基于永磁电磁混合制动的航母阻拦系统、装置及制动机制造方法及图纸

本发明专利技术提供了基于永磁电磁混合制动的航母阻拦系统、装置及制动机，制动机包括两个制动单元，每个制动单元的定子包括均为金属导磁材料的外层和内层和非导磁材料的中层部，线圈缠绕于外层和内层之间的空隙，永磁体和转子导磁齿分设于线圈两侧，永磁体可在定子内通过气缸调节其在定子内的位置。本发明专利技术通过调节永磁体工作个数和线圈电流大小改变磁场强度，从而达到调节阻拦索力的大小，且利用循环水冷却装置散热，散热效果好。

Aircraft arresting system, brake device and permanent magnet hybrid electromagnetic brake based on

The invention provides a device and a brake block carrier system and permanent magnet hybrid electromagnetic brake on brake comprises two brake unit, each unit includes a stator brake for metal magnetic material and the outer and inner layer of non-magnetic material, the gap between the outer winding layer and an inner layer, a permanent magnet and the rotor magnetic teeth are respectively arranged on both sides of the coil and the permanent magnet in the stator by adjusting the cylinder within the stator position. By adjusting the number of the work of the permanent magnet and the magnitude of the coil current, the magnetic field strength is changed so as to adjust the size of the stopping cable force, and the cooling device is used for radiating the heat and the heat dissipation effect is good.

【技术实现步骤摘要】
基于永磁电磁混合制动的航母阻拦系统、装置及制动机
本专利技术属于航母舰载机着舰拦阻
，尤其是涉及一种基于永磁与电磁混合制动的航母阻拦系统及其阻拦装置。
技术介绍
现代固定翼舰载机飞行速度约200-300km/h，为使其在长度有限的航母甲板上安全着舰，必须安装航母阻拦系统。现有技术中大多数航母采用液压缓冲式阻拦装置，它包含多种精密控制阀，动密封等，结构复杂，成本高昂，同时耗去大量电力，技术难度大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种结构简单，成本低廉，控制方便，响应速度快，力矩可调，且耗电少的基于永磁与电磁混合制动的航母阻拦系统及其阻拦装置，以解决上述技术问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于永磁电磁混合制动的航母阻拦制动机，包括对称设置于一根传动轴的两个液冷式永磁制动单元，每个液冷式永磁制动单元包括定子、转子和线圈，所述定子固定不动且相对传动轴转动连接，转子与传动轴相固定；所述转子设有沿圆周分布的导磁齿；所述定子包括均为圆筒形的外层和内层，其中外层和内层均为金属导磁材料；外层套于内层之外，两者之间存有间隙，所述线圈缠设于所述间隙的中部，转子的导磁齿嵌入所述间隙且位于线圈的一侧，线圈另一侧的间隙中设有分别与定子的外层的内表面和内层的外表面相贴合的中层部，中层部为金属非导磁材料；所述定子内部开设有至少一圈永磁部容纳孔圈，且每圈包括以传动轴为圆心均布的多个永磁部容纳孔，每个永磁部容纳孔的轴心位于传动轴的径向方向，每个永磁部容纳孔由开设于定子外层的上部盲孔、贯通开设于中层部的中部通孔和开设于定子内层的下部盲孔拼接组成；定子外层设有与上部盲孔孔顶贯通的气管快插接头，定子内层设有与下部盲孔孔底贯通的气管快插接头；每个永磁部容纳孔中容纳有一永磁部，所述永磁部包括衔铁和容纳于衔铁内的永磁体；永磁部能在永磁部容纳孔中沿传动轴的径向移动，且下部盲孔的孔深长度与中部通孔的长度之和大于永磁部的长度；且永磁部的永磁体的长度满足以下条件：当永磁部顶端抵顶上部盲孔的孔顶时，永磁体的上、下两端部分别嵌入上部盲孔、下部盲孔内。进一步，转子通过连接件与传动轴相固定。进一步，导磁齿之间还设有加强筋。进一步，所述转子导磁齿的齿顶圆弧与所述定子外层内表面圆弧之间保持约1.5毫米的间隙；所述转子导磁齿的齿底圆弧与所述定子内层外表面圆弧之间保持约1.5毫米的间隙。进一步，定子还设有为定子降温的水冷机构。进一步，所述水冷机构包括：定子外层表面有进出水口，内部有冷却水道；定子内层表面有进出水口，内部也设有冷却水道。本专利技术还提出了基于永磁电磁混合制动的航母阻拦装置，包括左右布置的两台上述的基于永磁电磁混合制动的航母阻拦制动机。本专利技术还提出了基于永磁电磁混合制动的航母阻拦系统，包括上述的基于永磁电磁混合制动的航母阻拦装置。进一步，本系统还包括中央集中控制器、气缸系统、复位装置、速度采集装置、可调支撑、包含水冷机构的循环水冷却装置、滑轮缓冲装置、拉力传感器、阻拦索、滑轮；循环水冷却装置通过其水冷机构为阻拦装置散热，防止制动力矩热衰退，增强其持续制动能力；复位装置对阻拦后的阻拦索进行回收复位，为下次着舰做准备；中央集中控制器电连接拉力传感器、复位装置、阻拦装置、气缸系统，实现对阻拦索系统进行实时控制。进一步，中央集中控制器通过气缸控制阻拦装置中的永磁体工作个数，调节力矩大小，拉力传感器将信号传给中央集中控制器，中央集中控制器对线圈电流进行控制。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本专利技术的阻拦装置，结构简单，耗电量少且控制方便。阻拦索带动制动机转子旋转，转子导磁齿位于定子内层和外层之间，定子内部均匀放置永磁体，并且有冷却水道，转子随传动轴转动时，与导磁齿正对的定子表面受磁力线切割而产生电涡流，从而在定子表面产生热量，这些热量最后通过冷却水道中的冷却水带走，本专利技术就是利用这种原理不断地消耗和转化飞机的机械能，从而起到制动的作用。本专利技术的阻拦索绕在制动机的传动轴上，结构简单；制动机采用液冷式永磁电磁混合制动机，结构简单，可靠性高；制动机转子转动惯量小，对传动系统影响小；正常状态下利用永磁体提供磁场基本不耗电使阻拦系统有较快的制动响应，工作状态时永磁体和线圈同时工作提供磁场，同时可以调节永磁体工作个数和线圈电流大小改变磁场强度，从而达到调节阻拦索力的大小，利用循环水冷却装置散热，散热效果好。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术一种基于永磁电磁混合制动的航母阻拦索系统示意图；图2为制动机处于工作状态时的剖视示意图；图3为制动机在阻拦索复位时永磁体处于非工作状态的剖视示意图；图4为制动机主要结构参数示意图；图5为制动机转子结构示意图；图6为制动机定子的剖视图，此时永磁体处于工作状态位置。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术的基于永磁电磁混合制动的航母阻拦系统，如图1所示，其包括中央集中控制器(1)、气缸系统(2)、复位装置(3)、速度采集装置(4)、阻拦装置(5)、可调支撑(6)、循环水冷却装置(7)、滑轮缓冲装置(8)、拉力传感器(9)、阻拦索(10)、滑轮(11)；循环水冷却装置(7)主要用于为阻拦装置(5)散热，防止制动力矩热衰退，增强其持续制动能力；复位装置(3)对阻拦后的阻拦索进行回收复位，为下次着舰做准备；中央集中控制器电连接拉力传感器(9)、复位装置(3)、阻拦装置、气缸系统，实现对阻拦索系统进行实时控制。所述阻拦装置包含左右两台制动机，每台制动机包括对称设置于一根传动轴(59)的两个液冷式永磁制动单元，每个液冷式永磁制动单元包括定子、转子和线圈，所述定子固定不动且相对传动轴转动连接，转子通过连接件与传动轴相固定，转子(5.7)随传动轴(58)一起旋转；两根阻拦索(10)的一端分别绕在对应的传动轴(58)上；所述转子(57)设有沿圆周分布的导磁齿(571)；较佳的，导磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于永磁电磁混合制动的航母阻拦制动机，其特征在于：包括对称设置于一根传动轴(59)的两个制动单元，每个制动单元包括定子、转子和线圈，所述定子固定不动且相对传动轴转动连接，转子与传动轴相固定；所述转子(57)设有沿圆周分布的导磁齿(571)；所述定子包括均为圆筒形的外层和内层，其中外层和内层均为金属导磁材料；外层套于内层之外，两者之间存有间隙，所述线圈(56)缠设于所述间隙的中部，转子的导磁齿(571)嵌入所述间隙且位于线圈的一侧，线圈另一侧的间隙中设有分别与定子的外层的内表面和内层的外表面相贴合的中层部(54)，中层部为金属非导磁材料；所述定子内部开设有至少一圈永磁部容纳孔圈，且每圈包括以传动轴为圆心均布的多个永磁部容纳孔，每个永磁部容纳孔的轴心位于传动轴的径向方向，每个永磁部容纳孔由开设于定子外层的上部盲孔(521)、贯通开设于中层部的中部通孔(541)和开设于定子内层的下部盲孔(581)拼接组成；定子外层设有与上部盲孔(521)孔顶贯通的气管快插接头(51)，定子内层设有与下部盲孔(581)孔底贯通的气管快插接头；每个永磁部容纳孔中容纳有一永磁部，所述永磁部包括衔铁(53)和容纳于衔铁(53)内的永磁体(55)；永磁部能在永磁部容纳孔中沿传动轴的径向移动，且下部盲孔(581)的孔深长度与中部通孔(541)的长度之和大于永磁部的长度。...

【技术特征摘要】
1.基于永磁电磁混合制动的航母阻拦制动机，其特征在于：包括对称设置于一根传动轴(59)的两个制动单元，每个制动单元包括定子、转子和线圈，所述定子固定不动且相对传动轴转动连接，转子与传动轴相固定；所述转子(57)设有沿圆周分布的导磁齿(571)；所述定子包括均为圆筒形的外层和内层，其中外层和内层均为金属导磁材料；外层套于内层之外，两者之间存有间隙，所述线圈(56)缠设于所述间隙的中部，转子的导磁齿(571)嵌入所述间隙且位于线圈的一侧，线圈另一侧的间隙中设有分别与定子的外层的内表面和内层的外表面相贴合的中层部(54)，中层部为金属非导磁材料；所述定子内部开设有至少一圈永磁部容纳孔圈，且每圈包括以传动轴为圆心均布的多个永磁部容纳孔，每个永磁部容纳孔的轴心位于传动轴的径向方向，每个永磁部容纳孔由开设于定子外层的上部盲孔(521)、贯通开设于中层部的中部通孔(541)和开设于定子内层的下部盲孔(581)拼接组成；定子外层设有与上部盲孔(521)孔顶贯通的气管快插接头(51)，定子内层设有与下部盲孔(581)孔底贯通的气管快插接头；每个永磁部容纳孔中容纳有一永磁部，所述永磁部包括衔铁(53)和容纳于衔铁(53)内的永磁体(55)；永磁部能在永磁部容纳孔中沿传动轴的径向移动，且下部盲孔(581)的孔深长度与中部通孔(541)的长度之和大于永磁部的长度。2.根据权利要求1所述的基于永磁电磁混合制动的航母阻拦制动机，其特征在于：永磁部的所述永磁体(55)的长度满足以下条件：当永磁部顶端抵顶上部盲孔(521)的孔顶时，永磁体的上、下两端部分别嵌入上部盲孔(521)、下部盲孔(581)内。3.根据权利要求1所述的基于永磁电磁混合制动的航母阻拦制动机，其特征在于：导磁齿(571...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德胜，叶乐志，刘增岗，
申请(专利权)人：清华大学天津高端装备研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12