专利名称：一种交流伺服电机用的失电制动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种失电制动器，尤其涉及一种交流伺服电机用的失电制动器， 具体适用于小型交流伺服电机失电后的定位。
背景技术：
小型交流伺服电机配套使用的失电制动器，因要求体积小、制动力矩大、可靠性要 求髙，一直是设计的难点。现有国内外失电制动器供应商所提供的产品，只是一种通用型的 产品，例如世界知名的制动器供应商德国伦茨公司，他们提供的失电制动器产品，一方面价 格比较昂贵，另一方面其产品体积较大，沒有达到小体积的标准，除了上述要求外，在很多 应用场合，例如工业机器人等应用领域，还要求在失电状态下，电机的转子必须停止在失电 开始时所处的位置，不受部件的外力或重力作用的影响，也就是说在系统突然失去电源时， 电机的转子必须停止在程序中断时的位置，以便通电后可继续执行相应的程序，从而保证 加工的连续性和产品的精度。中国专利授权公告号为CN2115424U，授权公告日为1992年9月9日的实用新型专 利公开了一种交流伺服电机用失电制动器，该失电制动器由法兰、磁轭、衔铁、线圈、固定摩 擦板组成，衔铁活套在法兰上，在衔铁和固定摩擦板之间设有压力弹簧片，压力弹簧片二侧 设有摩擦片，压力弹簧片固定在法兰的凸台上，在磁轭上开有孔，孔内嵌设弹簧。虽然该实 用新型的结构较为简单、制动速度快而平稳、无空载力矩，但其体积较大，无法同时满足体 积小、制动力矩大、可靠性要求髙的使用要求，且其使用的摩擦部件不仅摩擦力较小、影响 失电定位能力，而且噪声较大，污染环境。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的体积较大、失电定位能力较差、噪声 较大的缺陷与问题，提供一种体积较小、失电定位能力较好、噪声较小的交流伺服电机用的 失电制动器。为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是一种交流伺服电机用的失电制 动器，包括主体、制动弹簧、内摩擦齿轮盘与外齿轮，所述主体的内部嵌有空心圆柱体结构 的线圈，主体上位于线圈外侧的部位设置有制动弹簧，主体的前端腔内设置有同轴的外齿 轮，外齿轮的齿部与内摩擦齿轮盘相啮合，内摩擦齿轮盘的两侧设置有定位板与固定板，固 定板上设置有与其间隙配合的定位套，定位套的内部贯穿设置有用于固定主体、定位套以 及固定板的导向螺钉；所述主体的后端腔内设置有同轴的电机后轴承，主体的制造材料为导磁材料，固 定板的制造材料为磁性材料，内摩擦齿轮盘的制造材料为非导磁材料。所述电机后轴承的外侧设置有轴用档圈，轴用档圈设置在主体的后端腔内，且与 主体的后端腔同轴。所述主体的后端为一凸台，凸台的内部设置有线圈的引出线，且该引出线延伸至凸台的外部。所述凸台与电机后轴承的轴承档在同一道工序中加工而成。所述内摩擦齿轮盘与外齿轮均为小模数齿轮。所述内摩擦齿轮盘的两侧面上设置有由铜粉和耐温胶制成的镀层面。所述主体上设置的制动弹簧的数量至少为两个，且沿同一圆周均勻设置。所述线圈由高强度聚酯漆包圆铜线绕制而成。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为1、由于本实用新型一种交流伺服电机用的失电制动器中在主体的后端腔内设置 有同轴的电机后轴承，该设计可在安装时明显减少电机的轴向长度，而且将主体的后端设 计为一凸台结构，凸台的内部设置有线圈的引出线，且引出线延伸至凸台的外部，该种引出 线的结构设计也可以减少电机的轴向长度，前述两个设计降低了失电制动器的体积，同时， 为了保证电机后轴承内置这种设计的顺利进行，电机的定子、转子的同心度要求必须随之 提高，本实用新型通过在同一道工序中同时加工凸台与电机后轴承的轴承档这一工艺达到 了电机的定子、转子的同心度要求，从而保证了电机后轴承内置设计的顺利实现，此外，本 实用新型在电路和磁路的设计上都留有二倍以上的安全系数，从而确保了装置运行的可靠 性。因此本实用新型不仅体积较小，定子、转子的同心度较高，而且可靠性较高。2、由于本实用新型一种交流伺服电机用的失电制动器中当线圈通电时，电流通过 线圈产生磁通，磁通沿主体的内部、底部和外部以及固定板形成回路，电磁力使固定板抗拒 制动弹簧的弹簧力从而紧紧的贴在主体的平面上，此时，内摩擦齿轮盘随外齿轮一起转动； 当线圈失电时，磁通消失，制动弹簧的反弹力使得固定板抵住内摩擦齿轮盘与定位板，被固 定的内摩擦齿轮盘阻止外齿轮旋转，由于本实用新型中所采用的内摩擦齿轮盘的两侧面上 设置有由铜粉和耐温胶制成的镀层面，摩擦系数很大，能够产生较大的摩擦力，完全可以满 足阻止外齿轮旋转的需要，而且由于本实用新型中制动弹簧的数量至少为两个，且沿同一 圆周均勻设置，因而可以同时产生很大的弹簧反弹力，从而增强摩擦力，有效避免零件上外 力或重力的影响，产生较好的失电定位能力，进而确保加工的连续性和产品的精度。因此本 实用新型的失电定位能力较好，有利于确保加工的连续性和产品的精度。3、由于本实用新型一种交流伺服电机用的失电制动器中的内摩擦齿轮盘与外齿 轮均为小模数齿轮，该种设计可以确保在齿轮较小的情况下得到较大的齿面啮合值，从而 实现内摩擦齿轮盘与外齿轮之间较高的垂直度，进而减小内摩擦齿轮盘高速旋转时与定位 板、固定板之间产生的噪声。因此本实用新型的噪声较小。
图1是本实用新型的结构示意图。图中主体1，前端腔11，后端腔12，制动弹簧2，内摩擦齿轮盘3，外齿轮4，线圈5， 引出线51，凸台6，定位板7，固定板8，定位套9，导向螺钉10，电机后轴承13，轴用档圈14。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。参见图1，一种交流伺服电机用的失电制动器，包括主体1、制动弹簧2、内摩擦齿轮盘3与外齿轮4，所述主体1的内部嵌有空心圆柱体结构的线圈5，主体1上位于线圈5外 侧的部位设置有制动弹簧2，主体1的前端腔11内设置有同轴的外齿轮4，外齿轮4的齿部 与内摩擦齿轮盘3相啮合，内摩擦齿轮盘3的两侧设置有定位板7与固定板8，固定板8上 设置有与其间隙配合的定位套9，定位套9的内部贯穿设置有用于固定主体1、定位套9以 及固定板8的导向螺钉10;所述主体1的后端腔12内设置有同轴的电机后轴承13，主体1的制造材料为导磁 材料，固定板8的制造材料为磁性材料，内摩擦齿轮盘3的制造材料为非导磁材料。所述电机后轴承13的外侧设置有轴用档圈14，轴用档圈14设置在主体1的后端 腔12内，且与主体1的后端腔12同轴。所述主体1的后端为一凸台6，凸台6的内部设置有线圈5的引出线51，且该引出 线51延伸至凸台6的外部。所述凸台6与电机后轴承13的轴承档在同一道工序中加工而成。所述内摩擦齿轮盘3与外齿轮4均为小模数齿轮。所述内摩擦齿轮盘3的两侧面上设置有由铜粉和耐温胶制成的镀层面。所述主体1上设置的制动弹簧2的数量至少为两个，且沿同一圆周均勻设置。所述线圈5由高强度聚酯漆包圆铜线绕制而成。本实用新型的原理说明如下小型交流伺服电机配套使用的失电制动器，因要求体积小、制动力矩大、可靠性要 求髙，一直是设计的难点，对于沒有能力设计制动器的单位，或者对于这种规格的制动器使 用量很少的单位，一般只能釆用通用规格的制动器，但这样具有很大的使用难度，因为小型 伺服电机的外型较小，为了保证结构上的要求，则必然导致电机转子的轴向长度上相对来 说增加的较多，对于小容量的伺服电机，由于电机的轴较小，轴加长后轴的钢度很难保证， 容易引起电机定转子相擦而发生故障。因此对于小容量伺服电机而言，为了在配上失电制 动器以后，还能具有较好的转子钢度，就应尽量減少电机的轴向长度。为了达到这个目的， 本实用新型釆用把电机的后轴承安置在失电制动器内部的设计方案。釆用这样的设计以 后，可以极大的减少电机的轴向长度。另外，本实用新型还将制动器上线圈的引出线向制动 器后面，即主体的后端引出，这也能减少电机的轴向长度。为了实现上述设计方案，就必须保证电机定转子之间的同心度要求。因此对加工 工艺就有相应的要求，这表现在对制动器和对电机后端盖的加工要求，其中对制动器的加 工要求包括制动器上安装后轴承的轴承档的加工、制动器上与电机后端盖止口相配合的 凸台的加工必须在一次操作下同时完成才能避免因操作变动而使制造出來的电机存在定 转子铁心同心度不一致的缺陷，从而确保电机定、转子之间具有较高的同心度。此外，加工 过程中涉及的能够影响电机定转子同心度问题的加工尺寸的误差范围都必须遵照国标要 求。使用时，当线圈5通电时，电流通过线圈5产生磁通，磁通沿主体1的内部、底部和 外部以及固定板8形成回路，同时，产生的电磁力使固定板8能够抵抗住制动弹簧2的弹簧 力而紧紧贴在主体1的左端平面上，此时，固定板8与内摩擦齿轮盘3之间就存在着一定的 间隙，定位板7与内摩擦齿轮盘3之间也存在着一定的间隙，当转子需要转动时，内摩擦齿 轮盘3就可以随着轴上的外齿轮4自由地转动。[0034]当线圈5失电时，磁通消失，固定板8在制动弹簧2的反弹力作用下紧紧抵住内摩 擦齿轮盘3与定位板7，内摩擦齿轮盘3夹在定位板7与固定板8之间，其两侧面同时产生 较大的摩擦力，产生的摩擦力使得相互啮合的内摩擦齿轮盘3、外齿轮4同时停止，从而实 现了失电定位的效果。本实用新型中无论失电状态，还是通电状态制动弹簧2都处于预压状态，由于制 动器打开时固定板8移动的距离很小，因此失电时完成制动响应的时间就很短，大约只有 几十个毫秒，从而确保转子停止在失电开始时所处的位置，并且由于摩擦力的作用，此位置 也不受重力或外力作用的影响。同时，由于制动器打开时，定位板7、内摩擦齿轮盘3、固定 板8三者之间的距离都很小，为了减小内摩擦齿轮盘3在髙速旋转时与定位板7、固定板8 之间因接触而产生的噪声，要求内摩擦齿轮盘3与转子上的外齿轮4的轴线之间的垂直度 越高越好，而对于小型制动器，因为外齿轮4较小，因此只有采用小模数的齿轮才有较大的 齿面啮合值，从而实现内摩擦齿轮盘3和外齿轮4两者之间的较高垂直度，进而减小由制动 器产生的附加噪声。由上可见，本实用新型不仅体积较小、失电定位能力较好，而且可靠性较高、噪声 较小。
权利要求一种交流伺服电机用的失电制动器，包括主体(1)、制动弹簧(2)、内摩擦齿轮盘(3)与外齿轮(4)，所述主体(1)的内部嵌有空心圆柱体结构的线圈(5)，主体(1)上位于线圈(5)外侧的部位设置有制动弹簧(2)，主体(1)的前端腔(11)内设置有同轴的外齿轮(4)，外齿轮(4)的齿部与内摩擦齿轮盘(3)相啮合，内摩擦齿轮盘(3)的两侧设置有定位板(7)与固定板(8)，固定板(8)上设置有与其间隙配合的定位套(9)，定位套(9)的内部贯穿设置有用于固定主体(1)、定位套(9)以及固定板(8)的导向螺钉(10)，其特征在于所述主体(1)的后端腔(12)内设置有同轴的电机后轴承(13)，主体(1)的制造材料为导磁材料，固定板(8)的制造材料为磁性材料，内摩擦齿轮盘(3)的制造材料为非导磁材料。
2.根据权利要求1所述的一种交流伺服电机用的失电制动器，其特征在于所述电机 后轴承(13)的外侧设置有轴用档圈(14)，轴用档圈(14)设置在主体(1)的后端腔(12)内， 且与主体(1)的后端腔(12)同轴。
3.根据权利要求1或2所述的一种交流伺服电机用的失电制动器，其特征在于所述 主体(1)的后端为一凸台(6)，凸台(6)的内部设置有线圈(5)的引出线(51)，且该引出线 (51)延伸至凸台(6)的外部。
4.根据权利要求3所述的一种交流伺服电机用的失电制动器，其特征在于所述凸台(6)与电机后轴承(13)的轴承档在同一道工序中加工而成。
5.根据权利要求1或2所述的一种交流伺服电机用的失电制动器，其特征在于所述 内摩擦齿轮盘(3)与外齿轮(4)均为小模数齿轮。
6.根据权利要求5所述的一种交流伺服电机用的失电制动器，其特征在于所述内摩 擦齿轮盘(3)的两侧面上设置有由铜粉和耐温胶制成的镀层面。
7.根据权利要求1或2所述的一种交流伺服电机用的失电制动器，其特征在于所述 主体(1)上设置的制动弹簧(2)的数量至少为两个，且沿同一圆周均勻设置。
8.根据权利要求1或2所述的一种交流伺服电机用的失电制动器，其特征在于所述 线圈(5)由高强度聚酯漆包圆铜线绕制而成。在此处键入权利要求项1。
专利摘要一种交流伺服电机用的失电制动器，包括主体、内摩擦齿轮盘与外齿轮，所述主体的内部嵌有线圈，线圈外侧设置有制动弹簧，主体的前端腔内设置有外齿轮，后端腔内设置有电机后轴承，电机后轴承的外侧设置有轴用档圈，外齿轮的齿部与内摩擦齿轮盘相啮合，内摩擦齿轮盘与外齿轮均为小模数齿轮，内摩擦齿轮盘的两侧设置有定位板与固定板，主体的后端为一凸台，线圈的引出线延伸至凸台的外部，且凸台与电机后轴承的轴承档在同一道工序中加工而成。本实用新型不仅体积较小、失电定位能力较好，而且可靠性较高、噪声较小。
文档编号H02K7/102GK201639427SQ201020284050
公开日2010年11月17日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者曹群林, 田锦文, 金振荣, 金颖琦, 陈祖方 申请人:武汉华大新型电机科技股份有限公司