[發明專利]一種雙轉子結構永磁式制動器

有效

• 申請號: 202011119625.1
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112383204B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 胡小飛;吳昊;宋滿存;朱炎;關瑞明;王鑫
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所
• 主分類號: H02K49/10
• 分類號: H02K49/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

1.一種雙轉子結構永磁式制動器，其特征在于包括：定子(1)、轉子Ⅰ(2)和轉子Ⅱ(3)；其中，

所述定子(1)與所述轉子Ⅰ(2)相連接；

所述定子(1)與所述轉子Ⅱ(3)相連接；

所述定子(1)和轉子Ⅰ(2)、轉子Ⅱ(3)組成兩套摩擦副，摩擦產生制動力矩；

所述定子(1)包括外導磁環(4)、內導磁環Ⅰ(5)、內導磁環Ⅱ(6)、線圈繞組(7)、線圈骨架(8)、永磁體Ⅰ(9)、永磁體Ⅱ(10)、連接件Ⅰ(11)和連接件Ⅱ(12)；其中，

所述內導磁環Ⅰ(5)通過所述連接件Ⅰ(11)與所述內導磁環Ⅱ(6)相連接；

所述外導磁環(4)通過所述連接件Ⅱ(12)分別與所述內導磁環Ⅰ(5)、所述內導磁環Ⅱ(6)相連接；

所述內導磁環Ⅰ(5)和所述內導磁環Ⅱ(6)之間隔開一定的氣隙；

所述線圈繞組(7)繞制在所述線圈骨架(8)的外表面，所述線圈繞組(7)和所述線圈骨架(8)設置于由外導磁環(4)、內導磁環Ⅰ(5)和內導磁環Ⅱ(6)形成的環形封閉式腔體內；其中，外導磁環(4)的面比內導磁環Ⅰ(5)、內導磁環Ⅱ(6)的面凸出，并且至多凸出0.04mm；

所述永磁體Ⅰ(9)設置于所述外導磁環(4)和所述內導磁環Ⅰ(5)之間；

所述永磁體Ⅱ(10)設置于所述外導磁環(4)和所述內導磁環Ⅱ(6)之間；

所述轉子Ⅰ(2)和所述轉子Ⅱ(3)的結構相同，均包括轉子輪轂(13)、銜鐵(14)、鉚釘Ⅰ(15)、鉚釘Ⅱ(16)和扇形片簧(17)；其中，

所述扇形片簧(17)的一端通過所述鉚釘Ⅰ(15)與所述銜鐵(14)相連接，所述扇形片簧(17)的另一端通過所述鉚釘Ⅱ(16)與所述轉子輪轂(13)相連接；

外導磁環(4)、內導磁環Ⅰ(5)、內導磁環Ⅱ(6)、內導磁環Ⅰ(5)和內導磁環Ⅱ(6)之間隔開的氣隙、轉子Ⅰ(2)的銜鐵和轉子Ⅱ(3)的銜鐵構成了線圈繞組(7)的一個磁回路；

外導磁環(4)、內導磁環Ⅰ(5)、永磁體Ⅰ(9)和轉子Ⅰ(2)的銜鐵(14)構成了永磁體Ⅰ(9)的一個磁回路；

外導磁環(4)、內導磁環Ⅱ(6)、永磁體Ⅱ(10)和轉子Ⅱ(3)的銜鐵(14)構成了永磁體Ⅱ(10)的一個磁回路；

所述雙轉子結構永磁式制動器工作時，依靠永磁體Ⅰ(9)、永磁體Ⅱ(10)產生的永磁力、通電線圈繞組(7)產生的電磁力以及扇形片簧(17)拉伸產生的彈簧拉力三種力的不同狀態進行保持鎖定、執行鎖定、保持解鎖和執行解鎖四種工作狀態；其中，

當需要執行鎖定時，雙轉子結構永磁式制動器處于解鎖狀態要求上鎖時，線圈繞組(7)斷電，永磁體Ⅰ(9)產生的永磁力大于轉子Ⅰ(2)的預留彈簧力，永磁體Ⅱ(10)產生的永磁力大于轉子Ⅱ(3)的預留彈簧力，定子(1)將轉子Ⅰ(2)的銜鐵和轉子Ⅱ(3)的銜鐵吸合，雙轉子結構永磁式制動器執行上鎖；

當需要保持鎖定時，雙轉子結構永磁式制動器處于上鎖狀態，永磁體Ⅰ(9)產生的永磁力大于處于拉伸狀態的轉子Ⅰ(2)的彈簧拉力，永磁體Ⅰ(9)產生的永磁力大于處于拉伸狀態的轉子Ⅱ(3)的彈簧拉力，轉子Ⅰ(2)的銜鐵、轉子Ⅱ(3)的銜鐵均與外導磁環(4)產生摩擦制動力矩，雙轉子結構永磁式制動器保持鎖定狀態；

當需要執行解鎖時，雙轉子結構永磁式制動器處于保持鎖定狀態要求解鎖時，線圈繞組(7)通電產生的電磁力抵消永磁體Ⅰ(9)產生的永磁力，線圈繞組(7)通電產生的電磁力抵消永磁體Ⅱ(10)產生的永磁力，此時處于拉伸狀態的轉子Ⅰ(2)的彈簧拉力、轉子Ⅱ(3)的彈簧拉力均大于殘余磁力，將定子(1)均與轉子Ⅰ(2)的銜鐵、轉子Ⅱ(3)的銜鐵分離，雙轉子結構永磁式制動器執行解鎖；

當需要保持解鎖時，雙轉子結構永磁式制動器處于解鎖狀態，線圈繞組(7)通電時和永磁體Ⅰ(9)作用產生的殘余磁力小于解鎖狀態的轉子Ⅰ(2)的扇形片簧的預留力，線圈繞組(7)通電時和永磁體Ⅱ(10)作用產生的殘余磁力小于解鎖狀態的轉子Ⅱ(3)的扇形片簧的預留力，定子(1)均與轉子Ⅰ(2)的銜鐵、轉子Ⅱ(3)的銜鐵保持分離狀態，雙轉子結構永磁式制動器保持解鎖；

一定的氣隙為0.1mm-0.2mm；

外導磁環(4)、內導磁環Ⅰ(5)、內導磁環Ⅱ(6)以及銜鐵(14)的摩擦表面進行氮化處理，氮化處理后的表面硬度大于350HV；

外導磁環(4)、內導磁環Ⅰ(5)與銜鐵(14)摩擦的摩擦系數為0.35。