CN108087461B - 制动器及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制动器及具有其的电机。其中，制动器能够与被制动件连接，以对被制动件进行制动操作，制动器包括：定子；衔铁，衔铁可沿着定子的轴向移动并被通电的定子吸附住；摩擦片，与衔铁连接且能够随着衔铁一起运动，摩擦片上设置有突出部，突出部能够伸入至部分或者全部被制动件的限位凹部内，以对被制动件进行制动。本发明有效地解决了现有技术中制动器在制动过程中机械噪声较大、影响用户使用体验的问题。

Description

制动器及具有其的电机

技术领域

本发明涉及制动器技术领域，具体而言，涉及一种制动器及具有其的电机。

背景技术

制动器是一个重要的基础件,它集机械、电气、电子技术于一体，主要用于旋转机构(如电机装置等)的精确控制与制动。传统制动器由两部分构成：制动器主体和制动器轮毂。如图1和图2所示，制动器主体由磁轭1’、绕组2’、弹簧3’、衔铁4’、摩擦片5’及挡板6’构成。磁轭1’和绕组2’形成定子，挡板6’设置在距离磁轭1’固定距离的位置处，弹簧3’、衔铁4’及摩擦片5’设置在挡板6’与磁轭1’之间，衔铁4’和摩擦片5’的轴向不固定，磁轭1’与衔铁4’之间的间隙为L。如图3所示，制动器轮毂7’与电机转轴8’及摩擦片5’配合。

具体地，传统制动器的安装方法及工作原理如下：如图4和图5所示，制动器主体固定在电机9’内，制动器轮毂7’的内孔与电机转轴8’过盈配合，且此过盈力能够承载电机传动力矩。之后，如图4所示，内孔的孔壁与摩擦片5’间隙装配。当制动器不通电时，弹簧3’的弹力将衔铁4’和摩擦片5’紧紧压向挡板6’，此时摩擦片5’不能径向转动，且与摩擦片5’间隙配合的制动器轮毂7’也径向制动，使得与制动器轮毂7’配合的电机转轴8’实现径向制动；当制动器通电时，定子的电磁力克服弹簧3’弹力将衔铁4’吸附，此时，摩擦片5’可以径向转动，与摩擦片5’间隙配合的制动器轮毂7’也可以径向转动，则与制动器轮毂7’过盈配合的电机转轴8’可以径向自由转动，解除制动。

然而，传统制动器中摩擦片5’与制动器轮毂7’间隙配合的方式在电机高速旋转时会带来严重的机械噪声，且两者间的间隙越大则机械噪声越大，影响用户的使用体验。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种制动器及具有其的电机，以解决现有技术中制动器在制动过程中机械噪声较大、影响用户使用体验的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种制动器，制动器能够与被制动件连接，以对被制动件进行制动操作，制动器包括：定子；衔铁，衔铁可沿着定子的轴向移动并被通电的定子吸附住；摩擦片，与衔铁连接且能够随着衔铁一起运动，摩擦片上设置有突出部，突出部能够伸入至部分或者全部被制动件的限位凹部内，以对被制动件进行制动。

进一步地，摩擦片设置在衔铁的远离定子的一端。

进一步地，突出部为一个或多个柱状结构，柱状结构能够伸入至限位凹部内，以防止被制动件相对于摩擦片枢转。

进一步地，当突出部为多个时，多个突出部沿摩擦片的周向间隔设置。

进一步地，摩擦片具有一个或多个用于安装突出部的连接孔，当连接孔为多个时，多个连接孔与多个突出部一一对应设置。

进一步地，突出部与连接孔过盈配合。

进一步地，衔铁与摩擦片粘接配合。

进一步地，制动器还包括：限位板，设置在衔铁的远离定子的一侧，摩擦片位于衔铁与限位板之间，且突出部穿过限位板向被制动件所在一侧伸出，限位板与定子连接；复位件，设置在定子内，复位件给衔铁提供向远离定子一侧运动的复位力。

进一步地，限位板通过紧固件与定子连接，且限位板具有避让紧固件的避让结构，紧固件穿过避让结构，以使衔铁能够沿紧固件滑动。

进一步地，当定子与电源连接时，衔铁与定子吸合，突出部与被制动件的设置限位凹部的端面之间具有距离b；当定子与电源断开连接时，复位件向衔铁提供复位力，以使衔铁与定子分离，定子与衔铁之间具有距离a，突出部伸入至限位凹部内且与限位凹部止挡配合，距离b与距离a满足

进一步地，定子包括：磁轭；绕组，绕组设置在磁轭内，当绕组通电时，磁轭吸附衔铁。

根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括上述的制动器。

进一步地，被制动件为电机转轴，限位凹部为设置在电机转轴上的一个或多个限位凹槽。

进一步地，当限位凹槽为多个时，多个限位凹槽沿被制动件的周向间隔设置。

进一步地，限位凹槽为多边形形槽、腰形槽、弧形槽、圆形槽中的一种或多种。

应用本发明的技术方案，制动器能够与被制动件连接，以对被制动件进行制动操作，制动器包括定子、衔铁及摩擦片。其中，衔铁可沿着定子的轴向移动并被通电的定子吸附住。摩擦片与衔铁连接且能够随着衔铁一起运动，摩擦片上设置有突出部，突出部能够伸入至部分或者全部被制动件的限位凹部内，以对被制动件进行制动。这样，当不采用制动器进行制动时，通电后的定子与衔铁及摩擦片吸附在一起，则摩擦片上的突出部不能够伸入至被制动件的限位凹部内，则被制动件能够正常运行；当采用制动器进行制动时，将摩擦片上的突出部伸入至被制动件的限位凹部内，突出部能够与限位凹部进行止挡限位，进而起到对被制动件的制动作用。

与现有技术中制动器通过制动器轮毂制动被制动件相比，本申请中将摩擦片的突出部直接与被制动件的限位凹部配合，不再使用制动器轮毂，那么也就不会存在由于摩擦片与制动器轮毂之间间隙配合而导致机械噪声大的问题。同时，通过突出部与限位凹部之间的止挡配合实现制动器对被制动件的制动，改变了制动器的制动方式，其该制动方式不存在噪声及结构之间的摩擦，进而降低了制动器在制动过程中的机械噪声，且减少了由于摩擦导致的结构、能量损耗，提高制动器的制动效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中制动器的剖视图；

图2示出了图1中的制动器的侧视图；

图3示出了图1中的制动器的制动器轮毂的剖视图；

图4示出了图1中的制动器与电机装配后的剖视图；

图5示出了图4中的制动器与电机转轴配合后的剖视图；

图6示出了根据本发明的制动器的实施例的局部剖视图；

图7示出了图6中的制动器的剖视图；

图8示出了图6中的摩擦片的立体结构示意图；

图9示出了被制动件的立体结构示意图；

图10示出了本实施例中的制动器应用于电机且制动器处于非制动状态时的剖视图；

图11示出了图10中的电机的A处放大示意图；

图12示出了本实施例中的制动器应用于电机且制动器处于制动状态时的剖视图；以及

图13示出了图12中的电机的B处放大示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1’、磁轭；2’、绕组；3’、弹簧；4’、衔铁；5’、摩擦片；6’、挡板；7’、制动器轮毂；8’、电机转轴；9’、电机；10、被制动件；11、限位凹部；20、定子；21、磁轭；22、绕组；30、衔铁；40、摩擦片；41、突出部；50、限位板；60、复位件；70、紧固件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中制动器在制动过程中机械噪声较大、影响用户使用体验的问题，本申请提供了一种制动器及具有其的电机。

如图6至图9所示，制动器能够与被制动件10连接，以对被制动件10进行制动操作，制动器包括定子20、衔铁30及摩擦片40。其中，衔铁30可沿着定子20的轴向移动并被通电的定子20吸附住。摩擦片40与衔铁30连接且能够随着衔铁30一起运动，摩擦片40上设置有突出部41，突出部41能够伸入至部分或者全部被制动件10的限位凹部11内，以对被制动件10进行制动。

应用本实施例的技术方案，当不采用制动器进行制动时，通电后的定子20与衔铁30及摩擦片40吸附在一起，则摩擦片40上的突出部41不能够伸入至被制动件10的限位凹部11内，则被制动件10能够正常运行；当采用制动器进行制动时，将摩擦片40上的突出部41伸入至被制动件10的限位凹部11内，突出部41能够与限位凹部11进行止挡限位，进而起到对被制动件10的制动作用。

与现有技术中制动器通过制动器轮毂制动被制动件相比，本实施例中将摩擦片40的突出部41直接与被制动件的限位凹部配合，不再使用制动器轮毂，那么也就不会存在由于摩擦片与制动器轮毂之间间隙配合而导致机械噪声大的问题。同时，通过突出部与限位凹部之间的止挡配合实现制动器对被制动件的制动，改变了制动器的制动方式，其该制动方式不存在噪声及结构之间的摩擦，进而降低了制动器在制动过程中的机械噪声，且减少了由于摩擦导致的结构、能量损耗，提高制动器的制动效率。

在本实施例中，当制动器处于非制动状态时，衔铁30与定子20吸附在一起，且摩擦片40与衔铁30固定在一起，则摩擦片40在制动器的轴线方向上固定不动，防止摩擦片40与制动器的其他结构发生相对运动、相互摩擦，进一步降低制动器的振动及噪声，提升制动器的工作性能。同时，若被制动件10处在高速旋转的运行状态下，则被制动件10与制动器之间无任何接触，制动器与被制动件10不产生任何机械噪音和摩擦损耗，实现了制动器的零机械噪音和零摩擦损耗。

如图6和图7所示，摩擦片40设置在衔铁30的远离定子20的一端。具体地，摩擦片40位于衔铁30和被制动件10之间，且突出部41设置在摩擦片40的远离衔铁30的一侧。当需要制动器对被制动件10进行制动操作时，衔铁30带动摩擦片40靠近被制动件10，以使突出部41伸入至被制动件10的限位凹部11内，进而实现制动器对被制动件10的制动。上述结构的结构简单，容易实现，且使得制动器内的结构布局更加合理、紧凑。

可选地，突出部41为一个或多个柱状结构，柱状结构能够伸入至限位凹部11内，以防止被制动件10相对于摩擦片40枢转。如图8所示，突出部41为两个，且两个突出部41均为柱状结构，且两个柱状结构沿沿摩擦片40的周向间隔设置。上述结构的结构简单，容易加工。

可选地，突出部41为圆柱状结构。这样，当突出部41伸入至限位凹部11内且与限位凹部11内止挡配合时，上述设置能够减小突出部41与限位凹部11的接触面积，减小二者之间的摩擦作用，防止被制动件10及摩擦片40发生结构磨损，进而延长制动器及被制动件10的使用寿命。

需要说明的是，突出部41的个数不限于此。可选地，突出部41为三个、四个或者多个。这样，上述设置使得多个突出部41与限位凹部11配合，提高制动器的制动性能及制动效率，实现快速制动。

可选地，摩擦片40具有一个或多个用于安装突出部41的连接孔，当连接孔为多个时，多个连接孔与多个突出部41一一对应设置。在本实施例中，摩擦片40具有两个用于安装突出部41的连接孔，且两个连接孔与两个突出部41一一对应设置。具体地，摩擦片40通常为耐磨材料，突出部41由高强度金属制成，分别由两种材料制成的摩擦片40及突出部41通过连接孔连接在一起，进而使得二者的装配更加容易、简便，降低工作人员的劳动强度。

可选地，突出部41与连接孔过盈配合。这样，上述设置能够防止突出部41从摩擦片40上脱出，进而提高制动器的结构可靠性，保证制动器能够对被制动件10正常制动。

可选地，衔铁30与摩擦片40粘接配合。这样，上述连接方式使得衔铁30与摩擦片40的连接更加稳固、紧密，防止二者相互脱离，进而保证摩擦片40始终随着衔铁30一起运动，提高制动器的制动可靠性。

可选地，衔铁30与摩擦片40通过胶水粘接配合。

需要说明的是，衔铁30与摩擦片40的连接方式不限于此。可选地，衔铁30与摩擦片40通过螺栓连接或者铆接或者焊接。上述连接方式较为简单，容易实现，降低了制动器的加工成本。

如图6和图7所示，制动器还包括限位板50及复位件60。其中，限位板50设置在衔铁30的远离定子20的一侧，摩擦片40位于衔铁30与限位板50之间，且突出部41穿过限位板50向被制动件10所在一侧伸出，限位板50与定子20连接。复位件60设置在定子20内，复位件60给衔铁30提供向远离定子20一侧运动的复位力。上述结构的结构简单，容易装配、实现。

具体地，当给定子20通电后，制动器处于非制动状态，定子20将衔铁30吸附，则与衔铁30连接的摩擦片40远离被制动件10，防止摩擦片40上设置的突出部41伸入至被制动件10的限位凹部11，则被制动件10仍能够正常运行；当给定子20断电后，制动器处于制动状态，定子20将衔铁30及摩擦片40释放，衔铁30带动摩擦片40在复位件60的复位力作用下朝向被制动件10运动，且摩擦片40不能发生径向转动，直至摩擦片40与限位板50止挡配合，衔铁30停止运动。此时，摩擦片40上设置的突出部41伸入至被制动件10的限位凹部11内，处于静止状态的突出部41对限位凹部11进行限位止挡，迫使被制动件10停止运转，实现制动。

可选地，复位件60为弹簧或者弹性簧片片。上述结构为标准件，能够降低制动器的加工成本。

如图6和图7所示，限位板50通过紧固件70与定子20连接，且限位板50具有避让紧固件70的避让结构，紧固件70穿过避让结构，以使衔铁30能够沿紧固件70滑动。具体地，紧固件70依次穿过限位板50、衔铁30及摩擦片40后固定在定子20上，且衔铁30及摩擦片40能够沿着紧固件70自由滑动，以实现衔铁30与定子20的吸附或者释放。上述结构的结构简单，容易装配。

可选地，紧固件70为螺柱。螺柱为标准件，能够降低制动器的加工成本。

如图6、图7、图11和图13所示，当定子20与电源连接时，衔铁30与定子20吸合，突出部41与被制动件10的设置限位凹部11的端面之间具有距离b；当定子20与电源断开连接时，复位件60向衔铁30提供复位力，以使衔铁30与定子20分离，定子20与衔铁30之间具有距离a，突出部41伸入至限位凹部11内且与限位凹部11止挡配合，距离b与距离a满足这样，在制动器处于非制动状态时，上述距离设置能够保证突出部41不会与被制动件10发生结构干涉，保证被制动件10的正常运行；在制动器处于制动状态时，上述距离设置保证突出部41伸入至限位凹部11内且能够与限位凹部11止挡配合，且突出部41伸入限位凹部11内的距离为a-b，进而实现制动器对被制动件10的制动操作。

需要说明的是，距离b与距离a的比例、数值关系不限于此，也可以为其他比例、数值关系，只要能够保证突出部41与限位凹部11配合的结构强度，满足制动器的工作要求即可。

具体地，当制动器处于非制动状态时，定子20与电源连接，则衔铁30与定子20吸合，且突出部41与设置限位凹部11的端面之间具有距离b，则突出部41不能够对限位凹部11限位止挡，被制动件10仍然能够正常运行；当定子20与电源断开连接时，制动器被切换至制动状态，衔铁30与定子20分离，且衔铁30带动摩擦片40移动距离a，且距离a大于距离b，则能够保证突出部41伸入至限位凹部11内，以使突出部41对被制动件10进行止挡限位，进而实现制动器对被制动件10的制动操作。

如图6和图7所示，定子20包括磁轭21及绕组22。其中，绕组22设置在磁轭21内，当绕组22通电时，磁轭21吸附衔铁30。这样，给绕组22通电后，磁轭21上产生电磁力，则使得衔铁30被磁轭21吸附，制动器处于非制动状态；给绕组22断电后，磁轭21上不再产生电磁力，则使得衔铁30与磁轭21分离，衔铁30在复位件60的作用下带动摩擦片40朝向被制动件10运动，直至被限位板止挡，以使制动器处于制动状态。

在本实施例中，制动器主要应用于旋转机构(如电机装置等)的精确控制及制动，且取消了传统依靠轮毂制动的结构，在电磁力和复位力的共同作用下，使得制动器工作稳定、制动可靠。

如图10至图13所示，本申请还提供了一种电机，包括上述的制动器。其中，被制动件10为电机转轴，限位凹部11为设置在电机转轴上的一个或多个限位凹槽。这样，制动器用于对电机的电机转轴进行制动，以使电机不能够继续转动。上述结构的结构简单，容易加工、实现。

具体地，制动器内突出部41与限位凹部11的限位止挡以实现对电机转轴的制动，进而减小了制动器与电机转轴的结构磨损，提高电机的能量利用率，提升电机的工作性能。

如图9所示，限位凹槽为多个，且多个限位凹槽沿被制动件10的周向间隔设置。这样，在制动器处于制动状态时，上述设置能够确保始终有限位凹槽与摩擦片40上设置的突出部41止挡配合，进而提高制动器的制动效率，提升电机的工作性能。

可选地，限位凹槽为多边形形槽、腰形槽、弧形槽、圆形槽中的一种或多种。如图9所示，限位凹槽为腰形槽。这样，上述结构的结构简单，容易加工、实现。

需要说明的是，限位凹槽的形状不限于此，只要能够与突出部41止挡配合即可。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

当不采用制动器进行制动时，通电后的定子与衔铁及摩擦片吸附在一起，则摩擦片上的突出部不能够伸入至被制动件的限位凹部内，则被制动件能够正常运行；当采用制动器进行制动时，将摩擦片上的突出部伸入至被制动件的限位凹部内，突出部能够与限位凹部进行止挡限位，进而起到对被制动件的制动作用。

与现有技术中制动器通过制动器轮毂制动被制动件相比，本申请中将摩擦片的突出部直接与被制动件的限位凹部配合，不再使用制动器轮毂，那么也就不会存在由于摩擦片与制动器轮毂之间间隙配合而导致机械噪声大的问题。同时，通过突出部与限位凹部之间的止挡配合实现制动器对被制动件的制动，改变了制动器的制动方式，其该制动方式不存在噪声及结构之间的摩擦，进而降低了制动器在制动过程中的机械噪声，且减少了由于摩擦导致的结构、能量损耗，提高制动器的制动效率。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种制动器，所述制动器能够与被制动件(10)连接，以对所述被制动件(10)进行制动操作，其特征在于，所述制动器包括：

定子(20)；

衔铁(30)，所述衔铁(30)可沿着所述定子(20)的轴向移动并被通电的所述定子(20)吸附住；

摩擦片(40)，与所述衔铁(30)连接且能够随着所述衔铁(30)一起运动，所述摩擦片(40)上设置有突出部(41)，所述突出部(41)能够伸入至部分或者全部所述被制动件(10)的限位凹部(11)内，以对所述被制动件(10)进行制动。

2.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述摩擦片(40)设置在所述衔铁(30)的远离所述定子(20)的一端。

3.根据权利要求1或2所述的制动器，其特征在于，所述突出部(41)为一个或多个柱状结构，所述柱状结构能够伸入至所述限位凹部(11)内，以防止所述被制动件(10)相对于所述摩擦片(40)枢转。

4.根据权利要求3所述的制动器，其特征在于，当所述突出部(41)为多个时，多个所述突出部(41)沿所述摩擦片(40)的周向间隔设置。

5.根据权利要求4所述的制动器，其特征在于，所述摩擦片(40)具有一个或多个用于安装所述突出部(41)的连接孔，当所述连接孔为多个时，多个所述连接孔与多个所述突出部(41)一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的制动器，其特征在于，所述突出部(41)与所述连接孔过盈配合。

7.根据权利要求1或2所述的制动器，其特征在于，所述衔铁(30)与所述摩擦片(40)粘接配合。

8.根据权利要求1或2所述的制动器，其特征在于，所述制动器还包括：

限位板(50)，设置在所述衔铁(30)的远离所述定子(20)的一侧，所述摩擦片(40)位于所述衔铁(30)与所述限位板(50)之间，且所述突出部(41)穿过所述限位板(50)向所述被制动件(10)所在一侧伸出，所述限位板(50)与所述定子(20)连接；

复位件(60)，设置在所述定子(20)内，所述复位件(60)给所述衔铁(30)提供向远离所述定子(20)一侧运动的复位力。

9.根据权利要求8所述的制动器，其特征在于，所述限位板(50)通过紧固件(70)与所述定子(20)连接，且所述限位板(50)具有避让所述紧固件(70)的避让结构，所述紧固件(70)穿过所述避让结构，以使所述衔铁(30)能够沿所述紧固件(70)滑动。

10.根据权利要求8所述的制动器，其特征在于，当所述定子(20)与电源连接时，所述衔铁(30)与所述定子(20)吸合，所述突出部(41)与所述被制动件(10)的设置所述限位凹部(11)的端面之间具有距离b；当所述定子(20)与所述电源断开连接时，所述复位件(60)向所述衔铁(30)提供复位力，以使所述衔铁(30)与所述定子(20)分离，所述定子(20)与所述衔铁(30)之间具有距离a，所述突出部(41)伸入至所述限位凹部(11)内且与所述限位凹部(11)止挡配合，所述距离b与所述距离a满足

11.根据权利要求1或2所述的制动器，其特征在于，所述定子(20)包括：

磁轭(21)；

绕组(22)，所述绕组(22)设置在所述磁轭(21)内，当所述绕组(22)通电时，所述磁轭(21)吸附所述衔铁(30)。

12.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至11中任一项所述的制动器。

13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，被制动件(10)为电机转轴，所述限位凹部(11)为设置在所述电机转轴上的一个或多个限位凹槽。

14.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，当所述限位凹槽为多个时，多个所述限位凹槽沿所述被制动件(10)的周向间隔设置。

15.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，所述限位凹槽为多边形槽、腰形槽、弧形槽、圆形槽中的一种。