制动结构及具有其的电机的制作方法

1.本发明涉及制动结构及具有其的电机，具体而言，涉及一种制动结构及具有其的电机。


背景技术：

2.目前，随着制造业的飞速发展，对自动化设备要求越来越高，更高精度、更好的稳定性成为一种趋势，其中伺服电机作为机器人、机床的核心零件之一，在自动控制系统中作为执行元件，伺服电机的性能直接影响机器人和机床的性能。伺服电机的温升又是衡量电机性能的重要标准之一。
3.然而，如果电机温升过高，可能会导致伺服电机的“大脑
”‑‑
编码器无法正常工作。对于传统的制动器，工作原理为得电动作，在伺服电机工作过程中需一直通电，使制动器成为电机定子之外的第二大发热源。而且随制造业飞速发展，对伺服电机的尺寸要求也越来越小，电机内部尺寸的减小又进一步增高了电机的温升。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种制动结构及具有其的电机，以解决现有技术中的电机温升过高的技术问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种制动结构，制动结构用于对电机的电机轴进行制动，制动结构包括：检测件，检测件用于检测电机的驱动器是否通电工作；制动部，制动部具有用于通电工作的制动状态和用于断电的非制动状态；控制件，检测件和制动部均与控制件连接，以在检测件检测到电机的驱动器通电工作时，通过控制件控制制动部断电处于非制动状态；在检测件检测到电机的驱动器断电时，通过控制件控制制动部通电处于制动状态。
6.进一步地，电机轴上固定设置有待接触件；制动部包括：摩擦件，摩擦件位置可调节地设置，摩擦件具有用于与待接触件进行接触并制动的制动位置以及与待接触件间隔设置的初始位置；驱动部，与摩擦件驱动连接；当制动部处于制动状态时，驱动部通电以带动摩擦件运动至与待接触件接触的制动位置；当制动部处于非制动状态时，驱动部断电以使摩擦件恢复至初始位置。
7.进一步地，驱动部包括：驱动线圈和衔铁，衔铁和摩擦件分别设置在驱动线圈的两侧；连接件，穿设在驱动线圈上，衔铁与摩擦件通过连接件进行连接；弹性件，套设在连接件上；
8.其中，当驱动部通电时，驱动线圈吸合衔铁并使摩擦件运动至制动位置；当驱动部断电时，摩擦件在弹性件的复位作用下复位至初始位置。
9.进一步地，驱动部还包括：限位部，相对于驱动线圈固定设置，限位部设置在衔铁远离驱动线圈的一侧，以通过限位部限制对衔铁进行限位。
10.进一步地，摩擦件为摩擦板；和/或，限位部位限位板。
11.进一步地，驱动部还包括：电源模块，用于与驱动线圈连接，电源模块提供直流电源。
12.进一步地，检测件用于对驱动器的使能信号进行检测；当检测件检测到使能信号的停止作用时间大于预设时间时，控制件控制制动部通电；当检测件检测到使能信号的作用时间小于等于预设时间时，控制件控制制动部断电。
13.进一步地，检测件为电流检测件或电压检测件。
14.根据本发明的另一方面提供了一种电机，包括上述提供的制动结构。
15.进一步地，电机还包括：编码器和定子，编码器和定子间隔设置，制动结构设置在编码器和定子之间。
16.应用本发明的技术方案，当检测件检测到电机的驱动器通电工作时，控制件控制制动部断电处于非制动状态；当检测件检测到电机的驱动器断电时，通过控制件控制制动部通电处于制动状态。这样，使得制动部不会一直处于通电状态，而是根据电机的状态控制制动部是否进行通电或断电，避免了制动部一直通电导致制动部的热量较多的情况，进而也便于有效降低电机的温升高。本制动器在电机运行过程中产生的热量几乎为零，且制动器又可以作为一个天然的“隔热板”，大大减少由定子产生的热量向编码器传递。
附图说明
17.构成本技术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：
18.图1示出了根据本发明的实施例提供的制动结构的工作流程示意图；
19.图2示出了根据本发明的实施例提供的制动结构的爆炸图；
20.图3示出了根据本发明的实施例提供的制动结构处于非制动状态时的结构示意图；
21.图4示出了根据本发明的实施例提供的制动结构处于制动状态时的结构示意图。
22.其中，上述附图包括以下附图标记：
23.10、制动部；
24.11、摩擦件；
25.12、驱动部；121、驱动线圈；122、衔铁；123、连接件；124、弹性件；125、限位部；126、支柱；
26.20、轮毂。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术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。
28.如图1至图4所示，本发明的实施例一提供了一种制动结构，该制动结构用于对电机的电机轴进行制动，制动结构包括检测件、制动部10和控制件，检测件用于检测电机的驱动器是否通电工作。制动部10具有用于通电工作的制动状态和用于断电的非制动状态。检测件和制动部10均与控制件连接，以在检测件检测到电机的驱动器通电工作时，通过控制件控制制动部10断电处于非制动状态；在检测件检测到电机的驱动器断电时，通过控制件
控制制动部10通电处于制动状态。
29.采用本实施例提供的制动结构，当检测件检测到电机的驱动器通电工作时，控制件控制制动部10断电处于非制动状态；当检测件检测到电机的驱动器断电时，通过控制件控制制动部10通电处于制动状态。这样，使得制动部10不会一直处于通电状态，而是根据电机的状态控制制动部10是否进行通电或断电，避免了制动部10一直通电导致制动部10的热量较多的情况，进而也便于有效降低电机的温升高。因此，通过本实施例提供的技术方案，能够解决现有技术中的电机温升过高的技术问题。
30.图1为制动结构的工作流程示意图，图器中的制动器对应为制动结构。
31.具体地，本实施例中的电机的驱动器通电时，对应为电机正常工作，电机轴正常转动。电机的驱动器断电时，对应为电机停止工作，电机不再驱动电机轴转动。电机的驱动器属于电机的控制模块，驱动器可以改变频率。
32.在本实施例中，电机轴上固定设置有待接触件；制动部10包括摩擦件11和驱动部12，摩擦件11位置可调节地设置，摩擦件11具有用于与待接触件进行接触并制动的制动位置以及与待接触件间隔设置的初始位置。驱动部12与摩擦件11驱动连接；当制动部10处于制动状态时，驱动部12通电以带动摩擦件11运动至与待接触件接触的制动位置；当制动部10处于非制动状态时，驱动部12断电以使摩擦件11恢复至初始位置。采用这样的结构设置，能够便于稳定地对待接触件进行制动或分隔，提高制动稳定性。
33.在本实施例中，待接触件可以为轮毂20。
34.具体地，驱动部12包括：驱动线圈121、衔铁122、连接件123和弹性件124，衔铁122和摩擦件11分别设置在驱动线圈121的两侧；连接件123穿设在驱动线圈121上，衔铁122与摩擦件11通过连接件123进行连接；弹性件124套设在连接件123上。其中，当驱动部12通电时，驱动线圈121吸合衔铁122并使摩擦件11运动至制动位置；当驱动部12断电时，摩擦件11在弹性件124的复位作用下复位至初始位置。采用这样的结构设置，结构紧凑，便于使摩擦件11运动至制动位置或初始位置。具体地，弹性件124可以为弹簧。
35.在本实施例中，驱动部12还包括限位部125，限位部125相对于驱动线圈121固定设置，限位部125设置在衔铁122远离驱动线圈121的一侧，以通过限位部125限制对衔铁122进行限位。采用这样的结构设置，避免摩擦件11在恢复至初始位置时，因弹性件124的复位作用使得衔铁122的偏移位置过多对其他部件造成干涉的情况，通过限位部125能够有效对衔铁122进行限位。
36.具体地，摩擦件11为摩擦板，结构简单，作用可靠，便于生产制造；和/或，限位部125位限位板，结构简单，作用可靠，便于生产制造。
37.在本实施例中，驱动部12还包括电源模块，电源模块用于与驱动线圈121连接，电源模块提供直流电源。采用这样的结构设置，能够便于通过直流电源使得驱动线圈121产生恒定的电磁力，避免同交流电的周期性变化而无法产生有效电磁力的情况。
38.具体地，本实施例中的检测件用于对驱动器的使能信号进行检测；当检测件检测到使能信号的停止作用时间大于预设时间时，控制件控制制动部10通电；当检测件检测到使能信号的作用时间小于等于预设时间时，控制件控制制动部10断电。采用这样的延时操作，能够避免误操作，进一步提高了控制件的控制准确性。具体地，这里的预设时间是根据电流频率确定的。
39.需要说明的是，此处的使能信号的停止作用时间可以理解低电平的作用时间，预设时间是指在通交流电时的低电平的作用时间，高电平对应驱动器能够进行驱动的使能信号。当检测件检测到的使能信号的停止时间小于等于预设时间时，代表检测件检测到的可能是交流电中的低电平信号，为了避免误操作应该控制制动部10保持断电不工作；当检测件检测到的使能信号的停止时间大于预设时间时，代表检测件检测到的不会是交流电中的低电平信号，从而有效提高了控制的准确性。
40.在本实施例中，检测件为电流检测件或电压检测件。采用这样的结构设置，能够便于提高检测的准确性。
41.本发明的实施例二提供了一种电机，包括上述提供的制动结构。
42.在本实施例中，电机还包括编码器和定子，编码器和定子间隔设置，制动结构设置在编码器和定子之间。采用这样的结构设置，不仅使得制动结构的生热少，还能够使得制动结构有效将编码器和定子隔开，以避免定子产生的热量传递至编码器上，便于对编码器进行有效保护。
43.本发明的电机包括有信号检测回路、制动器控制回路、制动结构。信号检测部分：伺服电机只有通过驱动器驱动才能正常工作，所以通过检测驱动器是否上使能即可判断电机是否正常运行，当驱动器持续输出低电平或断电时，认为电机停止动作，单片机控制制动器产生制动力。
44.制动器控制回路：信号检测部分得到的信号作为单片机的信号输入端，单片机接使能后，设置延时，延时时间需保证电机正常运行时单片机接受到两个相邻高电平期间不误动，延时时间根据电流频率确定，即与电机转速相关。当电机断电时，信号检测回路收不到电流信号，则单片机发出指令，控制制动器动作，制动器需外接24v直流电源，当电机正常运行时，制动器控制回路开关常开，制动器不通电，当电机断电，单片机发出闭合开关指令，开关闭合，制动器得电产生制动力。控制回路还需设置复位按钮，当电机再次供电时，制动器断电复位。
45.制动器部分：制动器结构较常规制动器做出调整，主要结构分布为限位板、衔铁122、线圈、摩擦板、轮毂20、弹性件124、连接件123、支柱126，衔铁122和摩擦板通过连接件123固定相对位置，限位板和线圈通过支柱126固定相对位置，驱动线圈121、限位板可通过长螺钉固定在电机端盖，当驱动线圈121不通电时，弹性件124将衔铁122顶起，摩擦板随衔铁122移动，与轮毂20不接触，无制动力；当线圈通电时，线圈将衔铁122吸合，摩擦板随衔铁122移动，与轮毂20接触，产生制动力。
46.本发明通过引入单片机控制模块，制动器外接24v直流电源，只要检测到电机突然断电时，单片机控制制动器动作，线圈通电，吸合衔铁122，摩擦板与轮毂20接触，产生制动力。电机正常运行时，制动器不通电，摩擦板与轮毂20不接触，没有制动力。
47.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本制动器在电机运行过程中产生的热量几乎为零，且制动器又可以作为一个天然的“隔热板”，大大减少由定子产生的热量向编码器传递。
48.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技术的示例性实施方式。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。
49.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技术的范围。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。
50.在本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
51.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。
52.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
53.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。