制動器及伺服系統的制作方法

本發明涉及制動技術領域，具體而言，涉及一種制動器及伺服系統。

背景技術：

電磁制動器是一個重要的制動功能基礎件，它集機械、電氣、電子技術于一體，其主要用于旋轉機構的精確控制與制動。傳統的制動結構為單一摩擦片，在制動時摩擦片受銜鐵的正壓力與銜鐵和擋板產生摩擦力從而進行制動。

上述的電磁制動器在使用時，摩擦片經常容易發生碎裂的情況，摩擦片一旦碎裂就會導致整個制動器失效，使得伺服機構出于危險中。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提供一種制動器及伺服系統，以解決現有技術中制動器的摩擦片破損后會直接制動失效的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種制動器，包括第一制動板、第二制動板和摩擦片，第一制動板與待制動件固定連接；第二制動板相對于第一制動板可活動地設置；摩擦片設置于第一制動板和第二制動板之間；第一制動板或第二制動板上設置有制動凸柱，第二制動板或第一制動板上開設有與制動凸柱相配合的制動滑槽，制動凸柱的在第一制動板和第二制動板之間的寬度小于摩擦片在第一制動板和第二制動板之間的寬度。

進一步地，制動凸柱為多個，多個制動凸柱在第一制動板或第二制動板上均勻分布，相對應地，制動滑槽也為多個，多個制動滑槽在第二制動板或第一制動板上均勻分布。

進一步地，多個制動凸柱在第一制動板或第二制動板上呈環形分布，相對應地，多個制動滑槽在第二制動板或第一制動板上也呈環形分布。

進一步地，第一制動板和/或第二制動板為圓形板。

進一步地，制動滑槽為弧形滑槽。

進一步地，制動凸柱為圓柱形凸柱。

進一步地，第一制動板或第二制動板上開設有安裝槽，摩擦片安裝在安裝槽上。

進一步地，摩擦片為圓環形，安裝槽為環形槽。

進一步地，制動器還包括驅動件，驅動件用于驅動第二制動板相對于第一制動板靠近或遠離。

進一步地，制動器還包括定子，驅動件包括骨架、激勵繞組和彈簧，骨架安裝在定子上；激勵繞組設置在骨架上；彈簧設置在定子上并與第二制動板連接，第二制動板由鐵磁性材料制成。

進一步地，彈簧為扭矩彈簧。

進一步地，定子上形成有定位凸柱，第二制動板上開設有與定位凸柱相配合的插槽。

進一步地，制動器還包括端蓋，端蓋與定子相連接，定子和端蓋之間形成有安裝腔，第一制動板、第二制動板、摩擦片以及驅動件均位于安裝腔內。

進一步地，定子和端蓋為一體結構。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種伺服系統，包括制動器，制動器為上述的制動器。

應用本發明的技術方案，由于制動凸柱的在第一制動板和第二制動板之間的寬度小于摩擦片在第一制動板和第二制動板之間的寬度，如圖所示，在正常制動時，第二制動板相對于第一制動板活動，第二制動板和第一制動板均與摩擦片接觸，通過摩擦片摩擦制動讓與待制動件固定連接的第一制動板停止轉動。當摩擦片損壞后，如圖如果第二制動板繼續相對于第一制動板活動，第二制動板上的制動凸柱就會插入至第二制動板上的制動滑槽內，通過剛性制動來致使與待制動件固定連接的第一制動板停止轉動。這樣，采用本發明的技術方案就可以在摩擦片損壞或意外失效等情況下，采用制動凸柱和制動滑槽配合進行剛性制動，仍能保證制動器的制動，提高制動器的可靠性及壽命，有效解決現有技術中制動器的摩擦片破損后會直接制動失效的問題。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本發明的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據本發明的制動器的實施例的在進行摩擦片制動時的結構示意圖；

圖2示出了圖1的制動器的實施例在進行剛性制動時的結構示意圖；

圖3示出了圖1的制動器的第一制動板的結構示意圖；

圖4示出了圖1的制動器的第二制動板的結構示意圖；

圖5示出了圖1的制動器的第二制動板安裝在定子上的結構示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

10、第一制動板；11、制動凸柱；20、第二制動板；21、制動滑槽；22、安裝槽；23、插槽；30、摩擦片；40、驅動件；41、骨架；42、激勵繞組；43、彈簧；50、定子；51、定位凸柱；60、端蓋。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的術語在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發明的實施例。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

圖1和圖2示出了本發明的制動器的實施例一，該制動器包括第一制動板10、第二制動板20和摩擦片30。第一制動板10與待制動件固定連接，第二制動板20相對于第一制動板10可活動地設置，摩擦片30設置于第一制動板10和第二制動板20之間。第一制動板10上設置有制動凸柱11，第二制動板20上開設有與制動凸柱11相配合的制動滑槽21，制動凸柱11的在第一制動板10和第二制動板20之間的寬度小于摩擦片30在第一制動板10和第二制動板20之間的寬度。

應用實施例一的技術方案，由于制動凸柱11的在第一制動板10和第二制動板20之間的寬度小于摩擦片30在第一制動板10和第二制動板20之間的寬度，如圖1所示，在正常制動時，第二制動板20相對于第一制動板10活動，第二制動板20和第一制動板10均與摩擦片30接觸，通過摩擦片30摩擦制動讓與待制動件固定連接的第一制動板10停止轉動。當摩擦片30損壞后，如圖2如果第二制動板20繼續相對于第一制動板10活動，第二制動板20上的制動凸柱11就會插入至第二制動板20上的制動滑槽21內，通過剛性制動來致使與待制動件固定連接的第一制動板10停止轉動。這樣，采用本發明的技術方案就可以在摩擦片30損壞或意外失效等情況下，采用制動凸柱11和制動滑槽21配合進行剛性制動，仍能保證制動器的制動，提高制動器的可靠性及壽命，有效解決現有技術中制動器的摩擦片破損后會直接制動失效的問題。

可選的，第一制動板10通過鍵或者緊定螺釘配合的方式與外部旋轉軸聯接。

優選的，第一制動板10和第二制動板20的與摩擦片30配合的表面經過網紋處理以增加與摩擦片30的制動力。可選的，通過第一制動板10和第二制動板20的與摩擦片30配合的表面打點處理提高制動力也是可行的。

如圖3和圖4所示，在實施例一的技術方案中，制動凸柱11為多個，多個制動凸柱11在第一制動板10上均勻分布，相對應地，制動滑槽21也為多個，多個制動滑槽21在第二制動板20上均勻分布。通過多個制動凸柱11和多個制動滑槽21的配合，可以讓制動過程中的應力分配更加均勻，避免應力過于集中導致制動凸柱11損壞。由于該制動器用于轉動制動，作為一種優選的實施方式，多個制動凸柱11在第一制動板10上呈環形分布，相對應地，多個制動滑槽21在第二制動板20上也呈環形分布。通過環形分布的制動凸柱11與環形分布的制動滑槽21的配合，可以針對性地實現制動。作為一種可選的實施方式，制動凸柱11為8個，相對應地制動滑槽21也為8個。作為其他的可選的實施方式，制動凸柱11和制動滑槽21也可以多于8個或者少于8個。

作為一種優選的實施方式，如圖3和圖4所示，第一制動板10和/或第二制動板20為圓形板。

如圖4所示，在實施例一的技術方案中，制動滑槽21為弧形滑槽，弧形滑槽在使用時，便于制動凸柱11的插入，也便于和制動凸柱11摩擦。如圖3所示，作為一種可選的實施方式，制動凸柱11為圓柱形凸柱。作為其他的可選的實施方式，制動凸柱11也可以為半球形凸柱。

如圖1和圖4所示，作為一種可選的實施方式，第一制動板10上開設有安裝槽22，摩擦片30安裝在安裝槽22上。通過安裝槽22安裝摩擦片30，可以更為穩固地固定摩擦片30，避免摩擦片30在裝配的過程中因偏心而與第二制動板20摩擦產生噪音。作為另一種可選的實施方式，也可以在第二制動板20上開設有安裝槽22，將摩擦片30安裝到第二制動板20上也是可行的。還需要說明的是，在上述的兩種實施方式中，摩擦片30在第一制動板10和第二制動板20之間的寬度指的是摩擦片30相對于第一制動板10或第二制動板20的表面凸出的厚度。優選的，摩擦片30通過厭氧膠粘接固定在安裝槽22內。可選的，通過連接件將摩擦片30固定于安裝槽22內也是可行的。

如圖1和圖2所示，在實施例一的技術方案中，摩擦片30為圓環形，如圖4所示，安裝槽22為環形槽。

在實施例一的技術方案中，制動器還包括驅動件40，通過驅動件40可以驅動第二制動板20相對于第一制動板10靠近或遠離，以更為方便地實現制動。作為一種可選的實施方式，如圖1和圖2所示，制動器還包括定子50，驅動件40包括骨架41、激勵繞組42和彈簧43，骨架41安裝在定子50上，激勵繞組42設置在骨架41上。彈簧43設置在定子50上并與第二制動板20連接，第二制動板20由鐵磁性材料制成。在使用時，先對激勵繞組42通電，使其吸引第二制動板20。在需要制動時，對激勵繞組42斷電，第二制動板20在彈簧43的作用下靠近第一制動板10運動進行制動。作為一種優選的實施方式，彈簧43為扭矩彈簧。在實施例一的技術方案進行剛性制動時，扭矩彈簧可以減小第二制動板20相對于第一制動板10產生的沖擊，使得剛性制動更加穩定。

可選的，在實施例一的技術方案中，扭矩彈簧為6個，在定子50上均勻分布。

如圖5所示，在實施例一的技術方案中，定子50上形成有定位凸柱51，第二制動板20上開設有與定位凸柱相配合的插槽23。通過定位凸柱51與插槽23的配合，可以更為穩固地安裝第二制動板20。使用時，在定子50槽口中放置絕緣保護后的激勵繞組42，激勵繞組42通過骨架41在工裝及工藝下繞制而成。激勵繞組42與定子50過盈配合，通過過盈力使激勵繞組42及其骨架41固定在定子槽中，隨后放入第二制動板20，第二制動板20通過開有插槽23與定子50上定位凸柱51配合。可選的，骨架41與定子50通過環氧樹脂灌封處理也是可行的。

在實施例一的技術方案中，如圖1和圖2所示，制動器還包括端蓋60，端蓋60與定子50相連接，定子50和端蓋60之間形成有安裝腔。第一制動板10、第二制動板20、摩擦片30以及驅動件40均位于安裝腔內，以構成相對獨立的制動器整體，以便于使用。優選的，定子50和端蓋60為一體結構。這樣只需要通過模具就能鑄造成一體毛坯，再進行一道機加工工序，加工成本極大降低。另一方面，該結構的定子50和端蓋60結合面積增大，散熱良好，溫升低。

在圖中未示出的實施例中，本發明的制動器還包括實施例二，實施二的技術方案和實施例一的技術方案相比，區別僅在于，第二制動板20上設置有制動凸柱11，第一制動板10上開設有與制動凸柱11相配合的制動滑槽21。采用實施例二的技術方案，同樣可以在摩擦片30損壞或意外失效等情況下，采用制動凸柱11和制動滑槽21配合進行剛性制動，仍能保證制動器的制動，提高制動器的可靠性及壽命，有效解決現有技術中制動器的摩擦片破損后會直接制動失效的問題。

在實施例二的技術方案中，多個制動凸柱11在第二制動板20上均勻分布，相對應地，多個制動滑槽21在第一制動板10上均勻分布。優選的，多個制動凸柱11在第二制動板20上呈環形分布，相對應地，多個制動滑槽21在第一制動板10上也呈環形分布。

在本發明的技術方案中，定子50、第一制動板10和第二制動板20材料為軟磁材料電工純鐵。其他，使用軟磁材料沖片或是硅鋼片或10號鋼等導磁性能好的材料都是可行的，都在本發明的保護范圍內。

本發明還提供了一種伺服系統，該伺服系統包括上述的制動器。采用了上述制動器的伺服系統可以在在摩擦片30損壞或意外失效等情況下，采用制動凸柱11和制動滑槽21配合進行剛性制動，仍能保證制動器的制動，提高伺服系統的可靠性及壽命。

除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本發明的范圍。同時，應當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。

在本發明的描述中，需要理解的是，方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”等所指示的方位或位置關系通常是基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，在未作相反說明的情況下，這些方位詞并不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制；方位詞“內、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內外。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。