CN109812520B - 一种带打开保持装置的惯性制动器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带打开保持装置的惯性制动器。所述带打开保持装置的惯性制动器包括与主动轴、主动端凹凸螺旋面、从动端凹凸螺旋面、从动轴、从动盘、顶压盘、摩擦片及制动装置，还包括当惯性制动器打开时、可以抵消所述制动装置向所述顶压盘施加的推动力、从而使得制动器的打开间隙的大小与打开状态不发生变化的保持装置。与相关技术相比，本发明所提供的带打开保持装置带有保持装置的惯性制动器，解决了打开间隙随输出端的负载变化而变化的现象，让惯性制动器的打开间隙能保持恒定。本发明还提供一种上述带打开保持装置的惯性制动器的控制方法。

Description

一种带打开保持装置的惯性制动器及控制方法

技术领域

本发明涉及制动器技术领域，尤其涉及一种带打开保持装置的惯性制动器及控制方法。

背景技术

惯性制动器是利用惯性制动技术的一种容制动器功能和联轴器功能的制动器产品，其工作机理是利用制动器输入端（主动端）与输出端（从动端）的负载差来实现制动器的打开动作，并通过凹凸旋面的紧密贴合来实现力矩传递的。主从动端凹凸螺旋面贴合在一起，传动时，二者会在产生相对角位移的同时产生轴向位移。其中，角位移的径向力用来传递扭矩，轴向位移的轴向力用来维持制动器的打开，两种位移相存相依，相互影响。在惯性制动器的打开传动过程中，如果从动端的负载发生波动甚至消失时，会引起制动器的轴向力发生变化，从而引起打开间隙发生变化，甚至引起打开间隙消失而发生拖磨。

在从动端负载稳定的理想使用环境中，惯性制动器能很平稳的工作。但是在实际使用环境中，很多机构的负载是不可能完全稳定的。比如用在行走驱动机构上时，路面不可能完全平整；有轨行走设备在长年的使用当中，路轨也会变形弯曲，从而造成在整个运行距离或运行时间内惯性制动器会因负载的变化而出现打开间隙的不断变化，从而造成很多不正常的磨损、噪音等。

为了解决上述问题，提高惯性制动器的使用性能，提出一种带打开保持装置的惯性制动器及控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可使制动器的打开间隙的大小与打开状态得到保持、不发生变化的带打开保持装置的惯性制动器及控制方法。

本发明的技术方案是：提供一种带打开保持装置的惯性制动器，包括与驱动电机连接的主动轴、设于所述主动轴输出端的主动端凹凸螺旋面、通过从动端凹凸螺旋面与所述主动端凹凸螺旋面配合的从动轴、与所述从动端凹凸螺旋面外圆固定配合的从动盘、与所述主动端凹凸螺旋面配合的顶压盘、设于所述从动盘和顶压盘之间的摩擦片、及用于将顶压盘向从动盘方向推动并压紧摩擦片实现制动的制动装置，还包括当所述主动端凹凸螺旋面相对于所述从动端凹凸螺旋面转动作轴向移动、并带动顶压盘向驱动电机端移动一定距离实现惯性制动器打开时、可以抵消所述制动装置向所述顶压盘施加的推动力、从而使得制动器的打开间隙的大小与打开状态不发生变化的保持装置。

优选的，所述保持装置包括：

保持座，设于所述顶压盘远离从动盘的一侧；

锁销孔，设于所述保持座末端,且与所述主动轴平行；

座孔，自所述锁销孔向远离所述保持座方向延伸设置，该座孔与所述锁销孔贯通、且与所述主动轴垂直设置；

保持撑杆，一端与所述顶压盘固定，另一端贯穿所述锁销孔形成滑动配合；

保持弹簧，收容于所述座孔内；

保持销，在所述保持弹簧的推力下与所述保持撑杆抵接；

打开拉杆，固定于所述从动盘和保持座之间，且贯穿所述顶压盘形成滑动配合。

上述方案中，所述保持弹簧将顶升力通过保持销传递给保持撑杆，产生向上的锁止力，该锁止力可以抵消所述制动装置向所述顶压盘施加的推动力，从而使得制动器的打开间隙的大小与打开状态不发生变化。因此，为了让锁止力更好地传递与保持，所述保持撑杆上设有锁槽，所述锁槽位于保持座和顶压盘之间，所述锁槽为槽坑或者环形槽，其与所述保持销的顶部匹配。

进一步的，所述保持销的顶部为扁形尖状结构或锥形尖状结构或球形顶面结构。

在另一种方案中，所述保持销的顶部设有钢球。

优选的，所述制动装置包括：

弹簧座，设于所述顶压盘远离从动盘的一侧；

制动弹簧，抵接于所述弹簧座和顶压盘之间；

制动拉杆，其一端固定于所述从动盘，另一端依次贯穿所述顶压盘和制动弹簧形成滑动配合后、与所述弹簧座通过螺纹连接。

优选的，所述主动端凹凸螺旋面的外圆面上设有用于带动顶压盘一同轴向移动的轴肩，所述顶压盘与所述主动端凹凸螺旋面的外圆通过平面轴承或滑动垫片配合。

优选地，所述摩擦片通过在所述从动盘上方设置的机座和自所述机座与从动轴平行延伸的支撑杆固定，所述摩擦片的数量为一个，所述摩擦片通过其上的孔与所述支撑杆滑动配合。

优选的，所述摩擦片通过在所述从动盘上方设置的机座和自所述机座与从动轴平行延伸的支撑杆固定，所述摩擦片的数量至少为两个，所述摩擦片在所述支撑杆上沿从动轴的轴向间隔设置、且通过其上的孔与所述支撑杆滑动配合，在两所述摩擦片中间设有制动盘，所述制动盘贯穿所述制动拉杆形成滑动配合。

本发明还提供上述带打开保持装置的惯性制动器的控制方法，包括：

①所述惯性制动器打开，动力传递：

所述主动端凹凸螺旋面与所述从动端凹凸螺旋面啮合在一起，当所述驱动电机通电启动，带动所述主动轴旋转，在主动轴的作用下，所述主动端凹凸螺旋面相对于所述从动端凹凸螺旋面转动作轴向移动，并带动顶压盘向驱动电机端移动一定距离，压缩所述制动弹簧，同时解除对摩擦片的压紧作用，实现惯性制动器的打开；

所述顶压盘向驱动电机端移动的同时，带动所述保持撑杆同步移动，使得所述保持销在保持撑杆的轴面上滑动并落入所述销槽中，所述保持弹簧推动所述保持销向主动轴方向位移，并使之与销槽形成轴向锁止力，该轴向锁止力加上主动端凹凸螺旋面和从动端凹凸螺旋面之间的轴向分力可以抵消所述制动弹簧的推动力，从而使得制动器的打开间隙的大小与打开状态得到保持，不发生变化；

②所述惯性制动器制动：

当所述驱动电机断电，需要制动时，所述主动端凹凸螺旋面和从动端凹凸螺旋面之间的轴向分力消失，所述保持弹簧推动所述保持销向主动轴方向位移，并使之与销槽形成的轴向锁止力不足以抵消所述制动弹簧的推动力，所述保持销退出所述锁槽不再产生轴向锁止力，所述顶压盘在所述制动弹簧的推力作用下重新压紧摩擦片，并提供额定的制动压紧力，所述惯性制动器输出额定制动力矩，实现制动。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、带有保持装置的惯性制动器，解决了打开间隙随输出端（从动端）的负载变化而变化的现象，让惯性制动器的打开间隙能保持恒定。

二、打开间隙不再随输出端（从动端）的负载变化而变化，可以让惯性制动器更能适用现场的各种工况，如轨道沉降变形、轮压不均衡等情况，保证运行稳定，同步；使惯性制动器能适应这些工况下的长距离、长时间运行，避免出现制动拖磨现象；

三、打开间隙不再随输出端（从动端）的负载变化而变化，也可以起到减小运行噪音的作用，增加制动器运行的平稳性。

附图说明

图1为本发明提供的带打开保持装置的惯性制动器的实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的带打开保持装置的惯性制动器的实施例二的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的带打开保持装置的惯性制动器包括主动轴1、从动轴2、从动盘3、顶压盘4、摩擦片5、支撑杆6、机座7、制动装置8和保持装置9。

所述主动轴1的输入端与驱动电机（未图示）连接，其输出端设有主动端凹凸螺旋面11。所述主动轴1与所述主动端凹凸螺旋面11套在一起，只能一起转动，但所述主动端凹凸螺旋面11可以沿主动轴1作轴向移动。

所述从动轴2的输入端设有从动端凹凸螺旋面21，所述主动端凹凸螺旋面11与从动端凹凸螺旋面21配合。所述从动轴2的输出端与减速机（未图示）连接。

所述从动盘3与所述从动端凹凸螺旋面21的外圆固定配合。

所述顶压盘4与所述主动端凹凸螺旋面11配合。即所述主动端凹凸螺旋面11相对于所述从动端凹凸螺旋面21转动时，其脱离所述从动端凹凸螺旋面21作轴向移动时，带动顶压盘4一同移动，为了保证移动的准确传递，所述主动端凹凸螺旋面11的外圆面上设有用于带动顶压盘4一同轴向移动的轴肩12。设有轴肩12后，所述顶压盘4与所述主动端凹凸螺旋面11的外圆可通过平面轴承或滑动垫片配合。

所述摩擦片5设与所述从动盘3和顶压盘4之间，所述摩擦片5通过在所述从动盘3上方设置的机座7和自所述机座7与从动轴平行延伸的支撑杆6固定。所述支撑杆6与所述机座7固定连接，所述支撑杆6在所述从动盘3的上方与从动轴平行延伸，所述摩擦片5通过其上的孔安装在所述支撑杆6上，所述摩擦片5可以在所述支撑杆6上滑动。另外，所述摩擦片可以用整圈的摩擦盘替代，同样属于本发明保护范围。

所述制动装置8和所述保持装置9沿所述主动轴1和从动轴2呈对称设置。或者，所述制动装置8和所述保持装置9的数量均为多个，沿所述主动轴1和从动轴2的轴心呈圆周交替均布设置。

所述制动装置8包括弹簧座81、制动弹簧82和制动拉杆83。所述弹簧座81设于所述顶压盘4远离从动盘3的一侧，所述制动弹簧82抵接于所述弹簧座81和顶压盘4之间。所述制动拉杆83一端固定于所述从动盘3，另一端依次贯穿所述顶压盘4和制动弹簧82形成滑动配合后与所述弹簧座81通过螺纹连接。

所述顶压盘4与所述从动盘3在所述制动弹簧82的弹簧推动力下，将所述摩擦片5压住形成制动力。

所述保持装置9包括保持座91、锁销孔92、座孔93、保持撑杆94、保持弹簧95、保持销96和打开拉杆97。所述保持座91设于所述顶压盘4远离从动盘3的一侧。所述保持座91的末端设有所述锁销孔92，所述锁销孔92与主动轴平行。所述座孔93自所述锁销孔92向远离所述保持座91方向延伸设置，该座孔93与所述锁销孔92贯通、且与所述主动轴垂直设置。所述保持撑杆94一端与所述顶压盘4固定，另一端贯穿所述锁销孔92形成滑动配合。所述保持弹簧95收容于所述座孔93内。

所述保持销96在所述保持弹簧95的推力下与所述保持撑杆94抵接。所述保持撑杆94上设有锁槽941，所述锁槽941位于保持座91和顶压盘4之间，优选的，位于保持撑杆94的所述主动端凹凸螺旋面11向驱动电机方向作轴向位移的最大行程上。所述锁槽为槽坑或者环形槽，所述锁槽941与所述保持销96的顶部匹配。所述保持销96与保持撑杆94在所述保持弹簧95的作用下形成接触的可滑动配合。所述保持销96的顶部为扁形尖状结构或锥形尖状结构或球形顶面结构。在另一种实施例方案中，所述保持销的顶部设有钢球。

所述打开拉杆97固定于所述从动盘2和保持座91之间，且贯穿所述顶压盘4形成滑动配合。

本发明提供的带打开保持装置的惯性制动器的控制方法，包括：

①所述惯性制动器打开，动力传递：

所述主动端凹凸螺旋面与所述从动端凹凸螺旋面啮合在一起，当所述驱动电机通电启动，带动所述主动轴旋转，在主动轴的作用下，所述主动端凹凸螺旋面相对于所述从动端凹凸螺旋面转动作轴向移动，并带动顶压盘向驱动电机端移动一定距离，压缩所述制动弹簧，同时解除对摩擦片的压紧作用，实现惯性制动器的打开；

所述顶压盘向驱动电机端移动的同时，带动所述保持撑杆同步移动，使得所述保持销在保持撑杆的轴面上滑动并落入所述销槽中，所述保持弹簧推动所述保持销向上（即主动轴方向位移），并使之与销槽形成轴向锁止力，该轴向锁止力加上主动端凹凸螺旋面和从动端凹凸螺旋面之间的轴向分力可以抵消所述制动弹簧的推动力，从而使得制动器的打开间隙的大小与打开状态得到保持，不发生变化；

②所述惯性制动器制动：

当所述驱动电机断电，需要制动时，所述主动端凹凸螺旋面和从动端凹凸螺旋面之间的轴向分力消失，所述保持弹簧推动所述保持销向上，并使之与销槽形成的轴向锁止力不足以抵消所述制动弹簧的推动力，所述保持销退出所述锁槽不再产生轴向锁止力，所述顶压盘在所述制动弹簧的推力作用下重新压紧摩擦片，并提供额定的制动压紧力，所述惯性制动器输出额定制动力矩，实现制动。

实施例二

如图2所示，所述摩擦片5的数量为两个，在所述支撑杆6上沿从动轴2的轴向间隔设置，在两所述摩擦片5中间设有制动盘10，所述制动盘10贯穿所述制动拉杆83形成滑动配合。所述制动盘10可轴向移动但不可转动，所述制动盘10可以随从动盘3一同转动。

在本实施例中，所述摩擦片5也可以为整圈的摩擦盘。

本实施例中的其他部件结构、连接关系和控制方法与实施例一相同。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种带打开保持装置的惯性制动器，包括与驱动电机连接的主动轴、设于所述主动轴输出端的主动端凹凸螺旋面、通过从动端凹凸螺旋面与所述主动端凹凸螺旋面配合的从动轴、与所述从动端凹凸螺旋面外圆固定配合的从动盘、与所述主动端凹凸螺旋面配合的顶压盘、设于所述从动盘和顶压盘之间的摩擦片、及用于将顶压盘向从动盘方向推动并压紧摩擦片实现制动的制动装置，其特征在于，还包括当所述主动端凹凸螺旋面相对于所述从动端凹凸螺旋面转动作轴向移动、并带动顶压盘向驱动电机端移动一定距离实现惯性制动器打开时、可以抵消所述制动装置向所述顶压盘施加的推动力、从而使得制动器的打开间隙的大小与打开状态不发生变化的保持装置；所述保持装置包括：

保持座，设于所述顶压盘远离从动盘的一侧；

锁销孔，设于所述保持座末端,且与所述主动轴平行；

座孔，自所述锁销孔向远离所述保持座方向延伸设置，该座孔与所述锁销孔贯通、且与所述主动轴垂直设置；

保持撑杆，一端与所述顶压盘固定，另一端贯穿所述锁销孔形成滑动配合；

保持弹簧，收容于所述座孔内；

保持销，在所述保持弹簧的推力下与所述保持撑杆抵接；

打开拉杆，固定于所述从动盘和保持座之间，且贯穿所述顶压盘形成滑动配合；所述保持撑杆上设有锁槽，所述锁槽位于保持座和顶压盘之间，所述锁槽为槽坑或者环形槽，其与所述保持销的顶部匹配。

2.根据权利要求1所述的带打开保持装置的惯性制动器，其特征在于，所述保持销的顶部为扁形尖状结构或锥形尖状结构或球形顶面结构。

3.根据权利要求1所述的带打开保持装置的惯性制动器，其特征在于，所述保持销的顶部设有钢球。

4.根据权利要求1所述的带打开保持装置的惯性制动器，其特征在于，所述制动装置包括：

弹簧座，设于所述顶压盘远离从动盘的一侧；

制动弹簧，抵接于所述弹簧座和顶压盘之间；

制动拉杆，其一端固定于所述从动盘，另一端依次贯穿所述顶压盘和制动弹簧形成滑动配合后、与所述弹簧座通过螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的带打开保持装置的惯性制动器，其特征在于，所述主动端凹凸螺旋面的外圆面上设有用于带动顶压盘一同轴向移动的轴肩；所述顶压盘与所述主动端凹凸螺旋面的外圆通过平面轴承或滑动垫片配合。

6.根据权利要求1所述的带打开保持装置的惯性制动器，其特征在于，所述摩擦片通过在所述从动盘上方设置的机座和自所述机座与从动轴平行延伸的支撑杆固定，所述摩擦片的数量为一个，所述摩擦片通过其上的孔与所述支撑杆滑动配合。

7.根据权利要求4所述的带打开保持装置的惯性制动器，其特征在于，所述摩擦片通过在所述从动盘上方设置的机座和自所述机座与从动轴平行延伸的支撑杆固定，所述摩擦片的数量至少为两个，所述摩擦片在所述支撑杆上沿从动轴的轴向间隔设置、且通过其上的孔与所述支撑杆滑动配合，在两所述摩擦片中间设有制动盘，所述制动盘贯穿所述制动拉杆形成滑动配合。

8.一种如权利要求4所述的带打开保持装置的惯性制动器的控制方法，其特征在于，包括：

①所述惯性制动器打开，动力传递：

所述主动端凹凸螺旋面与所述从动端凹凸螺旋面啮合在一起，当所述驱动电机通电启动，带动所述主动轴旋转，在主动轴的作用下，所述主动端凹凸螺旋面相对于所述从动端凹凸螺旋面转动作轴向移动，并带动顶压盘向驱动电机端移动一定距离，压缩所述制动弹簧，同时解除对摩擦片的压紧作用，实现惯性制动器的打开；

所述顶压盘向驱动电机端移动的同时，带动所述保持撑杆同步移动，使得所述保持销在保持撑杆的轴面上滑动并落入所述锁槽中，所述保持弹簧推动所述保持销向主动轴方向位移，并使之与锁槽形成轴向锁止力，该轴向锁止力加上主动端凹凸螺旋面和从动端凹凸螺旋面之间的轴向分力可以抵消所述制动弹簧的推动力，从而使得制动器的打开间隙的大小与打开状态得到保持，不发生变化；

②所述惯性制动器制动：

当所述驱动电机断电，需要制动时，所述主动端凹凸螺旋面和从动端凹凸螺旋面之间的轴向分力消失，所述保持弹簧推动所述保持销向主动轴方向位移，并使之与锁槽形成的轴向锁止力不足以抵消所述制动弹簧的推动力，所述保持销退出所述锁槽不再产生轴向锁止力，所述顶压盘在所述制动弹簧的推力作用下重新压紧摩擦片，并提供额定的制动压紧力，所述惯性制动器输出额定制动力矩，实现制动。