[發(fā)明專利]一種高制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度永磁式制動(dòng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610926279.5
• 申請(qǐng)日: 2016-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108019447B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡小飛;崔佩娟;王毅;吳昊;劉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所;中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): F16D65/14
• 分類號(hào): F16D65/14;F16D121/20
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

本發(fā)明屬于制動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度永磁式制動(dòng)器。本發(fā)明包括定子（1）和轉(zhuǎn)子（2），定子（1）固定在機(jī)構(gòu)的靜止部位，轉(zhuǎn)子（2）安裝在機(jī)構(gòu)輸出軸上，定子（1）、轉(zhuǎn)子（2）之間的安裝氣隙控制在一定范圍內(nèi)。制動(dòng)器上鎖時(shí)，定子（1）、轉(zhuǎn)子（2）依靠磁吸合力貼合在一起，產(chǎn)生制動(dòng)扭矩，鎖定機(jī)構(gòu)輸出軸。制動(dòng)器解鎖時(shí)，定子（1）、轉(zhuǎn)子（2）分離，機(jī)構(gòu)輸出軸正常工作。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度高，且制動(dòng)磨損小，可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制動(dòng)器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度永磁式制動(dòng)器。

背景技術(shù)

制動(dòng)器可用作機(jī)構(gòu)輸出軸的零位鎖定，避免機(jī)構(gòu)發(fā)生錯(cuò)誤的游移、偏轉(zhuǎn)，或緊急情況下輸出軸的故障抱死，防止機(jī)構(gòu)非正常操作。制動(dòng)器作為機(jī)構(gòu)安全保障的關(guān)鍵裝置，直接關(guān)系到機(jī)構(gòu)系統(tǒng)本身的安全。

目前，機(jī)構(gòu)中常用的制動(dòng)器主要依靠彈簧力制動(dòng)，其制動(dòng)性能與彈簧性能密切相關(guān)，制動(dòng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，且因其摩擦材料常采用粉末冶金或非金屬材料，造成制動(dòng)器摩擦磨損量大，工藝復(fù)雜，極大地限制了制動(dòng)器的工作壽命和可靠性。在航空、航天、精密機(jī)械等對(duì)機(jī)構(gòu)空間、重量有限制的領(lǐng)域，需要制動(dòng)器具備足夠高的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度。傳統(tǒng)的制動(dòng)器很難滿足在小體積下，輸出高摩擦轉(zhuǎn)矩的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明提供一種高制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度永磁式制動(dòng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度高，且制動(dòng)磨損小，可靠性高。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種高制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度永磁式制動(dòng)器，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子固定在機(jī)構(gòu)的靜止部位，轉(zhuǎn)子安裝在機(jī)構(gòu)輸出軸上，定子、轉(zhuǎn)子依靠磁吸合力貼合在一起，定子、轉(zhuǎn)子之間的安裝氣隙控制在一定范圍內(nèi)。

所述定子包括后導(dǎo)磁環(huán)、前導(dǎo)磁環(huán)、線圈、線圈骨架、永磁體、隔磁片、連接件；前導(dǎo)磁環(huán)和后導(dǎo)磁環(huán)通過(guò)連接件固定連接，后導(dǎo)磁環(huán)和前導(dǎo)磁環(huán)之間設(shè)有隔磁環(huán)隔開(kāi)一定的氣隙；線圈繞制在線圈骨架上，安裝在前導(dǎo)磁環(huán)和后導(dǎo)磁環(huán)形成的環(huán)形封閉式腔體內(nèi)；永磁體粘接在前導(dǎo)磁環(huán)和后導(dǎo)磁環(huán)之間，粘接好后用膠粘劑將縫隙填實(shí)。

所述線圈骨架用耐高溫絕緣復(fù)合材料制成的

所述永磁體為徑向充磁的環(huán)形結(jié)構(gòu)或者為構(gòu)成環(huán)狀的多塊平行充磁的瓦片形結(jié)構(gòu)，材料為耐高溫釤鈷稀土永磁體；

所述隔磁片和連接件為不導(dǎo)磁材料，以免線圈磁回路飽和。

所述轉(zhuǎn)子包括銜鐵、轉(zhuǎn)子輪轂、扇形片簧、鉚釘；扇形片簧的一端通過(guò)鉚釘連接固定在銜鐵上，另一端通過(guò)鉚釘連接固定在轉(zhuǎn)子輪轂上。

所述轉(zhuǎn)子輪轂凹槽為扇形片簧預(yù)留有一定的拉伸空間，控制凹槽的深度使得拉伸狀態(tài)的扇形片簧具備一定的預(yù)拉力，將銜鐵貼合于轉(zhuǎn)子輪轂上。

所述轉(zhuǎn)子可包含多片扇形片簧，制動(dòng)器解鎖時(shí)，扇形片簧產(chǎn)生的彈簧力使得轉(zhuǎn)子的銜鐵與定子分離復(fù)位。

所述前導(dǎo)磁環(huán)、后導(dǎo)磁環(huán)，以及由隔磁環(huán)形成的氣隙，通過(guò)銜鐵構(gòu)成了線圈的一個(gè)磁回路；前導(dǎo)磁環(huán)、后導(dǎo)磁環(huán)、永磁體，通過(guò)銜鐵構(gòu)成了永磁體的一個(gè)磁回路；線圈通電時(shí)通過(guò)磁回路產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可以抵消永磁體通過(guò)磁回路產(chǎn)生的永磁場(chǎng)。

所述前導(dǎo)磁環(huán)、后導(dǎo)磁環(huán)以及銜鐵均采用具備高飽和磁通密度和磁導(dǎo)率的軟磁金屬材料。

所述前導(dǎo)磁環(huán)、后導(dǎo)磁環(huán)以及銜鐵的摩擦表面進(jìn)行氮化處理。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明提供的一種高制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度永磁式制動(dòng)器，可用于需要零位鎖定或故障抱死的機(jī)構(gòu)輸出軸，利用永磁體在定子導(dǎo)磁環(huán)與轉(zhuǎn)子銜鐵間產(chǎn)生的磁阻力摩擦制動(dòng)，無(wú)需外部能量；

(2)本發(fā)明提供的一種高制動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度永磁式制動(dòng)器，依靠永磁力、電磁力以及彈簧拉力進(jìn)行上鎖和解鎖工作，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；