一种常闭式轮边制动器的制作方法

1.本实用新型涉及轨道车轮制动领域，特别是涉及一种常闭式轮边制动器。


背景技术：

2.轮边制动器是港口大型设备如岸边集装箱桥式起重机、门座式起重机、轨道式龙门吊等起重机，预防突发性阵风的重要组成部分，港口大型起重机在行走停车后经常使用轮边制动器夹紧车轮的左右两侧进行制动。夹紧车轮后使车轮与起重机联接为一体，用于预防突发性阵风、台风等突发状况导致轮边制动器断电，为了保证人员和设备的安全，需要一种断电后能自动夹紧载体的制动器。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种常闭式轮边制动器，结构简单，安全可靠，能够在制动器断电后自动夹紧载体。
4.根据本实用新型的一种常闭式轮边制动器，包括：机架；驱动机构，安装于所述机架；所述驱动机构包括外壳和驱动装置，所述驱动装置设于所述外壳内，所述驱动装置连接有丝杆并能驱动其旋转；推动机构，包括箱体，所述箱体内安装有螺母副、压缩弹簧、蓄力弹簧和推杆，所述压缩弹簧两端分别与所述箱体和所述螺母副一侧连接，所述蓄力弹簧两端分别与所述推杆和所述螺母副另一侧连接；所述螺母副与所述丝杆传动相连；夹持机构，安装于所述机架；所述夹持机构包括相对应的第一制动轴瓦和第二制动轴瓦，所述第一制动轴瓦与所述外壳连接，所述第二制动轴瓦与所述推杆连接，载体设于所述第一制动轴瓦和所述第二制动轴瓦之间；所述驱动装置驱动所述丝杆转动，传动所述螺母副压缩所述压缩弹簧时，能驱动所述推杆移动，进而带动所述第一制动轴瓦和所述第二制动轴瓦相互远离；所述驱动装置失去动力时，所述压缩弹簧能推动所述螺母副沿丝杆移动，进而带动所述第一制动轴瓦和所述第二制动轴瓦夹紧载体。
5.根据本实用新型实施例的一种常闭式轮边制动器，至少具有如下技术效果：推动机构设置有压缩弹簧和蓄力弹簧两个弹簧，蓄力弹簧能够在制动轴瓦磨损后，通过增加蓄力弹簧的压缩量来保持制动力，以延长推动机构的使用寿命；压缩弹簧能够在驱动机构断电之后，利用压缩弹簧的弹性势能驱动制动轴瓦复位以夹紧载体，并能通过弹簧的惯性势能进一步地提高夹紧力度。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述驱动装置包括减速器和齿轮，所述减速器与所述齿轮传动相连，用于降低所述齿轮的转速；所述减速器连接有驱动其转动的电机，所述齿轮与所述丝杆连接；所述电机驱动所述减速器转动，传动所述齿轮转动，进而带动所述丝杆旋转。
7.根据本实用新型的一些实施例，包括用于控制所述电机的制动机构，所述制动机构包括电磁铁、单向制动装置和摩擦副，所述摩擦副两端分别与所述单向制动装置和所述电机连接，所述单向制动装置背离所述摩擦副的一侧与所述电磁铁连接；所述电磁铁得电
吸合所述单向制动装置朝所述电磁铁方向移动，带动所述摩擦副与所述电机的输出轴接触以对所述电机的输出轴进行周向限位。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述电磁铁和所述单向制动装置之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧两端分别与所述电磁铁和所述单向制动装置连接，所述复位弹簧用于驱动所述单向制动装置复位，使所述摩擦副与所述电机的输出轴脱离接触。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述制动机构还包括限位开关，所述限位开关安装于所述箱体；所述推杆安装有接触器，所述接触器与所述限位开关接触时，所述电机失电。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述夹持机构包括第一制动臂和第二制动臂，所述第一制动臂两端分别与所述第一制动轴瓦和所述外壳连接，所述第二制动臂两端分别与所述第二制动轴瓦和所述推杆连接；所述第一制动臂的中部和所述第二制动臂的中部均与所述机架铰接。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述推杆设有穿设于所述蓄力弹簧的第一导杆，所述螺母副能沿所述第一导杆移动。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述箱体设有限位导杆，所述限位导杆穿设于所述螺母副，用于对所述螺母副进行周向限位。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述压缩弹簧内轴向穿设有用于支撑所述压缩弹簧的第二导杆。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述推动机构还安装有压力传感器，所述压力传感器用于监测所述推动机构的制动力。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
17.图1是本实用新型实施例的结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例驱动机构和制动机构的结构示意图；
19.图3是本实用新型实施例推动机构的结构示意图；
20.图4是本实用新型实施例夹持机构的结构示意图；
21.图5是本实用新型另一实施例的结构示意图。
22.附图标记：
23.机架100；
24.驱动机构200、外壳210、驱动装置220、减速器221、齿轮222、电机223、丝杆224；
25.推动机构300、箱体310、螺母副320、压缩弹簧330、蓄力弹簧340、推杆350、接触器351、限位导杆360、第一导杆370、第二导杆380；
26.夹持机构400、第一制动臂410、第一制动轴瓦411、第二制动臂420、第二制动轴瓦421；
27.制动机构500、电磁铁510、单向制动装置520、摩擦副530、复位弹簧540、限位开关550、前开关551、后开关552。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.参照图1至图5，本实用新型实施例的一种常闭式轮边制动器，包括：机架100；
32.驱动机构200，安装于机架100；驱动机构200包括外壳210和驱动装置220，驱动装置220设于外壳210内，驱动装置220连接有丝杆224并能驱动其旋转；
33.推动机构300，包括箱体310，箱体310内安装有螺母副320、压缩弹簧330、蓄力弹簧340和推杆350，压缩弹簧330设于箱体310内端壁和螺母副320之间，蓄力弹簧340设于推杆350和螺母副320之间；螺母副320与丝杆224传动相连；箱体310远离驱动机构200的一端设有供推杆350左右滑动的开口。螺母副320设置于箱体310的左端内壁与推杆350之间，压缩弹簧330设置于螺母副320的左端和箱体310左端的内壁之间，蓄力弹簧340设置于螺母副320右端与推杆350左端之间。
34.夹持机构400，安装于机架100；夹持机构400包括相对应的第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421，第一制动轴瓦411与外壳210连接，第二制动轴瓦421与推杆350连接，载体设于第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421之间；
35.驱动装置220驱动丝杆224转动，传动螺母副320压缩压缩弹簧330时，能驱动推杆350移动，进而带动第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421相互远离；驱动装置220失去动力时，压缩弹簧330能推动螺母副320沿丝杆224移动，进而带动第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421夹紧载体。此外，机架100只是作为一个平台，平台上承载有驱动机构200、推动机构300和夹持机构400，夹持机构400与机架100部分铰接，驱动机构200和推动机构300均可在机架100上滑动，机架100本身不能移动。
36.推动机构300设置有压缩弹簧330和蓄力弹簧340两个弹簧，蓄力弹簧340能够在制动轴瓦磨损后，可以通过驱动丝杆224控制螺母副320的移动位置，改变蓄力弹簧340的压缩量来保持制动力。具体的，载体被夹紧之后，丝杆224仍然可以进行旋转，进而压缩蓄力弹簧340，驱动螺母副320朝推杆350的方向产生部分位移，如此就可保证在蓄力弹簧340的长期
使用、弹性系数降低的情况下，可以通过增加蓄力弹簧340压缩量的方式保持制动力；同时夹紧被制动载体时，由于蓄力弹簧340的压缩，可以保证在不需外力的情况下可一直保持足够的制动力，延长了推动机构300的使用寿命。
37.在本实用新型的一些实施例中，驱动装置220包括减速器221和齿轮222，减速器221与齿轮222传动相连，用于降低齿轮222的转速；减速器221连接有驱动其转动的电机223，齿轮222与丝杆224连接；电机223驱动减速器221转动，传动齿轮222转动，进而带动丝杆224旋转。减速器221用于降低电机223的转速，便于对电机223进行控制；齿轮222的外径比减速器221大，便于对丝杆224提供更大的转矩。
38.进一步的，丝杆224是滚珠丝杆，螺母副320在受到朝向驱动机构200方向的外力时，是无法推动丝杆224转动的，所以只能通过丝杆224的旋转驱动螺母副320朝驱动机构200的方向移动；但是螺母副320在受到背离驱动机构200方向的作用力时，螺母副320能够带动丝杆224转动，因此在驱动机构200断电之后，利用压缩弹簧330的弹性势能驱动制动轴瓦复位以夹紧载体，并能通过弹簧的惯性势能进一步地提高夹紧力度，保障了人员和设备的安全。
39.综上可知，本实用新型实施例的常闭式轮边制动器有两种方式对磨损后的轴瓦进行补偿，一种是机械补偿，即通过压缩弹簧330释放弹性势能的惯性压缩蓄力弹簧340来实现对轴瓦磨损的补偿；第二种是电控补偿，即通过驱动机构200转动丝杆224来改变蓄力弹簧340的压缩量来实现对轴瓦磨损的补偿。
40.进一步的，推动机构300还安装有压力传感器，压力传感器可以是轮辐式压力轮感器，安装于推杆350背离蓄力弹簧340的一端；或者是销轴式压力传感器安装于推杆与第二制动轴瓦421的连接处；通过压力传感器对制动力矩进行检测，可以实现更加智能化的对轴瓦磨损进行补偿。
41.在本实用新型的一些实施例中，包括用于控制电机223的制动机构500，制动机构500包括电磁铁510、单向制动装置520和摩擦副530，摩擦副530两端分别与单向制动装置520和电机223连接，单向制动装置520背离摩擦副530的一侧与电磁铁510连接；电磁铁510得电吸合单向制动装置520朝电磁铁510方向移动，带动摩擦副530移动至与电机223的输出轴接触位置，摩擦副530用于对电机223的输出轴进行周向限位。
42.在驱动机构200断电之后，压缩弹簧330的弹性势能释放，驱动螺母副320朝背离驱动机构200方向的运动，螺母副320带动丝杆224反向转动，丝杆224带动电机223的输出轴反转。因此，当摩擦副530与电机223的输出轴接触后，由于摩擦副530限制了电机223输出轴的旋转，因此压缩弹簧330将始终保持被压缩状态而无法复位。
43.在本实用新型的一些实施例中，电磁铁510和单向制动装置520之间设置有复位弹簧540，复位弹簧540两端分别与电磁铁510和单向制动装置520连接，复位弹簧540用于驱动单向制动装置520复位，使摩擦副530和电机223的输出轴脱离接触。具体的，如图2所示，电机223得电带动丝杆224转动，当电机223停止旋转后，电磁铁510得电吸合单向制动装置520，复位弹簧540被压缩；当电磁铁510失电之后，复位弹簧540将推动单向制动装置520复位，进而带动摩擦副530脱离与电机223输出轴的连接。
44.进一步的，如图1、图5所示，制动机构500不限于安装于外壳210上，也可以是安装于电机223上，例如电机223的中部或尾部，也可以是安装于机架100上。
45.在本实用新型的一些实施例中，制动机构500还包括限位开关550，限位开关550安装于箱体310；推杆350安装有接触器，接触器与限位开关550接触时，电机223失电。具体的，如图3所示，限位开关550包括前开关551和后开关552，前开关551设置于靠近驱动机构200的一端，后开关552设置于远离驱动机构200的一端，接触器351与前开关551或后开关552接触均可以使得电机223失电。前开关551和后开关552均是用于控制螺母副320的行程，当螺母副320朝驱动机构200的方向移动时，运动到接触器351与前开关551接触后，电机223失电，压缩弹簧330处于最大压缩位置；当轴瓦磨损，当螺母副320朝背离驱动机构200的方向移动至接触器351与后开关552接触时，电机223失电，夹持机构400的制动力最大。
46.在本实用新型的一些实施例中，夹持机构400包括第一制动臂410和第二制动臂420，第一制动臂410两端分别与第一制动轴瓦411和外壳210连接，第二制动臂420两端分别与第二制动轴瓦421和推杆350连接；第一制动臂410的中部和第二制动臂420的中部均与机架100铰接。具体的，如图4所示，第一制动臂410和第二制动臂420均是杆式结构，第一制动臂410和第二制动臂420类似于杠杆，外壳210和第一制动轴瓦411分别连接于第一制动臂410的两端，推杆350和第二制动轴瓦421分别连接于第二制动臂420的两端。
47.第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421具有打开位置和夹紧位置两个位置，打开位置即第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421相互远离，释放两者中间的载体，夹紧位置即第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421相互靠近，夹紧两者中间的载体。
48.制动器的工作过程如下：电机223供电转动，传动齿轮222转动，带动丝杆224旋转；丝杆224旋转传动螺母副320朝驱动机构200的方向移动，压缩弹簧330被压缩，推杆350朝外壳210靠近，使得第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421相互远离，直至接触器351与前开关551接触，电机223失电，第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421进入打开位置；电机223失电后，电磁铁510同步得电，吸合单向制动装置520、压缩复位弹簧540，使得压缩弹簧330保持被压缩状态。当制动器整个设备断电，电磁铁510失电，复位弹簧540将驱动单向制动装置520复位，摩擦副530与电机223的输出轴脱离接触，压缩弹簧330将释放弹性势，推动螺母副320朝远离驱动机构200的方向移动，并通过其惯性力继续压缩蓄力弹簧340；推杆350和外壳210相互远离，带动第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421相互靠拢，第一制动轴瓦411和第二制动轴瓦421进入夹紧位置，夹紧载体。
49.在本实用新型的一些实施例中，推杆350设有穿设于蓄力弹簧340的第一导杆370；螺母副320能沿第一导杆370移动。第一导杆370的左端与螺母副320相抵，右端与推杆350的左端固定连接。螺母副320朝驱动机构200方向移动时，由第一导杆370带动推杆350移动。
50.在本实用新型的一些实施例中，箱体310设有限位导杆360，限位导杆360穿设于螺母副320，用于对螺母副320进行周向限位。具体的，如图3所示，限位导杆360从箱体310外向内穿入，限位导杆360的左端与箱体310相抵，中部穿过螺母副320，右端穿入推杆350内。推杆350左端设有供限位导杆360穿入的插孔，但是推杆350上插孔其左右方向的深度大于限位导杆360右端进入推杆350内的长度，即限位导杆360右端插入推杆350后，推杆350还能与限位导杆360发生相对位移。限位导杆360只是用于对螺母副320进行周向限位，压缩弹簧330和蓄力弹簧340并不一定套设于限位导杆360上。
51.在本实用新型的一些实施例中，压缩弹簧330内轴向穿设有用于支撑压缩弹簧330的第二导杆380。具体的，第二导杆380穿设于箱体310，第二导杆380的长度小于压缩弹簧
330被完全压缩的长度，第二导杆380只是用于支撑压缩弹簧330并对压缩弹簧330进行导向。由于压缩弹簧330的两端均不与箱体310和螺母副320连接，因此需要设置有第二导杆380对压缩弹簧330进行支撑和导向。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
53.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。