制动器及电梯制动结构的制作方法

本发明涉及电梯制动技术领域，特别是涉及一种制动器及电梯制动结构。

背景技术

制动器是具有使运动部件(或运动机械)减速、停止或保持停止状态等功能的装置，是使机械中的运动件停止或减速的机械零件，俗称刹、闸。制动器主要由支架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的调整装置。电梯在不同的楼层间运行，电梯的启动和停止对电梯内的运输物至关重要，尤其是运输乘客时，对乘客的生命危险构成重大影响。而制动器又是电梯进行制动的重要安全部件之一。

现有的电梯制动器通常有鼓式(毂式)制动器、蝶式制动器、盘式制动器和板式(块式)制动器等。随着电梯技术的不断发展，对制动器的小型化设计、低成本设计有了更高的要求，然而，传统的制动器难以在不增大制动器体积的前提下对制动器的电磁吸附力作进一步提升，从而使小型化、低成本的设计可能导致制动器无法正常制动或松闸。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种制动器及电梯制动结构。该制动器的电磁吸附力更强，实现有效制动和松闸；该电梯制动结构包含前述制动器，使电梯能够进行更加有效的制动，提高电梯运行的安全性。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种制动器，包括电磁组件，电磁组件包括电磁体和设于电磁体内的电磁线圈，电磁体设有第一板面；制动组件，制动组件包括衔铁、制动靴和制动弹簧，制动弹簧设于电磁体和衔铁之间，制动靴设于衔铁、并用于抵压制动，衔铁还设有第二板面，第二板面和第一板面呈面对面设置；凸台组件，凸台组件包括凸台单元，凸台单元设于电磁体的第一板面，凸台单元的台面面积小于第一板面的板面面积；或凸台单元设于衔铁的第二板面，凸台单元的台面面积小于第二板面的板面面积；及控制组件，控制组件包括控制器，电磁线圈与控制器电性连接。

上述制动器，通过凸台单元的设置，凸台单元使电磁体和衔铁之间的有效磁极面积缩小，从而提升了磁极面的磁束密度，使电磁体和衔铁之间电磁吸附力更强，提高了制动器的电磁吸附性能。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，凸台单元设于第一板面的中部位置；或凸台单元设于第二板面的中部位置。

在其中一个实施例中，第一板面设有第一安装部，凸台单元设有与第一安装部配合固定的第二安装部；或第二板面设有第三安装部，凸台单元设有与第三安装部配合固定的第四安装部。

在其中一个实施例中，电磁线圈将第一板面分隔为内磁极面和外磁极面，对应电磁线圈内侧的第一板面为内磁极面，对应电磁线圈外侧的第一板面为外磁极面，凸台单元设于内磁极面及部分的外磁极面。

在其中一个实施例中，凸台单元还设有用于避让电磁线圈的避让部。

在其中一个实施例中，凸台单元设有多个、并呈间距设置。

在其中一个实施例中，控制组件还包括与控制器电性连接的检测器，检测器用于检测衔铁和电磁线圈的位置关系。

在其中一个实施例中，制动弹簧设有至少两个、并呈间距设置。

另一方面，还提供了一种电梯制动结构，包括如上述任一个技术方案所述的制动器；驱动电机，驱动电机包括电机本体，电机本体设有制动部；及安装座，制动器设于安装座，制动靴能够抵压制动部、并对制动部进行制动。

上述电梯制动结构，由于采用前述的制动器，制动时，制动弹簧驱动衔铁远离电磁体、并使衔铁带动制动靴抵压制动部，从而实现制动；松闸时，电磁体吸附衔铁、并使衔铁带动制动靴离开制动部，从而实现松闸，提高了电梯的制动安全性。

附图说明

图1为制动器的第一实施例中的磁路流通示意图；

图2为制动器的第二实施例中的磁路流通示意图；

图3为制动器的第三实施例中的磁路流通示意图；

图4为制动器的第四实施例中的磁路流通示意图；

图5为制动器的第五实施例中的磁路流通示意图；

图6为制动器的第六实施例中的磁路流通示意图；

图7为实施例中的制动器的整体装配结构示意图；

图8为一种实施例中的电磁线圈的设置结构图；

图9为实施例中的凸台单元的第一形状结构图；

图10为实施例中的凸台单元的第二形状结构图；

图11为实施例中的凸台单元的第三形状结构图；

图12为实施例中的凸台单元的第四形状结构图；

图13为根据本实施例建模并采用电磁解析的结果图；

图14为传统的制动器建模并采用电磁解析的结果图。

附图标注说明：

110、电磁体，111、内磁极面，112、外磁极面，120、电磁线圈，210、衔铁，220、制动靴，230、制动弹簧，300、凸台单元，400、检测器，500、制动部，600、调整套筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

需要说明的是，文中所称元件与另一个元件“固定”时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连接”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图12所示的实施例，提供了一种制动器，包括电磁组件，电磁组件包括电磁体110和设于电磁体110内的电磁线圈120，电磁体110设有第一板面；制动组件，制动组件包括衔铁210、制动靴220和制动弹簧230，制动弹簧230设于电磁体110和衔铁210之间，制动靴220设于衔铁210、并用于抵压制动，衔铁210还设有第二板面，第二板面和第一板面呈面对面设置；凸台组件，凸台组件包括凸台单元300，凸台单元300设于电磁体110的第一板面，凸台单元300的台面面积小于第一板面的板面面积；或凸台单元300设于衔铁210的第二板面，凸台单元300的台面面积小于第二板面的板面面积；及控制组件，控制组件包括控制器，电磁线圈120与控制器电性连接。

通过凸台单元300的设置，凸台单元300使电磁体110和衔铁210之间的有效磁极面积缩小，从而提升了磁极面的磁束密度，使电磁体110和衔铁210之间电磁吸附力更强，提高了制动器的电磁吸附性能。

需要说明的是，这里的电磁体110指能够在电流作用下产生吸附力的物件，如电磁铁，本领域技术人员可根据需要进行具体选用，包括但不限于电磁铁；

另外，凸台单元300的台面面积小于第一板面的板面面积或凸台单元300的台面面积小于第二板面的板面面积指凸台单元300的设置使电磁体110和衔铁210之间的有效磁极面积缩小，这里是为了说明的方便，在满足需要的情况下，可以根据具体情况进行设定，包括但不限于本实施例所述的设置方式，这里不再赘述。

通常，板式制动器的结构如图7所示，在控制器的控制下，电磁线圈120通断电、并使电磁体110与衔铁210之间实现吸附或分离，从而使衔铁210带动制动靴220与电机本体的制动部500之间实现分离(松闸)或抵押(制动)。

然而，在板式制动器的结构设计小型化、成本低廉化的要求下，同时在不降低制动弹簧230的弹簧力前提下，则会对电磁体110的电磁吸附能力进一步提高，以避免电磁体110的电磁吸附力无法克服制动弹簧230的弹簧力、并导致制动器非制动时无法实现正常松闸的问题，造成电梯无法正常运行。

如图8所示，电磁线圈120将电磁体110分隔形成内磁极面111和外磁极面112。根据电磁力的计算公式(公式一)：

f＝(b²*s)/(2*μ0)；

其中，磁束密度b＝φ/s，因此，制动器中电磁体110的电磁力为(公式二)：

f＝f内+f外＝(b内²*s内)/(2*μ0)+(b外²*s外)/(2*μ0)＝φ内²/(2*μ0*s内)+φ外²/(2*μ0*s外)；

公式二中，f为电磁体110的总电磁力，f内为内磁极面111的电磁力，f外为外磁极面112的电磁力，s内和s外分别为内磁极面111的磁极面积和外磁极面112的磁极面积，μ0为空气磁导率，b内和b外分别为内磁极面111对应的磁束密度和外磁极面112对应的磁束密度，φ内和φ外分别为内磁极面111对应的磁通量和外磁极面112对应的磁通量。

而在不考虑漏磁的情况下，流经内磁极面111和外磁极面112的磁通量应相等，即(公式三)：

φ内＝φ外；

此时，公式(二)变成(公式四)：

f＝φ内²/(2*μ0*(s内+s外))＝φ外²/(2*μ0*(s内+s外))；

由此可知：

内磁极面111的磁极面积和外磁极面112的磁极面积较小时，则电磁体110的总电磁力较大。

本实施例通过设置凸台单元300，如图1所示：当凸台单元300设于第一板面上时，凸台单元300的台面面积小于第一板面的面积，因铁芯材料的磁导率远大于空气的磁导率，从而使磁通的绝大部分只能通过凸台单元300所在位置的区域通过，相当于缩小了实际的磁极面面积(内磁极面111的磁极面积和外磁极面112的磁极面积)，进而根据公式四得到：在同等的情况下，电磁体110的电磁吸附力增强，也即制动器的制动能力增强；

如图2所示，当凸台单元300设于衔铁210上时同理，这里不再赘述。

进一步地，如图3所示，第一板面和第二板面均设有凸台单元300，从而进一步增强了电磁体110的电磁吸附能力。

更进一步地，凸台单元300与电磁体110或衔铁210呈一体结构设置，便于加工制作。

如图1至图3所示的实施例，凸台单元300设于第一板面的中部位置；或凸台单元300设于第二板面的中部位置。

凸台单元300设于第一面板或第二面板的中部位置，使外磁极面112的磁极面积减小，从而实现对电磁体110的电磁吸附能力的提升作用；同时，设于中部便于安装和加工制作。

还可以是：凸台单元300在第一面板和第二面板上均设置、且均设在中部位置，以满足实际的需要。

当然，根据需要，本领域技术人员也可以设置为如图4-图6所示的设置方式，使凸台单元300只有在图4-图6中的中部部分和一侧部分存在，以满足实际的需要，本领域技术人员可根据需要进行具体设置，这里不再赘述。

在一个实施例中，第一板面设有第一安装部，凸台单元300设有与第一安装部配合固定的第二安装部；或第二板面设有第三安装部，凸台单元300设有与第三安装部配合固定的第四安装部。

第一安装部、第二安装部、第三安装部和第四安装部的设置，使凸台单元300和电磁体110或衔铁210的安装配合更为方便快捷，提高安装效率，降低生产成本。

当凸台单元300在第一板面和第二板面均设置时，第一安装部、第二安装部、第三安装部和第四安装部同时设置，以满足实际的安装需要。

如图8所示的实施例，电磁线圈120将第一板面分隔为内磁极面111和外磁极面112，对应电磁线圈120内侧的第一板面为内磁极面111，对应电磁线圈120外侧的第一板面为外磁极面112，凸台单元300设于内磁极面111及部分的外磁极面112。

通常来说，由于内磁极面111的存在，凸台单元300必然会覆盖内磁极面111所在位置，因此，影响电磁体110的电磁吸附力的因素为外磁极面112的磁极面积，因此，将凸台单元300设于内磁极面111满足内磁极面111位置的磁通需求，而外磁极面112只有部分位置存在凸台单元300，而外磁极面112的其他地方并不存在凸台单元300覆盖，也即外磁极面112的其他地方对应位置为空气，这就必然导致大量的磁通通过凸台单元300覆盖位置的地方通过，相当于降低了外磁极面112的磁极面积，相对传统的电磁体110，同等情况下的电磁体110吸附能力更强。

如图1、图3、图4和图6所示的实施例，凸台单元300还设有用于避让电磁线圈120的避让部。

由于电磁线圈120的安装需要，凸台单元300在设计时应考虑避让的问题，因此，设置避让部以便于电磁线圈120的安装。

在一个实施例中，凸台单元300设有多个、并呈间距设置。根据需要，凸台单元300可设置至少两个，并根据需要设置在预设的第一板面或第二板面或同时设置在第一板面和第二板面，从而起到降低内磁极面111的磁极面积和外磁极面112的磁极面积的作用，并根据公式四得到提高电磁体110的电磁吸附力的效果。

如图7所示的实施例，控制组件还包括与控制器电性连接的检测器400，检测器400用于检测衔铁210和电磁线圈120的位置关系。

图7中，检测器400用于检测衔铁210和电磁线圈120之间的位置关系(如松闸或制动)，以便与控制器配合实现制动器的精准制动功能。

进一步地，检测器400为微动开关装置。当然，本领域技术人员可根据需要进行具体设置，以满足实际的检测需要，这里不再赘述。

另外，图7中，制动器还设有用于安装电磁体110至电机安装座的调整套筒600。

当然，本领域技术人员在具体设置时，还可以采用多种其他的安装方式，如通过螺栓等方式进行具体结构的安装和配合，以满足实际的需要，这里不再赘述。

如图1所示的实施例，制动弹簧230设有至少两个、并呈间距设置。制动弹簧230设有两个或两个以上，当其中一个发生故障后，其余的制动弹簧230仍能保证制动器能够工作，避免出现意外，提高了制动器的工作能力和使用寿命，并提高了电梯的使用安全性。

如图9至图12所示的实施例，凸台单元300呈板状设置，凸台单元300的形状呈弧形或多边形设置。

凸台单元300在第一板面上的设置如图9至图12所示：

图9中，凸台单元300的形状呈圆弧形设置；

图10中，凸台单元300的形状呈圆形设置；

图11中，凸台单元300的形状呈矩形设置；

图12中，凸台单元300的形状呈多边形设置。

如图13和图14所示，根据对比，图13中本实施例提供的制动器能够更有效的利用第一板面或外磁极面112的磁极面积，并使电磁体110的吸附能力得到极大提高，进而提升制动器的制动性能。

当然，本领域技术人员可根据需要进行具体设置，这里不再赘述。

本实施例还提供了一种电梯制动结构，包括如上述任一个实施例所述的制动器；驱动电机，驱动电机包括电机本体，电机本体设有制动部；及安装座，制动器设于安装座，制动靴220能够抵压制动部500、并对制动部进行制动。

由于采用前述的制动器，制动时，制动弹簧230驱动衔铁210远离电磁体110、并使衔铁210带动制动靴220抵压制动部500，从而实现制动；松闸时，电磁体110吸附衔铁210、并使衔铁210带动制动靴220离开制动部500，从而实现松闸，提高了电梯的制动安全性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。