一种断电保护电机与执行器的制作方法

1.本实用新型涉及到断电保护电机技术领域，尤其涉及到一种断电保护电机与执行器。


背景技术：

2.制造业服务业中使用的机器人机械臂，为保证安全，防止突然断电导致伤人事件的发生，需要在执行期内安装抱闸制动器用以断电保护。其原理近似于刹车装置，通电状态下可正常工作，断电立即将电机锁死，防止机械臂自然下垂。
3.目前机器人领域内常见的抱闸制动器分为两种，第一种齿轮机械抱闸制动器，通过机械结构完成断电锁死功能，优点是可自由设计，适配性强，缺点是体积不容易降低，影响外观。第二种是电磁抱闸制动器，通常呈碟片状，由电磁铁控制铁箍对摩擦片夹层挤压完成锁死功能。不过无论是哪种抱闸，都是相对电机独立的配套装置，最终都不可避免的占用很大一部分体积空间，很多时候会影响到机器人和机械臂的外观结构和使用体验。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种断电保护电机与执行器。
5.解决了现有技术中常用的齿轮机械抱闸制动器和电磁抱闸制动器最终都不可避免的占用很大一部分体积空间，很多时候会影响到机器人和机械臂的外观结构和使用体验的问题。
6.本实用新型是通过以下技术方案实现：
7.本实用新型提供了一种断电保护电机，该断电保护电机包括：定子底座、转子顶盖与运动法兰；
8.所述运动法兰轴向可移动地安装于所述定子底座，所述转子顶盖与所述运动法兰转动配合并轴向定位；
9.所述定子底座安装有电磁线圈且所述定子底座的顶端设有第一摩擦部，所述转子顶盖底部设有与所述第一摩擦部相对的第二摩擦部，所述定子底座与所述运动法兰间还设有驱使所述第一摩擦部与所述第二摩擦部接触的弹性件；
10.所述转子顶盖或所述运动法兰还设有与所述电磁线圈配合以提供将所述第一摩擦部与所述第二摩擦部分离的力的牵引磁性件。
11.优选的，所述电磁线圈设于所述定子底座上端，所述牵引磁性件设于所述转子顶盖的底部，所述电磁线圈通电后与所述牵引磁性件互斥，所述弹性件设于所述定子底座的下端并对所述运动法兰施加下压力。
12.优选的，所述第一摩擦部与第二摩擦部是分别凸起地固定于所述定子底座与转子顶盖且表面粗糙的摩擦条。
13.优选的，所述第一摩擦部与第二摩擦部均为环形结构。
14.优选的，所述牵引磁性件固定于所述转子顶盖并为环形结构，所述牵引磁性件的横截面为l形并具有一凹位，所述第二摩擦部固定在所述凹位中。
15.优选的，所述定子底座固定连接有电机定子，且所述电机定子与所述定子底座同轴设置。
16.优选的，所述转子顶盖固定连接有导磁钢环，且所述导磁钢环的内壁固定连接有多块磁铁片。
17.优选的，所述多块磁铁片均匀分布在所述导磁钢环的内壁。
18.优选的，所述定子底座的内壁与所述运动法兰的外壁之间设有沿轴线延伸的多个导向柱销。
19.优选的，所述转子顶盖包括轴体，所述运动法兰为中空结构，所述轴体通过轴承转动安装于所述运动法兰的所述中空结构之中。
20.优选的，所述轴体的上端具有限位所述轴承的凸台，所述轴体外侧的底端开设有凹槽，所述凹槽内设有限位件，所述限位件与所述凸台配合实现所述运动法兰与所述转子顶盖的轴向定位。
21.优选的，所述轴体为中空结构并设有贯穿所述断电保护电机的中空通道。
22.优选的，还包括一种执行器，其特征在于，包括执行器本体以及设置在所述执行器本体上所述断电保护电机。
23.本实用新型的有益效果是：通过设置的牵引磁性件、电磁线圈、第一摩擦部、以及第二摩擦部，可以在上电状态下由电磁线圈产生与牵引磁性件相反的磁力从而使第一摩擦部与第二摩擦部维持分离状态，转子顶盖可正常转动；在断电状态下电磁线圈磁力消失，弹性件驱使第一摩擦部与第二摩擦部接触并产生摩擦力，从而将转子顶盖止动，防止转子顶盖继续转动伤人。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例提供的一种断电保护电机的结构示意图；
25.图2是本实用新型实施例提供的一种断电保护电机的断电状态下的结构示意图；
26.图3是本实用新型实施例提供的一种断电保护电机的通电状态下的结构示意图。
具体实施方式
27.以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
28.为了方便理解本技术实施例提供的一种断电保护电机与执行器，首先说明一下其应用场景，本技术实施例提供的一种断电保护电机用于提供一种在断电状态下防止电机继续转动的电机；而现有技术中常用的齿轮机械抱闸制动器和电磁抱闸制动器最终都不可避免的占用很大一部分体积空间，很多时候会影响到机器人和机械臂的外观结构和使用体验。下面结合附图对本技术实施例提供的一种断电保护电机进行说明。
29.首先参考图1，图1是本实用新型实施例提供的一种断电保护电机的结构示意图。根据图1可知，本实用新型提供了一种断电保护电机，该断电保护电机包括定子底座1、转子顶盖15和运动法兰7，且定子底座1通过运动法兰7与转子顶盖15相连接。使用本技术，机器
人通电进行工作时，转子顶盖15转动，从而带动机器人的机械臂运动；当机器人断电时，设于定子底座1和转子顶盖15之间的抱闸组件将对转子顶盖15刹车，从而防止在断电后转子顶盖15继续转动，从而在断电后防止机器人的机械臂继续运动伤人。
30.定子底座1和转子顶盖15在具体连接时可参考图2和图3，图2是本实用新型实施例提供的一种断电保护电机的断电状态下的结构示意图；图3是本实用新型实施例提供的一种断电保护电机的通电状态下的结构示意图。根据图2和图3可知，定子底座1固定连接有电机定子9，且该电机定子9与定子底座1同轴设置，转子顶盖15固定连接有导磁钢环2，且该导磁钢环2的内壁固定连接有多块磁铁片3，该磁铁片3可采用现有技术中常用的6010磁铁片；定子底座1同轴配合有运动法兰7，该运动法兰7轴向可移动地安装于定子底座1，具体的，运动法兰7通过弹性件4与定子底座1相连接，该弹性件4可采用现有技术中常用的碟片弹簧，弹性件4的一端与运动法兰7固定连接，弹性件4的另一端与定子底座1固定连接，弹性件4对运动法兰7施加下压力；本技术中，定子底座1的底部空间内呈台阶状，而运动法兰7的底部可在定子底座1底部的台阶状内部空间内滑动，且在弹性件4的弹力作用下，定子底座1底部的台阶状内部空间能够完全容纳运动法兰7于其中而不会露出。
31.继续参考图2和图3，运动法兰7固定连接有轴承10，该运动法兰7的内部为中空结构，具体的，轴承10外圈的外侧壁与运动法兰7中空结构的内侧壁固定连接，具体的连接方式包括但不限于现有技术中常用的粘连或焊接等方式；继续参考图2和图3，定子底座1的内壁固定连接有多个导向柱销8，该导向柱销8具体可设置3～6个，且运动法兰7的外壁开设有与多个导向柱销8一一对应的多条滑槽，且每条滑槽的长度均长于对应的导向柱销8的长度，具体的，每个导向柱销8的左半部分或右半部分位于定子底座1的侧壁内并固定连接，导向柱销8的另半部分插入对应的滑槽内。毫无疑问的，导向柱销8可以是固定于运动法兰7上而滑动容纳在定子底座1上的滑槽中，同样可实现两者间的滑动连接。
32.继续参考图2和图3，转子顶盖15与轴承10的内圈同轴配合，该转子顶盖15包括轴体，轴体的上端具有限位轴承10的凸台，轴体10外侧的底端开设有凹槽，凹槽内设有限位件，限位件与凸台配合实现轴承10与转子顶盖15的轴向定位。具体的，转子顶盖15的轴体外侧的底端开设有多个凹槽，每个凹槽内均固定连接有卡簧5和垫片6，且垫片6与轴承10的内圈的底端相贴合，从而通过垫片6和转子顶盖15的轴体相配合将轴承10的内圈和转子顶盖15的轴体卡合在一起。
33.进一步的，抱闸组件在具体设置时可继续参考图2和图3。根据图2和图3可知，抱闸组件包括与定子底座1的内壁固定连接的电磁线圈11，且定子底座1的顶端固定连接有第一摩擦部12，且转子顶盖15的底部设置有与第一摩擦部12相对应的第二摩擦部13；继续参考图2和图3，抱闸装置还包括与转子顶盖15的底端固定连接的牵引磁性件14，该牵引磁性件14可采用现有技术中常用的牵引磁环。使用本技术时电磁线圈11和电机定子9通电，电磁线圈11产生的磁性与牵引磁性件14的磁性互斥，磁力克服弹性件4的弹力，将第二摩擦部13向上顶起，此时第一摩擦部12和第二摩擦部13分开，此时本技术电机的转子顶盖15可以自由旋转；当机器人断电时，电磁线圈11断电，运动法兰7在碟片弹簧4的弹力作用下向下运动直至第一摩擦部12和第二摩擦部13挤压在一起，此时由于第一摩擦部12和第二摩擦部13挤压在一起，因此第一摩擦部12和第二摩擦部13之间产生摩擦力，该摩擦力能够限制转子顶盖15的旋转，从而在断电后能够防止机器人机械臂继续运动，从而达到断电保护的目的。在本
申请中，第一摩擦部12与第二摩擦部13包括但不限于分别凸起地固定于定子底座1与转子顶盖15且表面粗糙的摩擦条，第一摩擦部12与第二摩擦部13中可以仅有一者是额外设置的表面粗糙的摩擦条，另一者仅是转子顶盖15或定子底座1的表面。
34.另一实施例中，第二摩擦部13可与牵引磁性件14固定连接，具体的连接方式可参考图2和图3，根据图2和图3可知，牵引磁性件14固定于转子顶盖15并为环形结构，且牵引磁性件14的横截面为l形并具有一凹位，第二摩擦部13可固定在上述凹位中。
35.本技术的断电保护电机上电使用时，牵引磁性件14受磁力作用被顶起，转子顶盖15、轴承10、以及运动法兰7向上移动，此时滑槽沿着导向柱销8向上移动，当滑槽的底端与导向柱销8的底端相接触时，牵引磁性件14、转子顶盖15、轴承10、以及运动法兰7停止向上移动，从而防止转子顶盖15向上移动幅度过大而导致本技术电机解体。
36.另一个实施例中，第一摩擦部12或第二摩擦部13可仅设置一个，当仅设置第一摩擦部12且机器人断电时，第一摩擦部12和磁性牵引件14之间摩擦产生摩擦力，该摩擦力能够限制转子前盖15的旋转，从而在断电后能够防止机器人机械臂继续运动，从而达到断电保护的目的；当仅设置第二摩擦部13且机器人断电时，第二摩擦部13和定子底座1之间摩擦产生摩擦力，该摩擦力能够限制转子前盖15的旋转，从而在断电后能够防止机器人机械臂继续运动，从而达到断电保护的目的。
37.进一步的，本技术中的电机，将抱闸结构与作用直接嵌合在电机本体内，在不影响电机性能和体积的前提下，还能独立完成断电锁死任务。因此，本技术与现有技术常用的齿轮机械抱闸制动器和电磁抱闸制动器相比的好处，第一，显而易见的空间节约，在结构设计里不浪费一丝一毫空间，结构紧凑；第二，无需根据电机大小和结构形状反复设计选择各类抱闸，而是做到了“拿来就用”，极大的方便了机械臂机器人行业的设计制造过程。
38.本技术还提供了一种执行器，该执行器包括执行器本体以及设置在执行器本体上的断电保护电机，本技术中的断电保护电机用于驱动执行器本体运动，从而达到机器人想要实现运动的目的。
39.本技术实用新型中的所有部件均为现有技术中常用的部件。
40.在上述实施例中，本技术实施例提供的一种断电保护电机能够将抱闸组件嵌合在电机本体内，本技术的电机与现有技术常用的齿轮机械抱闸制动器和电磁抱闸制动器相比能够节约机器人的内部空间，同时无需根据电机大小和结构形状反复设计选择各类抱闸，而是做到了“拿来就用”，极大的方便了机械臂机器人行业的设计制造过程。
41.上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。