CN218992187U - 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的壳体组件内具有安装腔，定子组件包括线圈组，线圈组固定设于安装腔，且与壳体组件的内侧面相连接，制动组件穿设于线圈组内并能够沿线圈组的轴向移动，制动组件包括磁性组件、制动件和弹性件，弹性件沿垂直于线圈组轴向方向设置于线圈组内，磁性组件沿线圈组轴向方向设置于线圈组内且与弹性件固定连接，制动件的一端与磁性组件相连接，制动件的另一端能够随磁性组件的移动伸出壳体组件或缩回至安装腔。通过使用本技术方案中的电磁制动装置，能够在制动时快速恢复磁性组件的位置，实现快速复位，提升制动效果和响应速度。

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、制动效果较低、反应速度迟缓、电磁驱动力较小等缺陷。另外，现有的电磁制动器振动类型较为单一，可提供的场景反馈效果较少，降低了适用性和通用性。

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制动反应迟缓导致制动效率较低的问题。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，所述定子组件包括线圈组，所述线圈组固定设于所述安装腔，且与所述壳体组件的内侧面相连接；

制动组件，所述制动组件穿设于所述线圈组内并能够沿所述线圈组的轴向移动，所述制动组件包括磁性组件、制动件和弹性件，所述弹性件沿垂直于所述线圈组轴向方向设置于所述线圈组内，所述磁性组件沿所述线圈组轴向方向设置于所述线圈组内且与所述弹性件固定连接，所述制动件的一端与所述磁性组件相连接，所述制动件的另一端能够随所述磁性组件的移动伸出所述壳体组件或缩回至所述安装腔。

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，定子组件的线圈组能够通电并产生磁场，电磁场能够对位于线圈组内的磁性组件进行作用，促使磁性组件沿振动方向进行移动，同时由于制动件与磁性组件相连接，能够随磁性组件的移动伸出所述壳体组件或缩回至所述安装腔，进而实现通电取消制动以及断电开启制动的操作，同时制动组件包括磁性组件、制动件和弹性件，弹性件位于线圈组内并与磁性组件相连接，能够在制动时使得快速恢复，实现快速复位，提升制动效果和响应速度。

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，所述线圈组包括至少两个沿所述线圈组轴向方向堆叠设置的线圈，所述弹性件的数量至少为一个，所述弹性件的外周边缘插设于相邻所述线圈之间。

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，所述弹性件包括第一弹性件，所述第一弹性件的外周边缘插设于所述第一线圈和所述第二线圈之间。

在本实用新型的一些实施方式中，所述磁性组件包括第一磁性件、第一导磁板和第二导磁板，所述第一导磁板和所述第一磁性件分别设置于所述第一弹性件沿所述线圈组轴向方向上相对的两侧，所述第二导磁板设于所述第一磁性件远离所述第一导磁板的一端，所述第二导磁板设于所述第一磁性件和所述制动件之间。

在本实用新型的一些实施方式中，所述制动组件还包括沿所述线圈组的轴向方向设置的第一垫块和第二垫块，所述第一垫块设置于所述第一导磁板和所述第一弹性件之间，所述第二垫块设置于所述第一弹性件和所述第一磁性件之间。

在本实用新型的一些实施方式中，所述线圈组还包括沿所述线圈组轴向方向设置且与所述第二线圈相邻的第三线圈，所述弹性件还包括第二弹性件，所述第二弹性件的外周边缘插设于所述第二线圈和所述第三线圈之间。

在本实用新型的一些实施方式中，所述磁性组件还包括第二磁性件，所述第二磁性件与所述第一磁性件充磁方向相反，所述第一磁性件和所述第二磁性件分别设置于所述第二弹性件沿所述线圈组轴向方向上相对的两侧，所述第二磁性件远离所述第二弹性件的一端与所述第二导磁板相连接，所述制动件一端与所述第二导磁板远离所述第二磁性件一侧连接，所述制动件的另一端能够随所述磁性组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，所述制动组件还包括沿所述线圈组的轴向方向设置的第三垫块和第四垫块，所述第三垫块设置于所述第一磁性件和所述第二弹性件之间，所述第四垫块设置于所述弹性件和所述第二磁性件之间。

在本实用新型的一些实施方式中，所述定子组件还包括套筒，所述套筒固定设于所述制动组件和所述线圈组之间。

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爆炸结构示意图；

图2为图1中电磁制动装置初始状态下的剖面结构示意图；

图3为图1中电磁制动装置通电状态下的剖面结构示意图；

图4为图1中电磁制动装置通电状态一定时间后的剖面结构示意图；

图5为图1中电磁制动装置断电状态下的剖面结构示意图；

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剖面结构示意图；

图7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、线圈组；211、第一线圈；211、第二线圈；213、第三线圈；22、套筒；

31、制动件；32、第一磁性件；331、第一导磁板；332、第二导磁板；341、第一弹性件；342、第一垫块；343、第二垫块；351、第二磁性件；3521、第二弹性件；3522、第三垫块；3523、第四垫块。

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。

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爆炸结构示意图。如图1所示，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，定子组件包括线圈组21，线圈组21固定设于安装腔111，且与壳体组件的内侧面相连接，制动组件穿设于线圈组21内并能够沿线圈组21的轴向移动，制动组件包括磁性组件、制动件31和弹性件，弹性件沿垂直于线圈组21轴向方向设置于线圈组21内，磁性组件沿线圈组21轴向方向设置于线圈组21内且与弹性件固定连接，制动件31的一端与磁性组件相连接，制动件31的另一端能够随磁性组件的移动伸出壳体组件或缩回至安装腔111。

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，定子组件的线圈组21能够通电并产生磁场，电磁场能够对位于线圈组21内的磁性组件进行作用，促使磁性组件沿振动方向进行移动，同时由于制动件31与磁性组件相连接，能够随磁性组件的移动伸出所述壳体组件或缩回至所述安装腔111，进而实现通电取消制动以及断电开启制动的操作，同时制动组件包括磁性组件、制动件31和弹性件，弹性件位于线圈组21内并与磁性组件相连接，能够在制动时使得快速恢复，实现快速复位，提升制动效果和响应速度。

具体地，在本实用新型中，线圈组21与壳体组件粘接固定或者过盈装配。本实用新型中的制动件31为制动销。

在本实用新型的一些实施方式中，线圈组21包括至少两个沿线圈组21轴向方向堆叠设置的线圈，弹性件的数量至少为一个，弹性件的外周边缘插设于相邻线圈之间。本实施方式中线圈组21包括两个，二者堆叠设置且电流方向相反，能够对磁性组件进行多组库伦兹力的作用，一个对磁性组件进行推动，一个对磁性组件进行拉动，进而使得磁性组件进行快速的响应，提升制动效率和可靠性，另外，当作业人员向线圈组21通直流电，制动组件能够实现单向振动，产生电磁制动效果，向线圈组21通交流电，制动组件往复振动，能够实现振动反馈效果，使得本实用新型中的电磁制动装置具有多振动类型，提升了通用性和适用性。

在本实用新型的第一种实施方式中，如图1所示，线圈组21包括第一线圈211和第二线圈211，弹性件包括第一弹性件341，第一弹性件341的外周边缘插设于第一线圈211和第二线圈211之间。在本实施方式中，第一弹性件341由于外周边缘插接于第一线圈211和第二线圈211之间，能够在线圈组21断电后提供一定的复位力，其中初始阶段弹性件可以处于预向上拉伸状态，断电后能够可实现快速复位，提升制动效果和响应速度。第一弹性件341为弹簧，本实施方式中优选为碟簧。

在本实用新型的第一种实施方式中，如图1所示，磁性组件包括第一磁性件32、第一导磁板331和第二导磁板332，第一导磁板331和第一磁性件32分别设置于第一弹性件341沿线圈组21轴向方向上相对的两侧，第二导磁板332设于第一磁性件32远离第一导磁板331的一端，第二导磁板332设于第一磁性件32和制动件31之间。在本实施方式中，第一导磁板331能够引导第一磁性件32顶端的磁力线穿过线圈组21，进而提高第一磁性件32顶端的磁场利用率。第二导磁板332能够引导第一磁性件32底端的磁力线穿过线圈组21，进而提升第一磁性件32底端的磁场利用率。两组导磁板能够极大的增加第一磁性件32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所示，制动组件还包括沿线圈组21的轴向方向设置的第一垫块342和第二垫块343，第一垫块342设置于第一导磁板331和第一弹性件341之间，第二垫块343设置于第一弹性件341和第一磁性件32之间。在本实施方式中，第一垫块342和第二垫块343能够引导第一磁性件32顶端的磁力线穿过线圈组21，提高一定的磁场利用率。另外，两个垫块由于各自的投影面积分别小于第一弹性件341的投影面积、第一磁性件32的投影面积和第一导磁板331的投影面积，因此能够在振动过程中产生避让，防止制动组件与第一弹性件341、第一弹性件341和第一导磁板331进行接触，提升了可靠性。

具体地，在第一种实施方式中，如图1所示，还包括套筒22，套筒22固定设于制动组件和线圈组21之间。

具体地，在本实用新型的第一种实施方式中，如图2、3、4和5所示，“·”和“×”代表电流流向，实线箭头代表第一磁性件32的磁极方向，虚线代表受力方向，初始未通电状态下，电磁制动装置为制动状态，即制动件31伸出外壳11组件并与对应制动部件进行配合。当分别对第一线圈211和第二线圈211通如图中的电流方向，此时第一磁性件32的磁极方向为上S下N，此时由于第一线圈211和第二线圈211产生的洛伦兹力会克服第一弹性件341的弹性力将制动组件向上推动，最终会将制动件31拉回至安装腔111内，实现制动解除。当断电时，由于第一线圈211和第二线圈211的库伦兹力消除，此时由于壳体组件为导磁件，具有一定的静吸力，同时还由于第一弹性件341的弹性，弹性力和静吸力会合成并能够促使制动组件复位。

进一步地，如图6所示，在本实用新型的第二种实施方式中，也可以将第一弹性件341取消，如图1所示，“·”和“×”代表电流流向，实线箭头代表第一磁性件32的磁极方向，初始未通电状态下，电磁制动装置为制动状态，即制动件31伸出外壳11组件并与对应制动部件进行配合。当分别对第一线圈211和第二线圈211通如图中的电流方向，此时第一磁性件32的磁极方向为上S下N，此时由于第一线圈211和第二线圈211产生的洛伦兹力会将制动组件向上推动，最终会将制动件31拉回至安装腔111内，实现制动解除。当断电时，由于第一线圈211和第二线圈211的库伦兹力消除，由于第一种实施方式的壳体组件为导磁件，能够靠静吸力(即壳体组件会对第一磁性件32产生磁力作用)克服摩擦力促使制动组件复位。

在本实用新型的第三种实施方式中，如图7所示，线圈组21还包括沿线圈组21轴向方向设置且与第二线圈211相邻的第三线圈213，弹性件还包括第二弹性件3521，第二弹性件3521的外周边缘插设于第二线圈211和第三线圈213之间。在本实施方式中，本实施方式中采用三个线圈的方式，三者堆叠设置，能够对磁性组件进行三组库伦兹力的作用，使得磁性组件进行快速的响应，提升制动效率和可靠性。

在本实用新型的第三种实施方式中，如图7所示，磁性组件还包括第二磁性件351，第二磁性件351与第一磁性件32充磁方向相反，第一磁性件32和第二磁性件351分别设置于第二弹性件3521沿线圈组21轴向方向上相对的两侧，第二磁性件351远离第二弹性件3521的一端与第二导磁板332相连接，制动件31一端与第二导磁板332远离第二磁性件351一侧连接，制动件31的另一端能够随磁性组件的移动伸出壳体组件或缩回至安装腔111。在本实施方式中，两个弹性件和三个线圈结合的方式能够综合对制动组件进行较大的弹性作用和磁性作用，包括通电状态下促使制动组件向上运动，和断电下促使制动组件向下运动，且此过程能够保证制动组件的振动或者移动平稳，提升了电磁制动装置的平稳性和可靠性。

在本实用新型的第三种实施方式中，如图7所示，制动组件还包括沿线圈组21的轴向方向设置的第三垫块3522和第四垫块3523，第三垫块3522设置于第一磁性件32和第二弹性件3521之间，第四垫块3523设置于弹性件和第二磁性件351之间。在本实施方式中，第二弹性件3521由于外周边缘插接于第三线圈213和第二线圈211之间，内周两侧分别与第三垫块3522和第四垫块3523连接，能够在线圈组21断电后提供一定的复位力，其中初始阶段弹性件可以处于预向上拉伸状态，断电后能够可实现快速复位，能够进一步地提升制动效果和响应速度。第二弹性件3521为弹簧，本实施方式中优选为碟簧。

具体地，在本实施方式中，第三垫块3522和第四垫块3523还能够引导第一磁性件32底端的磁力线穿过线圈组21，并引导第二磁性件351顶端的磁力线穿过线圈组21，提高一定的磁场利用率。另外，两个垫块由于各自的投影面积分别小于第二弹性件3521的投影面积、第一磁性件32的投影面积和第二磁性件351的投影面积的投影面积，因此能够在振动过程中产生避让，防止第一磁性件32与第二弹性件3521、第二弹性件3521和第二磁性件351进行接触，提升了可靠性。

在本实用新型的第三种实施方式中，第一磁性件32和第二磁性件351沿振动方向的磁极方向相反。在本实施方式中，第一磁性件32的磁极方向为上S下N，第二磁性件3521的磁极方向为上N下S。

具体地，在第三种实施方式中，如图7所示，如图3、4、5和6所示，“·”和“×”代表电流流向，实线箭头代表第一磁性件32的磁极方向，初始未通电状态下，电磁制动装置为制动状态，即制动件31伸出外壳11组件并与对应制动部件进行配合。当分别对第一线圈211、第二线圈211和第三线圈213通如图中的电流方向，此时由于第一线圈211、第二线圈211和第三线圈213产生的洛伦兹力会克服第一弹性件341和第二弹性件3521的弹性力并将制动组件向上推动，最终会将制动件31平稳拉回至安装腔111内，实现制动解除。当断电时，由于第一线圈211、第二线圈211和第三线圈213的库伦兹力消除，由于壳体组件为导磁件，具有一定的静吸力，同时还由于第一弹性件341和第二弹性件3521的弹性，弹性力和静吸力会能够合成并促使制动组件平稳复位。

在本实用新型的一些实施方式中，定子组件还包括套筒22，套筒22固定设于制动组件和线圈组21之间。在本实施方式中，套筒22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，直径固定在外壳11两端面。外壳11选择导磁壳，减少漏磁，提高磁场的利用率。

进一步地，本实用新型外壳11与安装腔111内的导磁板能够引导磁力线，磁场的有效利用率较高，可以获得较大的驱动力，同时可以设计较大K值的第一弹性件341或者第二弹性件3521，断电后能够实现快速制动。另外，本实用新型的整体结构简单，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，所述定子组件包括线圈组，所述线圈组固定设于所述安装腔，且与所述壳体组件的内侧面相连接；

制动组件，所述制动组件穿设于所述线圈组内并能够沿所述线圈组的轴向移动，所述制动组件包括磁性组件、制动件和弹性件，所述弹性件沿垂直于所述线圈组轴向方向设置于所述线圈组内，所述磁性组件沿所述线圈组轴向方向设置于所述线圈组内且与所述弹性件固定连接，所述制动件的一端与所述磁性组件相连接，所述制动件的另一端能够随所述磁性组件的移动伸出所述壳体组件或缩回至所述安装腔。

2.根据权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，所述线圈组包括至少两个沿所述线圈组轴向方向堆叠设置的线圈，所述弹性件的数量至少为一个，所述弹性件的外周边缘插设于相邻所述线圈之间。

3.根据权利要求2所述的电磁制动装置，其特征在于，所述线圈组包括第一线圈和第二线圈，所述弹性件包括第一弹性件，所述第一弹性件的外周边缘插设于所述第一线圈和所述第二线圈之间。

4.根据权利要求3所述的电磁制动装置，其特征在于，所述磁性组件包括第一磁性件、第一导磁板和第二导磁板，所述第一导磁板和所述第一磁性件分别设置于所述第一弹性件沿所述线圈组轴向方向上相对的两侧，所述第二导磁板设于所述第一磁性件远离所述第一导磁板的一端，所述第二导磁板设于所述第一磁性件和所述制动件之间。

5.根据权利要求4所述的电磁制动装置，其特征在于，所述制动组件还包括沿所述线圈组的轴向方向设置的第一垫块和第二垫块，所述第一垫块设置于所述第一导磁板和所述第一弹性件之间，所述第二垫块设置于所述第一弹性件和所述第一磁性件之间。

6.根据权利要求5所述的电磁制动装置，其特征在于，所述线圈组还包括沿所述线圈组轴向方向设置且与所述第二线圈相邻的第三线圈，所述弹性件还包括第二弹性件，所述第二弹性件的外周边缘插设于所述第二线圈和所述第三线圈之间。

7.根据权利要求6所述的电磁制动装置，其特征在于，所述磁性组件还包括第二磁性件，所述第二磁性件与所述第一磁性件充磁方向相反，所述第一磁性件和所述第二磁性件分别设置于所述第二弹性件沿所述线圈组轴向方向上相对的两侧，所述第二磁性件远离所述第二弹性件的一端与所述第二导磁板相连接，所述制动件一端与所述第二导磁板远离所述第二磁性件一侧连接，所述制动件的另一端能够随所述磁性组件的移动伸出所述壳体组件或缩回至所述安装腔。

8.根据权利要求7所述的电磁制动装置，其特征在于，所述制动组件还包括沿所述线圈组的轴向方向设置的第三垫块和第四垫块，所述第三垫块设置于所述第一磁性件和所述第二弹性件之间，所述第四垫块设置于所述弹性件和所述第二磁性件之间。

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

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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