具有制动功能的矿用伺服电机及其制动方法与流程

本发明涉及伺服电机，具体涉及一种具有制动功能的矿用伺服电机及其制动方法。

背景技术：

1、近年来随着国家大力推进煤矿智能化发展，煤矿智能装备与煤矿机器人得到了快速发展，但煤矿井下特殊的防爆性环境，限制了许多元器件的性能。伺服电机作为煤矿智能装备与煤矿机器人的重要动力元件，发挥着至关重要的作用。为了满足井下防爆要求，矿用伺服电机分为本安型、浇封型与隔爆型。制动结构是伺服电机的关键组成部分，主要用于在断电或紧急停止状态下，通过施加制动力确保电机能够停止运转并保持位置锁定。常见的伺服电机制动结构主要采用摩擦制动的方式，通过增大摩擦力来抵抗电机的旋转运动，实现制动功能。

2、但是，对于本安型和浇封型伺服电机来说，由于摩擦制动的方式容易产生火花而引燃煤矿井下的瓦斯气体，存在安全隐患，不允许使用摩擦制动的方式，导致现有的本安型和浇封型伺服电机不具备断电或紧急停止状态下的保护功能，影响了在某些工况下的使用性能。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有制动功能的矿用伺服电机及其制动方法，采用碰撞制动的方式，不会产生火花，适于应用在浇封型、本安型伺服电机中。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有制动功能的矿用伺服电机，包括：前壳体，所述前壳体具有第一容纳空间，所述第一容纳空间内设有定子和转子，所述定子与所述前壳体的内壁连接，所述转子贯穿所述定子，所述定子能够驱动所述转子转动；制动组件，所述制动组件安装在所述第一容纳空间内，且所述制动组件采用碰撞的方式实现对所述转子的制动；端盖，所述端盖与所述前壳体的后端连接以封闭第一容纳空间；后壳体和后盖，所述后盖与所述后壳体连接以形成第二容纳空间，所述第二容纳空间内安装有控制板，所述控制板与所述定子连接，所述第二容纳空间内填充满浇封剂。

3、进一步的，所述制动组件包括：制动轮、第一制动块和第二制动块，所述制动轮与所述转子连接，所述第一制动块与制动轮配合能够实现对转子的正转制动；所述第二制动块与制动轮配合能够实现对转子的反转制动。

4、进一步的，所述制动组件还包括：

5、制动线圈、第一销轴螺栓和第二销轴螺栓，所述第一销轴螺栓和第二销轴螺栓均与所述前壳体连接，所述制动线圈安装在所述前壳体的内壁上，所述第一制动块套设在第一销轴螺栓上，所述第二制动块套设在第二销轴螺栓上，所述制动线圈与所述控制板连接。

6、进一步的，所述制动组件还包括：第一接近开关和第二接近开关，所述第一接近开关和第二接近开关均安装在所述前壳体的内壁上，所述第一接近开关的位置与第一制动块的位置相对应，所述第二接近开关的位置与第二制动块的位置相对应，所述第一接近开关、第二接近开关均与所述控制板连接。

7、进一步的，所述制动轮包括：轮体和多个制动齿，所述轮体与所述转子连接，多个所述制动齿沿所述轮体的周向均匀地安装在所述轮体上。

8、进一步的，所述制动轮还包括：环形轨道、多个压板和多个弹簧，所述环形轨道通过所述压板安装在所述轮体上，所述弹簧套设在所述环形轨道上，每个所述弹簧均位于所述制动齿和压板之间。

9、进一步的，所述轮体上设有多个安装凸台，所述安装凸台上开设有第一弧形槽，所述压板上开设有第二弧形槽，所述压板通过螺栓与所述安装凸台固定连接，所述第一弧形槽与第二弧形槽相配合实现对环形轨道的固定。

10、进一步的，所述制动齿包括：制动部、第一安装部和第二安装部，所述第一安装部、第二安装部分别与所述制动部的两端固定连接，所述第一安装部、第二安装部分别与所述轮体的前后两个端面抵接，一个所述制动齿位于相邻两个压板之间。

11、进一步的，所述第一安装部和第二安装部上均开设有用于安装环形轨道的安装通道，所述安装通道的两侧均设有沉孔，所述弹簧的一部分位于所述沉孔内。

12、本发明还提供一种矿用伺服电机的制动方法，采用所述的具有制动功能的矿用伺服电机，所述方法包括以下步骤：

13、s1、伺服电机处于正常工作时，制动组件不会影响转子的转动；

14、s2、当伺服电机突然断电或需要紧急停止时，控制板控制第一制动块和第二制动块向靠近制动轮的方向弹起，阻止制动轮继续转动，进而阻止转子继续转动。

15、进一步的，正转制动时，所述第一制动块和第二制动块在控制板的控制下均向上弹起，制动轮的制动齿会进入第一制动块和第二制动块之间，第一制动块能够卡住制动轮；伺服电机恢复正常后，控制板控制制动线圈通电产生磁力吸住第一制动块和第二制动块，由于第一制动块与制动轮呈卡死状态，第一制动块无法复位，此时，控制板控制转子先反转一定角度使得第一制动块与制动轮脱离，第一制动块实现复位。

16、进一步的，反转制动时，所述第一制动块和第二制动块在控制板的控制下均向上弹起，制动轮的制动齿会进入第一制动块和第二制动块之间，第二制动块能够卡住制动轮；伺服电机恢复正常后，控制板控制制动线圈通电产生磁力吸住第一制动块和第二制动块，由于第二制动块与制动轮呈卡死状态，第二制动块无法复位，此时，控制板控制转子先反转一定角度使得第二制动块与制动轮脱离，第二制动块实现复位。

17、本发明的有益效果是，本发明的制动结构采用制动轮与第一制动块、第二制动块的碰撞实现对转子的制动，可以应用于本安型、浇封型伺服电机中。并且，制动组件可以实现对转子正转、反转的双向制动。制动轮采用高强度塑料材质，制动块采用钢铁材质，确保二者制动碰撞时不会产生火花。制动齿为活动式，配合弹簧可缓解制动产生的大冲击，有利于提高使用寿命。采用碰撞制动的方式，可以改善磨损失效的问题，延长使用寿命。

技术特征：

1.一种具有制动功能的矿用伺服电机，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的具有制动功能的矿用伺服电机，其特征在于，所述制动组件(4)包括：制动轮(41)、第一制动块(42)和第二制动块(43)，所述制动轮(41)与所述转子(3)连接，所述第一制动块(42)与制动轮(41)配合能够实现对转子(3)的正转制动；所述第二制动块(43)与制动轮(41)配合能够实现对转子(3)的反转制动。

3.如权利要求2所述的具有制动功能的矿用伺服电机，其特征在于，所述制动组件(4)还包括：

4.如权利要求3所述的具有制动功能的矿用伺服电机，其特征在于，所述制动组件(4)还包括：第一接近开关(47)和第二接近开关(48)，所述第一接近开关(47)和第二接近开关(48)均安装在所述前壳体(1)的内壁上，所述第一接近开关(47)的位置与第一制动块(42)的位置相对应，所述第二接近开关(48)的位置与第二制动块(43)的位置相对应，所述第一接近开关(47)、第二接近开关(48)均与所述控制板(8)连接。

5.如权利要求2所述的具有制动功能的矿用伺服电机，其特征在于，所述制动轮(41)包括：轮体(411)和多个制动齿(412)，所述轮体(411)与所述转子(3)连接，多个所述制动齿(412)沿所述轮体(411)的周向均匀地安装在所述轮体(411)上。

6.如权利要求5所述的具有制动功能的矿用伺服电机，其特征在于，所述制动轮(41)还包括：环形轨道(413)、多个压板(414)和多个弹簧(415)，所述环形轨道(413)通过所述压板(414)安装在所述轮体(411)上，所述弹簧(415)套设在所述环形轨道(413)上，每个所述弹簧(415)均位于所述制动齿(412)和压板(414)之间。

7.如权利要求6所述的具有制动功能的矿用伺服电机，其特征在于，所述轮体(411)上设有多个安装凸台(4111)，所述安装凸台(4111)上开设有第一弧形槽(4112)，所述压板(414)上开设有第二弧形槽(4141)，所述压板(414)通过螺栓与所述安装凸台(4111)固定连接，所述第一弧形槽(4112)与第二弧形槽(4141)相配合实现对环形轨道(413)的固定。

8.如权利要求6所述的具有制动功能的矿用伺服电机，其特征在于，所述制动齿(412)包括：制动部(4121)、第一安装部(4122)和第二安装部(4123)，所述第一安装部(4122)、第二安装部(4123)分别与所述制动部(4121)的两端固定连接，所述第一安装部(4122)、第二安装部(4123)分别与所述轮体(411)的前后两个端面抵接，一个所述制动齿(412)位于相邻两个压板(414)之间。

9.如权利要求8所述的具有制动功能的矿用伺服电机，其特征在于，所述第一安装部(4122)和第二安装部(4123)上均开设有用于安装环形轨道(413)的安装通道(4124)，所述安装通道(4124)的两侧均设有沉孔(4125)，所述弹簧(415)的一部分位于所述沉孔(4125)内。

10.一种矿用伺服电机的制动方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的具有制动功能的矿用伺服电机，所述方法包括以下步骤：

11.如权利要求10所述的矿用伺服电机的制动方法，其特征在于，正转制动时，所述第一制动块(42)和第二制动块(43)在控制板(8)的控制下均向上弹起，制动轮(41)的制动齿(412)会进入第一制动块(42)和第二制动块(43)之间，第一制动块(42)能够卡住制动轮(41)；

12.如权利要求10所述的矿用伺服电机的制动方法，其特征在于，反转制动时，所述第一制动块(42)和第二制动块(43)在控制板(8)的控制下均向上弹起，制动轮(41)的制动齿(412)会进入第一制动块(42)和第二制动块(43)之间，第二制动块(43)能够卡住制动轮(41)；

技术总结本发明公开了一种具有制动功能的矿用伺服电机及其制动方法，矿用伺服电机包括：前壳体，前壳体具有第一容纳空间，第一容纳空间内设有定子和转子，定子与前壳体的内壁连接，转子贯穿定子；制动组件，制动组件安装在第一容纳空间内，且制动组件采用碰撞的方式实现对转子的制动；端盖，端盖与前壳体的后端连接以封闭第一容纳空间；后壳体和后盖，后盖与后壳体连接以形成第二容纳空间，第二容纳空间内安装有控制板，控制板与定子连接，第二容纳空间内填充满浇封剂。本发明的制动结构采用制动轮与第一制动块、第二制动块的碰撞实现对转子的制动，可以应用于本安型、浇封型伺服电机中。并且，制动组件可以实现对转子正转、反转的双向制动。技术研发人员：迟海波,周李兵,黄小明,姜振南,贺耀宜,张健强,高飞,徐铭,毛华锋,莫海峰,周帅受保护的技术使用者：天地（常州）自动化股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20