一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构
阅读说明：本技术 一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构 (Magnetic friction plate structure for robot joint disc brake ) 是由 不公告发明人 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构公开了一种通过静环形磁体和动环形磁体之间的相斥力使得摩擦制动的静摩擦片和动摩擦片快速分离,同时滚珠和压力传感器相配合对静摩擦片的磨损程度进行监测报警的磁性摩擦片结构,其特征在于动环形磁体通过固定片套置于动摩擦片上,动摩擦片为环状结构,所述动摩擦片的两端端面上均等角度开有多个散热风槽,所述散热风槽为弧形槽,静摩擦片的一端端面上开有环形槽,多个静环形磁体环置于环形槽内部,固定板通过固定螺钉盖置于环形槽口部,静摩擦片的一端端面上开有限位槽孔,限位槽孔贯穿静摩擦片的另一端,锁帽置于限位槽孔的一端上,且位于静摩擦片的一端。(The invention discloses a magnetic friction plate structure for a robot joint disc brake, which enables a static friction plate and a dynamic friction plate to be quickly separated through the repulsive force between a static ring-shaped magnet and a dynamic ring-shaped magnet, and simultaneously, a ball is matched with a pressure sensor to monitor and alarm the abrasion degree of the static friction plate, and is characterized in that the dynamic ring-shaped magnet is sleeved on the dynamic friction plate through a fixed plate, the dynamic friction plate is of a ring-shaped structure, a plurality of radiating air grooves are arranged on the end surfaces of two ends of the dynamic friction plate at equal angles, the radiating air grooves are arc-shaped grooves, an annular groove is arranged on the end surface of one end of the static friction plate, a plurality of static ring-shaped magnets are annularly arranged in the annular groove, the fixed plate is covered at the opening part of the annular groove through a fixed screw, a limit slotted hole is arranged on the end surface of one end of, the lock cap is arranged on one end of the limiting groove hole and is positioned at one end of the static friction plate.)
技术领域
本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构涉及一种用于机器人关节处的盘式制动器的磁性摩擦片结构，属于机器人技术领域。特别涉及一种通过静环形磁体和动环形磁体之间的相斥力使得摩擦制动的静摩擦片和动摩擦片快速分离，同时滚珠和压力传感器相配合对静摩擦片的磨损程度进行监测报警的磁性摩擦片结构。
背景技术
协作型机器人是一种新型的工业机器人，其得以让机器人彻底摆脱护栏或围笼的束缚，为工业机器人的发展开启了新的时代，而目前协作机器人其关节处使用的多为各类盘式制动器，通过控制动、静摩擦片之间的距离来进行摩擦制动，但是动、静摩擦片在解除制动时其互相间分离不彻底，制动器的打开初期，由于动静摩擦片间没有强制分离机构，导致摩擦片才能够从外到内依次分离，在此过程中摩擦片间会产生相对滑动摩擦，从而造成较大的磨损，影响摩擦片的正常使用寿命，而现有技术中通过在动静摩擦片之间增加弹性结构进行分离，但是由于弹性结构会与两端的摩擦片间产生接触，而动静摩擦片之间在制动时会产生相对旋转，从而对弹性结构造成较大的磨损，使得其使用寿命较短，无法满足长时间的作业需求。
公告号CN208236950U公开了一种盘式电磁制动器及机器人关节，该盘式电磁制动器，包括：壳体；电磁铁，第一静摩擦片，动摩擦片，动摩擦片位于电磁铁与第一静摩擦片之间，并安装于待制动的传动轴上，能够在传动轴上进行轴向的滑动，并随传动轴同步转动；动摩擦片与第一静摩擦片之间安装有一弹性元件；该装置通过在动静摩擦片之间设置弹性元件来保证制动打开后摩擦片之间能够快速分离，但是由于动静摩擦片之间具有相当旋转，而弹性元件两端又与摩擦片间相对接触，容易对弹性元件造成严重的磨损，
公告号CN205423629U公开了一种制动器摩擦片自动分离装置；包括：壳体、至少一片动摩擦片、至少一片静摩擦片、活塞、弹簧和花键套；其中，动摩擦片与静摩擦片之间的自由空间内且靠近花键套处设有复位扭簧；该装置通过动静摩擦片之间设置的复位扭簧进行摩擦片的分离，但是由于动静摩擦片之间在制动时会有相对旋转，而扭簧两端又分别于动静摩擦片接触，从而容易对扭簧接触端产生严重的磨损，影响其使用寿命。
发明内容
为了改善上述情况，本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构提供了一种通过静环形磁体和动环形磁体之间的相斥力使得摩擦制动的静摩擦片和动摩擦片快速分离，同时滚珠和压力传感器相配合对静摩擦片的磨损程度进行监测报警的磁性摩擦片结构。
本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构是这样实现的：本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构由动摩擦装置和静摩擦装置组成，动摩擦装置由固定片、动摩擦片、动环形磁体和散热风槽组成，动环形磁体通过固定片套置于动摩擦片上，动摩擦片为环状结构，所述动摩擦片的两端端面上均等角度开有多个散热风槽，所述散热风槽为弧形槽，静摩擦装置由静摩擦片、固定螺钉、静环形磁体、固定板、锁帽、滚珠、弹簧、压力传感器和限位槽孔组成，静摩擦片的一端端面上开有环形槽，多个静环形磁体环置于环形槽内部，固定板通过固定螺钉盖置于环形槽口部，静摩擦片的一端端面上开有限位槽孔，限位槽孔贯穿静摩擦片的另一端，锁帽置于限位槽孔的一端上，且位于静摩擦片的一端，压力传感器置于锁帽上，且位于限位槽孔内部，滚珠置于限位槽孔内部，弹簧置于限位槽孔内部，且位于滚珠和压力传感器之间，所述静摩擦片上设置有控制面板，所述控制面板上置有数据处理器、信号转换器和无线信号收发器，所述无线信号收发器通过数据传输线和信号转换器信号连接，所述信号转换器通过数据传输线和数据处理器信号连接，所述数据处理器通过数据传输线和压力传感器信号连接，所述限位槽孔为变径结构，且直径从一端向另一端递减。
有益效果。
一、 磁性相斥分离，能够促进动摩擦片和静摩擦片在制动后快速分离，分离结构不被相对旋转的摩擦片磨损。
二、能够对摩擦片在过度磨损后进行报警，提醒人员及时更换摩擦片降低事故风险。
三、结构简单，方便实用。
四、成本低廉，便于推广。
附图说明
图1本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构 的结构示意图；
图2本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构 动摩擦片的立体结构图；
图3本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构 静摩擦片的立体结构图；
图4本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构 静摩擦片的结构示意图，其仅仅展示了滚珠处的结构。
附图中
其中为：固定片（1），静摩擦片（2），固定螺钉（3），静环形磁体（4），固定板（5），锁帽（6），滚珠（7），弹簧（8），压力传感器（9），动摩擦片（10），动环形磁体（11），散热风槽（12），限位槽孔（13）。
具体实施方式
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本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构是这样实现的：本发明一种用于机器人关节盘式制动器的磁性摩擦片结构由动摩擦装置和静摩擦装置组成，动摩擦装置由固定片（1）、动摩擦片（10）、动环形磁体（11）和散热风槽（12）组成，动环形磁体（11）通过固定片（1）套置于动摩擦片（10）上，动摩擦片（10）为环状结构，所述动摩擦片（10）的两端端面上均等角度开有多个散热风槽（12），所述散热风槽（12）为弧形槽，静摩擦装置由静摩擦片（2）、固定螺钉（3）、静环形磁体（4）、固定板（5）、锁帽（6）、滚珠（7）、弹簧（8）、压力传感器（9）和限位槽孔（13）组成，静摩擦片（2）的一端端面上开有环形槽，多个静环形磁体（4）环置于环形槽内部，固定板（5）通过固定螺钉（3）盖置于环形槽口部，静摩擦片（2）的一端端面上开有限位槽孔（13），限位槽孔（13）贯穿静摩擦片（2）的另一端，锁帽（6）置于限位槽孔（13）的一端上，且位于静摩擦片（2）的一端，压力传感器（9）置于锁帽（6）上，且位于限位槽孔（13）内部，滚珠（7）置于限位槽孔（13）内部，弹簧（8）置于限位槽孔（13）内部，且位于滚珠（7）和压力传感器（9）之间，所述静摩擦片（2）上设置有控制面板，所述控制面板上置有数据处理器、信号转换器和无线信号收发器，所述无线信号收发器通过数据传输线和信号转换器信号连接，所述信号转换器通过数据传输线和数据处理器信号连接，所述数据处理器通过数据传输线和压力传感器（9）信号连接，所述限位槽孔（13）为变径结构，且直径从一端向另一端递减；
所述信号转换器能够接无线信号收发器的信号，并且进行信号转换；
所述数据处理器和信号转换器进行信息交互，所述数据处理器内存储有计算机可读存储介质；
该计算机可读存储介质被执行时实现以下步骤：对接收到外部信号进行数据处理；
数据处理器由处理组件和存储器组成
处理组件控制数据处理器的整体操作；
处理组件可以包括一个或至少两个处理器来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤；
存储器被配置为存储各种类型的数据以支持数据处理器的操作。
存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存 储器，磁盘或光盘。
所述信号转换器为目前通用的将电信号转化成数字信号转换器。
使用时，将静环形磁体（4）通过固定板（5）配合固定螺钉（3）固定在静摩擦片（2）内，动环形磁体（11）通过固定片（1）固定在动摩擦片（10）的外壁上，两个静摩擦片（2）和动摩擦片（10）配合使用，且对应安装在机器人关节处，使得两个静摩擦片（2）对应位于动摩擦片（10）的两侧，此时，动摩擦片（10）位于限位槽孔（13）的另一端处，动环形磁体（11）与两侧静环形磁体（4）为磁极相斥状态，当机器人关节处进行制动时，机器人关节带动动摩擦片（10）进行移动，克服动环形磁体（11）和静环形磁体（4）之间磁力进行摩擦，对机器人关节处进行制动，在制动完成后能够通过磁极的相斥力迅速使动摩擦片（10）和静摩擦片（2）快速分离，同时静摩擦片（2）内带有过度磨损报警结构，当静摩擦片（2）因长时间使用而变薄时，在进行靠近制动时，动摩擦片（10）和滚珠（7）相接触抵撑，带动弹簧（8）向压力传感器（9）的方向移动，从而将压力传递到滚珠（7）一端的压力传感器（9）上，压力传感器（9）将压力数值传递给数据处理器，数据处理器进行数模转换，并将信号传递给信号转换器，信号转换器将信号传递给无线信号收发器，无线信号收发器将信号传递给机器人的控制系统进行报警；
所述动摩擦片（10）的两端端面上均等角度开有多个散热风槽（12）的设计，能够对动摩擦片（10）和静摩擦片（2）之间摩擦产生的热量进行散除；
所述散热风槽（12）为弧形槽的设计，能够扩大散热风槽（12）的面积，从而进一步的对摩擦产生的热量进行散除；
所述静摩擦片（2）上设置有控制面板，所述控制面板上置有数据处理器、信号转换器和无线信号收发器的设计，配合压力传感器（9），当压力传感器（9）受到滚珠（7）对弹簧（8）的压力时，能够通过控制面板将压力信号传递给机器人控制系统，从而提醒工作人员对静摩擦片（2）的更换；
当静摩擦片（2）长时间使用时，动摩擦片（10）和静摩擦片（2）之间产生磨损，使得限位槽孔（13）的另一端处逐渐磨损，本发明中所述限位槽孔（13）为变径结构，且直径从一端向另一端递减，能够对滚珠（7）进行斜向限位，避免滚珠（7）从受到磨损的限位槽孔（13）另一端处掉出；
所述静环形磁体（4）和动环形磁体（11）相配合的设计，使用时，二者磁极相对，产生斥力，斥力使得静摩擦片（2）和动摩擦片（10）之间留有空隙，从而避免动摩擦片（10）和静摩擦片（2）之间接触造成磨损，
当机器人关节进行制动时，机器人克服斥力带动动摩擦片（10）向静摩擦片（2）的方向进行挤压摩擦从而进行制动，此时，斥力和机器人的驱动力平衡，制动结束后，驱动力消失，斥力带动动摩擦片（10）和静摩擦片（2）快速分离；
所述动摩擦片（10）和滚珠（7）相接触抵撑，配合弹簧（8）的设计，当静摩擦片（2）受到磨损使得限位槽孔（13）的槽口和滚珠（7）之间的距离缩短时，动摩擦片（10）和滚珠（7）相接触抵撑，使得滚珠（7）克服弹簧（8）的弹性应力对压力传感器（9）进行挤压，配合控制面板能够将压力信号传递至机器人控制系统中，进行警示；
达到通过静环形磁体（4）和动环形磁体（11）之间的相斥力使得摩擦制动的静摩擦片（2）和动摩擦片（10）快速分离，同时滚珠（7）和压力传感器（9）相配合对静摩擦片（2）的磨损程度进行监测报警的目的。
需要说明的是，本发明中的具体实施方式，为了简单描述，将数据处理器的数据处理过程，描述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受描述动作的限制，因为依据本发明，某些步骤可以依次进行或者同时进行，其次本领域技术人员也应该知道，说明书中所描述的和涉及的动作，并不一定是本发明所必须的，所述内容仅为本发明的较佳实施案例，不能认为用于限定本发明的实施范围，同时对于本领域的一般技术人员，依据本发明思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书中的内容，不应该理解为对本发明的限制。
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