[实用新型]压电陶瓷摩擦离合制动器

说明书

压电陶瓷摩擦离合制动器用于机械运动的离合与扭矩的传递，属于轴联接中的离合及制动装置。

机械传动中回转运动的离合与扭矩传递常由离合器和制动器实现。利用主动件与从动件之间摩擦力传递运动和扭矩的摩擦式离合器和制动器已被广泛应用。这些摩擦式离合器和制动器的操纵驱动方式有电磁式、液压式、气动式和机械式等几种。能够实现自动控制的操纵方式只有前三种。

可以实现自动控制的摩擦离合器基本上都是采用摩擦片式结构，但此种结构比较复杂。在已有的驱动方式中，电磁式是依靠电磁力操纵驱动执行件，动作迅速，但操纵力较小，周围存在电磁场，存在空载损耗，控制功率较大；液压驱动方式利用液体的压力能操纵执行件，具有操纵力大，因而传递扭矩大的优点，但必须具有液压源，价格高；气动式驱动是利用气体压力作动力源，柔性较好，但传递扭矩小，需要气源，价格高。

本实用新型的目的是要提供一种压电陶瓷摩擦离合制动器，使其结构简单，并具有优良性能。

本实用新型的目的的实现结合附图说明如下：压电陶瓷摩擦离合制动器是由摩擦传动和驱动两部分组成，摩擦传动部分是由主动件(14)和从动件(5)构成，其驱动部分是由压电陶瓷晶片(27)和电极板(28)叠置构成，驱动部分的端部装有力传递机构(8)，力传递机构(8)为一杠杆机构，它装在主动件(14)上，摩擦蹄片(7)固定在力传递机构(8)上，其圆弧部分与从动件(5)的内表面构成摩擦付，主动件(14)与从动件(5)之间由轴承联接，主动件的端部装有驱动部分电源输入件。

本实用新型由于采用压电陶瓷为驱动部分，以杠杆机构为力传递机构，驱动摩擦传动部分进行工作的压电陶瓷摩擦离合制动器与已有技术相比，具有以下优点和效果：

本实用新型的效果是：(1)动作时间迅速：与电磁摩擦离合制动器相当；(2)传递功率能力强：消耗功率为传递功率的0．1％以下，传递扭矩与液压驱动式离合制动器相当，无空载消耗；(3)易实现自动控制：可直流或交流驱动，可用弱电控制，可以连续调节扭矩大小，传动平稳；(4)结构简单，体积小；(5)环境适应能力强：工作温度范围可在-20℃～120℃之间，相对湿度可达90％；(6)对周围无不良影响，无电磁场。

本实用新型的具体结构由以下实施例及附图给出。

图1是根据本实用新型提出的压电陶瓷摩擦离合制动器的剖面图，它是图2的B-B剖视图；图2是图1的A-A剖视图；图3是压电陶瓷摩擦离合制动器的工作原理图；图4是力传递机构的结构示意图；图5是图4的俯视图。

下面结合附图详细说明依据本实用新型提出的具体离合制动器的细节及工作情况。

本实用新型的工作原理如图3所示：它是由摩擦传动部分和驱动部分两部分组成，摩擦部分的主动件和从动件在驱动部分的作用下，可以径向接触，并依靠由此接触而产生的摩擦力实现二者之间的离合。本方案的驱动部分是采用由压电陶瓷材料制作的驱动器，用以产生使主动件和从动件之间的接触所需要的运动和动力。该驱动器是一个叠层式压电陶瓷驱动装置，利用逆压电效应或电致伸缩效应工作，即对驱动器施加电场，使其输出轴向位移，该位移经适当变换后作为离合制动器的动力源。当给驱动器施以电场以后，驱动器产生变形，即在其长度方向产生位移δ，该形变经过力传递机构(8)传给摩擦蹄片(7)，使其压紧于从动件(5)的内表面。压电陶瓷晶片(27)、电极板(28)、摩擦蹄片(7)通过力传递机构(8)固定在运动输入的主动件(14)上，成为一个组件。当主动件(14)和从动件(5)有相对转动(或转动趋势)时，摩擦蹄片(7)和从动件(5)之间产生摩擦力F。该摩擦力F产生的转矩T=FR，作用于从动件(5)上，克服负载，实现主动件(14)和从动件(5)之间的运动和扭矩的传递。当然作为运动输入的主动件(14)和作为运动输出的从动件(5)可以反过来使用，即运动可以由从动件(5)输入，由主动件(14)输出。