[發(fā)明專利]一種球形電機(jī)斷電制動(dòng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610285442.4
• 申請(qǐng)日: 2016-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN105743277B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳鳳英;張登權(quán);李睿;翟獻(xiàn)超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K7/102
• 分類號(hào): H02K7/102
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司12002
• 代理人: 劉書元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及球形電機(jī)制動(dòng)裝置，屬于電機(jī)制動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著機(jī)械關(guān)節(jié)等高精度復(fù)雜控制系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)精度和穩(wěn)定性能的要求日益提高。三自由度球形電機(jī)能夠極大簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能，成為新一輪的研究熱點(diǎn)。球形電機(jī)具有重量輕、體積小、效率高、響應(yīng)快的特點(diǎn)，但具有電機(jī)磁場(chǎng)分析復(fù)雜、加工精度大的問題。由于球形電機(jī)目前沒有成功轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，抑制了球形電機(jī)技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)外球形電機(jī)制動(dòng)技術(shù)還沒有相關(guān)研究。本發(fā)明結(jié)合其他電機(jī)的制動(dòng)知識(shí)與球形電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套完整的制動(dòng)裝置，彌補(bǔ)球形電機(jī)制動(dòng)技術(shù)方面的空白。

發(fā)明內(nèi)容

由于球形電機(jī)的球形轉(zhuǎn)子輸出軸能夠?qū)崿F(xiàn)自轉(zhuǎn)和傾斜三自由度運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明針對(duì)這一特點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)子輸出軸的自轉(zhuǎn)和傾斜分別進(jìn)行制動(dòng)，設(shè)計(jì)了自轉(zhuǎn)制動(dòng)系統(tǒng)和傾斜制動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種球形電機(jī)斷電制動(dòng)器，包括設(shè)置在球形電機(jī)上的自轉(zhuǎn)制動(dòng)系統(tǒng)和側(cè)傾制動(dòng)系統(tǒng)，所述的自轉(zhuǎn)制動(dòng)系統(tǒng)包括固定轉(zhuǎn)子輸出軸上的自轉(zhuǎn)制動(dòng)盤和通過軸承與輸出軸相連的自轉(zhuǎn)制動(dòng)器，自轉(zhuǎn)制動(dòng)盤固定在轉(zhuǎn)子輸出軸上，自轉(zhuǎn)制動(dòng)器套在自轉(zhuǎn)制動(dòng)盤上，并通過軸承與轉(zhuǎn)子輸出軸相連；

所述的側(cè)傾制動(dòng)系統(tǒng)包括控制線、控制線限位器、側(cè)傾制動(dòng)器和控制線連接孔，控制線由兩根或兩根以上組成，均勻分布在球形電機(jī)定子四周，控制線一端固定在控制線連接孔上，另一端穿過控制線限位器和側(cè)傾制動(dòng)器，以及另一側(cè)相對(duì)的控制線限位器后，固定在相對(duì)的另一端控制線連接孔上。

進(jìn)一步的，自轉(zhuǎn)制動(dòng)器由制動(dòng)摩擦片、壓片彈簧、壓片彈簧限位桿、摩擦片磁鐵、摩擦片限位桿、自轉(zhuǎn)制動(dòng)電磁鐵、支撐底座組成，所述的摩擦片磁鐵與制動(dòng)摩擦片相連接，制動(dòng)摩擦片通過摩擦片限位桿設(shè)置在自轉(zhuǎn)制動(dòng)盤上部，所述的摩擦片磁鐵上部相對(duì)位置設(shè)有自轉(zhuǎn)制動(dòng)電磁鐵，自轉(zhuǎn)制動(dòng)電磁鐵帶電時(shí)產(chǎn)生磁力吸引摩擦片磁鐵，使制動(dòng)摩擦片離開自轉(zhuǎn)制動(dòng)盤，所述的壓片彈簧通過壓片彈簧限位桿設(shè)置在制動(dòng)摩擦片上，自轉(zhuǎn)制動(dòng)電磁鐵斷電時(shí)，在壓片彈簧彈力的作用下，制動(dòng)摩擦片下壓與自轉(zhuǎn)制動(dòng)盤相接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子輸出軸的自轉(zhuǎn)制動(dòng)，所述的自轉(zhuǎn)制動(dòng)盤設(shè)置在支撐底座上。

進(jìn)一步的，側(cè)傾制動(dòng)器由限位滾軸、固定桿、壓線盤、壓盤彈簧、壓盤彈簧限位桿、側(cè)傾制動(dòng)電磁鐵、壓線盤磁鐵、壓線盤限位桿、承接座組成，所述的壓線盤通過壓線盤限位桿設(shè)置在承接座上，并沿壓線盤限位桿上下移動(dòng)，所述的壓線盤上設(shè)有壓線盤磁鐵，壓線盤磁鐵上部設(shè)有側(cè)傾制動(dòng)電磁鐵，側(cè)傾制動(dòng)電磁鐵帶電時(shí)產(chǎn)生磁力吸引壓線盤磁鐵，同時(shí)壓線盤離開承接座，所述的壓盤彈簧通過壓盤彈簧限位桿設(shè)置在壓線盤上，側(cè)傾制動(dòng)電磁鐵斷電時(shí)磁性消失，壓盤彈簧回彈，壓線盤壓到承接座上，同時(shí)將分別穿過側(cè)傾制動(dòng)器中的一對(duì)相對(duì)的限位滾軸和壓線盤的控制線壓到承接座上，使轉(zhuǎn)子輸出軸所處的位置被固定，所述的限位滾軸設(shè)置在固定桿上。

進(jìn)一步的，控制線由兩根或多根組成，每一根控制線兩端分別和轉(zhuǎn)子輸出軸直接或者間接相連，構(gòu)成一個(gè)閉合回路并能跟隨轉(zhuǎn)子輸出軸運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，控制線為兩根以上的多根時(shí)，多根控制線穿過同一個(gè)側(cè)傾制動(dòng)器，受同一個(gè)側(cè)傾制動(dòng)器控制。

進(jìn)一步的，當(dāng)側(cè)傾制動(dòng)系統(tǒng)中由兩根控制線組成時(shí)，兩根控制線穿過均勻分布在球形電機(jī)外表面的控制線限位器，通過同一個(gè)側(cè)傾制動(dòng)器固定在控制線連接孔上。

進(jìn)一步的，控制線限位器均勻分布在球形電機(jī)定子基本相同的緯度。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明針對(duì)球形電機(jī)轉(zhuǎn)子輸出軸可三自由度運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過設(shè)有的自轉(zhuǎn)制動(dòng)系統(tǒng)和側(cè)傾制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的帶電磁鐵的吸合，實(shí)現(xiàn)對(duì)球形電機(jī)的球形轉(zhuǎn)子輸出軸在實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)和傾斜三自由度運(yùn)動(dòng)過程中的自轉(zhuǎn)制動(dòng)和側(cè)傾制動(dòng)，符合球形電機(jī)的特殊要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性強(qiáng)，制動(dòng)效果好，適于推廣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明俯視示意圖；

圖3是本發(fā)明的仰視圖；

圖4是本發(fā)明自轉(zhuǎn)制動(dòng)器的刨面圖；

圖5是本發(fā)明側(cè)傾控制器剖面圖；

圖6是本發(fā)明側(cè)傾控制器俯視圖。