一种用于天车龙门直线电机的自动制动装置的制作方法

1.本发明涉及直线电机外附制动领域，具体是涉及一种用于天车龙门直线电机的自动制动装置。


背景技术：

2.随着自动控制技术及先进制造技术的发展，对控制系统的控制精度、定位精度及重复定位精度等方面提出了更高的要求，传统旋转电机驱动的直线运动装置已远远不能满足控制系统的要求。采用直线电机驱动的新型装置与非直线电机驱动相比，具有结构简单、无接触、无磨损、噪音低、速度快、精度高、组合灵活等优点，极大地推动了制造业的快速发展。
3.在直线电机驱动其输出端移动至目标位置后，光依靠直线电机自身的自锁功能无法有效的使其输出端在加压或震动时保持固定，且长期依靠直线电机自身的自锁功能对其输出端进行制动时，其输出端的惯性会对直线电机带来冲击造成磨损；
4.如中国专利cn208285140u所公开的一种集成无损自动制动的永磁电机装置，包括平键轴，平键轴的左右两侧分别连接有前端盖和后端盖；前端盖和后端盖之间连接有拉伸铝机壳；平键轴的中部设有磁钢转子铁芯；磁钢转子铁芯内设有转子磁钢；拉伸铝机壳的内壁设有绕组定子铁芯；绕组定子铁芯的线圈端部与出线螺套相连接；后端盖的内侧通过螺栓连接有制动器定子铁芯；平键轴的右侧连接有制动转子磁轭；所述制动转子磁轭位于后端盖的内侧；所述制动转子磁轭上按环形阵列的方式连接有若干制动磁钢；该结构的电机制动装置无法适用于天车龙门的直线电机。


技术实现要素：

5.一、要解决的技术问题
6.本发明是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提出一种用于天车龙门直线电机的自动制动装置，解决了如何通过滑动组件与制动组件的配合实现在直线电机通电工作时，直线电机与其输出端为可滑动状态，在直线电机不通电停止工作时，直线电机与其输出端为不可滑动状态的问题。
7.二、技术方案
8.为解决上述技术问题，本发明提供一种用于天车龙门直线电机的自动制动装置，包括导轨和设置在导轨上的壳体，导轨上设置有第一安装座，壳体上设置有第二安装座，
9.壳体内设有安装槽，自动制动装置还包括设置在壳体上的滑动组件和制动组件，制动组件包括，
10.电源；
11.滑块，滑块有两个，滑块设置在安装槽内，且分别位于导轨的两侧，滑块与壳体可滑动的连接，滑块的滑动方向垂直于导轨的设置方向；
12.摩擦片，摩擦片有两个，分别固定设置在对应的滑块上，且位于滑块靠近导轨的一
侧，摩擦片与导轨的侧面相贴合；
13.动铁芯，动铁芯有两个，分别固定设置在对应的滑块上，且位于滑块远离导轨的一侧；
14.电磁铁，电磁铁有两个，固定设置在安装槽内，且分别设置在安装槽的两侧；
15.弹性机构，弹性机构有四个，两两对称的设置在电磁铁与滑块之间，弹性机构的一端抵靠于电磁铁上，另一端抵靠于滑块上，弹性机构使滑块始终具有远离电磁铁的移动趋势。
16.优选的，安装槽上设置有第一凹槽，第一凹槽的设置方向垂直于导轨的长边，滑块上设置有对应的第一凸块。
17.优选的，滑块上设置有第一螺纹孔，摩擦片上设置有与第一螺纹孔对应的第一通孔，制动装置还包括连接组件，连接组件包括穿过第一通孔插设在第一螺纹孔中第一固定螺丝。
18.优选的，滑块上设置有第二螺纹孔，第二螺纹孔位于滑块远离导轨的一侧，动铁芯上设置有与第二螺纹孔对应的第二通孔，连接组件还包括穿过第二通孔插设在第二螺纹孔中的第二固定螺丝。
19.优选的，安装槽上设置有第三螺纹孔，电磁铁上设置有与第三螺纹孔对应的第三通孔，连接组件还包括穿过第三通孔插设在第三螺纹孔中的第三固定螺丝。
20.优选的，电磁铁上设置有螺纹安装座，滑块上设置有第四螺纹孔，弹性机构包括，
21.第一连接件，第一连接件设置在螺纹安装座上，第一连接件与电磁铁固定连接；
22.第二连接件，第二连接件设置在第四螺纹安装孔内，第二连接件与第一连接件间隙配合，第二连接件与第一连接件可滑动的连接，第二连接件与滑块固定连接；
23.弹簧，弹簧设置在第一连接件与第二连接件之间，弹簧的一端抵靠于第一连接件，弹簧的另一端抵靠于第二连接件。
24.优选的，壳体上设有两条直线滚珠滑轨和两条半开放滚珠滑轨，直线滚珠滑轨和半开放滚珠滑轨均沿导轨的长度方向设置，滑动组件包括，
25.端盖板，端盖板有两个，分别设置在壳体的前后两端，端盖板上设有两个半环滚珠滑轨，半环滚珠滑轨的两端分别与滑块上的直线滚珠滑轨及半开放滚珠滑轨连通，端盖板与滑块可拆卸的连接。
26.钢制滚珠，钢制滚珠有多个，填充在直线滚珠滑轨、半开放滚珠滑轨及半环滚珠滑轨中。
27.优选的，壳体上设有第五螺纹孔，端盖板上设置有第四通孔，连接组件还包括穿过第四通孔插设在第五螺纹孔中的第四固定螺丝。
28.优选的，端盖板上设有油路，油路的一端连通端盖板的侧面，油路的另一端连通半环滚珠滑轨，制动装置还包括润滑组件，润滑组件包括，
29.润滑油；
30.油嘴，油嘴设置在端盖板上，且位于端盖板侧面，油嘴与油路连通。
31.优选的，壳体上还设置有电源接口，电源接口设置在壳体的侧面。
32.三、有益效果
33.与现有技术相比，本发明通过制动组件实现在失电的情况下对直线电机输出端的
自动制动，在直线电机通电驱动器输出端移动时取消制动；通过第一固定螺丝、第一通孔和第一螺纹孔的配合实现摩擦片与滑块的可拆卸连接，使摩擦片在与导轨长期摩擦造成磨损后只需对摩擦片进行更换，从而避免更换整个壳体带来的资源和成本的浪费；
34.通过第一连接件、第二连接件和弹簧的配合将电磁铁与滑块滑动连接，且使滑块始终具有远离电磁铁的趋势；通过滑动组件实现将壳体与导轨之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，使壳体与导轨之间的摩擦系数减小，从而减少直线电机在对其输出端进行驱动时的阻力，并减少了因壳体长期与导轨之间摩擦带来的磨损；
35.还通过设置在壳体上的电源接口将电源与电磁铁连通，并将电源接口设置在壳体侧面从而避免电源接口遮挡壳体与直线电机输出端的连接。
附图说明
36.图1为本发明的立体图；
37.图2为本发明的俯视图；
38.图3为图2的a
‑
a截面处剖视图；
39.图4为本发明的仰视图；
40.图5为图4的b
‑
b截面处剖视图；
41.图6为本发明的立体分解图一；
42.图7为本发明的立体分解图二；
43.图8为图7的c处局部放大图；
44.图9为图7的d处局部放大图；
45.图10为本发明的主视图；
46.图11为图10的e
‑
e截面处剖视图；
47.图12为本发明的侧视图；
48.图13为图12的f
‑
f截面处剖视图；
49.图14为弹性机构的立体图；
50.图15为图14的g
‑
g截面处剖视图。
51.图中：
52.1为导轨；1a为第一安装座；
53.2为壳体；2a为第二安装座；2b为安装槽；2b1为第三螺纹孔；2c为第一凹槽；2d为直线滚珠滑轨；2e为半开放滚珠滑轨；2f为第五螺纹孔；
54.3为滑动组件；3a为端盖板；3a1为第四通孔；3a2为半环滚珠滑轨；3a3为油路；3b为钢制滚珠；
55.4为制动组件；4a为滑块；4a1为第一凸块；4a2为第一螺纹孔；4a3为第二螺纹孔；4a4为第四螺纹孔；4b为摩擦片；4b1为第一通孔；4c为动铁芯；4c1为第二通孔；4d为电磁铁；4d1为第三通孔；4d2为螺纹安装座；4e为弹性机构；4e1为第一连接件；4e2为第二连接件；4e3为弹簧；
56.5为连接组件；5a为第一固定螺丝；5b为第二固定螺丝；5c为第三固定螺丝；5d为第四固定螺丝；
57.6为润滑组件；6a为油嘴；
58.7为电源接口。
具体实施方式
59.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
60.实施例1：
61.为了解决如何使工作中的直线电机在失电的情况下使其输出端立即停止运动趋势的技术问题，如图1～3、图7～9所示，提供以下优选技术方案：
62.一种用于天车龙门直线电机的自动制动装置，包括导轨1和设置在导轨1上的壳体2，导轨1上设置有第一安装座1a，壳体2上设置有第二安装座2a，
63.壳体2内设有安装槽2b，自动制动装置还包括设置在壳体2上的滑动组件3和制动组件4，制动组件4包括，
64.电源(图中未出示)；
65.滑块4a，滑块4a有两个，滑块4a设置在安装槽2b内，且分别位于导轨1的两侧，滑块4a与壳体2可滑动的连接，滑块4a的滑动方向垂直于导轨1的设置方向；
66.摩擦片4b，摩擦片4b有两个，分别固定设置在对应的滑块4a上，且位于滑块4a靠近导轨1的一侧，摩擦片4b与导轨1的侧面相贴合；
67.动铁芯4c，动铁芯4c有两个，分别固定设置在对应的滑块4a上，且位于滑块4a远离导轨1的一侧；
68.电磁铁4d，电磁铁4d有两个，固定设置在安装槽2b内，且分别设置在安装槽2b的两侧；
69.弹性机构4e，弹性机构4e有四个，两两对称的设置在电磁铁4d与滑块4a之间，弹性机构4e的一端抵靠于电磁铁4d上，另一端抵靠于滑块4a上，弹性机构4e使滑块4a始终具有远离电磁铁4d的移动趋势。
70.具体的，导轨1通过第一安装座1a与直线电机固定连接，且导轨1沿直线电机的输出轴方向设置。壳体2通过第二安装座2a与直线电机的输出端固定连接。电源、直线电机及电磁铁4d串联，当直线电机需要驱动其输出端移动时，直线电机通电，电磁铁4d与电源连通，电磁铁4d通电后产生磁力，使动铁芯4c始终具有朝向电磁铁4d移动的趋势，磁力大于弹性机构4e的弹力，动铁芯4c带动与之固定连接的滑块4a向电磁铁4d移动，与电磁铁4d固定连接的摩擦片4b与导轨1分离，壳体2与导轨1之间摩擦系数变小，此时壳体2与导轨1之间为可滑动连接，从而与壳体2固定连接的直线电机输出端和与导轨1固定连接的直线电机之间也处于可滑动连接的状态，直线电机可以顺利的驱动其输出端进行移动。当直线电机不需要驱动其输出端移动时，直线电机与电源断开连接，与之串联的电磁铁4d也与电源断开连接。电磁铁4d断电后不再产生磁力，滑块4a不再具有始终朝向电磁铁4d移动的趋势，弹性机构4e的弹力大于磁力，使滑块4a具有始终朝向导轨1移动的趋势，滑块4a带动与之固定连接的摩擦片4b与导轨1紧密贴合，使壳体2与导轨1之间的摩擦系数及摩擦力增加，使壳体2牢牢地将导轨1夹持，此时壳体2与导轨1之间处于不可滑动状态，从而与壳体2固定连接的直线电机输出端和与导轨1固定连接的直线电机之间也处于不可滑动连接的状态，与壳体2固定连接的直线电机输出端被迫停止其运动趋势，相对于直线电机保持静止，使制动装置完
成对直线电机输出端的制动。若在直线电机工作时，出现了断电的情况，并且直线电机的输出轴是竖直设置的，在断电的瞬间，电磁铁4d与电源断开了连接磁力消失，弹性机构4e的弹力大于磁力，滑块4a随即的带动摩擦片与导轨1接触，使导轨1与壳体2之间从可滑动的连接切换为不可滑动的连接，与壳体2固定连接的直线电机输出端和与导轨1固定连接的直线电机也从可滑动的连接切换为不可滑动的连接，从而避免其输出端落下导致的人员或设备的损坏。
71.进一步的，为了解决如何实现滑块4a与壳体2保持滑动连接的技术问题，如图7～9、图11所示，提供以下优选技术方案：
72.安装槽2b上设置有第一凹槽2c，第一凹槽2c的设置方向垂直于导轨1的长边，滑块4a上设置有对应的第一凸块4a1。
73.具体的，第一凹槽2c至少有两个，分别位于导轨的两侧，第一凸块4a1的数量与第一凹槽2c的数量相同，每个滑块4a上至少设有一个与第一凹槽2c对应的第一凸块4a1，通过第一凸块4a1与第一凹槽2c的配合限制滑块4a只能在壳体2中按照垂直于导轨1的长边方向进行滑动，且使滑块4a不会从壳体2中脱离。
74.进一步的，制动装置在长期使用后摩擦片4b会发生磨损，需要对磨损的摩擦片4b进行更换。为了解决如何实现摩擦片4b与滑块4a的可拆卸连接的技术问题，如图7～9所示，提供以下优选技术方案：
75.滑块4a上设置有第一螺纹孔4a2，摩擦片4b上设置有与第一螺纹孔4a2对应的第一通孔4b1，制动装置还包括连接组件5，连接组件5包括穿过第一通孔4b1插设在第一螺纹孔4a2中第一固定螺丝5a。
76.具体的，第一螺纹孔4a2的数量至少是摩擦片4b数量的两倍，分别对称设置在滑块4a两侧，且位于滑块4a与摩擦片4b接触处，第一通孔4b1、第一固定螺丝5a数量与第一螺纹孔4a2数量相同，通过第一固定螺丝5a的装卸实现摩擦片4b与滑块4a的可拆卸连接。使摩擦片4b在经历长期使用后发生磨损时，工作人员可通过拆卸第一固定螺丝5a完成对摩擦片4b的单独更换，从而避免更换整个制动装置带来的资源浪费。
77.进一步的，为了解决如何将动铁芯4c固定在滑块4a上的技术问题，如图7～9所示，提供以下优选技术方案：
78.滑块4a上设置有第二螺纹孔4a3，第二螺纹孔4a3位于滑块4a远离导轨1的一侧，动铁芯4c上设置有与第二螺纹孔4a3对应的第二通孔4c1，连接组件5还包括穿过第二通孔4c1插设在第二螺纹孔4a3中的第二固定螺丝5b。
79.具体的，第二螺纹孔4a3的数量最少是动铁芯4c数量的两倍，第二通孔4c1、第二固定螺丝5b与第二螺纹孔4a3数量相同，通过第二固定螺丝5b、第二通孔4c1和第二螺纹孔4a3的配合将动铁芯4c固定在滑块4a上。
80.进一步的，为了解决如何将电磁铁4d固定在安装槽2b上的技术问题，如图7～9所示，提供以下优选技术方案：
81.安装槽2b上设置有第三螺纹孔2b1，电磁铁4d上设置有与第三螺纹孔2b1对应的第三通孔4d1，连接组件5还包括穿过第三通孔4d1插设在第三螺纹孔2b1中的第三固定螺丝5c。
82.具体的，第三螺纹孔2b1的数量至少是电磁铁4d数量的两倍，第三通孔4d1、第三固
定螺丝5c数量与第三螺纹孔2b1的数量相同，通过第三固定螺丝5c、第三通孔4d1和第三螺纹孔2b1的配合将电磁铁4d固定在壳体2上。
83.进一步的，为了解决如何实现弹性机构4e在具有稳定弹性的情况下方便于电磁铁4d及滑块4a固定连接的技术问题，如图7～9、图14～15所示，提供以下优选技术方案：
84.电磁铁4d上设置有螺纹安装座4d2，滑块4a上设置有第四螺纹孔4a4，弹性机构4e包括，
85.第一连接件4e1，第一连接件4e1设置在螺纹安装座4d2上，第一连接件4e1与电磁铁4d固定连接；
86.第二连接件4e2，第二连接件4e2设置在第四螺纹孔4a4内，第二连接件4e2与第一连接件4e1间隙配合，第二连接件4e2与第一连接件4e1可滑动的连接，第二连接件4e2与滑块4a固定连接；
87.弹簧4e3，弹簧4e3设置在第一连接件4e1与第二连接件4e2之间，弹簧4e3的一端抵靠于第一连接件4e1，弹簧4e3的另一端抵靠于第二连接件4e2。
88.具体的，第一连接件4e1与螺纹安装座4d2连接的一端上设有螺纹，通过第一连接件4e1将弹性机构4e的一端与电磁铁4d固定，第二连接件4d2与第四螺纹孔4a4连接的一端上设有螺纹，通过第二连接件4e2将弹性机构4e与滑块固定。第二弹性件4e2远离滑块4a的一端设有向外展开的外凸块，第一弹性件4e1远离电磁铁4d的一端设有向内的内凸块，外凸块与内凸块配合使第一连接件4e1与第二连接件4e2滑动连接但无法分离，通过第一连接件4e1与第二连接件4e2的配合将滑块4a可滑动的连接在电磁铁4d上，并使滑块4a始终具有远离电磁铁4d移动的趋势。使摩擦片4b在电磁铁4d失电状态下始终与导轨1贴合，将滑块4a牢牢地固定在导轨1上。
89.进一步的，为了解决如何实现壳体2在导轨1上顺利滑动的技术问题，如图1～3、图6、图11所示，提供以下优选技术方案：
90.壳体2上设有两条直线滚珠滑轨2d和两条半开放滚珠滑轨2e，直线滚珠滑轨2d和半开放滚珠滑轨2e均沿导轨1的长度方向设置，滑动组件3包括，
91.端盖板3a，端盖板3a有两个，分别设置在壳体2的前后两端，端盖板3a上设有两个半环滚珠滑轨3a2，半环滚珠滑轨3a2的两端分别与滑块4a上的直线滚珠滑轨2d及半开放滚珠滑轨2e连通，端盖板3a与滑块4a可拆卸的连接。
92.钢制滚珠3b，钢制滚珠3b有多个，填充在直线滚珠滑轨2d、半开放滚珠滑轨2e及半环滚珠滑轨3a2中。
93.具体的，直线滚珠滑轨2d、半开放滚珠滑轨2e及半环滚珠滑轨3a2组成供钢制滚珠3b滑动的循环滑轨，半开放滚珠滑轨2e中的钢制滚珠3b露出部分与导轨1顶端两侧贴合，壳体2通过半开放滚珠滑轨2e中的钢制滚珠3b将与导轨1之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，减少了滑块4a与导轨1之间的摩擦系数，减少因壳体2长期在导轨1上滑动带来的磨损，并减少了制动装置对工作时的直线电机对齐输出端移动的影响，避免了应直线电机安装制动装置后摩擦阻力增加而造成的能耗增加以及数控精度下降。
94.如图7～9所示，壳体2上设有第五螺纹孔2f，端盖板3a上设置有第四通孔3a1，连接组件5还包括穿过第四通孔3a1插设在第五螺纹孔2f中的第四固定螺丝5d。
95.具体的，第四固定螺丝5d的数量至少是端盖板3a数量的两倍，第五螺纹孔2f、第四
通孔3a1的数量与第四固定螺丝5d的数量相同，通过第四固定螺丝5d、第五螺纹孔2f、第四通孔3a1的配合实现端盖板3a与壳体2的可拆卸连接。
96.如图1所示，壳体2上还设置有电源接口7，电源接口7设置在壳体2的侧面。
97.具体的，电源通过壳体2上的电源接口7与电磁铁4d连通，且电源接口7设置在壳体2的侧面，从而避免遮挡直线电机的输出端与壳体2顶面的连接。
98.本技术通过壳体2上个第一安装座1a和导轨1上的第二安装座2a，将壳体2与直线电机的输出端固定连接，将导轨1与直线电机固定连接，通过壳体2与导轨1之间，滑动状态和固定状态之间的切换实现对直线电机的制动。通过将直线电机、电磁铁4d和电源之间串联，使直线电机在通电驱动其输出端移动时，电磁铁4d被通电，对动铁芯4c产生磁力，使磁力大于弹力，将摩擦片4b与导轨1分离，从而使壳体2与导轨1之间变为可滑动状态。当直线电机与电源断开连接停止对齐输出端的驱动时，电磁铁4d也被断电，电磁铁4d随即失去磁力，磁力小于弹性，摩擦片4b在弹性的驱使下与导轨1贴合，从而使壳体2与导轨1之间变为不可滑动状态，完成对电机其输出端的制动。
99.实施例2：
100.相较于实施例1，本实施例中，为了减小壳体2与导轨1之间的摩擦系数，减少钢制滚珠3b在导轨1上滚动时的磨损的技术问题，如图4～5所示，提供以下优选技术方案：
101.端盖板3a上设有油路3a3，油路3a3的一端连通端盖板3a的侧面，油路3a3的另一端连通半环滚珠滑轨3a2，制动装置还包括润滑组件6，润滑组件6包括，
102.润滑油(图中未出示)；
103.油嘴6a，油嘴6a设置在端盖板3a上，且位于端盖板3a侧面，油嘴6a与油路3a3连通。
104.具体的，润滑油通过油嘴6a输入至半环滚珠滑轨3a2中，当钢制滚珠3b通过半环滚珠滑轨3a2中时，钢制滚珠3b的表面会浸染上润滑油，从而使壳体2与导轨1之间的摩擦系数进一步减小，使壳体2在导轨1上滑动时更加顺滑。
105.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。