一种智能型制动器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种智能型制动器及其控制方法，其中智能型制动器包括壳体、电机，电机通过传动机构与弹簧座传动相连，弹簧座设于壳体内，壳体内还设有一端与弹簧座固连的制动弹簧，制动弹簧的另一端与壳体固连，弹簧座通过制动臂机构与制动闸瓦传动相连，还包括控制器、与电机同轴相连的编码器，控制器包括驱动模块、CPU模块，CPU模块通过驱动模块与电机电连接，编码器与CPU模块电连接。本发明专利技术能够对制动闸瓦衬垫磨损量进行精确测量；自动调整制动闸瓦间隙；自动测量并自动调节制动力大小；自动调节制动延时时间；能够自动检测制动闸瓦衬垫热衰退情况；降低使用维护工作量，提高工作效率并预防安全事故。

【技术实现步骤摘要】
一种智能型制动器及其控制方法
本专利技术属于制动器领域，特别涉及一种智能型制动器及其控制方法。
技术介绍
制动器广泛的应用于港口、矿山、物流、运输、电厂等领域，其在上述领域起升机构、卷扬机构、矿井提升、行走机构、皮带运输等机构上得到广泛应用。随着设备自动化、智能化程度日益增强以及安全监管日趋严格，对制动器机构自动调整以及制动参数自动检测就显得格外重要。当前制动器具有如下缺点：1、现有制动器利用限位开关进行制动闸瓦衬垫磨损极限检测，不能对制动闸瓦衬垫磨损量进行精确测量。2、现有制动器制动闸瓦打开间隙通常是通过人工调整机械结构来实现，不能对制动闸瓦打开间隙进行精确、自动调整。3、现有制动器制动力大小不能自动测量。4、现有制动器需要人工调节制动弹簧压缩量来调节制动力大小，无法自动调节制动力大小。5、现有制动器只能通过人工手动调节阻尼阀来调节制动时间，调节麻烦且精度和一致性差，不能实现延时制动时间自动调节。6、现有制动器不能对制动闸瓦衬垫热衰退进行自动检测和处理。因此，对制动器进行改进以满足设备和安全监管要求就显得非常迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种智能型制动器及其控制方法，能够对制动闸瓦衬垫磨损量进行精确测量；解决制动闸瓦间隙需要人工调整的麻烦；能够自动测量制动力大小并对制动力大小进行自动调节；自动调节制动延时时间；能够自动检测制动闸瓦衬垫热衰退情况；降低使用维护工作量，提高工作效率并预防安全事故。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种智能型制动器，包括壳体、电机、与电机同轴相连的电磁离合器，电机的输出端通过传动机构与弹簧座传动相连，弹簧座设于壳体内，壳体内还设有一端与弹簧座固连的制动弹簧，制动弹簧的另一端与壳体固连，弹簧座通过制动臂机构与制动闸瓦传动相连，其特征在于，还包括控制器、与电机同轴相连的编码器，控制器包括驱动模块、CPU模块，CPU模块通过驱动模块与电机电连接，编码器与CPU模块电连接；其中：编码器用于测量电机输出轴的角位移信号并将其送至CPU模块；CPU模块用于根据电机输出轴的角位移信号、传动机构传动比、制动臂机构杠杆比计算出制动闸瓦闭合位置，并将计算出的制动闸瓦闭合位置与制动闸瓦初始安装位置进行对比计算，得到制动闸瓦衬垫磨损度。进一步地，还包括交互模块，交互模块与CPU模块电连接；所述CPU模块还用于根据传动机构传动比和制动臂机构杠杆比计算出制动闸瓦打开间隙值，并根据交互模块设置的打开间隙值控制制动闸瓦实际打开间隙值。进一步地，还包括设于制动臂机构上的用于测量制动力大小的测力模块，测力模块的输出端与CPU模块电连接。进一步地，所述CPU模块还用于根据交互模块设置的制动力大小计算出制动弹簧理论压缩量；当CPU模块根据编码器检测到的电机输出轴角位移信号、传动机构传动比、制动臂机构杠杆比计算出制动弹簧实际压缩量；CPU模块通过驱动模块控制电机工作直至制动弹簧实际压缩量等于制动弹簧理论压缩量。进一步地，所述CPU模块还用于根据交互模块设置的延时制动时间调节电机的反转速度以控制制动闸瓦的延时制动时间。进一步地，所述制动闸瓦上还设有用于测量制动闸瓦衬垫温度测温模块，所述测温模块的输出端与CPU模块电连接，CPU模块用于根据测温模块测得的温度值查找对应的制动闸瓦衬垫热衰退程度曲线，当检测到热衰退程度超过预设值时CPU模块控制交互模块报警。作为一种优选方式，本专利技术还提供了一种所述智能型制动器的控制方法，利用编码器测量电机输出轴的角位移信号并将其送至CPU模块，CPU模块根据电机输出轴的角位移信号、传动机构传动比、制动臂机构杠杆比计算出制动闸瓦闭合位置，并将计算出的制动闸瓦闭合位置与制动闸瓦初始安装位置进行对比计算，得到制动闸瓦衬垫磨损度。进一步地，所述CPU模块还用于根据传动机构传动比和制动臂机构杠杆比计算出制动闸瓦打开间隙值，并根据设置的打开间隙值控制制动闸瓦实际打开间隙值。进一步地，所述CPU模块还根据设置的制动力大小计算出制动弹簧理论压缩量；CPU模块根据编码器检测到的电机输出轴角位移信号、传动机构传动比、制动臂机构杠杆比计算出制动弹簧实际压缩量；CPU模块通过驱动模块控制电机工作直至制动弹簧实际压缩量等于制动弹簧理论压缩量。进一步地，所述CPU模块根据制动闸瓦衬垫的温度值查找对应的制动闸瓦衬垫热衰退程度曲线，当检测到热衰退程度超过预设值时报警。与现有技术相比，本专利技术能够对制动闸瓦衬垫磨损量进行精确测量；解决制动闸瓦间隙需要人工调整的麻烦；能够自动测量制动力大小并对制动力大小进行自动调节；自动调节制动时间；能够自动检测制动闸瓦衬垫热衰退情况；降低使用维护工作量，提高工作效率并预防安全事故。附图说明图1为本专利技术实施例1结构示意图。图2为本专利技术实施例2结构示意图。图3为本专利技术实施例3结构示意图。图4为本专利技术实施例4结构示意图。图5为本专利技术电路结构示意图。图6为制动器打开过程流程图。图7为制动器快速制动过程流程图。图8为制动器变力制动过程流程图。图9为制动器延时制动过程流程图。其中，1为推杆机构，101为壳体，102为减速机构，103为制动弹簧，104为滚珠丝杆，105为弹簧座，2为电机，3为编码器，4为电磁离合器，5为制动闸瓦，6为制动臂机构，7为测力模块，8为测温模块，9为控制器，901为驱动模块，902为CPU模块，10为交互模块，1001为显示模块，1002为IO模块，1003为通讯模块。具体实施方式如图1至图4为本专利技术智能型制动器（盘式制动器）四个实施例机械结构示意图，包括壳体101、电机2、与电机2同轴相连的电磁离合器4，电机2的输出端通过传动机构与弹簧座传动相连。在本实施例中，传动机构包括减速机构102和滚珠丝杆104。电机2的输出端通过减速机构102与滚珠丝杆104的一端传动相连，滚珠丝杆104的另一端与弹簧座105相连接。弹簧座105设于壳体101内，壳体101内还设有一端与弹簧座105固连的制动弹簧103，制动弹簧103的另一端与壳体101固连，弹簧座105通过制动臂机构6与制动闸瓦5传动相连，还包括控制器9、与电极同轴相连的编码器3，控制器9包括驱动模块901、CPU模块902，CPU模块902通过驱动模块901与电机2电连接，编码器3与CPU模块902电连接；其中：编码器3用于测量电机2输出轴的角位移信号并将其送至CPU模块902；CPU模块902用于根据电机2输出轴的角位移信号、减速机构102传动比、制动臂机构6杠杆比计算出制动闸瓦5闭合位置，并将计算出的制动闸瓦5闭合位置与制动闸瓦5初始安装位置进行对比计算，得到制动闸瓦5衬垫磨损度。智能型制动器还包括交互模块10，交互模块10与CPU模块902电连接；所述CPU模块902还用于根据减速机构102传动比和制动臂机构6杠杆比计算出制动闸瓦5打开间隙值，并根据交互模块10设置的打开间隙值控制制动闸瓦5实际打开间隙值。智能型制动器还包括设于制动臂机构6上的用于测量制动力大小的测力模块7，测力模块7的输出端与CPU模块902电连接。所述CPU模块902还用于根据交互模块10设置的制动力大小计算出制动弹簧103理论压缩量；当CPU模块902根据编码器3检测到的电机2输出轴角位移信号、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能型制动器，包括壳体（101）、电机（2），电机（2）的输出端通过传动机构与弹簧座（105）传动相连，弹簧座（105）设于壳体（101）内，壳体（101）内还设有一端与弹簧座（105）固连的制动弹簧（103），制动弹簧（103）的另一端与壳体（101）固连，弹簧座（105）通过制动臂机构（6）与制动闸瓦（5）传动相连，其特征在于，还包括控制器（9）、与电机同轴相连的编码器（3），控制器（9）包括驱动模块（901）、CPU模块（902），CPU模块（902）通过驱动模块（901）与电机（2）电连接，编码器（3）与CPU模块（902）电连接；其中：编码器（3）用于测量电机（2）输出轴的角位移信号并将其送至CPU模块（902）；CPU模块（902）用于根据电机（2）输出轴的角位移信号、传动机构传动比、制动臂机构（6）杠杆比计算出制动闸瓦（5）闭合位置，并将计算出的制动闸瓦（5）闭合位置与制动闸瓦（5）初始安装位置进行对比计算，得到制动闸瓦（5）衬垫磨损度。

【技术特征摘要】
1.一种智能型制动器，包括壳体（101）、电机（2），电机（2）的输出端通过传动机构与弹簧座（105）传动相连，弹簧座（105）设于壳体（101）内，壳体（101）内还设有一端与弹簧座（105）固连的制动弹簧（103），制动弹簧（103）的另一端与壳体（101）固连，弹簧座（105）通过制动臂机构（6）与制动闸瓦（5）传动相连，其特征在于，还包括控制器（9）、与电机同轴相连的编码器（3），控制器（9）包括驱动模块（901）、CPU模块（902），CPU模块（902）通过驱动模块（901）与电机（2）电连接，编码器（3）与CPU模块（902）电连接；其中：编码器（3）用于测量电机（2）输出轴的角位移信号并将其送至CPU模块（902）；CPU模块（902）用于根据电机（2）输出轴的角位移信号、传动机构传动比、制动臂机构（6）杠杆比计算出制动闸瓦（5）闭合位置，并将计算出的制动闸瓦（5）闭合位置与制动闸瓦（5）初始安装位置进行对比计算，得到制动闸瓦（5）衬垫磨损度。2.如权利要求1所述的智能型制动器，其特征在于，还包括交互模块（10），交互模块（10）与CPU模块（902）电连接；所述CPU模块（902）还用于根据传动机构传动比和制动臂机构（6）杠杆比计算出制动闸瓦（5）打开间隙值，并根据交互模块（10）设置的打开间隙值控制制动闸瓦（5）实际打开间隙值。3.如权利要求1所述的智能型制动器，其特征在于，还包括设于制动臂机构（6）上的用于测量制动力大小的测力模块（7），测力模块（7）的输出端与CPU模块（902）电连接。4.如权利要求2所述的智能型制动器，其特征在于，所述CPU模块（902）还用于根据交互模块（10）设置的制动力大小计算出制动弹簧（103）理论压缩量；当CPU模块（902）根据编码器（3）检测到的电机（2）输出轴角位移信号、传动机构传动比、制动臂机构（6）杠杆比计算出制动弹簧（103）实际压缩量；CPU模块（902）通过驱动模块（901）控制电机（2）工作直至制动弹簧（103）实际压缩量等于制动弹簧（103）...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊月华，盛国超，
申请(专利权)人：长沙三占惯性制动有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43