本技术涉及一种用于电机输出轴的阻尼装置,适用于电机制动。
背景技术:
1、现有电机产品在断电情况下,电机转子仍可在外力作用下发生转动,这会导致在某些场景下存在安全隐患。比如通过电机驱动升降平台托举重物到一定高度时,电机断电情况下,若升降平台由于重力作用带动电机转动,升降平台将不能维持稳定,发生下滑甚至失控,会造成严重后果,因此需要升降平台在电机断电情况下能够具有足够的保持力,以确保安全性;再比如,有些可以调节靠背倾斜角度的床或座椅,使用电机驱动伸缩杆,并通过一系列连杆机构实现靠背角度调节,电机断电情况下,若靠背由于用户倚靠靠背的力带动电机转动,靠背将不能维持稳定而向后倒,因此需要在用户调节角度后,靠背仍具有足够的保持力,以维持用户良好的使用体验。在类似这些场景下,需要电机在断电情况下仍保持一定的制动力,然而现有电机往往不具备此制动力,或者制动力不足。
2、现有技术中,电机产品为了实现静态制动力,加装额外的刹车机构,依赖手动或自动控制以施加刹车,往往刹车力太大,当电机需要再次转动时,需要先移除刹车。此种方式具有结构复杂、成本高、寿命短、操作复杂、可靠性低、不灵活等缺点。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的缺陷,本实用新型提出了一种用于电机输出轴的阻尼装置。
2、本实用新型采用的技术方案是:一种用于电机输出轴的阻尼装置,包括同轴设置的外环部和内环部、连接在外环部与内环部之间的多个支撑筋;其中
3、外环部为整圆环形,在外环部的外侧具有多个用于与电机固定的凸起,具体地,该凸起与电机的壳体相固定;
4、内环部包括多个间隔设置的弧形部,多个弧形部的内侧表面构成能够对电机输出轴形成摩擦制动的制动面;
5、多个支撑筋被平均地分为多组,这里是指在数量上平均分。每个弧形部均通过一组支撑筋与外环部相连接,设一支撑筋与外环部之间的连接点为点p,并设外环部的通过一支撑筋的点p的切线为该支撑筋所对应的切线,每个支撑筋与其所对应的切线不垂直且设每个支撑筋与其所对应的切线之间所成锐角夹角为角α,则在外环部的周向上,每个角α的开口方向一致。这里需要说明的是,每个支撑筋与其所对应的切线之间在形成锐角的同时也会形成钝角,这里不考虑该钝角,另外,外环部的周向有顺时针和逆时针两个方向,这里所说的“在外环部的周向上,每个角α的开口方向一致”即指,每个角α的开口方向均朝着顺时针方向,或均朝着逆时针方向。
6、设角α在外环部周向上的开口方向为a,即方向a为顺时针或逆时针,本阻尼装置在使用时套设在电机输出轴上并通过凸起与电机壳体相固定,当电机输出轴与方向a相逆向旋转时,输出轴与内环部的制动面形成滑动摩擦,各弧形部有与方向a相逆向偏移的趋势,由于材料自身弹性形变,各弧形部带动所连接的各个支撑筋围绕各自点p偏摆,支撑筋偏摆引起与其连接的弧形部向圆心向心方向位移,导致各弧形部对电机输出轴的压力增大,进而摩擦力也相应增大,摩擦力增大到一定程度后,消耗电机转动力矩,引起电机转速下降,此时内环部的各弧形部偏移量减小,摩擦力减小,从而达到一个平衡点;而当电机输出轴沿着a方向旋转时,输出轴与内环部的制动面形成滑动摩擦,各弧形部有沿a方向偏移的趋势,由于材料自身弹性变形,各弧形部带动所连接的各个支撑筋围绕各自点p偏摆,支撑筋偏摆引起与其连接的弧形部向离心方向位移,导致各弧形部对电机输出轴的压力减小,进而摩擦力减小,摩擦力减小到一定程度后,内环部的各弧形部沿a方向偏移的趋势减弱,支撑筋减少偏摆回到原位,此时各弧形部与点击输出轴摩擦力增大,达到一个平衡点。由此,可以实现电机正反转的制动力大小不同,并且电机输出轴与方向a相逆向旋转情况下,制动力有增大趋势,但不会无限增大,能达到平衡,电机输出轴沿着a方向旋转情况下,制动力有减小趋势,但不会无限减小,能达到平衡。并且可通过调整支撑筋所对应角α的角度,实现对电机正反转阻力比例的调整,从而适应不同的电机以及不同的应用场景。
7、进一步地,沿着方向a,每组支撑筋中各个支撑筋所对应的角α的角度依次减小。通过支撑筋的轴向不对称性,一方面可以进一步实现电机不同方向转动的制动力大小不同,另一方面可以使弧形部在发生偏移时的偏移方向更接近径向,即保证弧形部在偏移时其内侧面仍然保持与电机输出轴整面接触且各处摩擦力均衡。
8、进一步地,每组支撑筋中的各个支撑筋与所对应的弧形部的连接点在该弧形部上均匀分布,从而保证弧形部与各支撑筋的连接处受力均衡,使弧形部在发生偏移时的偏移方向更接近径向,即保证弧形部在偏移时其内侧面仍然保持与电机输出轴整面接触且各处摩擦力均衡。
9、进一步地,每组支撑筋中均有两个支撑筋分别连接所对应的弧形部的两端,从而保证弧形部在发生偏移时受力更为均衡,使弧形部在偏移时其内侧面与电机输出轴之间各处摩擦力均衡。
10、进一步地,多个弧形部绕着外环部的轴心线均匀分布,从而保证阻尼装置对电机输出轴的制动力更为均衡且更为有效。
11、进一步地,相邻两组支撑筋中的彼此相邻的两个支撑筋之间形成形变空间,该形变空间从内向外尺寸逐渐增大。通过该结构,可以进一步实现电机不同方向转动的制动力大小不同。
12、进一步地,凸起沿着外环部径向向外凸出设置,便于结构上锁止阻尼装置,起到环形切线方向固定作用。
13、进一步地,阻尼装置一体成型,保证支撑筋与外环部和内环部连接处的强度,提升阻尼装置整体性能。
14、进一步地,阻尼装置采用pps、pom、pa66或掺杂玻纤的改性材料,耐高温、耐磨损、强度高,由于制动时摩擦发热会导致温度升高,通过采用上述材料,即使在极端情况下也只会引起阻尼装置内环部材料融化,此时制动力会衰减,温度下降,不会发生起火现象,保证了装置的安全性。
15、由于上述技术方案运用,本实用新型相较现有技术具有以下优点:
16、本实用新型中的用于电机输出轴的阻尼装置,可以实现电机正反转的制动力大小不同,并且制动时制动力不会无限增大或无限减小,能够达到平衡,从而使本阻尼装置能够实现主动制动,持续将电机输出轴制动在静止状态,而当电机通电后转矩能够克服制动力实现转动。并且本阻尼装置结构简单,具有加工难度小、适合大批量生产、性能一致性好等特点。
1.一种用于电机输出轴的阻尼装置,其特征在于:包括同轴设置的外环部(1)和内环部(2)、连接在所述外环部(1)与所述内环部(2)之间的多个支撑筋(3);其中
2.根据权利要求1所述的用于电机输出轴的阻尼装置,其特征在于:设所述角α在所述外环部(1)周向上的开口方向为a,则沿着方向a,每组所述支撑筋(3)中各个支撑筋(3)所对应的角α的角度依次减小。
3.根据权利要求1所述的用于电机输出轴的阻尼装置,其特征在于:每组所述支撑筋(3)中的各个支撑筋(3)与所对应的弧形部(21)的连接点在该弧形部(21)上均匀分布。
4.根据权利要求1所述的用于电机输出轴的阻尼装置,其特征在于:每组所述支撑筋(3)中均有两个支撑筋(3)分别连接所对应的弧形部(21)的两端。
5.根据权利要求1所述的用于电机输出轴的阻尼装置,其特征在于:多个所述弧形部(21)绕着所述外环部(1)的轴心线均匀分布。
6.根据权利要求1所述的用于电机输出轴的阻尼装置,其特征在于:相邻两组所述支撑筋(3)中的彼此相邻的两个支撑筋(3)之间形成形变空间(5),该形变空间(5)从内向外尺寸逐渐增大。
7.根据权利要求1所述的用于电机输出轴的阻尼装置,其特征在于:所述凸起(4)沿着所述外环部(1)径向向外凸出设置。
8.根据权利要求1所述的用于电机输出轴的阻尼装置,其特征在于:所述阻尼装置一体成型。
9.根据权利要求1所述的用于电机输出轴的阻尼装置,其特征在于:所述阻尼装置采用pps、pom、pa66或掺杂玻纤的改性材料。