CN113357289A - 一种牙嵌式抱闸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种牙嵌式抱闸装置，包括驱动机构、顶块机构和齿形限位机构；驱动机构使顶块机构往复运动；顶块机构两侧设有一齿形限位机构，顶块机构用于改变两侧的齿形限位机构之间的间距；齿形限位机构用于对电机进行制动。通过驱动机构使顶块机构沿直线在一定范围内往复运动，通过顶块机构与齿形限位机构不同部位的接触，使齿形限位机构中的齿形盘和齿形块之间形成限位或解除限位，从而实现对电机的制动和解除制动。本发明中的牙嵌式抱闸装置，提高了抱闸的可靠性，防止电机大电流运行，有效保护电机及相关电气元件；对称结构设计，实现齿形盘的同时制动，提高制动的精确性；整体尺寸小，可以嵌入，节省了空间，提高装置的紧凑性。

Description

一种牙嵌式抱闸装置

技术领域

本发明涉及抱闸装置技术领域，特别是涉及一种牙嵌式抱闸装置。

背景技术

电机传动是现在智能制造、机器人领域中的主要传动方式，其可靠性强、响应快、输出稳定，额定负载下发热小，寿命长，但在有负载又静止的情况下，需要电机提供较大力矩，此时输出电流较大，容易导致电机发热、甚至损坏，若是在电池块提供电能的情况下，续航时间会大大缩短。安装机械抱闸系统，则可以在负载静止时提供制动，可以有效防止电机被损坏、能够明显延长电机续航时间。现有技术中可以通过对旋转轴上外置抱闸机构实现转动轴的制动，针对较大型设备起到良好的制动效果，对小型机器设来说则会增大整个设备的体积。

现有的抱闸装置采用的摩擦力的方式起到电机抱闸制动的效果，如公开号为[CN203504383 U]中通过弹簧预紧力与直线电机动子轴产生足够大的摩擦力，达到电机制动的目的，采用的是通电不制动，断电制动的方式，在外部意外断电的情况下制动电机，保证设备安全，但是在外部负载很大的情况下，利用摩擦力也会存在制动情况不足的风险。申请号[CN 107161806 A]中采用了一种线盘快速稳定装置，采用的抱闸式的方式实现制动，通过电机驱动涨轴膨胀，抱住绕线盘内孔实现制动，同样也是采用的摩擦力的方式，结构设计简单，但是制动性能同摩擦力的强弱相关，存在一定风险。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种牙嵌式抱闸装置，利用齿形盘结构实现制动和静态保持，提高装置可靠性、避免持续的大电流输出造成电机过热损坏、提高了装置续航能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种牙嵌式抱闸装置，包括驱动机构、顶块机构和齿形限位机构；所述驱动机构用于使所述顶块机构沿直线往复运动；所述顶块机构两侧分别设置有一所述齿形限位机构，所述顶块机构用于改变两侧的所述齿形限位机构之间的间距；所述齿形限位机构用于对电机进行制动。

可选的，所述驱动机构包括动力源、连接盘和连接架；所述连接盘的轴心处与所述动力源的输出轴传动连接，所述动力源用于驱动所述连接盘沿周向进行转动；所述连接架一端与所述连接盘的非轴心处可转动连接，所述连接架另一端用于与所述顶块机构相连接。

可选的，所述顶块机构包括顶块，所述顶块一端与所述驱动机构可转动连接；所述顶块两侧分别与一所述齿形限位机构相接触。

可选的，所述顶块机构还包括固定块和固定轴；所述固定轴一端与所述固定块相连接，所述固定轴另一端延伸至所述顶块内，且所述顶块可沿所述固定轴滑动。

可选的，所述固定轴与所述顶块之间设置有第一轴承。

可选的，所述齿形限位机构包括齿形盘、齿形块和导向组件；所述齿形盘设置于所述齿形块远离所述顶块机构的一侧；所述齿形块朝向所述齿形盘的一侧与所述齿形盘相匹配的设置有多个限位齿；所述导向组件用于使所述齿形块与所述顶块机构保持接触并在所述齿形块移动过程中提供导向；所述齿形块朝向所述顶块组件的一侧设置有导向部件，当所述顶块组件移动至所述导向部件处时，所述齿形块与所述齿形盘相卡接，当所述顶块组件移动至所述导向部件以外的部位时，所述齿形块与所述齿形盘解除卡接；所述齿形盘用于与所述电机的输出轴相连接。

可选的，所述导向组件包括固定座、导向轴和复位弹簧；所述导向轴一端与所述固定座固定连接，所述导向轴另一端延伸至所述齿形块内，且所述齿形块可沿所述导向轴滑动，所述复位弹簧套设于所述导向轴上，且所述复位弹簧一端与所述导向轴限位连接，所述复位弹簧另一端与所述齿形块相接触。

可选的，所述导向轴与所述齿形块之间设置有第二轴承。

可选的，所述齿形块两端分别设置有一所述导向组件。

可选的，所述导向部件包括第三轴承，所述第三轴承可转动的设置于所述齿形块朝向所述顶块组件的一侧，且所述第三轴承凸出于所述齿形块朝向所述顶块组件的一侧。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中的牙嵌式抱闸装置，主要结构包括驱动机构、顶块机构和齿形限位机构；通过驱动机构使顶块机构沿直线在一定范围内往复运动，通过顶块机构与齿形限位机构不同部位的接触，使齿形限位机构中的齿形盘和齿形块之间形成限位或解除限位，从而实现对电机的制动和解除制动。本发明中的牙嵌式抱闸装置，提高了抱闸的可靠性，防止在提升重物保持时电机提供大电流运行，有效保护电机及相关电气元件；对称结构设计，实现齿形盘的同时制动，提高制动的精确性；整体尺寸小，可以嵌入在与其尺寸相匹配的情况下，大大节省设计空间，提高整套装置的紧凑性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明牙嵌式抱闸装置的结构示意图；

图2为本发明牙嵌式抱闸装置的结构分解示意图；

图3为本发明牙嵌式抱闸装置的立体结构示意图。

附图标记说明：1、驱动机构；2、顶块机构；3、齿形盘；4、齿形限位机构；

11、舵机；12、固定架；13、连接盘；14、连接架；

21、顶块；22、固定块；23、固定轴；24、第一轴承；

41、固定座；42、导向轴；43、复位弹簧；44、第二轴承；45、螺栓轴；46、齿形块；47、第三轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1至3所示，本实施例提供一种牙嵌式抱闸装置，包括驱动机构1、顶块机构2和齿形限位机构4；所述驱动机构1用于使所述顶块机构2沿直线往复运动；所述顶块机构2两侧分别设置有一所述齿形限位机构4，所述顶块机构2用于改变两侧的所述齿形限位机构4之间的间距；所述齿形限位机构4用于对电机进行制动。

于本具体实施例中，本实施例中的牙嵌式抱闸装置主要用于绳拉式上肢助力外骨骼装置，用于防止在提升重物保持时电机提供大电流运行，有效保护电机及相关电气元件。

具体的，所述驱动机构1包括动力源、连接盘13和连接架14；所述连接盘13的轴心处与所述动力源的输出轴传动连接，所述动力源用于驱动所述连接盘13沿周向进行转动；所述连接架14一端与所述连接盘13的非轴心处可转动连接，所述连接架14另一端用于与所述顶块机构2相连接。本实施例中动力源采用舵机11，舵机11安装与固定架12上，舵机11的动力输出轴与连接盘13的轴心孔相连接，连接盘13上设置有通孔，连接架14的一端与通孔连接，从而，当舵机11转动时，驱动连接盘13转动，使连接架14一端摆动，带动另一端沿直线运动。

所述顶块机构2包括顶块21，所述顶块21一端与所述驱动机构1可转动连接；所述顶块21两侧分别与一所述齿形限位机构4相接触。进一步的，顶块21两侧设置于向外侧凸出的扩展部，扩展部的两端设置导向斜面；扩展部用于与齿形块46的侧壁或第三轴承47直接接触，当扩展部与第三轴承47接触时，齿形块46与齿形盘3相卡接，使电机处于抱闸刹车状态，当扩展部与齿形块46其他部位接触时，齿形块46向顶块21方向移动，使齿形块46与齿形盘3脱离接触，解除对齿形盘3的刹车，进而使电机能够转动。

所述顶块机构2还包括固定块22和固定轴23；所述固定轴23一端与所述固定块22相连接，所述固定轴23另一端延伸至所述顶块21内，且所述顶块21可沿所述固定轴23滑动。所述固定轴23与所述顶块21之间设置有第一轴承24。

所述齿形限位机构4包括齿形盘3、齿形块46和导向组件；所述齿形盘3设置于所述齿形块46远离所述顶块机构2的一侧；所述齿形块46朝向所述齿形盘3的一侧与所述齿形盘3相匹配的设置有多个限位齿；所述导向组件用于使所述齿形块46与所述顶块机构2保持接触并在所述齿形块46移动过程中提供导向；所述齿形块46朝向所述顶块21组件的一侧设置有导向部件，当所述顶块21组件移动至所述导向部件处时，所述齿形块46与所述齿形盘3相卡接，当所述顶块21组件移动至所述导向部件以外的部位时，在复位弹簧43的作用下，所述齿形块46与所述齿形盘3解除卡接；所述齿形盘3用于与所述电机的输出轴相连接。

所述导向组件包括固定座41、导向轴42和复位弹簧43；所述导向轴42一端与所述固定座41固定连接，所述导向轴42另一端延伸至所述齿形块46内，且所述齿形块46可沿所述导向轴42滑动，所述复位弹簧43套设于所述导向轴42上，且所述复位弹簧43一端与所述导向轴42限位连接，所述复位弹簧43另一端与所述齿形块46相接触。所述导向轴42与所述齿形块46之间设置有第二轴承44。所述导向部件包括第三轴承47，所述第三轴承47通过螺栓轴45可转动的设置于所述齿形块46朝向所述顶块21组件的一侧，且所述第三轴承47凸出于所述齿形块46朝向所述顶块21组件的一侧。

所述齿形块46两端分别设置有一所述导向组件，齿形块46为对称结构设计，同一齿形块46上的两个导向组件沿齿形块46的对称轴线对称设置，位于顶块21两侧的齿形限位机构4沿顶块21的轴线对称设置，实现齿形盘3的同时制动，提高制动的精确性。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种牙嵌式抱闸装置，其特征在于，包括驱动机构、顶块机构和齿形限位机构；所述驱动机构用于使所述顶块机构沿直线往复运动；所述顶块机构两侧分别设置有一所述齿形限位机构，所述顶块机构用于改变两侧的所述齿形限位机构之间的间距；所述齿形限位机构用于对电机进行制动。

2.根据权利要求1所述的牙嵌式抱闸装置，其特征在于，所述驱动机构包括动力源、连接盘和连接架；所述连接盘的轴心处与所述动力源的输出轴传动连接，所述动力源用于驱动所述连接盘沿周向进行转动；所述连接架一端与所述连接盘的非轴心处可转动连接，所述连接架另一端用于与所述顶块机构相连接。

3.根据权利要求1所述的牙嵌式抱闸装置，其特征在于，所述顶块机构包括顶块，所述顶块一端与所述驱动机构可转动连接；所述顶块两侧分别与一所述齿形限位机构相接触。

4.根据权利要求3所述的牙嵌式抱闸装置，其特征在于，所述顶块机构还包括固定块和固定轴；所述固定轴一端与所述固定块相连接，所述固定轴另一端延伸至所述顶块内，且所述顶块可沿所述固定轴滑动。

5.根据权利要求4所述的牙嵌式抱闸装置，其特征在于，所述固定轴与所述顶块之间设置有第一轴承。

6.根据权利要求1所述的牙嵌式抱闸装置，其特征在于，所述齿形限位机构包括齿形盘、齿形块和导向组件；所述齿形盘设置于所述齿形块远离所述顶块机构的一侧；所述齿形块朝向所述齿形盘的一侧与所述齿形盘相匹配的设置有多个限位齿；所述导向组件用于使所述齿形块与所述顶块机构保持接触并在所述齿形块移动过程中提供导向；所述齿形块朝向所述顶块组件的一侧设置有导向部件，当所述顶块组件移动至所述导向部件处时，所述齿形块与所述齿形盘相卡接，当所述顶块组件移动至所述导向部件以外的部位时，所述齿形块与所述齿形盘解除卡接；所述齿形盘用于与所述电机的输出轴相连接。

7.根据权利要求6所述的牙嵌式抱闸装置，其特征在于，所述导向组件包括固定座、导向轴和复位弹簧；所述导向轴一端与所述固定座固定连接，所述导向轴另一端延伸至所述齿形块内，且所述齿形块可沿所述导向轴滑动，所述复位弹簧套设于所述导向轴上，且所述复位弹簧一端与所述导向轴限位连接，所述复位弹簧另一端与所述齿形块相接触。

8.根据权利要求7所述的牙嵌式抱闸装置，其特征在于，所述导向轴与所述齿形块之间设置有第二轴承。

9.根据权利要求6所述的牙嵌式抱闸装置，其特征在于，所述齿形块两端分别设置有一所述导向组件。

10.根据权利要求6所述的牙嵌式抱闸装置，其特征在于，所述导向部件包括第三轴承，所述第三轴承可转动的设置于所述齿形块朝向所述顶块组件的一侧，且所述第三轴承凸出于所述齿形块朝向所述顶块组件的一侧。

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