一种电动轮边制动器

技术领域

本发明属于制动器技术领域，具体地，涉及一种电动轮边制动器。

背景技术

电动轮边制动器，采用电力直接驱动，主要用于室外大中型起重机及港口装卸机械工作状态下的防风和非工作状态的辅助防风制动；一般只用在被动车轮上，并进行直接制动，可有效防止被制动的车轮在风力的作用下产生滚动位移。

现有的电动轮边制动器通常采用特制丝杆实现扭矩与推力转换，结构复杂，制造成本高，加工和维修不方便，装配难度大，且工作性能不稳定，由此，亟需加以改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动轮边制动器，包括电动推力装置、基座和两个制动臂，所述基座的两侧分别设有制动臂安装槽，两个所述制动臂的中部分别通过基座轴转动连接在对应侧的制动臂安装槽内，每个所述制动臂上分别螺纹连接有一个与对应侧制动臂安装槽相配合的退距螺栓，每个所述制动臂的前端分别通过瓦用轴铰接有一个制动瓦，所述基座的底部两侧分别设有两个随位簧座，每个随位簧座上分别设有一个随位簧，两个随位簧远离随位簧座的一端分别与对应侧的制动瓦的瓦臂相连接，所述随位簧用于保证两个制动瓦的瓦面相对应，使瓦面平行于对应的车轮，防止制动器打开时制动瓦碰撞到车轮；所述电动推力装置设于基座的后端，两个所述制动臂的后端分别与电动推力装置的固定端和伸缩端转动连接；

所述电动推力装置包括减速机箱、凸轮轴、空心凸轮、导向组件和复位组件，所述减速机箱的两端分别可拆卸连接有减速机盖和端盖，所述凸轮轴、空心凸轮、导向组件和复位组件均设于减速机箱内，所述凸轮轴中部外壁上一体成型有挡盘，所述挡盘的一侧设有从动凸轮，且挡盘的另一侧与复位组件相抵触，所述复位组件滑动套接在凸轮轴上，所述端盖的外侧设有铰接座，内侧设有导向套，所述铰接座通过底座轴与电动推力装置的固定端所对应的制动臂转动连接，所述导向套的内径与凸轮轴的外径相匹配，且凸轮轴通过导向组件与导向套轴向滑动连接，所述复位组件远离挡盘的一端与导向套相抵触，所述空心凸轮转动套接在凸轮轴上且设于挡盘的从动凸轮侧，所述空心凸轮对应于从动凸轮的一端设有与从动凸轮相配合的主动凸轮，所述减速机盖的下端设有通孔，所述空心凸轮远离主动凸轮的一端通过回转轴承与减速机盖的通孔壁转动连接，且空心凸轮中部的外壁上设有齿盘，所述齿盘与减速机盖之间设有套接在空心凸轮外壁上的推力轴承，所述减速机箱内设有可驱动齿盘旋转的减速齿轮组，所述减速齿轮组的输入端通过齿轮轴传动连接有带通电刹车的驱动电机，所述驱动电机连接在减速机箱外部，且驱动电机配套减速齿轮组和复位组件可驱动主动凸轮和从动凸轮相互远离或靠近，进而驱动凸轮轴沿通孔轴向移动；所述凸轮轴远离端盖的一端螺纹连接有调节杆，所述调节杆上滑动连接有位置可调的滑块，所述滑块的上下两端分别通过螺纹锁紧轴与电动推力装置的伸缩端所对应的制动臂转动连接。

优选的，所述基座包括上下对应设置的上基板、下基板和对应连接在上基板、下基板之间的两个支撑板，所述两个支撑板平行设置，所述上基板、下基板的前端对应设置有与制动瓦相配合的让槽，该基座结构稳定，加工方便，且便于与本装置其他部件的装配。

优选的，所述随位簧采用扭簧，制作简单，安装方便。

优选的，所述减速机盖和端盖分别通过螺栓与减速机箱可拆卸连接，方便组装和维护。

优选的，所述复位组件采用碟簧组。碟簧组具有以小变形承受大负荷的特性，适用于轴向空间要求较小的结构中，它比螺旋弹簧有较大的吸震能力，常用于负荷较大、轴向尺寸受到限制及工作行程较小的结构中。当需要较大变形量时，可采用多组正反配对重叠的弹簧片安置在轴上。

优选的，所述导向组件包括设于导向套内侧的导向槽和可拆卸连接在导向槽内的导向平键，所述凸轮轴远离减速机盖的一端设有与导向平键相匹配的滑动槽，所述导向平键与滑动槽滑动连接，通过导向组件对凸轮轴提供轴向位移导向。

优选的，所述导向套的内侧对称设置有两个导向槽，每个所述导向槽内均通过螺栓连接有一个导向平键，所述凸轮轴上对应设有两个分别与两个所述导向平键滑动连接的滑动槽，可平衡两个导向平键的受力，延长装置的使用寿命。

空心凸轮与齿盘可分体加工后固定连接，也可一体加工，优选的，所述空心凸轮与齿盘采用一体结构，加工方便且机械强度高，有利于保证装置的可靠、长周期使用。

优选的，所述调节杆为螺纹杆，且调节杆上螺纹连接有两个锁紧螺母，两个所述锁紧螺母分别设于滑块的两侧，通过调整滑块在调节杆上的位置，可适应于多种不同规格的车轮的制动需要。

本发明还包括能够使该电动轮边制动器正常使用的其它装置或组件，均为本领域的常规技术手段；另外，本发明中未加限定的装置和组件均采用本领域中的常规技术手段，如减速齿轮组、带通电刹车的驱动电机等。

本发明的工作原理是，本装置主要用于夹紧起重机车轮，在起重机受到横向载荷时不会发成车轮的滚动，保证车轮和导轨间是滑动摩擦。从而有效地防止起重机事故发生。通过配备结构新颖的电动推力装置，在设备安装调试过程中，设定补偿行程，使制动瓦上的制动块对车轮有额定的预压力。在预压力的作用下，保证车轮的制动效果。当起重机需要工作时，电动推力装置的驱动电机得电，凸轮轴沿轴向缩进减速机箱中，制动臂打开工作退距，保证车轮可以正常转动。制动臂打开到额定退距后，电动推力装置的通电刹车通电，从而抱紧驱动电机的转子，使工作状态保持，电动推力装置的驱动电机断电，从而以低能耗保持制动器开闸状态。当出现紧急情况或主机断电时，凸轮轴在碟簧力作用下快速弹出，从而使本装置快速夹紧车轮，完成抱闸。

另外，本装置通过驱动电机带动减速齿轮组，可安全可靠地实现较大扭矩的推力转换，从而增加轮边制动的安全性和稳定性。所述带通电刹车的驱动电机在工作时，驱动电机通电，刹车断电，刹车处于断开状态；驱动电机断电时，刹车通电保持制动状态，防止驱动电机失电时凸轮轴在碟簧组的复位力下复位，提高装置的安全性。本装置可通过配套设置行程开关给驱动电机到位信号，保证驱动电机旋转到位后断电，使刹车得电保持制动，实现一级限位；还可通过给驱动电机设定时间极限，当工作达到时间极限后切断驱动电机的电源，使刹车得电保持制动，实现二级限位；本装置的凸轮轴在前进过程中由端盖提供机械限位，当凸轮轴碰到端盖，无法继续动作，驱动电机电流过大从而自动开启驱动电机配套的保护装置使驱动电机断电，进而使刹车得电保持制动，实现三级限位。通过三级限位设置，可极大的提高装置工作的平稳性和安全性，所述电动推力装置的空心凸轮通过回转轴承装在减速机盖上，具有旋转自由度，凸轮轴受到端盖导向套内的导向平键的轴向约束，失去旋转自由度，只有沿空心凸轮进行轴向移动的自由度。通过空心凸轮的齿盘给空心凸轮添加转矩，在转矩作用下，空心凸轮进行旋转，推动与之配合的凸轮轴沿轴向运动，从而将输入的转矩转变成轴向的推力，凸轮轴在前进过程中由端盖提供机械限位，当凸轮轴碰到端盖时，无法继续动作，保证从动凸轮与主动凸轮在凸轮轴发生最大轴向位移时不相互脱离，从而保证凸轮轴根据需要实现可靠的伸缩动作。正常工作时是通过行程开关给定到位信号，使驱动电机停止工作。机械限位是最后一级保护，一般不会用到。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本装置制造成本更低，加工和维修方便，装配快速，而且整体结构简单，可实现低能耗环保运行，且在工作过程中可实现多级限位保护，安全性高，能够显著提高电动轮边制动器工作的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是实施例中本发明的一个视角的立体结构示意图。

图2是实施例中本发明的另一个视角的立体结构示意图。

图3是实施例中本发明的基座的立体结构示意图。

图4是实施例中本发明的电动推力装置的整体结构示意图。

图5是实施例中本发明的电动推力装置的内部结构示意图。

图6是实施例中本发明的电动推力装置的局部结构爆炸示意图。

图7是实施例中本发明的端盖的内侧结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图以及具体实施例对本发明进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例

如图1～3所示，本发明提供了一种电动轮边制动器，包括电动推力装置1、基座2和两个制动臂3，所述基座2的两侧分别设有制动臂安装槽4，两个所述制动臂3的中部分别通过基座轴5转动连接在对应侧的制动臂安装槽4内，每个所述制动臂3上分别螺纹连接有一个与对应侧制动臂安装槽4相配合的退距螺栓6，每个所述制动臂3的前端分别通过瓦用轴7铰接有一个制动瓦8，所述基座2的底部两侧分别设有两个随位簧座9，每个随位簧座9上分别设有一个扭簧10，两个扭簧10远离随位簧座9的一端分别与对应侧的制动瓦8的瓦臂相连接，所述扭簧10用于保证两个制动瓦8的瓦面相对应，使瓦面平行于对应的车轮，防止制动器打开时制动瓦8碰撞到车轮；所述电动推力装置1设于基座2的后端，两个所述制动臂3的后端分别与电动推力装置1的固定端和伸缩端转动连接；

如图4～6所示，所述电动推力装置1包括减速机箱101、凸轮轴102、空心凸轮103、导向组件和碟簧组104，所述减速机箱101的两端分别通过螺栓连接有减速机盖105和端盖106，所述凸轮轴102、空心凸轮103、导向组件和碟簧组104均设于减速机箱101内，所述凸轮轴102中部外壁上一体成型有挡盘107，所述挡盘107的一侧设有从动凸轮108，且挡盘107的另一侧与碟簧组104相抵触，所述碟簧组104滑动套接在凸轮轴102上，所述端盖106的外侧设有铰接座109，内侧设有导向套110，所述铰接座109通过底座轴111与电动推力装置1的固定端所对应的制动臂3转动连接，所述导向套110的内径与凸轮轴102的外径相匹配，且凸轮轴102通过导向组件与导向套110轴向滑动连接，所述碟簧组104远离挡盘107的一端与导向套110相抵触，所述空心凸轮103转动套接在凸轮轴102上且设于挡盘107的从动凸轮108侧，所述空心凸轮103对应于从动凸轮108的一端设有与从动凸轮108相配合的主动凸轮112，所述减速机盖105的下端设有通孔，所述空心凸轮103远离主动凸轮112的一端通过回转轴承113与减速机盖105的通孔壁转动连接，且空心凸轮103中部的外壁上设有齿盘114，所述齿盘114与减速机盖105之间设有套接在空心凸轮103外壁上的推力轴承115，所述减速机箱105内设有可驱动齿盘114旋转的减速齿轮组116，所述减速齿轮组116的输入端通过齿轮轴117传动连接有带通电刹车的驱动电机118，所述驱动电机118连接在减速机箱101外部，且驱动电机118配套减速齿轮组116和碟簧组104可驱动主动凸轮112和从动凸轮108相互远离或靠近，进而驱动凸轮轴102沿通孔轴向移动；所述凸轮轴102远离端盖106的一端螺纹连接有调节杆119，所述调节杆119上滑动连接有位置可调的滑块120，所述滑块120的上下两端分别通过螺纹锁紧轴121与电动推力装置1的伸缩端所对应的制动臂3转动连接。

如图3所示，所述基座2包括上下对应设置的上基板201、下基板202和对应连接在上基板201、下基板202之间的两个支撑板203，所述两个支撑板203平行设置，所述上基板201、下基板202的前端对应设置有与制动瓦8相配合的让槽204，该基座2结构稳定，加工方便，且便于与本装置其他部件的装配。

如图6～7所示，所述导向组件包括设于导向套110内侧且对称分布的两个导向槽122和两个导向平键123，每个导向槽122内均通过螺栓连接有一个导向平键123，所述凸轮轴102远离减速机盖105的一端设有两个与导向平键123相匹配的滑动槽124，所述导向平键123与滑动槽124滑动连接，通过导向组件对凸轮轴102提供轴向位移导向。所述空心凸轮103与齿盘114采用一体结构，加工方便且机械强度高，有利于保证装置的可靠、长周期使用。

如图1～2及图4～5所示，所述调节杆119为螺纹杆，且调节杆119上螺纹连接有两个锁紧螺母125，两个所述锁紧螺母125分别设于滑块120的两侧，通过调整滑块120在调节杆119上的位置，可适应于多种不同规格的车轮的制动需要。

本发明的工作原理是，本装置主要用于夹紧起重机车轮，在起重机受到横向载荷时不会发成车轮的滚动，保证车轮和导轨间是滑动摩擦。从而有效地防止起重机事故发生。通过配备结构新颖的电动推力装置1，在设备安装调试过程中，设定补偿行程，使制动瓦8上的制动块对车轮有额定的预压力。在预压力的作用下，保证车轮的制动效果。当起重机需要工作时，电动推力装置1的驱动电机118得电，凸轮轴102沿轴向缩进减速机箱101中，制动臂3打开工作退距，保证车轮可以正常转动。制动臂3打开到额定退距后，电动推力装置1的通电刹车通电，从而抱紧驱动电机118的转子，使工作状态保持，电动推力装置1的驱动电机118断电，从而以低能耗保持制动器开闸状态。当出现紧急情况或主机断电时，凸轮轴102在碟簧力作用下快速弹出，从而使本装置快速夹紧车轮，完成抱闸。

另外，本装置通过驱动电机118带动减速齿轮组116，可安全可靠地实现较大扭矩的推力转换，从而增加轮边制动的安全性和稳定性。所述带通电刹车的驱动电机118在工作时，驱动电机118通电，刹车断电，刹车处于断开状态；驱动电机118断电时，刹车通电保持制动状态，防止驱动电机118失电时凸轮轴102在碟簧组104的复位力下复位，提高装置的安全性。本装置通过配套设置行程开关(图中未示出)给驱动电机118到位信号，保证驱动电机118旋转到位后断电，使刹车得电保持制动，实现一级限位；通过给驱动电机118设定时间极限，当工作达到时间极限后切断驱动电机118的电源，使刹车得电保持制动，实现二级限位；本装置的凸轮轴102在前进过程中由端盖106提供机械限位，当凸轮轴102碰到端盖106，无法继续动作，驱动电机118电流过大从而自动开启驱动电机118配套的保护装置使驱动电机118断电，进而使刹车得电保持制动，实现三级限位。通过三级限位设置，可极大的提高装置工作的平稳性和安全性，所述电动推力装置1的空心凸轮103通过回转轴承113装在减速机盖105上，具有旋转自由度，凸轮轴102受到端盖106的导向套110内的导向平键123的轴向约束，失去旋转自由度，只有沿空心凸轮103进行轴向移动的自由度。通过空心凸轮103的齿盘114给空心凸轮103添加转矩，在转矩作用下，空心凸轮103进行旋转，推动与之配合的凸轮轴102沿轴向运动，从而将输入的转矩转变成轴向的推力，凸轮轴102在前进过程中由端盖106提供机械限位，当凸轮轴102碰到端盖106时，无法继续动作，保证从动凸轮108与主动凸轮112在凸轮轴102发生最大轴向位移时不相互脱离，从而保证凸轮轴102根据需要实现可靠的伸缩动作。正常工作时是通过行程开关给定到位信号，使驱动电机118停止工作。机械限位是最后一级保护，一般不会用到。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。