制动器及伺服系统的制作方法

本发明涉及制动技术领域，具体而言，涉及一种制动器及伺服系统。

背景技术：

电磁制动器是一个重要的制动功能基础件，它集机械、电气、电子技术于一体，其主要用于旋转机构的精确控制与制动。传统的制动结构为单一摩擦片，在制动时摩擦片受衔铁的正压力与衔铁和挡板产生摩擦力从而进行制动。

上述的电磁制动器在使用时，摩擦片经常容易发生碎裂的情况，摩擦片一旦碎裂就会导致整个制动器失效，使得伺服机构出于危险中。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种制动器及伺服系统，以解决现有技术中制动器的摩擦片破损后会直接制动失效的问题。

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，包括第一制动板、第二制动板和摩擦片，第一制动板与待制动件固定连接；第二制动板相对于第一制动板可活动地设置；摩擦片设置于第一制动板和第二制动板之间；第一制动板或第二制动板上设置有制动凸柱，第二制动板或第一制动板上开设有与制动凸柱相配合的制动滑槽，制动凸柱的在第一制动板和第二制动板之间的宽度小于摩擦片在第一制动板和第二制动板之间的宽度。

进一步地，制动凸柱为多个，多个制动凸柱在第一制动板或第二制动板上均匀分布，相对应地，制动滑槽也为多个，多个制动滑槽在第二制动板或第一制动板上均匀分布。

进一步地，多个制动凸柱在第一制动板或第二制动板上呈环形分布，相对应地，多个制动滑槽在第二制动板或第一制动板上也呈环形分布。

进一步地，第一制动板和/或第二制动板为圆形板。

进一步地，制动滑槽为弧形滑槽。

进一步地，制动凸柱为圆柱形凸柱。

进一步地，第一制动板或第二制动板上开设有安装槽，摩擦片安装在安装槽上。

进一步地，摩擦片为圆环形，安装槽为环形槽。

进一步地，制动器还包括驱动件，驱动件用于驱动第二制动板相对于第一制动板靠近或远离。

进一步地，制动器还包括定子，驱动件包括骨架、激励绕组和弹簧，骨架安装在定子上；激励绕组设置在骨架上；弹簧设置在定子上并与第二制动板连接，第二制动板由铁磁性材料制成。

进一步地，弹簧为扭矩弹簧。

进一步地，定子上形成有定位凸柱，第二制动板上开设有与定位凸柱相配合的插槽。

进一步地，制动器还包括端盖，端盖与定子相连接，定子和端盖之间形成有安装腔，第一制动板、第二制动板、摩擦片以及驱动件均位于安装腔内。

进一步地，定子和端盖为一体结构。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种伺服系统，包括制动器，制动器为上述的制动器。

应用本发明的技术方案，由于制动凸柱的在第一制动板和第二制动板之间的宽度小于摩擦片在第一制动板和第二制动板之间的宽度，如图所示，在正常制动时，第二制动板相对于第一制动板活动，第二制动板和第一制动板均与摩擦片接触，通过摩擦片摩擦制动让与待制动件固定连接的第一制动板停止转动。当摩擦片损坏后，如图如果第二制动板继续相对于第一制动板活动，第二制动板上的制动凸柱就会插入至第二制动板上的制动滑槽内，通过刚性制动来致使与待制动件固定连接的第一制动板停止转动。这样，采用本发明的技术方案就可以在摩擦片损坏或意外失效等情况下，采用制动凸柱和制动滑槽配合进行刚性制动，仍能保证制动器的制动，提高制动器的可靠性及寿命，有效解决现有技术中制动器的摩擦片破损后会直接制动失效的问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明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示出了根据本发明的制动器的实施例的在进行摩擦片制动时的结构示意图；

图2示出了图1的制动器的实施例在进行刚性制动时的结构示意图；

图3示出了图1的制动器的第一制动板的结构示意图；

图4示出了图1的制动器的第二制动板的结构示意图；

图5示出了图1的制动器的第二制动板安装在定子上的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一制动板；11、制动凸柱；20、第二制动板；21、制动滑槽；22、安装槽；23、插槽；30、摩擦片；40、驱动件；41、骨架；42、激励绕组；43、弹簧；50、定子；51、定位凸柱；60、端盖。

具体实施方式

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

需要说明的是，本发明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术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

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、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1和图2示出了本发明的制动器的实施例一，该制动器包括第一制动板10、第二制动板20和摩擦片30。第一制动板10与待制动件固定连接，第二制动板20相对于第一制动板10可活动地设置，摩擦片30设置于第一制动板10和第二制动板20之间。第一制动板10上设置有制动凸柱11，第二制动板20上开设有与制动凸柱11相配合的制动滑槽21，制动凸柱11的在第一制动板10和第二制动板20之间的宽度小于摩擦片30在第一制动板10和第二制动板20之间的宽度。

应用实施例一的技术方案，由于制动凸柱11的在第一制动板10和第二制动板20之间的宽度小于摩擦片30在第一制动板10和第二制动板20之间的宽度，如图1所示，在正常制动时，第二制动板20相对于第一制动板10活动，第二制动板20和第一制动板10均与摩擦片30接触，通过摩擦片30摩擦制动让与待制动件固定连接的第一制动板10停止转动。当摩擦片30损坏后，如图2如果第二制动板20继续相对于第一制动板10活动，第二制动板20上的制动凸柱11就会插入至第二制动板20上的制动滑槽21内，通过刚性制动来致使与待制动件固定连接的第一制动板10停止转动。这样，采用本发明的技术方案就可以在摩擦片30损坏或意外失效等情况下，采用制动凸柱11和制动滑槽21配合进行刚性制动，仍能保证制动器的制动，提高制动器的可靠性及寿命，有效解决现有技术中制动器的摩擦片破损后会直接制动失效的问题。

可选的，第一制动板10通过键或者紧定螺钉配合的方式与外部旋转轴联接。

优选的，第一制动板10和第二制动板20的与摩擦片30配合的表面经过网纹处理以增加与摩擦片30的制动力。可选的，通过第一制动板10和第二制动板20的与摩擦片30配合的表面打点处理提高制动力也是可行的。

如图3和图4所示，在实施例一的技术方案中，制动凸柱11为多个，多个制动凸柱11在第一制动板10上均匀分布，相对应地，制动滑槽21也为多个，多个制动滑槽21在第二制动板20上均匀分布。通过多个制动凸柱11和多个制动滑槽21的配合，可以让制动过程中的应力分配更加均匀，避免应力过于集中导致制动凸柱11损坏。由于该制动器用于转动制动，作为一种优选的实施方式，多个制动凸柱11在第一制动板10上呈环形分布，相对应地，多个制动滑槽21在第二制动板20上也呈环形分布。通过环形分布的制动凸柱11与环形分布的制动滑槽21的配合，可以针对性地实现制动。作为一种可选的实施方式，制动凸柱11为8个，相对应地制动滑槽21也为8个。作为其他的可选的实施方式，制动凸柱11和制动滑槽21也可以多于8个或者少于8个。

作为一种优选的实施方式，如图3和图4所示，第一制动板10和/或第二制动板20为圆形板。

如图4所示，在实施例一的技术方案中，制动滑槽21为弧形滑槽，弧形滑槽在使用时，便于制动凸柱11的插入，也便于和制动凸柱11摩擦。如图3所示，作为一种可选的实施方式，制动凸柱11为圆柱形凸柱。作为其他的可选的实施方式，制动凸柱11也可以为半球形凸柱。

如图1和图4所示，作为一种可选的实施方式，第一制动板10上开设有安装槽22，摩擦片30安装在安装槽22上。通过安装槽22安装摩擦片30，可以更为稳固地固定摩擦片30，避免摩擦片30在装配的过程中因偏心而与第二制动板20摩擦产生噪音。作为另一种可选的实施方式，也可以在第二制动板20上开设有安装槽22，将摩擦片30安装到第二制动板20上也是可行的。还需要说明的是，在上述的两种实施方式中，摩擦片30在第一制动板10和第二制动板20之间的宽度指的是摩擦片30相对于第一制动板10或第二制动板20的表面凸出的厚度。优选的，摩擦片30通过厌氧胶粘接固定在安装槽22内。可选的，通过连接件将摩擦片30固定于安装槽22内也是可行的。

如图1和图2所示，在实施例一的技术方案中，摩擦片30为圆环形，如图4所示，安装槽22为环形槽。

在实施例一的技术方案中，制动器还包括驱动件40，通过驱动件40可以驱动第二制动板20相对于第一制动板10靠近或远离，以更为方便地实现制动。作为一种可选的实施方式，如图1和图2所示，制动器还包括定子50，驱动件40包括骨架41、激励绕组42和弹簧43，骨架41安装在定子50上，激励绕组42设置在骨架41上。弹簧43设置在定子50上并与第二制动板20连接，第二制动板20由铁磁性材料制成。在使用时，先对激励绕组42通电，使其吸引第二制动板20。在需要制动时，对激励绕组42断电，第二制动板20在弹簧43的作用下靠近第一制动板10运动进行制动。作为一种优选的实施方式，弹簧43为扭矩弹簧。在实施例一的技术方案进行刚性制动时，扭矩弹簧可以减小第二制动板20相对于第一制动板10产生的冲击，使得刚性制动更加稳定。

可选的，在实施例一的技术方案中，扭矩弹簧为6个，在定子50上均匀分布。

如图5所示，在实施例一的技术方案中，定子50上形成有定位凸柱51，第二制动板20上开设有与定位凸柱相配合的插槽23。通过定位凸柱51与插槽23的配合，可以更为稳固地安装第二制动板20。使用时，在定子50槽口中放置绝缘保护后的激励绕组42，激励绕组42通过骨架41在工装及工艺下绕制而成。激励绕组42与定子50过盈配合，通过过盈力使激励绕组42及其骨架41固定在定子槽中，随后放入第二制动板20，第二制动板20通过开有插槽23与定子50上定位凸柱51配合。可选的，骨架41与定子50通过环氧树脂灌封处理也是可行的。

在实施例一的技术方案中，如图1和图2所示，制动器还包括端盖60，端盖60与定子50相连接，定子50和端盖60之间形成有安装腔。第一制动板10、第二制动板20、摩擦片30以及驱动件40均位于安装腔内，以构成相对独立的制动器整体，以便于使用。优选的，定子50和端盖60为一体结构。这样只需要通过模具就能铸造成一体毛坯，再进行一道机加工工序，加工成本极大降低。另一方面，该结构的定子50和端盖60结合面积增大，散热良好，温升低。

在图中未示出的实施例中，本发明的制动器还包括实施例二，实施二的技术方案和实施例一的技术方案相比，区别仅在于，第二制动板20上设置有制动凸柱11，第一制动板10上开设有与制动凸柱11相配合的制动滑槽21。采用实施例二的技术方案，同样可以在摩擦片30损坏或意外失效等情况下，采用制动凸柱11和制动滑槽21配合进行刚性制动，仍能保证制动器的制动，提高制动器的可靠性及寿命，有效解决现有技术中制动器的摩擦片破损后会直接制动失效的问题。

在实施例二的技术方案中，多个制动凸柱11在第二制动板20上均匀分布，相对应地，多个制动滑槽21在第一制动板10上均匀分布。优选的，多个制动凸柱11在第二制动板20上呈环形分布，相对应地，多个制动滑槽21在第一制动板10上也呈环形分布。

在本发明的技术方案中，定子50、第一制动板10和第二制动板20材料为软磁材料电工纯铁。其他，使用软磁材料冲片或是硅钢片或10号钢等导磁性能好的材料都是可行的，都在本发明的保护范围内。

本发明还提供了一种伺服系统，该伺服系统包括上述的制动器。采用了上述制动器的伺服系统可以在在摩擦片30损坏或意外失效等情况下，采用制动凸柱11和制动滑槽21配合进行刚性制动，仍能保证制动器的制动，提高伺服系统的可靠性及寿命。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

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。