[发明专利]一种高制动转矩密度永磁式制动器

说明书

本发明属于制动器技术领域，具体涉及一种高制动转矩密度永磁式制动器。本发明包括定子（1）和转子（2），定子（1）固定在机构的静止部位，转子（2）安装在机构输出轴上，定子（1）、转子（2）之间的安装气隙控制在一定范围内。制动器上锁时，定子（1）、转子（2）依靠磁吸合力贴合在一起，产生制动扭矩，锁定机构输出轴。制动器解锁时，定子（1）、转子（2）分离，机构输出轴正常工作。本发明结构简单，制动转矩密度高，且制动磨损小，可靠性高。

技术领域

本发明属于制动器技术领域，具体涉及一种高制动转矩密度永磁式制动器。

背景技术

制动器可用作机构输出轴的零位锁定，避免机构发生错误的游移、偏转，或紧急情况下输出轴的故障抱死，防止机构非正常操作。制动器作为机构安全保障的关键装置，直接关系到机构系统本身的安全。

目前，机构中常用的制动器主要依靠弹簧力制动，其制动性能与弹簧性能密切相关，制动器结构复杂，体积大，且因其摩擦材料常采用粉末冶金或非金属材料，造成制动器摩擦磨损量大，工艺复杂，极大地限制了制动器的工作寿命和可靠性。在航空、航天、精密机械等对机构空间、重量有限制的领域，需要制动器具备足够高的制动转矩密度。传统的制动器很难满足在小体积下，输出高摩擦转矩的要求。

发明内容

本发明解决的技术问题：本发明提供一种高制动转矩密度永磁式制动器，结构简单，制动转矩密度高，且制动磨损小，可靠性高。

本发明采用的技术方案：

一种高制动转矩密度永磁式制动器，包括定子和转子，定子固定在机构的静止部位，转子安装在机构输出轴上，定子、转子依靠磁吸合力贴合在一起，定子、转子之间的安装气隙控制在一定范围内。

所述定子包括后导磁环、前导磁环、线圈、线圈骨架、永磁体、隔磁片、连接件；前导磁环和后导磁环通过连接件固定连接，后导磁环和前导磁环之间设有隔磁环隔开一定的气隙；线圈绕制在线圈骨架上，安装在前导磁环和后导磁环形成的环形封闭式腔体内；永磁体粘接在前导磁环和后导磁环之间，粘接好后用胶粘剂将缝隙填实。

所述线圈骨架用耐高温绝缘复合材料制成的

所述永磁体为径向充磁的环形结构或者为构成环状的多块平行充磁的瓦片形结构，材料为耐高温钐钴稀土永磁体；

所述隔磁片和连接件为不导磁材料，以免线圈磁回路饱和。

所述转子包括衔铁、转子轮毂、扇形片簧、铆钉；扇形片簧的一端通过铆钉连接固定在衔铁上，另一端通过铆钉连接固定在转子轮毂上。

所述转子轮毂凹槽为扇形片簧预留有一定的拉伸空间，控制凹槽的深度使得拉伸状态的扇形片簧具备一定的预拉力，将衔铁贴合于转子轮毂上。

所述转子可包含多片扇形片簧，制动器解锁时，扇形片簧产生的弹簧力使得转子的衔铁与定子分离复位。

所述前导磁环、后导磁环，以及由隔磁环形成的气隙，通过衔铁构成了线圈的一个磁回路；前导磁环、后导磁环、永磁体，通过衔铁构成了永磁体的一个磁回路；线圈通电时通过磁回路产生的电磁场可以抵消永磁体通过磁回路产生的永磁场。

所述前导磁环、后导磁环以及衔铁均采用具备高饱和磁通密度和磁导率的软磁金属材料。

所述前导磁环、后导磁环以及衔铁的摩擦表面进行氮化处理。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的一种高制动转矩密度永磁式制动器，可用于需要零位锁定或故障抱死的机构输出轴，利用永磁体在定子导磁环与转子衔铁间产生的磁阻力摩擦制动，无需外部能量；

(2)本发明提供的一种高制动转矩密度永磁式制动器，依靠永磁力、电磁力以及弹簧拉力进行上锁和解锁工作，结构紧凑，可靠性高；