一种轨道式移动设备安全制动装置的制作方法

1.本发明涉及安全制动领域，具体说是一种应用于轨道式移动设备的安全制动装置。


背景技术：

2.当前，轨道式移动设备越来越多的应用在城市管廊、煤矿井下以及生产现场对设备的巡检工作中，比如轨道式巡检机器人。轨道式移动设备在轨道上行走时需要解决制动问题，特别是当轨道有较大的坡度时，及时安全可靠的制动更为重要。通常轨道式移动设备都是通过控制驱动轮，加大驱动轮与轨道的摩擦力来完成减速制动的。如果出现驱动轮故障或者驱动轮在轨道上打滑，则可能制动失效；如若在大倾角的斜坡上出现滑车现象，则后果不堪设想。因此，为保证在轨道上安全停车，需要给轨道式移动设备增加一级安全制动装置。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轨道式移动设备安全制动装置，该制动装置响应快、动作灵活，解决了轨道式移动设备安全制动问题。
4.本发明采取的技术方案是：一种轨道式移动设备安全制动装置，该制动装置由制动静块和制动动块组成。
5.所述制动静块安装固定于轨道上，每隔一段距离安装一块，间隔距离根据现场需要而定，如6m一块。
6.所述制动动块安装在移动设备上，作为移动设备的一部分随其作业移动。
7.所述制动动块由测速机构、执行端、驱动端、控制开关和电源组成。
8.进一步，所述测速机构，包括测速滚轮、磁铁和编码器板，测速滚轮带动磁铁旋转，编码器板通过磁感应检测旋转脉冲数计算速度值。
9.所述驱动端包括电机、电机输出轴、线嘴和齿轮，固定在移动设备上，通过电机输出轴和齿轮驱动执行端动作，实现制动功能；所述执行端包括连接轴、齿轮、齿条、伸缩杆和压缩弹簧，连接轴上安装有齿轮。在驱动端电机的驱动下，通过齿轮啮合，带动连接轴转动，从而带动齿条和伸缩杆移动，在电源断开的情况下，依靠压缩弹簧可以将伸缩杆弹出，或者主动控制电机反转，使伸缩杆弹出，达到制动的目的。
10.所述电源由移动设备电池供电，串联所述控制开关，为所述驱动端、测速机构供电；所述控制开关为常开点。
11.移动设备通电、无异常时，所述电源正常供电，所述控制开关闭合，所述驱动端带动执行端动作，使其与安装在轨道上的制动静块高度无干涉触碰，移动设备在轨道上顺畅移动运行。
12.移动设备电池异常断电，导致所述控制开关断开时，所述执行端动作；或者移动设
备运行异常，测速机构检测到移动设备速度超过设定值或者移动设备运行正常，主动控制所述驱动端动作，从而带动所述执行端动作，执行端与安装在轨道上的制动静块产生卡滞触碰，实现移动设备的安全制动。
13.本发明提供的技术方案能够产生多种有益效果：首先，本发明提供的测速机构采用从动式测速，准确性高，检测超速后可快速灵敏触发制动装置；其次，即使因移动设备的驱动装置发生故障而超速、电池意外断电或者主动控制，都能够安全可靠的使移动设备制动，避免失控造成严重后果；再次，制动装置上的伸缩杆上安装有减震橡胶，发生制动时不会产生噪音及火花。该制动装置响应快、动作灵活，解决了轨道式移动设备安全制动问题。
附图说明
14.图1是本发明组成结构示意图。
15.图2是本发明安装位置示意图；图3是本发明制动动块的驱动端和执行端主视图；图4是图3的a
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a剖视图；图5是本发明制动动块的执行端动作初始状态示意图；图6是本发明制动动块的执行端动作到位状态示意图；图7是本发明制动动块的测速机构组成结构示意图。
16.图中：1.连接轴；2.六角螺母；3.隔套；4.轴承一；5.齿轮一；6.轴用弹性挡圈；7.电机输出轴；8.铜套；9.电机；10.线嘴；11.电机连接键；12.紧固装置一；13.轴承二；14.齿轮三；15.导向套；16.导向套盖板；17.齿条；18.伸缩杆；19.平键一；20.紧固装置二；21.沉头螺钉；22.压缩弹簧；23.电机端盖；24.平端紧定螺钉一；25.电机外壳；26.轴承套；27.紧固装置三；28.平端紧定螺钉二；29.减震橡胶；30.防护罩；31.磁铁；32.固定块；33.挡圈；34.轴承三；35.铜垫片； 36.测速滚轮；37.平键二；38.滚轮转轴；39.安装架；40.挡块；41.扭簧；42.平垫圈；43.固定轴；44.开口销；45.转动臂；46螺钉；47.编码器板；51.齿轮二。
具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步描述。
18.如图1所示，一种轨道式移动设备安全制动装置，该制动装置由制动静块和制动动块组成。
19.所述制动静块安装固定于轨道上，每隔一段距离安装一块，间隔距离根据现场需要而定，比如每隔6m一块。
20.所述制动动块安装在移动设备上，作为移动设备的一部分随其作业移动。
21.所述制动动块由测速机构、执行端、驱动端、控制开关和电源组成。
22.进一步地，所述测速机构，利用测速滚轮、磁铁和编码器板，通过磁感应检测旋转脉冲数计算速度值。
23.所述驱动端，固定在移动设备上，驱动所述执行端动作，实现移动设备正常运行和制动功能；所述电源由移动设备电池供电，串联所述控制开关，为所述驱动端、测速机构供电；所述控制开关为常开触点。
24.图2给出了本发明在轨道上的安装位置示意图，本发明的所述制动动块安装在移动设备的驱动机构上，所述制动静块安装在轨道上；所述测速机构的测速滚轮与轨道相接触。
25.如图3、图4所示，本发明的所述制动块包含驱动端和执行端，所述驱动端包括：电机输出轴7、铜套8、电机9、线嘴10、电机连接键11、紧固装置一12、轴承二13、齿轮三14、紧固装置二20、电机端盖23、电机外壳25、轴承套26、紧固装置三27和平端紧定螺钉二28；所述电机外壳25与电机端盖23通过紧固装置三27紧固连接，电机外壳25内安装有电机9。
26.优选地，紧固装置三27为内六角螺钉。更为优选地，电机外壳25与电机端盖23的连接处采用o型密封圈进行防水处理。
27.所述轴承套26与电机外壳25通过紧固装置二20紧固连接，连接方式包括但不限于螺栓、销轴、螺钉等。优选地，紧固装置二20为内六角螺钉。更为优选地，轴承套26与电机外壳25的连接处采用o型密封圈进行防水处理。
28.进一步参见图3和图4，所述电机9的电机输出轴7从铜套8中穿出，所述铜套8的外圈与电机外壳25的轴孔固定，固定方式包括但不限于过盈配合、粘接、销轴、螺钉等。
29.轴承套26的内部安装有两组轴承二13，电机输出轴7的前端从轴承二13的内孔穿过，通过紧固装置一12固定，固定方式包括但不限于轴用挡圈、锁紧螺母。电机输出轴7的右端穿入到铜套8的孔内，电机9的端部装有电机连接键11，达到径向传动。所述电机输出轴7的前端与后端有键槽。
30.进一步的，所述线嘴10安装在电机外壳25上，包括金属线嘴、金属堵板、金属垫圈和胶堵。
31.更进一步的，所述电机输出轴7的前端与齿轮三14通过平端紧定螺钉二28固定，所述齿轮三14内部设置有键槽，通过安装平键与电机输出轴7一起传递扭矩。
32.如图3、图4、图5所示，所述执行端包括：连接轴1、六角螺母2、隔套3、轴承一4、齿轮一5、轴用弹性挡圈6、导向套15、导向套盖板16、齿条17、伸缩杆18、平键一19、沉头螺钉21、压缩弹簧22、平端紧定螺钉一24、减震橡胶29和齿轮二51。
33.所述连接轴1的右端安装有齿轮一5，采用轴用弹性挡圈6进行轴向定位；齿轮一5的内部还装有平键。两组轴承一4安装在导向套15的孔内，连接轴1分别穿入两组轴承一4的孔内，连接轴1的中部依次安装有隔套3和齿轮二51；在连接轴1的左端使用六角螺母2进行固定。
34.所述齿轮一5与所述驱动端的齿轮三14啮合，当齿轮三14转动时，可带动齿轮一5与连接轴1转动。
35.进一步地，所述齿轮一5与连接轴1通过平键一19进行径向定位，所述伸缩杆18安装在导向套15内，所述齿条17通过沉头螺钉21固定在伸缩杆18上，齿条17的下方布置有压缩弹簧22，压缩弹簧22下方固定有导向套盖板16，所述伸缩杆18上固定有平端紧定螺钉一24，起到限位作用。
36.图5为所述制动装置执行端动作的初始状态，也就是移动设备正常运行时，所述执行端的状态。移动设备正常行走时，通过程序控制电机9转动，从而，电机输出轴7带动齿轮三14转动；在齿轮三14的啮合下，齿轮一5带动连接轴1和齿轮二51一起转动。齿轮二51通过
齿条17使伸缩杆18向下移动；在电机9的扭矩作用下，所述制动装置执行端维持该初始状态不变。
37.图6为所述制动装置执行端动作的到位状态，移动设备需要紧急制动时，通过程序控制所述电机9反转，电机输出轴7带动齿轮三14反转；在齿轮三14的啮合下，齿轮一5带动连接轴1和齿轮二51一起反向转动。齿轮二51通过与齿条17的啮合使伸缩杆18向上移动；到达指定高度后，当遇到轨道上的制动静块时发生碰撞，从而达到移动设备的制动。
38.进一步地，为减轻与制动静块发生碰撞时产生的撞击，所述伸缩杆18上部安装有减震橡胶29。
39.如图7所示，本发明的制动动块测速机构组成结构。所述测速机构包括挡圈33、轴承三34、铜垫片35、测速滚轮36、平键二 37、滚轮转轴38和转动臂45。
40.优选地，滚轮转轴38通过端部装配轴承三34、铜垫片35安装在转动臂45上，同时滚轮转轴38通过平键二 37与测速滚轮36相连。
41.进一步，在测速滚轮36上安装铜垫片35，所述滚轮转轴38通过轴承三34进行径向定位，通过挡圈33进行轴向定位。
42.所述测速机构还包括防护罩30、磁铁31、固定块32、螺钉46和编码器板47，所述固定块32安装在滚轮转轴38的顶部，磁铁31与固定块32固定，固定方式包括但不限于粘接、螺钉等。
43.所述防护罩30的腔内安装有编码器板47，防护罩30与转动臂45相连，由螺钉46固定。
44.进一步地，所述测速机构还包括安装架39、挡块40、扭簧41、平垫圈42、固定轴43和开口销44。
45.所述固定轴43的顶部安装有扭簧41、转动臂45，由平垫圈42和开口销44进行固定。
46.所述固定轴43的底部安装在安装架39上，挡块40装配于安装架39上，用于弹簧41的限位。
47.进一步，在移动设备沿轨道运行过程中，所述测速机构的测速滚轮36与轨道摩擦产生转动，测速滚轮36通过滚轮转轴38带动磁铁31旋转，编码器板47通过磁感应检测旋转脉冲数，从而可根据脉冲数计算出移动设备的运行速度。
48.本发明的工作原理为：移动设备正常运行时，制动动块的电源正常供电，控制开关闭合，驱动端的电机9转动通过电机输出轴7、齿轮三14和齿轮一5带动连接轴1和齿轮二51转动，再通过齿条17，使伸缩杆18向下移动；所述制动装置执行端处于初始状态，与安装在轨道上的制动静块无触碰，移动设备可在轨道上顺畅移动运行。
49.移动设备运行异常或测速机构检测到移动设备速度超过设定值需要紧急制动时，由程序主动控制驱动端动作，使电机9反向转动，通过电机输出轴7、齿轮三14和齿轮一5带动连接轴1和齿轮二51反向转动，再通过齿条17，使伸缩杆18向上移动，伸缩杆18到达指定高度后，当遇到轨道上的制动静块时发生碰撞，从而使移动设备制动。
50.在移动设备正常运行时，若移动设备电池异常断电，则导致控制开关断开，驱动端的电机9失去转动扭矩，此时，执行端的伸缩杆18在压缩弹簧22的作用下向上移动，伸缩杆18到达指定高度后，当遇到轨道上的制动静块时发生碰撞，从而使移动设备安全制动。
51.以上事实案例仅说明本发明的技术方案，而非限制，本领域的普通技术人员应当理解对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，同样属于本发明的技术创新及保护的范围。