一种抗辐照弹簧式失电制动器的制作方法

1.本发明属于制动器技术领域，具体涉及一种抗辐照弹簧式失电制动器。


背景技术：

2.电机是空间探测必不可少的动力元件，在我国空间科学快速发展的今天，电机现有技术已经不满足空间环境使用的需求。目前电机使用制动器的摩擦副材料多采用合成橡胶，但橡胶作为大分子聚合物材料，分子结构特点决定了其在宇宙高能射线影响下易发生分子链断裂，出现粉末化、变脆等情形，极大地影响电机制动功能，亟需新技术替代。通过研究应用陶瓷基复合材料的制动器工程技术，研制能够为空间任务用电机组件提供制动功能的制动器，将满足以探月四期任务为代表的诸多重大工程需要。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种耐真空，抗辐照的弹簧式失电制动器。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种抗辐照弹簧式失电制动器，包括壳体，绕线骨架，定板、动板和摩擦盘，壳体内设有绕线槽及绕线槽中央的绕线柱，绕线骨架中央开有与绕线柱相匹配的绕线孔，绕线骨架通过绕线孔插在绕线柱上，壳体上端还开有若干弹簧槽及导向柱槽，弹簧槽内设置有弹簧，壳体上表面设置有动板，且动板下表面与弹簧相接触，动板上还依次设置有摩擦盘和定板，定板下表面连接有若干导向柱，导向柱插入导向柱槽内，绕线骨架上缠绕有线圈，壳体上还开有连通外部和绕线槽的引线孔，线圈上还连接有引出线，引出线一端从引线孔引出，与外部的接插件相连，电机轴穿过定板与摩擦盘相连。
5.所述定板和摩擦盘上还开有电机轴孔，定板的电机轴孔大于电机轴，摩擦盘的电机轴孔与电机轴相匹配。
6.所述动板和摩擦盘上表面均开有摩擦片槽，摩擦片槽内放置有摩擦片。
7.所述动板四角开有导向柱缺口，导向柱槽设置在导向柱缺口下方的壳体上。
8.所述摩擦盘为陶瓷基复合材料。
9.所述绕线骨架为中空圆柱，中空部分为绕线孔，绕线骨架圆柱的上下两端还连接有向外突出的定位板，定位板外沿与绕线槽内壁相接触。
10.所述定位板外沿还开有若干向内凹陷的灌封口。
11.所述引出线与线圈连接点下方的绕线槽还开有防压槽。
12.所述弹簧槽内设置有弹簧垫片，导向柱槽内设置有导向柱垫片。
13.所述引线孔处设置引线套，引出线从引线套中穿过。
14.本发明的有益效果在于：1、陶瓷基复合材料作为摩擦盘，相比于合成橡胶在真空环境中的低温状态下无法解锁，在高低温真空条件下均能保持制动器的稳定性，在宇航环境中能够稳定的工作，具有较好的鲁棒性。
15.2、通过在动板四角开设导向柱缺口，有效利用动板的空间，不占用绕线槽的空间，为线圈提供了更大空间，相比圆形的动板，体积更小，重量更轻且可绕制更多的线圈以降低功耗。
16.3、通过灌封口可以更加方便的向绕线槽内注入灌封料。
附图说明
17.图1为抗辐照弹簧式失电制动器剖视图；图2为抗辐照弹簧式失电制动器引线孔面剖视图；图3为抗辐照弹簧式失电制动器弹簧面剖视图；图4为抗辐照弹簧式失电制动器结构俯视图；图5为绕线骨架结构俯视图；图6为绕线骨架结构剖视图；图7为壳体结构俯视图；图8为动板结构示意图；1摩擦盘；2动板；3壳体；4密封圈；5导向柱；6导向柱垫片；7绕线槽；8定板；9绕线柱；10引线套；11弹簧；12弹簧垫片；13绕线骨架；14绕线孔；15弹簧槽；16导向柱槽；17引线孔；18电机轴孔；19导向柱缺口；20摩擦盘槽；21定位板；22灌封口；23引出线；24开槽沉头螺钉槽；25防压槽；26固定板。
18.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
19.【实施例1】如图1至图8所示，一种抗辐照弹簧式失电制动器，包括壳体3，绕线骨架13，定板8、动板2和摩擦盘1，壳体3内设有绕线槽7及绕线槽7中央的绕线柱9，绕线骨架13中央开有与绕线柱9相匹配的绕线孔14，绕线骨架13通过绕线孔14插在绕线柱9上，壳体3上端还开有若干弹簧槽15及导向柱槽16，弹簧槽15内设置有弹簧11，壳体3上表面设置有动板2，且动板2下表面与弹簧11相接触，动板2上还依次设置有摩擦盘1和定板8，定板8下表面连接有若干导向柱5，导向柱5插入导向柱槽16内，绕线骨架13上缠绕有线圈，壳体3上还开有连通外部和绕线槽7的引线孔17，线圈上还连接有引出线23，引出线23一端从引线孔17引出，与外部的接插件相连，电机轴穿过定板8与摩擦盘1相连。
20.壳体3上表面开有环形的绕线槽7，环形中央凸起的部分即是绕线柱9，绕线骨架13位空心圆柱，空心部分为绕线孔14，绕线骨架13就通过绕线孔14插在绕线柱9上。
21.如图3所示，壳体3上表面上还设置有动板2，动板2下方的壳体3表面设置弹簧槽15，这样弹簧槽15内的弹簧11就顶到动板2的下表面。
22.如图1和图4所示，动板2上方依次设置摩擦盘1和定板8，所述摩擦盘1共有多个，叠在一起，定板8下方连接多个导向柱5，导向柱5插入壳体3的导向柱槽16内。多个导向柱5形成围栏，摩擦盘1就位于围栏内。
23.如图2所示，绕线骨架13外缠绕有漆包圆铜线线圈，壳体3上还开有引线孔17，引出线23一端连接在线圈上，另一端穿过引线孔17，壳体3外的插接件或者电源电连接。
24.电机轴穿过定板8与摩擦盘1相连。
25.【实施例2】在实施例1的基础上，如图1所示，所述定板8和摩擦盘1上还开有电机轴孔18，定板8的电机轴孔18大于电机轴，摩擦盘1的电机轴孔18与电机轴相匹配。
26.定板8和摩擦盘1上还开有电机轴孔18，由于只有摩擦盘1需要转动，因此摩擦盘1的电机轴孔18与电机轴相匹配，而定板8的电机轴孔18大于电机轴，这样电机轴转动时不会带动定板8一起转动，而电机轴穿过定板8的电机轴孔18，插入到摩擦盘1的电机轴孔18内。
27.如图8所示，动板2和摩擦盘1上表面均开有摩擦片槽20，摩擦片槽20内放置有摩擦片。
28.所示动板2和三个摩擦盘1的上表面上均开有环形的摩擦片槽20，摩擦片槽20内涂抹铁锚204胶后将摩擦片放置在摩擦片槽20内进行粘结。相邻两个摩擦盘1，上方的摩擦盘1下表面与下方摩擦盘1的摩擦片相接触。
29.如图8所示，所述动板2四角开有导向柱缺口19，导向柱槽16设置在导向柱缺口19下方的壳体3上。
30.动板2四角开有导向柱缺口19，将导向柱槽15设置在缺口下方的壳体3上，这样导向柱5可以从这四个缺口处插入导向柱槽15，，不必占用绕线槽7的空间，使得绕线槽7可以更大，绕线骨架13上可以缠绕更多线圈，相比在动板2外设置导向柱槽15，体积更小，重量更轻且可绕制更多的线圈以降低功耗。
31.所述摩擦盘1为陶瓷基复合材料。
32.陶瓷基复合材料因为其特点，与摩擦料合成橡胶在作为摩擦副材料使用技术方面有所区别，具体可概括为，合成橡胶在粘接成动板组件后需进行研磨，陶瓷基复合材料因其特性难以研磨不可二次加工，需一次成型。在制动器设计过程中进行了适配设计。陶瓷基复合材料的摩擦系数为0.239，一般合成橡胶的摩擦系数为0.45左右，因此采用摩擦片有四片，除了动板2，摩擦盘1中也开摩擦片槽20粘接摩擦片，其中采用三层摩擦盘，均与电机轴相连的设计，保证在低功耗下实现大扭矩。
33.摩擦盘1和动板2中摩擦盘槽20中的公差及摩擦料（即陶瓷基复合材料）的公差比较大摩擦副与摩擦槽采用大间隙配合、，避免陶瓷基复合材料因脆性导致破裂。陶瓷基复合材料因其特有的脆性在粘接后烘干时容易产生裂纹，将摩擦盘与摩擦料配合处的间隙设计为 0.2mm~ 0.3mm。摩擦盘1与轴配合孔两边倒角，避免因轴与摩擦盘卡滞产生摩擦面的倾斜。
34.如图5和图6所示，所述绕线骨架13为中空圆柱，中空部分为绕线孔14，绕线骨架13圆柱的上下两端还连接有向外突出的定位板21，定位板21外沿与绕线槽7内壁相接触。
35.所述定位板21外沿还开有若干向内凹陷的灌封口22。
36.定位板21从上下限制了线圈上下移动，上方的定位板21封闭了绕线槽7，定位板21外沿开有灌封口22，由于定位板21外沿与绕线槽7贴合，难以向内灌封，通过灌封口可以方便向内灌封。
37.如图2和图7所示，所述引出线23与线圈连接点下方的绕线槽7还开有防压槽25。
38.由于引出线23与线圈焊接时会产生高点，容易在装配过程中受到压力从而损伤线圈，因此在连接点的下方开防压槽25，这样装配是焊接点在防压槽25内，不会与绕线槽接触
而受到挤压。
39.所述弹簧槽15内设置有弹簧垫片12，导向柱槽16内设置有导向柱垫片6。通过在槽内设置垫片，改变弹簧11和导向柱5的高度，从而改变动板2和定板8之间的距离，改变制动器的行程。
40.导向柱垫片6还调节3个摩擦盘1和一个动板2产生的累计公差，保证制动器的间隙处在正常范围。
41.如图2所示，所述引线孔17处设置引线套10，引出线23从引线套10中穿过。通过设置引线套10，防止引线孔17的毛刺将引出线23刮伤，或者在使用过程中引出线23的拖拽刮蹭导致绝缘线皮的损伤。
42.壳体3底部还连接固定板26，固定板26四角设置开槽沉头螺钉槽24，用于与电机连接，同时壳体3与电机接触处还设置密封圈4，避免杂物进入摩擦盘1中。
43.当制动器不通电时，弹簧11在弹力的作用下将动板2向上抬，由于定板8位置固定，此时动板2上抬，动板2和定板8间距减小，之间的摩擦盘1与动板2紧密接触，动板2和摩擦盘1上的摩擦片与摩擦盘1之间产生制动力矩，使得与摩擦盘1相连的电机轴难以转动，制动器保持锁定状态。
44.当制动器通电时，线圈产生磁场，壳体3和动板2均为导磁性能良好的10号钢，动板2和壳体3在线圈作用下形成磁场的闭合回路，动板2受到向壳体3方向的吸力，此时电磁力大于弹力，动板2向下运动，动板2和定板8间距增大，动板2与摩擦盘1不再紧密接触，也就不产生制动力矩，制动器解锁。