挡圈116可以可拆卸地设置在转轴11上。

在一种可能的实现方式中，参阅图2，转轴11的圆周方向上可以设置有限位槽111，第一挡圈12可以位于限位槽111中。这样，在进行装配时，可以直接将第一挡圈12可拆卸的套设在限位槽111中，来实现对刹车片2进行限位。

在一些实施例中，上述第一挡圈12可以为卡簧。这样，在需要将第一挡圈12套设在限位槽111中时，可以通过卡簧钳来实现。具体地，可以通过卡簧钳夹持在卡簧的夹持位上，来方便的将卡簧套设在限位槽111中。由于卡簧为标准件，可以采购得到，因此，可以避免加工制造第一挡圈12带来的高成本问题。

需要说明的是，上述第一挡圈12还可以为其他的元器件，只需能够实现对刹车片2进行限位即可，本申请实施例对第一挡圈12不作具体的限定。

接下来，本申请实施例将对摩擦组件3进行详细地解释说明。

在一些实施例中，参阅图3，摩擦组件3可以包括第一摩擦圈31，转轴11在凹槽内沿圆周方向设置有第一安装槽112，该第一摩擦圈31设置在第一安装槽112内，并且第一摩擦圈31沿转轴11的径向与刹车片2抵接。

在该实施例中，由于第一摩擦圈31的外表面同时与第一安装槽112和刹车片2接触，这样，在对转轴11进行制动时，在一种可能的实现方式中，可以在外部环境装置的作用下使得刹车片2静止，在刹车片2静止之后，第一摩擦圈31的外表面将会和转轴11产生摩擦力，进而使得转轴11停止转动，也即是，实现了对转轴11的制动作业。

其中，第一摩擦圈31的材料可以为柔性材料，比如，第一摩擦圈31的材料可以为聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶等，当然，第一摩擦圈31还可以为其他的柔性材料，只需能够实现对转轴11进行制动作业即可，本申请实施例对第一摩擦圈31的材料不做具体的限定。另外，第一摩擦圈31的横截面可以为圆形或者矩形，当然，第一摩擦圈31的横截面还可以为其他的形状，只需能够实现对转轴11进行制动作业即可，本申请实施例对第一摩擦圈31的横截面也不做具体的限定。此外，第一摩擦圈31的数量可以为1个，当然，第一摩擦圈31的数量也可以为其他的数值，比如2个、3个等，只需能够实现转轴11进行制动作业即可，本申请实施例对第一摩擦圈31的数量也不做具体的限定。

需要说明的是，第一摩擦圈31可以为标准件，这样，就可以直接外购得到，将降低该刹车制动装置的制造成本。另外，由于转轴11的制动作业是通过第一摩擦圈31与转轴11之间产生的摩擦力实现的，因而可以避免刹车片2受力不均匀，影响制动效果的情况发生。

进一步地，在一些实施例中，参阅图4，摩擦组件3还包括第二摩擦圈32，刹车片2与第二挡圈116共同限定第二安装槽113，第二摩擦圈32设置在第二安装槽113内，并沿转轴11的轴向与刹车片2抵接。

具体地，本申请中的刹车片2上紧贴第二挡圈116的一侧沿圆周方向设置有卡槽，该卡槽和第二挡圈116共同围成第二安装槽113，第二摩擦圈32安装在第二安装槽113内，同时，第二摩擦圈32的外表面同时与第二安装槽113和第二挡圈116接触。

当摩擦组件3还包括第二摩擦圈32时，由于每个第二摩擦圈32的外表面同时与第二安装槽113和第二挡圈116接触，因此，还可以通过第二摩擦圈32对转轴11进行制动，使得对转轴11进行制动作业变得更加的可靠。

需要说明的是，第二摩擦圈32的材料、数量和横截面的形状可以和第一摩擦圈31的材料、数量和横截面的形状类似，本申请实施例对第二摩擦圈32的材料、数量和横截面的形状均不做赘述。

更进一步地，在一些实施例中，参阅图5，摩擦组件3还可以包括第三摩擦圈33，刹车片2与第一挡圈12共同限定第三安装槽114，第三摩擦圈33设置在第三安装槽114内，并沿转轴11的轴向与刹车片2抵接。

具体地，本申请中的刹车片2上紧贴第一挡圈12的一侧沿圆周方向设置有卡槽，该卡槽和第一挡圈12共同围成第三安装槽114，第三摩擦圈33安装在第三安装槽114内，同时，第三摩擦圈33的外表面同时与第三安装槽114和第一挡圈12接触。

这样，在对转轴11进行制动作业时，由于第三摩擦圈33的外表面同时与与第三安装槽114和第一挡圈12接触，因此，在外部环境装置的作用下使得刹车片2静止之后，第三摩擦圈33将和第一挡圈12产生摩擦力，进而实现对转轴11的制动作业。在摩擦组件3还包括第三摩擦圈33时，使得对转轴11的制动作业得到更进一步的保证。

需要说明的是，第三摩擦圈33的材料、数量和横截面的形状可以和第一摩擦圈31的材料和横截面的形状类似，本申请实施例对第三摩擦圈33的材料、数量和横截面的形状均不做赘述。

在另一些实施例中，参阅图6，摩擦组件3还包括第四摩擦圈34，其中，第二挡圈116朝向刹车片2的一侧沿圆周方向设置有第四安装槽115，第四摩擦圈34设置在第四安装槽115内，并沿转轴11的轴向与刹车片2抵接。

在该实施例中，第四摩擦圈34的外表面同时与第四安装槽115和刹车片2接触，因此，在对转轴11进行制动作业时，在刹车片2静止之后，第四摩擦圈34将会和第二挡圈116之间产生摩擦力，进而实现对转轴11的制动作业。

需要说明的是，第四摩擦圈34的材料、数量和横截面的形状可以和第一摩擦圈31的材料和横截面的形状类似，本申请实施例对第四摩擦圈34的材料、数量和横截面的形状均不做赘述。

进一步地，本申请在使用的时候，其中第一摩擦圈31、第二摩擦圈32、第三摩擦圈33以及第四摩擦圈34可以以任意的方式组合使用，例如，同时使用第一摩擦圈31和第二摩擦圈32，或者，同时使用第一摩擦圈31、第二摩擦圈32以及第三摩擦圈33，又或者，同时使用第一摩擦圈31和第四摩擦圈34等，具体地，可以根据实际产品的需要进行选择。

本申请实施例中，在需要制动作业时，也即是，在需要使得转轴组件1停止转动时，可以通过外部环境装置使得刹车片2停止转动，此时，由于摩擦组件3依然在转轴组件1的带动下随着转轴组件1旋转，而摩擦组件3是设置在转轴组件1与刹车片2之间且同时与转轴组件1和刹车片2接触的，因此，摩擦组件3将会和刹车片2之间发生相对转动，进而使得摩擦组件3和刹车片2之间产生摩擦力，并在该摩擦力的作用下，使得转轴组件1停止转动，也即是，实现了制动作业。不难看出的是，本申请提供的刹车制动装置包括的零部件较少，因此，装配过程简洁。另外，由于制动作业是通过第一摩擦圈31与转轴11之间产生的摩擦力实现的，因而可以避免刹车片2受力不均匀，影响制动效果的情况发生。此外，由于第一挡圈12、第一摩擦圈31、第二摩擦圈32、第三摩擦圈33和第四摩擦圈34均可以是标准件，因此，将降低该刹车制动装置的制造成本。

本申请还提供了一种机器人关节，如图7所示，包括电机20和上述刹车制动装置10，该刹车制动装置10上的转轴11与电机20的转子201固定连接。

具体地，在正常运转过程中，电机20的转子201相对于定子202转动，同时带动输出端203运动。当输出端203运动到目标位置需要停止时，刹车制动装置10通过摩擦力阻止电机20的转子201转动，进而使得输出端203停止运动。

进一步地，在一个实施例中，如图7所示，还可以通过锁定机构30与刹车片2的配合来限定刹车片2的转动，具体地，该锁定机构30包括相互连接的撞针301和驱动件302，刹车片2的外圈设有刹车齿，撞针301设置在与刹车齿对应的位置，驱动件302用于驱动撞针301伸缩。

当需要刹车制动时，驱动件302驱动撞针301伸出，撞针301与刹车齿接触，阻止刹车件转动，达到制动目的。当不需要刹车时，驱动件302驱动撞针301缩回，使得撞针301与刹车件错开，从而使得与电机20的转子221转动。

本申请实施例中，由于该机器人关节包括上述实施例提供的任意一种刹车制动装置10，因此，将使得该机器人关节的装配更加的简洁，制造成本也更低，制动效果也更好。

本申请实施例还提供了一种机器人，如图8所示，该机器人包括机器人本体40和如本申请实施例描述中的机器人关节，其中，机器人关节安装在所述机器人本体40上。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种刹车制动装置，其特征在于，所述刹车制动装置包括：

转轴组件(1)；

刹车片(2)，所述刹车片(2)沿所述转轴组件(1)的轴向套设在所述转轴组件(1)上；

摩擦组件(3)，所述摩擦组件(3)设置在所述转轴组件(1)与所述刹车片(2)之间且同时与所述转轴组件(1)和所述刹车片(2)接触，在制动时，所述刹车片(2)被停止转动，所述转轴组件(1)通过所述摩擦组件(3)与所述刹车片(2)之间的摩擦力逐渐停止转动。

2.根据权利要求1所述的刹车制动装置，其特征在于，所述转轴组件(1)包括：转轴(11)、第一挡圈(12)以及第二挡圈(116)，所述第一挡圈(12)和所述第二挡圈(116)均沿所述转轴(11)的轴向设置在所述转轴(11)上，所述刹车片(2)位于所述第一挡圈(12)、所述转轴(11)以及所述第二挡圈(116)围成的凹槽内。

3.根据权利要求2所述的刹车制动装置，其特征在于，所述第一挡圈(12)沿所述转轴(11)的轴向可拆卸的套设在所述转轴(11)上；所述第二挡圈(116)与所述转轴(11)一体化成型。

4.根据权利要求3所述的刹车制动装置，其特征在于，所述转轴(11)的圆周方向上设置有限位槽(111)，所述第一挡圈(12)位于所述限位槽(111)中。

5.根据权利要求2所述的刹车制动装置，其特征在于，所述摩擦组件(3)包括第一摩擦圈(31)，所述转轴(11)在所述凹槽内沿圆周方向设置有第一安装槽(112)，所述第一摩擦圈(31)设置在所述第一安装槽(112)内，并沿所述转轴(11)的径向与所述刹车片(2)抵接。

6.根据权利要求2或5所述的刹车制动装置，其特征在于，所述摩擦组件(3)还包括第二摩擦圈(32)，所述刹车片(2)与所述第二挡圈(116)共同限定第二安装槽(113)，所述第二摩擦圈(32)设置在所述第二安装槽(113)内，并沿所述转轴(11)的轴向与所述刹车片(2)抵接。

7.根据权利要求2或5所述的刹车制动装置，其特征在于，所述摩擦组件(3)还包括第三摩擦圈(33)，所述刹车片(2)与所述第一挡圈(12)共同限定第三安装槽(114)，所述第三摩擦圈(33)设置在所述第三安装槽(114)内，并沿所述转轴(11)的轴向与所述刹车片(2)抵接。

8.根据权利要求2所述的刹车制动装置，其特征在于，所述摩擦组件(3)包括第四摩擦圈(34)，所述第二挡圈(116)朝向所述刹车片(2)的一侧沿圆周方向设置有第四安装槽(115)，所述第四摩擦圈(34)设置在所述第四安装槽(115)内，并沿所述转轴(11)的轴向与所述刹车片(2)抵接。

9.一种机器人关节，其特征在于，包括多个转动关节和如权利要求1-8任意一项所述的刹车制动装置，每两个所述转动关节均通过所述刹车制动装置连接。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人本体和如权利要求9所述的机器人关节，所述机器人关节安装在所述机器人本体上。

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