CN218992186U - 电磁制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电磁控制技术领域，具体涉及一种电磁制动装置。本实用新型中的电磁制动装置包括壳体组件、定子组件和制动组件，壳体组件内具有安装腔，定子组件包括铁芯和线圈组，线圈组位于安装腔并与壳体组件的内侧面相连接，铁芯位于线圈组内并与壳体组件的内顶面相连接，制动组件设于线圈组内并与壳体组件的内底面弹性连接，制动组件的一端与铁芯相对应，制动组件的另一端能够沿线圈组的轴向方向伸出壳体组件或者缩回至安装腔。通过使用本技术方案中的电磁制动装置，本实用新型中的铁芯会在线圈组通电情况下对制动组件的振动产生促进作用，进而提升制动组件的响应速度，从而提升了振动效果和制动效率。

Description

电磁制动装置

技术领域

本实用新型属于电磁控制技术领域，具体涉及一种电磁制动装置。

背景技术

电磁制动器是现代工业中一种理想的自动化执行元件，主要用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁制动器是一种将主动侧扭力传达给被动侧的连接器，可以据需要自由的结合，切离或制动，具有结构紧凑，操作简单，响应灵敏，寿命长久，使用可靠，易于实现远距离控制等优点。

现有电磁制动器虽然在机构原理上不尽相同，但一般都存在结构复杂，复位时间和响应时间较长导致制动效果不佳以及制动效率较低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决现有电磁制动器的响应时间较慢导致制动效果不佳的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的第一方面提出了一种电磁制动装置，包括：

壳体组件，所述壳体组件内具有安装腔；

定子组件，所述定子组件包括铁芯和线圈组，所述线圈组位于所述安装腔并与所述壳体组件的内侧面相连接，所述铁芯位于所述线圈组内并与所述壳体组件的内顶面相连接；

制动组件，所述制动组件设于所述线圈组内并与所述壳体组件的内底面弹性连接，所述制动组件的一端与所述铁芯相对应，所述制动组件的另一端能够沿所述线圈组的轴向方向伸出所述壳体组件或者缩回至所述安装腔；

其中，在所述线圈组通电情况下，所述铁芯具有与所述制动组件相互排斥的第一状态。

通过使用本技术方案中的电磁制动装置，采用壳体组件、定子组件和制动组件的组合结构，壳体组件的安装腔能够为定子组件和制动组件提供安装空间，制动组件和铁芯均位于线圈组内，当线圈组通电时，会对制动组件进行电磁作用，进而使得制动组件的另一端伸出壳体组件或者缩回至安装腔，以达到制动的效果，而本实用新型中的铁芯也会在线圈组通电情况下对制动组件的振动产生促进作用，进而提升制动组件的响应速度，从而提升了振动效果和制动效率。

另外，根据本实用新型的电磁制动装置，还可具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施方式中，所述制动组件包括制动件、弹性件和第一磁性件，所述弹性件套设于所述制动件外，所述弹性件的两端分别与所述第一磁性件和所述壳体组件的内底面相连接，所述第一磁性件穿设于所述线圈组内并能够沿所述线圈组的轴向方向移动，所述制动件的一端与所述第一磁性件相连接，所述制动件的另一端能够随所述第一磁性件的移动伸出所述壳体组件或缩回至所述安装腔。

在本实用新型的一些实施方式中，所述定子组件包括第二磁性件，所述第二磁性件设于所述铁芯和所述壳体组件的内顶面之间。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第一磁性件和所述第二磁性件沿所述线圈组的轴向方向的充磁方向相反。

在本实用新型的一些实施方式中，所述线圈组距所述壳体组件的内底面的距离尺寸大于所述第一磁性件的最低位置距所述壳体组件的内底面的距离尺寸。

在本实用新型的一些实施方式中，所述定子组件包括防撞垫，所述防撞垫设于所述铁芯远离所述壳体组件的内顶面的一侧，

和/或，所述防撞垫设于所述第一磁性件靠近所述铁芯一侧。

在本实用新型的一些实施方式中，所述制动组件包括导磁组件，所述导磁组件包括第一导磁板和第二导磁板，所述第一导磁板设于所述第一磁性件远离所述制动件的一端，所述第二导磁板设于所述第一磁性件与所述制动件之间。

在本实用新型的一些实施方式中，所述线圈组包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈沿振动方向堆叠设置且电流方向相反。

在本实用新型的一些实施方式中，所述定子组件包括套筒，所述套筒固设于所述线圈组和所述制动组件之间。

在本实用新型的一些实施方式中，所述壳体组件包括外壳、第一盖体和第二盖体，所述外壳内具有所述安装腔，所述安装腔的顶端设有第一开口，所述第一盖体盖设于所述第一开口，所述安装腔的底端设有第二开口，所述第二盖体盖设于所述第二开口。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本实用新型第一种实施方式的电磁制动装置的初始状态下的剖视图；

图2示意性地示出了根据本实用新型第一种实施方式的电磁制动装置的通电状态下的剖视图；

图3示意性地示出了根据本实用新型第一种实施方式的电磁制动装置的制动状态下的剖视图；

图4示意性地示出了根据本实用新型第一种实施方式的电磁制动装置的断电状态下的剖视图；

图5示意性地示出了根据本实用新型第二种实施方式的电磁制动装置的爆炸结构示意图；

图6示意性地示出了根据本实用新型第二种实施方式的电磁制动装置的初始状态下的剖视图；

图7示意性地示出了根据本实用新型第二种实施方式的电磁制动装置的通电状态下的剖视图；

图8示意性地示出了根据本实用新型第二种实施方式的电磁制动装置的制动状态下的剖视图；

图9示意性地示出了根据本实用新型第二种实施方式的电磁制动装置的断电状态下的剖视图；

图10示意性地示出了根据本实用新型第三种实施方式的电磁制动装置的剖面结构示意图。

附图中各标号表示如下：

11、外壳；111、安装腔；12、第一盖体；13、第二盖体；

21、铁芯；221、第一线圈；222、第二线圈；223、第三线圈；23、第二磁性件；24、防撞垫；25、套筒；

31、制动件；32、弹性件；33、第一磁性件；341、第一导磁板；342、第二导磁板。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

本实用新型提出了一种电磁制动装置。本实用新型中的电磁制动装置包括壳体组件、定子组件和制动组件，壳体组件内具有安装腔111，定子组件包括铁芯21和线圈组，线圈组位于安装腔111并与壳体组件的内侧面相连接，铁芯21位于线圈组内并与壳体组件的内顶面相连接，制动组件设于线圈组内并与壳体组件的内底面弹性连接，制动组件的一端与铁芯21相对应，制动组件的另一端能够沿线圈组的轴向方向(和振动方向相一致)伸出壳体组件或者缩回至安装腔111，其中，在线圈组通电情况下，铁芯21具有与制动组件相互排斥的第一状态。

通过使用本技术方案中的电磁制动装置，采用壳体组件、定子组件和制动组件的组合结构，壳体组件的安装腔111能够为定子组件和制动组件提供安装空间，制动组件和铁芯21均位于线圈组内，当线圈组通电时，会对制动组件进行电磁作用，进而使得制动组件的另一端伸出壳体组件或者缩回至安装腔111，以达到制动的效果，而本实用新型中的铁芯21也会在线圈组通电情况下对制动组件的振动产生促进作用，进而提升制动组件的响应速度，从而提升了振动效果和制动效率。

具体地，本实用新型中的线圈组与壳体组件(外壳11)粘接固定或者过盈装配。

在本实用新型的第一种实施方式中，如图1、2、3和4所示，制动组件包括制动件31、弹性件32和第一磁性件33，弹性件32套设于制动件31外，弹性件32的两端分别与第一磁性件33和壳体组件的内底面相连接，第一磁性件33穿设于线圈组内并能够沿线圈组的轴向方向移动，制动件31的一端与第一磁性件33相连接，且另一端能够随第一磁性件33的移动伸出壳体组件或缩回至安装腔111。在本实施方式中，弹性件32初始状态为压缩状态(弹性件在初始状态下，即未制动状态下具有预压力，由此保障弹性件受压后可以回弹至原位)，能够将与弹性件32相连接的第一磁性件33与铁芯21进行抵接，进而实现电磁制动装置断电情况下的非制动操作。同时由于断电情况下的第一磁性件33带有磁性，具有向铁芯21吸附的磁力，因此在电磁制动装置的断电初始状态下，第一磁性件33与铁芯21的抵接力为磁性吸附力和弹性件32的弹性力之和。此种状态下，第一磁性件33能够将制动件31缩回至安装腔111内，即实现电磁制动装置初始位置非制动的目的。

在本实用新型的第二种实施方式中，如图5所示，定子组件包括第二磁性件23，第二磁性件23设于铁芯21和壳体组件的内顶面之间。在本实施方式中，铁芯21和壳体组件之间的第二磁性件23，在通电时能够加大对第一磁性件33的排斥力，进而快速实现与第一磁性件33相连接的制动件31伸出壳体组件，与对应的制动部件配合，进而实现制动操作。

在本实用新型的第二种实施方式中，如图6、7、8和9所示，第一磁性件33和第二磁性件23沿线圈组的轴向方向的充磁方向相反。在本实施方式中，第一磁性件33和第二磁性件23相互邻近的极性方向相同，能够确保在线圈组通电的情况下，第二磁性件23与被线圈组磁化的铁芯21的极性相同，进而同时对第一磁性件33进行排斥力的作用，使得第一磁性件33快速进行制动操作。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1和6所示，线圈组包括第一线圈221和第二线圈222，第一线圈221和第二线圈222沿振动方向堆叠设置且电流方向相反。第一线圈221和第二线圈222相组合的结构适用于第一种实施方式和第二种实施方式，第一种实施方式和第二种实施方式通电情况下的第一线圈221能够对铁芯21进行磁化，使得铁芯21的充磁方向和第一磁性件33的充磁方向沿振动方向相反，进而能够对第一磁性件33进行推力，同时第二线圈222也能够对第一磁性件33进行吸引，最终保证通电情况下制动件31伸出壳体组件。

具体地，如图1、2、3和4所示，在本实用新型的第一种实施方式中，如图1、2、3和4所示，“·”和“×”代表电流流向，实线箭头代表充磁方向。初始未通电状态下，电磁制动装置为非制动状态，即制动件31缩回至安装腔111内。当分别对第一线圈221和第二线圈222通如图2中的电流方向，此时铁芯21会被第一线圈221磁化且其充磁方向为上S下N，铁芯21能够对第一磁性件33进行排斥力作用(第一磁性件33充磁方向为下S上N)，另外由于第二线圈222的电流方向，也会对第一磁性件33进行吸引作用，最终会将与第一磁性件33相连接的制动件31伸出壳体组件外，并与对应的制动部件进行配合。当断电时，由于第一线圈221和第二线圈222的库伦兹力消除，此时由于铁芯21对第一磁性件33具有磁性吸附力，同时还由于弹性件32的弹性，弹性力和磁性吸附力会合成并能够促使第一磁性件33与铁芯21进行抵接，实现非制动状态。

具体地，在本实用新型的第二种实施方式中，如图6、7、8和9所示，“·”和“×”代表电流流向，实线箭头代表充磁方向。初始未通电状态下，电磁制动装置为非制动状态，即制动件31缩回至安装腔111内。当分别对第一线圈221和第二线圈222通如图7中的电流方向，此时第二磁性件23的充磁方向为上S下N，铁芯21会被第一线圈221磁化且其充磁方向为上S下N，铁芯21和第二磁性件23共同对第一磁性件33进行排斥力作用，另外由于第二线圈222的电流方向，也会对第一磁性件33进行吸引作用，最终会将与第一磁性件33相连接的制动件31快速伸出壳体组件外，并与对应的制动部件进行配合。当断电时，由于第一线圈221和第二线圈222的库伦兹力消除，此时由于铁芯21对第一磁性件33具有磁性吸附力，同时还由于弹性件32的弹性，弹性力和磁性吸附力会合成并能够促使第一磁性件33与铁芯21进行抵接(虽然第二磁性件23具有一定的排斥力，但是小于铁芯21的吸附力和弹性力)，实现非制动状态。本实用新型的第二种实施方式较第一种实施方式的制动效果更佳快速，提升了响应速度。

在本实用新型的第三种实施方式中，如图10所示，线圈组距壳体组件的内底面的距离尺寸大于第一磁性件33的最低位置距壳体组件的内底面的距离尺寸。在本实施方式中，线圈组为第三线圈223，即一个线圈部件，这与第一种实施方式和第二种实施方式中的线圈数量不同。本实施方式中的第三线圈223距离壳体组件的内底面的距离尺寸大于第一磁性件33的最低位置距离壳体组件的内底面的距离尺寸，能够使得第三线圈223通电时，具有向上的洛伦兹力，由于第一磁性件33位于第三线圈223内，能够受到第三线圈223的洛伦兹力的影响，进而产生向上运动的趋势，并最终将制动件31缩回至安装腔111，实现通电下非制动的目的。

具体地，如图10所示，在本实用新型的第三种实施方式中，“·”和“×”代表电流流向，实线箭头代表充磁方向，初始未通电状态下，电磁制动装置为制动状态，此时铁芯21会对第一磁性件33进行磁力吸附，因此弹性件32为舒张状态，且此时的制动件31伸出壳体组件，并与对应的制动部件进行配合。当对第三线圈223通如图中的电流方向，此时铁芯21会被第三线圈223磁化且其充磁方向为上S下N，铁芯21对第一磁性件33进行吸附力作用，同时由于第一磁性件33位于第三线圈223内，第三线圈223也会对第一磁性件33进行磁性吸引作用，最终会将与第一磁性件33相连接的制动件31缩回至安装腔111内，实现通电非制动的目的。当断电时，由于第三线圈223的库伦兹力消除，此时由于弹性件32的弹性，虽然铁芯21还会对第一磁性件33具有一定的磁力吸附作用，但是磁力吸附作用力小于弹性件32，并能够促使与第一磁性件33相连接的制动件31伸出壳体组件，与对应的制动部件相配合，实现断电制动的目的。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1、6和10所示，定子组件包括防撞垫24，防撞垫24设于铁芯21远离壳体组件的内顶面的一侧。在本实施方式中，防撞垫24固定在铁芯21下端面，也可固定在第一磁性件33朝向铁芯21的一侧，即第一磁性件33的上端面，防止制动组件复位后产生较大的冲击力。在其他的实施方式中，防撞垫24也可以设于第一磁性件33靠近铁芯21一侧。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1、6和10所示，制动组件包括导磁组件，导磁组件包括第一导磁板341和第二导磁板342，第一导磁板341设于第一磁性件33远离制动件31的一端，第二导磁板342设于第一磁性件33与制动件31之间。在本实施方式中，第一导磁板341能够引导第一磁性件33顶端的磁力线穿过线圈组，进而提高第一磁性件33顶端的磁场利用率。第二导磁板342能够引导第一磁性件33底端的磁力线穿过线圈组，进而提升第一磁性件33底端的磁场利用率。两个导磁板能够极大的增加第一磁性件33整体的磁力线穿过线圈，提升了可靠性。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1、6和10所示，定子组件包括套筒25，套筒25固设于线圈组和制动组件之间。在本实施方式中，套筒25固定在安装腔111的底侧，主要起到辅助振动的作用，防止制动组件偏振。

在本实用新型的一些实施方式中，如图1、6和10所示，壳体组件包括外壳11、第一盖体12和第二盖体13，外壳11内具有安装腔111，安装腔111的顶端设有第一开口，第一盖体12盖设于第一开口，安装腔111的底端设有第二开口，第二盖体13盖设于第二开口。在本实施方式中，第一盖体12和第二盖体13均嵌于外壳11内壁，或者选择与外壳11相同的外径，固定在外壳11两端面。外壳11选择导磁壳，减少漏磁，提高磁场的利用率。

具体地，本实用新型中的弹性件32为弹簧，第一磁性件33和第二磁性件23为磁铁。

进一步地，本实用新型的电磁制动装置可以快速响应制动效果，响应灵敏，驱动力与复位力较大，结构上采用磁性件加铁芯21的辅助驱动方式，通电后可以加大铁芯21的磁化效果，产生更大的制动力，增加制动效果，断电后依靠铁芯21与磁性件之间的磁性力与弹力可以快速复位，另外，结构简单，零件主要为冲压件，便于加工制作。装配主要为上下堆叠结构，工装定位基本一致，便于装配。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电磁制动装置，其特征在于，包括：

壳体组件，所述壳体组件内具有安装腔；

定子组件，所述定子组件包括铁芯和线圈组，所述线圈组位于所述安装腔并与所述壳体组件的内侧面相连接，所述铁芯位于所述线圈组内并与所述壳体组件的内顶面相连接；

制动组件，所述制动组件设于所述线圈组内并与所述壳体组件的内底面弹性连接，所述制动组件的一端与所述铁芯相对应，所述制动组件的另一端能够沿所述线圈组的轴向方向伸出所述壳体组件或者缩回至所述安装腔；

其中，在所述线圈组通电情况下，所述铁芯具有与所述制动组件相互排斥的第一状态。

2.根据权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，所述制动组件包括制动件、弹性件和第一磁性件，所述弹性件套设于所述制动件外，所述弹性件的两端分别与所述第一磁性件和所述壳体组件的内底面相连接，所述第一磁性件穿设于所述线圈组内并能够沿所述线圈组的轴向方向移动，所述制动件的一端与所述第一磁性件相连接，所述制动件的另一端能够随所述第一磁性件的移动伸出所述壳体组件或缩回至所述安装腔。

3.根据权利要求2所述的电磁制动装置，其特征在于，所述定子组件包括第二磁性件，所述第二磁性件设于所述铁芯和所述壳体组件的内顶面之间。

4.根据权利要求3所述的电磁制动装置，其特征在于，所述第一磁性件和所述第二磁性件沿所述线圈组的轴向方向的充磁方向相反。

5.根据权利要求2所述的电磁制动装置，其特征在于，所述线圈组距所述壳体组件的内底面的距离尺寸大于所述第一磁性件的最低位置距所述壳体组件的内底面的距离尺寸。

6.根据权利要求2所述的电磁制动装置，其特征在于，所述定子组件包括防撞垫，所述防撞垫设于所述铁芯远离所述壳体组件的内顶面的一侧，

和/或，所述防撞垫设于所述第一磁性件靠近所述铁芯一侧。

7.根据权利要求2所述的电磁制动装置，其特征在于，所述制动组件包括导磁组件，所述导磁组件包括第一导磁板和第二导磁板，所述第一导磁板设于所述第一磁性件远离所述制动件的一端，所述第二导磁板设于所述第一磁性件与所述制动件之间。

8.根据权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，所述线圈组包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈沿振动方向堆叠设置且电流方向相反。

9.根据权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，所述定子组件包括套筒，所述套筒固设于所述线圈组和所述制动组件之间。

10.根据权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，所述壳体组件包括外壳、第一盖体和第二盖体，所述外壳内具有所述安装腔，所述安装腔的顶端设有第一开口，所述第一盖体盖设于所述第一开口，所述安装腔的底端设有第二开口，所述第二盖体盖设于所述第二开口。

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