一种用于超导磁浮车辆的电机械制动器的制作方法

本发明涉及磁浮车辆制动技术领域，具体涉及一种用于超导磁浮车辆的电机械制动器。

背景技术：

目前国内传统的超导磁浮车辆的制动一般采用空气或液压作为动力源的结构；以液压制动力源为例，在制动过程中，制动控制单元根据接收的制动力需求计算所需制动力，向液压控制单元发送液压控制信号，液压控制单元根据液压控制信号向液压制动器供油，从而施加制动力。

空气或液压作为动力源进行制动的结构，需要布置大量的管线，不仅结构复杂、能耗大、制动响应速度慢，并且存在管线泄漏的安全隐患。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的超导磁浮车辆采用空气或液压作为动力源，结构复杂、制动响应慢以及存在管线泄漏隐患的缺陷，从而提供一种用于超导磁浮车辆的电机械制动器。

为了解决上述技术问题，本发明提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，包括：

制动缸体，内部具有容纳腔，所述制动缸体的适于朝向钢轨的一端具有与所述容纳腔连通的通孔；

传动组件，具有传动杆和与所述传动杆螺纹连接的传动螺母，所述传动杆转动设于所述容纳腔内，所述传动螺母滑动连接在所述通孔内；

驱动电机，套设在所述传动杆上，其转子通过连接环与所述传动杆连接，适于驱动所述传动杆转动；

闸片，滑动地连接在所述制动缸体的适于朝向钢轨的一端，所述传动螺母适于驱动所述闸片朝向和背离所述钢轨移动。

作为优选方案，所述传动螺母的外壁上具有沿其轴线设置的导向键，还包括：

导向套，套设在所述传动螺母上，朝向所述通孔的一端连接在所述容纳腔的内壁上，所述导向套的内壁上具有与所述导向键滑动连接的导向槽。

作为优选方案，还包括：

失电离合器，套设在所述传动杆上，并与制动控制器电连接。

作为优选方案，还包括：

力传感器，通过固定环连接在所述容纳腔内，其感应端与所述传动杆的轴端抵接，并与制动控制器电连接。

作为优选方案，还包括：

旋转变压器，设于所述容纳腔内，其转子套设在所述传动杆上，并与制动控制器电连接。

作为优选方案，所述传动杆的中部具有环形凸缘，所述传动杆通过所述环形凸缘转动连接在所述容纳腔的内壁上。

作为优选方案，还包括：

第一弹性件，连接在所述制动缸体与所述闸片之间，提供使所述闸片远离钢轨的保持力。

作为优选方案，所述闸片上连接有至少两组导向柱，所述导向柱的背离所述闸片一端具有阻挡端，还包括：

导向孔，贯穿设于所述制动缸体的端部的吊耳上，所述导向柱滑动穿过所述导向孔；

所述第一弹性件套设在所述导向柱，一端与所述导向柱的阻挡端连接，另一端与所述吊耳连接。

作为优选方案，所述闸片通过闸托与所述制动缸体滑动连接，所述闸片在其制动方向上与所述闸托浮动连接。

作为优选方案，所述闸托的中部具有贯通的燕尾槽，所述闸片上具有嵌入所述燕尾槽的燕尾块；

所述燕尾槽的开口端具有可拆卸连接的限位块，所述限位块与所述燕尾块之间设有第二弹性件。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，驱动电机驱动传动杆转动，传动杆将旋转运动转化为传动螺母的直线运动，使传动螺母能够驱动闸片朝向和背离钢轨移动，使闸片与钢轨摩擦、进而实现机械制动；上述通过驱动电机控制闸片运动，结构简单、制动响应速度快。

2.本发明提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，导向键与导向槽的滑动连接，限制了传动螺母的转动，使传动螺母沿其轴线移动。

3.本发明提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，使用驻车功能时，失电离合器和驱动电机同时失电，失电离合器开始工作，使制动力仍可以保持在正常制动状态。

4.本发明提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，传动螺母推动闸片与钢轨接触进而产生制动力，此时反作用力通过传动杆作用到位于力传感器上，通过力传感器反馈给制动控制器，实现输出力的实时监控。

5.本发明提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，在制动过程中，旋转变压器测得传动杆的角位移和角速度，并反馈给制动控制器，根据测得的数据来调节驱动电机电流大小、达到输出力的无级控制，实现闭环控制。

6.本发明提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，传动杆中部的环形凸缘，便于传动杆与制动缸体的转动连接，其他部件能够通过与环形凸缘连接进而实现与传动杆的连接，使得整体制动结构更加紧凑。

7.本发明提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，制动器缓解时，传动螺母远离闸片，闸片借助第一弹性件的恢复力实现自动复位。

8.本发明提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，在制动方向上，闸片通过第二弹性件与闸托浮动连接，在制动过程中，实现与钢轨的缓冲制动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中提供的电机械制动器的主视图。

图2为图1的左视图。

图3为制动缸体的立体结构示意图。

图4为图3的主视剖视图。

图5为固定座的立体结构示意图。

图6为图5的主视剖视图。

图7为固定环的立体结构示意图。

图8为图7的主视剖视图。

图9为传动组件的立体结构示意图

图10为导向套的立体结构示意图。

图11为图1中a区域的放大视图。

图12为闸托与闸片的连接关系示意图。

图13为图12的主视剖视图。

图14为闸托的立体结构示意图。

附图标记说明：

1、制动缸体；2、驱动电机；3、闸片；4、传动杆；5、传动螺母；6、容纳腔；7、吊耳；8、导向孔；9、通孔；10、环形台阶；11、第一键槽；12、固定座；13、固定环；14、第一连接键；15、第一环形托板；16、第一环形托台；17、第二连接键；18、第二环形托板；19、第二环形托台；20、端盖；21、光轴端；22、外螺纹端；23、环形凸缘；24、第二键槽；25、第三键槽；26、第一轴承；27、第二轴承；28、导向套；29、导向槽；30、导向键；31、失电离合器；32、力传感器；33、旋转变压器；34、定位套；35、第三轴承；36、闸托；37、轴套；38、弹簧座；39、导向柱；40、阻挡环；41、开口销；42、第一弹性件；43、燕尾槽；44、限位块；45、第二弹性件；46、连接环。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1、图2所示，本实施例提供的用于超导磁浮车辆的电机械制动器，包括：制动缸体1、传动组件、驱动电机2以及闸片3；所述传动组件设于所述制动缸体1的容纳腔6内，包括传动杆4以及与所述传动杆4螺纹连接的传动螺母5；驱动电机2设于所述制动缸体1的容纳腔6内，能够驱动所述传动杆4转动；所述闸片3滑动连接在所述制动缸体1的底部，所述传动杆4将驱动电机2的旋转运动转化为所述传动螺母5的直线运动，使得所述传动螺母5能够推动所述闸片3朝向背离所述制动缸体1的方向移动，进而实现所述闸片3与钢轨的摩擦制动。

如图3、图4所示，所述制动缸体1的顶部具有适于与磁浮车辆法兰端，底部的左右两侧具有对称设置的吊耳7，所述吊耳7上具有贯穿的导向孔8；所述制动缸体1的内部具有柱状容纳腔6，所述容纳腔6的开口端位于所述制动缸体1的顶部，所述制动缸体1的底部中心处具有与所述容纳腔6连通的通孔9；所述容纳腔6的内壁上具有环形台阶10，所述环形台阶10靠近所述通孔9设置；所述容纳腔6的内壁上具有沿其轴线设置的第一键槽11，所述第一键槽11具有相对设置的两个。

如图2所示，所述制动缸体1的容纳腔6的内壁上连接有固定座12和固定环13，通过所述固定座12与所述固定环13实现对所述传动组件以及驱动电机2的固定。如图5、图6所示，所述固定座12为筒状结构，内部具有贯通的腔体，外壁上具有与所述制动缸体1内壁上的第一键槽11的一一对应的第一连接键14；所述固定座12的一端具有第一环形托板15，所述第一环形托板15的内壁上具有第一环形托台16。所述固定座12嵌套在所述制动缸体1的容纳腔6内，且一端与所述容纳腔6的环形台阶10抵接，所述第一连接键14对应地伸入所述第一键槽11内。如图7、图8所示，所述固定环13为筒状结构，内部具有贯通的腔体，外壁上具有与所述制动缸体1内壁上的第一键槽11一一对应的第二连接键17；所述固定环13的一端具有第二环形托板18，所述第二环形托板18的内壁上具有第二环形托台19。所固定环13嵌套在所述制动缸体1的容纳腔6内，所述第二连接键17对应地伸入所述第一键槽11内；所述固定环13的一端与所述固定座12抵接，另一端与盖设在所述容纳腔6开口端的端盖20抵接。

如图2、图9所示，所述传动组件包括传动杆4和传动螺母5；所述传动杆4具有光轴端21和外螺纹端22，中部具有环形凸缘23，所述光轴端21上具有第二键槽24，所述环形凸缘23上具有第三键槽25；所述传动杆4穿过所述固定座12与所述固定环13后、并伸入所述通孔9内，且所述传动杆4分别与所述固定座12、所述固定环13转动连接；所述环形凸缘23与所述固定座12之间设有第一轴承26，所述第一轴承26的外圈抵接在所述第一环形托台16上，所述第一轴承26的内圈与套设在环形凸缘23上的挡圈抵接；所述传动杆4与所述固定环13之间设有第二轴承27，所述第二轴承27的外圈抵接在所述第二环形托台19上，所述第二轴承27的内圈与套设在传动杆4上的挡圈抵接。

如图2、图9、图10所示，所述传动杆4的外螺纹端22上连接有所述传动螺母5，所述传动螺母5与所述通孔9滑动连接；所述通孔9处连接有导向套28，所述导向套28设于所述制动缸体1内、且与所述通孔9同轴设置；所述导向套28的内壁上具有沿轴线设置的导向槽29，所述传动螺母5的外壁上具有沿轴线设置的导向键30；所述传动螺母5穿过所述导向套28，所述导向键30滑动嵌入所述导向槽29内，使所述传动螺母5只能沿其轴线方向滑动。

如图2所示，所述驱动电机2选用无轴力矩电机，套设在所述传动杆4上；所述驱动电机2的定子连接在所述固定座12的内壁上，所述驱动电机2的转子通过连接环46与所述传动的环形凸缘23连接；所述驱动电机2驱动所述传动杆4转动，进而驱动所述传动螺母5沿其轴线滑动。

如图2所示，所述制动缸体1内设有失电离合器31、力传感器32以及旋转变压器33。所述失电离合器31套设在所述传动杆4的光轴端21上，且通过平键与所述光轴端21的第二键槽24连接；使用驻车功能时，所述失电离合器31和所述驱动电机2同时失电，失电离合器31开始工作，使制动力仍可以保持在正常制动状态。所述力传感器32连接在所述固定环13的第二环形托板18上，其感应端与所述环形凸缘23的轴端抵接；所述力传感器32的感应端与所述环形凸缘23的轴端之间设有定位套34，所述定位套34与所述环形凸缘23端部的环形槽转动连接；所述定位套34端部与所述环形凸缘23之间设有第三轴承35，所述第三轴承35采用推力轴承；在制动过程中，所述第三轴承35能够将其承受的轴向推力通过所述定位套34传递给力传感器32，力传感器32将测得的数据反馈给制动控制器，实现输出力的实时监控。所述旋转变压器33包括定子和转子，其定子连接在所述固定座12的第一环形托板15上，其转子套设在所述传动杆4的环形凸缘23上；所述旋转变压器33的转子内壁上具有第三连接键，所述第三连接键嵌入所述第三键槽25内，避免与传动杆4发生相对转动；在制动过程中，所述旋转变压器33能够测得传动杆4的角位移和角速度，并反馈给制动控制器，进而根据测得的数据来调节驱动电机2电流的大小、到达输出力的无极控制。所述力传感器32以及所述旋转变压器33的设置，能够实现制动过程的闭环控制。

如图1、图11所述，所述闸片3通过闸托36滑动连接在所述吊耳7的导向孔8内，所述导向孔8内套设有轴套37，所述轴套37的端部连接有弹簧座38；所述闸托36的左右两端分别连接有导向柱39，所述导向柱39滑动地伸入所述轴套37内；所述导向柱39的背离所述闸片3的一端上套设有阻挡环40，通过穿设在所述导向柱39内开口销41对所述阻挡环40进行阻挡；第一弹性件42选用弹簧，套设在所述导向柱39上，一端与所述弹簧座38抵接，另一端与所述阻挡环40抵接，所述第一弹性件42一直处于压缩状态。在制动过程中，所述传动螺母5推动所述闸托36朝下运动，所述第一弹性件42向下压缩；完成制动后，所述传动螺母5脱离所述闸托36，所述第一弹性件42逐渐恢复至初始状态，进而使闸片3与钢轨脱离。

如图12、图13、图14所示，所述闸托36的中间处具有一端开口的燕尾槽43，所述闸片3背部的燕尾块与所述燕尾槽43嵌接，所述燕尾槽43的开口端连接有限位块44，通过所述限位块44为闸片3进行阻挡；所述限位块44与所述闸片3之间设有第二弹性件45，所述燕尾槽43的背离其开口端的内侧壁与所述闸片3之间也设有第二弹性件45，所述第二弹性件45为弹簧。在制动过程中，所述闸片3克服第二弹性件45的阻力，可以沿燕尾槽43做垂向运动，实现缓冲制动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除