(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811477551.1
(22)申请日 2018.12.05
(71)申请人 北京敬一科技有限公司
地址 101104 北京市通州区张家湾镇土桥
村（北京新建房地产开发有限公司）2
幢157室
(72)发明人 龚文道
(74)专利代理机构 北京和信华成知识产权代理
事务所(普通合伙) 11390
代理人 胡剑辉
(51)Int.Cl.
H02K 7/10(2006.01)
H02K 11/22(2016.01)
H02K 9/06(2006.01)
(54)发明名称
制方法
(57)摘要
本发明公开了一种具有快速刹车能力的伺
散热罩内设置有散热装置，刹车室内设置有刹车
装置，稳定安装壳内设置有稳定装置，散热装置、
刹车装置和稳定装置均与转速检测装置相连，刹
车装置包括设置在刹车室内的主轴上的多个刹
车板，刹车室的内壁上设置有电磁安装板，刹车
板的正面设置有磁性刹车片，电磁安装板上设置
有与磁性刹车片磁性相同的电磁片，通过非接触
式的刹车方式，在保证对主轴进行快速刹车能力
的基础上，避免对主轴造成损伤，
实现无损刹车，
保证了伺服电机使用性能和使用寿命。权利要求书2页 说明书9页 附图6页CN 109639043 A 2019.04.16
C N 109639043
A
1.一种具有快速刹车能力的伺服电机，其特征在于：包括电机本体(8)以及主轴(9)，所述主轴(9)由电机本体(8)内延伸出，所述电机本体(8)外部设置有安装框架(10)，所述安装框架(10)上设置有散热罩(11)、刹车室(12)、稳定安装壳(13)和转速检测装置(4)，所述散热罩(11)内设置有散热装置(1)，所述刹车室(12)内设置有刹车装置(2)，所述稳定安装壳(13)内设置有稳定装置(3)，所述散热装置(1)、刹车装置(2)和稳定装置(3)均与转速检测装置(4)相连；
所述刹车装置(2)包括设置在刹车室(12)内的主轴(9)上的多个刹车板(201)，所述刹车板(201)沿主轴(9)的径向均匀设置，所述刹车室(12)的内壁上设置有电磁安装板(202)，所述电磁安装板(202)的数量与刹车板(201)的数量相同，所述电磁安装板(202)设置在刹车板(201)的正向，且所述电磁安装板(202)与刹车板(2
01)的转动轨迹无接触，所述刹车板(201)的正面设置有磁性刹车片(203)，所述电磁安装板(202)上设置有与磁性刹车片(201)磁性相同的电磁片(204)。
2.根据权利要求1所述的一种具有快速刹车能力的伺服电机，其特征在于：所述刹车室(12)内部为真空环境，所述刹车室(12)的两端设置有用于主轴(9)通过的轴孔，所述主轴(9)与刹车室(12)之间通过气密轴承相连，所述刹车室(12)的外壁上设置有磁性屏蔽层。
3.根据权利要求1所述的一种具有快速刹车能力的伺服电机，其特征在于：所述散热罩(11)内设置有辅助刹车组件(6)，所述辅助刹车组件(6)包括固定在散热罩(11)内部上的刹车架(601)，所述刹车架(601)上设置有刹车管(602)，所述刹车管(602)连接有三通阀(603)。
4.根据权利要求1所述的一种具有快速刹车能力的伺服电机，其特征在于：所述散热装置(1)包括导热圈(101)和降温管(102)，所述导热圈(101)套接在主轴(9)上，所述导热圈(101)外表面向外延伸出多个散热扇叶(103)，多个所述的散热扇叶(103)沿主轴(9)的径向均匀设置，所述降温管(102)有多个且数量与散热扇叶(103)的数量相同，所述降温管(102)延伸出散热罩(11)且连接有高速进气管(104)，所述降温管(102)的出口端正对着散热扇叶(103)，且所述降温管(102)的出风方向与散热扇叶(103)的转动方向一致。
5.根据权利要求1所述的一种具有快速刹车能力的伺服电机，其特征在于：所述散热罩(11)呈圆筒状结构，所述散热罩(11)的外部与安装框架(10)固定连接，所述散热罩(11)的两端设置有用于穿设主轴(9)穿过
的轴孔，所述主轴(9)与散热罩(11)之间无接触。
6.根据权利要求1所述的一种具有快速刹车能力的伺服电机，其特征在于：所述稳定安装壳(13)的两端设置有用于主轴(9)通过的轴孔，所述稳定安装壳(13)的外壁上设置有磁性屏蔽层，所述稳定装置(3)包括电磁环(301)和固定环(302)，位于稳定安装壳(13)的主轴(9)上环形设置有电磁安装槽(303)，所述电磁环(301)固定在电磁安装槽(303)内，所述固定环(302)套设在主轴(9)及电磁环(301)的外部，所述固定环(302)与电磁环(301)及主轴(9)均无接触，所述固定环(302)的内壁上设置有电磁环(301)，两个所述电磁环(301)的磁性相同。
7.根据权利要求1所述的一种具有快速刹车能力的伺服电机，其特征在于：所述转速检测装置(4)包括检测圆盘(401)和激光器(402)，所述检测圆盘(401)套设在主轴(9)上，所述检测圆盘(401)表面上设置有多个检测槽(403)，多个所述的检测槽(403)检测圆盘(401)的径向均匀间隔设置，所述安装框架(10)上设置有检测架(403)，所述激光器(402)固定在检
测架(403)上，所述激光器(402)的输出端正对着检测圆盘(401)。
8.一种具有快速刹车能力伺服电机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、关闭电机，使电机的主轴(9)停止转动；
步骤200、启动刹车装置(2)，使主轴(9)快速停止转动；
步骤300、检测电机主轴(9)的转动速度；
步骤400、根据主轴(9)的转动速度调节刹车装置(2)的工作强度，在主轴(9)转速为零，也即是电机主轴(9)停止转动后刹车装置(2)停止运作，防止主轴(9)反转。
9.根据权利要求8所述的一种具有快速刹车能力伺服电机的控制方法，其特征在于：步骤200的具体过程为：
步骤201、启动刹车装置(2)，电磁片(204)和电磁刹车板(203)相向设置，二者磁性相同，从而产生斥力，使主轴(9)转速降低；
步骤202、启动辅助刹车组件(6)，向散热扇叶(103)吹风，且吹风方向与散热扇叶(103)移动方向相反，使主轴(9)转速降低。
一种具有快速刹车能力的伺服电机及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及伺服电机技术领域，具体为一种具有快速刹车能力的伺服电机及其控制方法。
背景技术
[0002]伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
[0003]伺服电机的精度要求高，其需要具备快速刹车能力，在现有技术中，常常采用物理接触的手段，利用产生接触时产生的摩擦力来进行减速。当采用上述手段来对转轴进行刹车时，会使转轴受到较大的损伤，损伤的来源有两种，一种是直接接触对转轴造成的损伤，第二种则是摩擦式产生的热量，使转轴温度升高，改变或破坏了转轴的性能，同时该种设置会影响转轴的转动速度，进而影响转轴的使用性能。为了减轻损伤，人们通常在转轴的表面设置耐磨垫板，避免物体与转轴直接接触，但这种方式仍然不能避免摩擦时转轴的温度升高。
发明内容
[0004]为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种具有快速刹车能力的伺服电机及其控制方法，通
过非接触式的刹车方式，在保证对主轴进行快速刹车能力的基础上，避免对主轴造成损伤，实现无损刹车，保证了伺服电机使用性能和使用寿命，能有效的解决背景技术提出的问题。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种具有快速刹车能力的伺服电机，包括电机本体以及主轴，所述主轴由电机本体内延伸出，所述电机本体外部设置有安装框架，所述安装框架上设置有散热罩、刹车室、稳定安装壳和转速检测装置，所述散热罩内设置有散热装置，所述刹车室内设置有刹车装置，所述稳定安装壳内设置有稳定装置，所述散热装置、刹车装置和稳定装置均与转速检测装置相连；
[0007]所述刹车装置包括设置在刹车室内的主轴上的多个刹车板，所述刹车板沿主轴的径向均匀设置，所述刹车室的内壁上设置有电磁安装板，所述电磁安装板的数量与刹车板的数量相同，所述电磁安装板设置在刹车板的正向，且所述电磁安装板与刹车板的转动轨迹无接触，所述刹车板的正面设置有磁性刹车片，所述电磁安装板上设置有与磁性刹车片磁性相同的电磁片。
[0008]进一步地，所述刹车室内部为真空环境，所述刹车室的两端设置有用于主轴通过
的轴孔，所述主轴与刹车室之间通过气密轴承相连，所述刹车室的外壁上设置有磁性屏蔽层。
[0009]进一步地，所述散热罩内设置有辅助刹车组件，所述辅助刹车组件包括固定在散热罩内部上的刹
车架，所述刹车架上设置有刹车管，所述刹车管连接有三通阀。
[0010]进一步地，所述散热装置包括导热圈和降温管，所述导热圈套接在主轴上，所述导热圈外表面向外延伸出多个散热扇叶，多个所述的散热扇叶沿主轴的径向均匀设置，所述降温管有多个且数量与散热扇叶的数量相同，所述降温管延伸出散热罩且连接有高速进气管，所述降温管的出口端正对着散热扇叶，且所述降温管的出风方向与散热扇叶的转动方向一致。
[0011]进一步地，所述散热罩呈圆筒状结构，所述散热罩的外部与安装框架固定连接，所述散热罩的两端设置有用于穿设主轴穿过的轴孔，所述主轴与散热罩之间无接触。[0012]进一步地，所述稳定安装壳的两端设置有用于主轴通过的轴孔，所述稳定安装壳的外壁上设置有磁性屏蔽层，所述稳定装置包括电磁环和固定环，位于稳定安装壳的主轴上环形设置有电磁安装槽，所述电磁环固定在电磁安装槽内，所述固定环套设在主轴及电磁环的外部，所述固定环与电磁环及主轴均无接触，所述固定环的内壁上设置有电磁环，两个所述电磁环的磁性相同。
[0013]进一步地，所述转速检测装置包括检测圆盘和激光器，所述检测圆盘套设在主轴上，所述检测圆盘表面上设置有多个检测槽，多个所述的检测槽沿检测圆盘的径向均匀间隔设置，所述安装框架上设置有检测架，所述激光器固定在检测架上，所述激光器的输出端正对着检测圆盘。
[0014]本发明还提供了一种具有快速刹车能力伺服电机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0015]步骤100、关闭电机，使电机的主轴停止转动；
[0016]步骤200、启动刹车装置，使主轴快速停止转动；
[0017]步骤300、检测电机主轴的转动速度；
[0018]步骤400、根据主轴的转动速度调节刹车装置的工作强度，在主轴转速为零，也即是电机主轴停止转动后刹车装置停止运作，防止主轴反转。
[0019]进一步地，步骤200的具体过程为：
[0020]步骤201、启动刹车装置，电磁片和电磁刹车板相向设置，二者磁性相同，从而产生斥力，使主轴转速降低；
[0021]步骤202、启动辅助刹车组件，向散热扇叶吹风，且吹风方向与散热扇叶移动方向相反，使主轴转速降低。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0023](1)本发明通过设置刹车装置，刹车装置内设置了磁性相同的电磁片和磁性刹车片，磁性刹车片的
位置固定，电磁片安装在刹车板上，当主轴转动带动刹车板转动，且刹车板转动至正对电磁安装板时，电磁片和磁性刹车片相对，利用二者相同磁极相互排斥的原理来达到降低主轴转速，从而使主轴快速刹车的目的，由于刹车装置中设置有多个电磁片，同时也设置了多个磁性刹车片，加强上述的斥力，从而增强刹车装置的刹车效果；[0024](2)本发明的刹车装置中各部件均不与主轴接触，避免了物理摩擦来使主轴刹车
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