手动离合电机转矩匀速控制装置及起重电机的制作方法

1.本实用新型属于起重设备技术领域，具体涉及一种手动离合电机转矩匀速控制装置及起重电机。


背景技术：

2.在升降机等起重装置上，设备的升降传动多以卷扬机构或齿轮齿条传动的方式实现，其动力源均采用电机，当发生失电时，需要手动操作制动器来实现设备的缓降，这需要操作人员对设备的制动性能具有充分的了解，同时也需要丰富的经验才能实现，整个制动缓降过程对制动器的磨损很大，且存在安全性差、不确定因素多等诸多风险。
3.目前，大多输起重设备上都配备了手动离合电机转矩匀速控制装置，该装置能够使起重设备在失电情况下实现匀速缓降，但是现有的这类装置大多是采用离心甩块、偏心装置、行程控制板、同步装置、驱动单元等结构，整体结构十分复杂，装配精度要求极高，且在超频条件下离心甩块与箱体之间的间隙难以控制，尤其是在频率达到甚至超过87hz时离心甩块容易产生单边偏离，从而导致制动力失稳，另外，由于在电机正常工作时装置内的所有零件都会随电机输出轴做高速旋转，导致电机正常工况下的运行阻力大，从而增加了电机的功率损失。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种手动离合电机转矩匀速控制装置及起重电机，旨在简化装置结构、提高制动稳定性并降低正常工况下的电机功率损失。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：第一方面，提供一种手动离合电机转矩匀速控制装置，包括箱体、滑座、支座、制动组件，以及操作杆；其中，箱体的一端用于与电机输出端的法兰盘固定连接，箱体具有圆柱型的内腔，内腔沿电机的输出轴的轴向延伸；滑座转动套设于输出轴上，且能够沿输出轴的轴向滑动，滑座背离法兰盘的一侧设有第一嵌合结构；支座固定套设于输出轴上，朝向法兰盘的一侧设有与第一嵌合结构匹配的第二嵌合结构；制动组件转动套设于输出轴上，且能够沿输出轴的轴向滑动，制动组件具有多个沿输出轴的周向间隔分布的制动端，每个制动端均沿输出轴的径向滑动连接于滑座上，制动端具有与内腔的腔壁分离的初始状态，还具有滑出滑座的周壁外侧并与内腔的腔壁抵触的制动状态；操作杆的中部与箱体的侧壁沿输出轴的径向铰接，一端伸入内腔并与制动组件卡接；操作杆的摆动带动制动组件沿输出轴的轴向滑动，从而带动各个制动端在初始状态和制动状态之间转换，同时各个制动端一并带动滑座沿输出轴的轴向滑动，从而使第一嵌合结构和第二嵌合结构嵌合或分离。
6.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，制动组件包括转座、多个甩块，以及多个连杆；其中，转座套设于输出轴上，周壁设有环槽，环槽与操作杆的伸入端卡接；多个甩块沿输出轴的周向间隔分布，且分别沿输出轴的径向滑动连接于滑座上，多个甩块分别为制动组件的各个制动端；多个连杆沿输出轴的周向间隔分布，连杆的一端与转座铰接，另一端
与其中一个甩块对应铰接，且连杆的两端均沿输出轴的同一径向铰接。
7.一些实施例中，滑座沿输出轴的周向间隔分布有多个滑槽，滑槽沿输出轴的径向延伸，每个滑槽内均滑动连接有甩块。
8.示例性的，操作杆的伸入端设有拨叉结构，拨叉结构与环槽卡接。
9.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，操作杆位于箱体外的一端连接有延伸至操作台上的拉线，且拉线与电机的制动杆连接，其中，在拉动或松开拉线时，操作杆和制动杆依次带动制动组件转换为制动状态、电机的制动器解除制动，在松开或拉动拉线时，制动杆和操作杆依次带动电机的制动器恢复制动、制动组件转换为初始状态。
10.一些实施例中，制动组件还包括弹性件，弹性件套设于输出轴上，且位于法兰盘和制动组件之间。
11.进一步地，制动组件还包括挡板，挡板套设于输出轴上，弹性件的一端与挡板抵接，另一端与制动组件抵接。
12.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，第一嵌合结构为一体成型于滑座侧壁上的多个嵌合齿，多个嵌合齿沿输出轴的周向间隔分布，第二嵌合结构为一体成型于支座侧壁上的多个嵌合槽。
13.一些实施例中，箱体远离法兰盘的端壁上嵌装有轴承，轴承的内圈套装于输出轴上。
14.本实用新型提供的手动离合电机转矩匀速控制装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型手动离合电机转矩匀速控制装置，在电机失电时，通过手动摆动操作杆能够带动制动组件在输出轴上滑动，进而带动滑座在输出轴上滑动，使第一嵌合结构与第二嵌合结构相互嵌合，同时制动组件的各个制动端受力沿输出轴的径向滑出抵压在内腔的腔壁上，负载在重力作用下坠落过程反向带动输出轴进行转动，进而带动制动组件一并转动，使制动组件的各个制动端获得离心力，由于输出轴转速越高，离心力越大，因此各个制动端与内腔的腔壁之间的摩擦力也越大，当负载的坠落速度到达阈值时，摩擦力与负载的重力达到平衡而使得负载开始匀速下落，从而实现电机失电状态下的匀速控制，结构简单，且制动方式稳定可靠，操作人员只需手动摆动一次操作杆即可，无需手动控制制动力的大小，因此对于操作人员的要求较低，当电机恢复供电时，只需反向摆动操作杆使制动组件恢复初始状态即可，此时由于制动组件的各个制动端均与内腔的腔壁分离，且第一嵌合结构和第二嵌合结构分离，因此电机正常工作时制动组件无需随输出轴进行转动，从而能够减小输出轴上的转动阻力，降低动力损失，提高电机的功率输出效率。
15.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种起重电机，包括上述手动离合电机转矩匀速控制装置。
16.本实用新型提供的起重电机，采用了上述手动离合电机转矩匀速控制装置，具有与上述手动离合电机转矩匀速控制装置相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例提供的手动离合电机转矩匀速控制装置在初始状态的内部结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的手动离合电机转矩匀速控制装置在制动状态的内
部结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例提供的手动离合电机转矩匀速控制装置(不带箱体)的立体结构示意图。
20.图中：1、箱体；10、内腔；2、滑座；21、第一嵌合结构；211、嵌合齿；22、滑槽；3、支座；31、第二嵌合结构；311、嵌合槽；4、制动组件；41、转座；411、环槽；42、甩块；43、连杆；44、弹性件；45、挡板；5、操作杆；51、拨叉结构；6、拉线；7、轴承；8、电机本体；81、法兰盘；82、输出轴；83、制动杆。
具体实施方式
21.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的手动离合电机转矩匀速控制装置进行说明。所述手动离合电机转矩匀速控制装置，包括箱体1、滑座2、支座3、制动组件4，以及操作杆5；其中，箱体1的一端用于与电机输出端的法兰盘81固定连接，箱体1具有圆柱型的内腔10，内腔10沿电机的输出轴82的轴向延伸；滑座2转动套设于输出轴82上，且能够沿输出轴82的轴向滑动，滑座2背离法兰盘81的一侧设有第一嵌合结构21；支座3固定套设于输出轴82上，朝向法兰盘81的一侧设有与第一嵌合结构21匹配的第二嵌合结构31；制动组件4转动套设于输出轴82上，且能够沿输出轴82的轴向滑动，制动组件4具有多个沿输出轴82的周向间隔分布的制动端，制动端沿输出轴82的径向滑动连接于滑座2上，具有与内腔10的腔壁分离的初始状态，还具有滑出滑座2的周壁外侧并与内腔10的腔壁抵触的制动状态；操作杆5的中部与箱体1的侧壁沿输出轴82的径向铰接，一端伸入内腔10并与制动组件4卡接；操作杆5的摆动带动制动组件4沿输出轴82的轴向滑动，从而带动各个制动端在初始状态和制动状态之间转换，同时各个制动端一并带动滑座2沿输出轴82的轴向滑动，从而使第一嵌合结构21和第二嵌合结构31嵌合或分离。
23.应当说明的是，箱体1的外形可以是任意形状的，但是其应当具有圆柱形的内腔10，或者至少是具有一段能够与制动组件4的各个制动端进行抵触的圆柱形的腔体；第一嵌合结构21和第二嵌合结构31的配合相当于离合器的结构；制动组件4对于输出轴82的制动力来源于其各个制动端与内腔10的腔壁之间的抵压摩擦力，而摩擦力主要来源于各个制动端随输出轴82高速转动过程中产生的离心力，而离心力的另一个产生要素还在于制动端的质量，因此对于控制电机失电状态下的负载缓降速度的设定可以通过计算设计相应的制动端的质量去实现(设计时应当考虑到制动端与滑座2之间的滑动摩擦阻力)，操作杆5的摆动幅度以能够带动第一嵌合结构21和第二嵌合结构31的嵌合和完全分离、同时能够带动制动组件4的各个制动端与内腔10的腔壁抵触和完全分离为准，应当强调的是，制动端与滑座2沿输出轴82的径向滑动连接是指，各个制动端均具有沿输出轴82径向的运动自由度，但是并不具有沿输出轴82轴向的运动自由度，因此当制动组件4在输出轴82上滑动时，各个制动端能够一并向滑座2上施加沿输出轴82的轴向的作用力，从而带动滑座2在输出轴82上进行轴向运动，另外，制动摩擦力来源于离心力而非手动摆动操作杆5以推动制动组件4产生的推力，因此摆动操作杆5时无需使各个制动端与内腔10的腔壁之间产生较大的抵压力，只需
相互抵触即可。
24.本实施例提供的手动离合电机转矩匀速控制装置，与现有技术相比，在电机失电时，通过手动摆动操作杆5能够带动制动组件4在输出轴82上滑动，进而带动滑座2在输出轴82上滑动，使第一嵌合结构21与第二嵌合结构31相互嵌合，同时制动组件4的各个制动端受力沿输出轴82的径向滑出抵压在内腔10的腔壁上，负载在重力作用下坠落过程反向带动输出轴82进行转动，进而带动制动组件4一并转动，使制动组件4的各个制动端获得离心力，由于输出轴82转速越高，离心力越大，因此各个制动端与内腔10的腔壁之间的摩擦力也越大，当负载的坠落速度到达阈值时，摩擦力与负载的重力达到平衡而使得负载开始匀速下落，从而实现电机失电状态下的匀速控制，结构简单，且制动方式稳定可靠，操作人员只需手动摆动一次操作杆5即可，无需手动控制制动力的大小，因此对于操作人员的要求较低，当电机恢复供电时，只需反向摆动操作杆5使制动组件4恢复初始状态即可，此时由于制动组件4的各个制动端均与内腔10的腔壁分离，且第一嵌合结构21和第二嵌合结构31分离，因此电机正常工作时制动组件4无需随输出轴82进行转动，从而能够减小输出轴82上的转动阻力，降低动力损失，提高电机的功率输出效率。
25.在一些实施例中，参见图1及图2，制动组件4包括转座41、多个甩块42，以及多个连杆43；其中，转座41套设于输出轴82上，周壁设有环槽411，环槽411与操作杆5的伸入端卡接；多个甩块42沿输出轴82的周向间隔分布，且分别沿输出轴82的径向滑动连接于滑座2上，多个甩块42分别为制动组件4的各个制动端；多个连杆43沿输出轴82的周向间隔分布，连杆43的一端与转座41铰接，另一端与其中一个甩块42对应铰接，且连杆43的两端均沿输出轴82的同一径向铰接。
26.通过摆动操作杆5位于箱体1外的一端带动转座41在输出轴82上滑动，从而使连杆43向相应的甩块42上产生作用力，该作用力具有一个沿输出轴82的轴向推动滑座2移动的轴向力，利用该轴向力实现第一嵌合结构21和第二嵌合结构31的嵌合连接，还具有一个沿输出轴82的径向推动甩块42向滑座2周壁外侧滑出的径向力，从而实现甩块42与内腔10的腔壁的抵触，由于各个甩块42成圆周均布，因此能够确保各个甩块42与内腔10的腔壁之间的抵压力相互平衡，在各个甩块42随滑座2以输出轴82为中心转动过程中，转座41周壁的环槽411能够确保与操作杆5的伸入端具有沿输出轴82的轴向卡接关系的同时，不影响转座41的转动。
27.具体的，请参阅图3，滑座2沿输出轴82的周向间隔分布有多个滑槽22，滑槽22沿输出轴82的径向延伸，每个滑槽22内均滑动连接有甩块42。滑槽22可以是t型槽或燕尾槽，只需使甩块42能够具有沿输出轴82的径向的滑动自由度的结构即可，当然，为了提高甩块42与滑槽22之间的连接平衡性，滑槽22优选才有由滑座2的周壁向滑座2中心延伸的u型，甩块42采用工字型结构，甩块42的中间部分滑动连接在槽口内，两端相互靠近的侧壁分别滑动抵触在滑座2的两侧壁上，这样能够使得甩块42所受的离心力更加平衡，确保各个甩块42对内腔10的腔壁的抵压稳定性。
28.另外，请参阅图3，操作杆5的伸入端设有拨叉结构51，拨叉结构51与环槽411卡接。通过拨叉结构51与环槽411卡接，既能够保证操作杆5顺利带动转座41在输出轴82上滑动，从而顺利实现制动组件4的状态转换，又不会影响转座41随输出轴82的正常转动，结构简单，且装配精度要求低。
29.一些可能的实现方式中，请参阅图1及图2，操作杆5位于箱体1外的一端连接有延伸至操作台上的拉线6，且拉线6与电机的制动杆83连接，其中，在拉动或松开拉线6时，操作杆5和制动杆83依次带动制动组件4转换为制动状态、电机的制动器解除制动，在松开或拉动拉线6时，制动杆83和操作杆5依次带动电机的制动器恢复制动、制动组件4转换为初始状态。
30.由于起重装备用的电机均带有制动器，而设置手动离合电机转矩匀速控制装置的目的在于降低制动器的磨损，提高电机使用寿命，因此在手动离合电机转矩匀速控制装置开始工作后，需要将制动器与输出轴82分离(即使制动器停止工作，此时输出轴82能够自由转动)，制动器上通常都设有制动杆83，通过摆动制动杆83而实现制动器与输出轴82的连接盒分离，在此通过设置拉线6将制动杆83和操作杆5设置为联动结构，同时为了避免失电情况下负载完全失控而坠落，需要在制动组件4开始工作后才能够断开制动器，因此制动杆83的有效摆动行程需要大于操作杆5的有效摆动行程，当然，根据牵引方向的不同，可以将拉线6设置为拉紧制动或者放松制动两种形式，在此以放松拉线6进行制动的方式进行说明。
31.当操作人员放松拉线6带动操作杆5摆动(操作杆5上可以设置扭簧或者弹簧等实现拉线6放松时操作杆5自由摆动)一段行程时，操作杆5的摆动使制动组件4、滑座2一并在输出轴82上滑动，从而使制动组件4转换为制动状态、第一嵌合结构21和第二嵌合结构31相互嵌合，此时制动组件4开始随输出轴82转动并在各个制动端产生离心力，使各个制动端一并与内腔10的腔壁进行抵压制动，此时虽然制动杆83也在拉线6的牵引下摆动了一定的角度，但是制动器和输出轴82尚未分离，制动器仍然具有制动效果，然后在操作人员继续放松拉线6，带动制动杆83的摆动幅度增大，制动器逐渐与输出轴82分离，从而使制动器停止工作，制动组件4在离心力作用下将负载限制在一定的速度进行匀速缓降；当电机重新得电时，操作人员即可收紧拉线6，拉线6收紧过程中制动器先与输出轴82重新连接，然后制动组件4才会恢复为初始状态。
32.在本实施例中，为了实现制动杆83和操作杆5的顺序动作，请参阅图1及图2，手动离合电机转矩匀速控制装置还包括弹性件44，弹性件44套设于输出轴82上，且位于法兰盘81和制动组件4之间。弹性件44具体可以是弹簧或者弹片，弹性件44向制动组件4施加沿输出轴82的轴向移动的弹性力，以在拉线6放松时推动制动组件4由初始状态向制动状态转换，当收紧拉线6时，操作杆5带动转座41在输出轴82上反向滑动，从而挤压弹性件44使制动组件4恢复为初始状态，操作简单方便，对于操作人员的操作水平依赖性小，能够确保实现失电情况下对起重设备的稳定缓降操作。
33.可选地，请参阅图3，手动离合电机转矩匀速控制装置还包括挡板45，挡板45套设于输出轴82上，弹性件44的一端与挡板45抵接，另一端与制动组件4抵接。通过设置挡板45实现对弹性组件的抵挡，从而向制动组件4上传递弹性力，结构简单。
34.一些实施例中，请参阅图3，第一嵌合结构21为一体成型于滑座2侧壁上的多个嵌合齿211，多个嵌合齿211沿输出轴82的周向间隔分布，第二嵌合结构31为一体成型于支座3侧壁上的多个嵌合槽311。为了确保嵌合稳定性，嵌合齿211和嵌合槽311采用相互匹配的矩形结构，避免在嵌合后两者之间产生轴向分力；通过滑座2在输出轴82上向靠近或远离支座3的方向滑动，从而使得各个嵌合齿211嵌入或脱离嵌合槽311，从而实现第一嵌合结构21和第二嵌合结构31的嵌合和分离，完成输出轴82向制动组件4的转矩传输或中断，结构稳定可
靠，能够避免电机正常工作过程中制动组件4随输出轴82一并转动，从而减少电机功率损失，提高电机功率输出效率。
35.需要说明的是，请参阅图1，箱体1远离法兰盘81的端壁上嵌装有轴承7，轴承7的内圈套装于输出轴82上。通过设置轴承7向输出轴82上提供支撑力，避免输出轴82的径向抖动，提高输出轴82的转动稳定性。
36.基于同一发明构思，请参阅图1至图3，本技术实施例还提供一种起重电机，包括具有制动功能的电机本体8，以及设于电机本体8上的上述手动离合电机转矩匀速控制装置。
37.本实施例提供的起重电机，与现有技术相比，采用了上述手动离合电机转矩匀速控制装置，在失电情况下，通过手动摆动操作杆5能够带动制动组件4在输出轴82上滑动，使第一嵌合结构21与第二嵌合结构31相互嵌合，同时制动组件4的各个制动端受力沿输出轴82的径向滑出抵压在内腔10的腔壁上，负载在重力作用下坠落过程反向带动输出轴82进行转动，进而带动制动组件4一并转动，使制动组件4的各个制动端获得离心力，由于输出轴82转速越高，离心力越大，因此各个制动端与内腔10的腔壁之间的摩擦力也越大，当负载的坠落速度到达阈值时，摩擦力与负载的重力达到平衡而使得负载开始匀速下落，从而实现电机失电状态下的匀速控制，结构简单，且制动方式稳定可靠，操作人员只需手动摆动一次操作杆5即可，无需手动控制制动力的大小，因此对于操作人员的要求较低，当电机恢复供电时，只需反向摆动操作杆5使制动组件4恢复初始状态即可，此时由于制动组件4的各个制动端均与内腔10的腔壁分离，且第一嵌合结构21和第二嵌合结构31分离，因此电机正常工作时制动组件4无需随输出轴82进行转动，从而能够减小输出轴82上的转动阻力，降低动力损失，提高电机的功率输出效率。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。