制动装置（２８）在制动杆（４２）的每侧上设有一组呈对抗－反对抗构造的形状记忆合金致动器（５８）。制动和释放状态由形状记忆合金致动器的奥氏体转变来控制。在制动器启动过程中，制动致动器的收缩使得摩擦片（５２）与旋转鼓（４０）相接触，这样就形成了制动摩擦扭矩。一旦制动器已经启动，柔性玻璃纤维部件（５２）的变形就通过在鼓和摩擦片之间应用足够的法向力而防止了制动器的释放。相反，在释放致动器变热时，摩擦片松散其夹紧力并且鼓就能自由转动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制动器。
技术介绍
在降低和完全停止一个机械系统的旋转时，使用了不同的制动策略。最普通的制动技术包括粘性制动器、迫使流体通过节流孔的液力制动器、特定流体在可变磁场的应用下改变粘性的磁流变制动器、通过在插入两个电磁铁之间的金属盘内感应涡电流来形成与系统旋转相反的力的电磁制动器、以及两个表面彼此压靠的摩擦制动器。摩擦制动器有很多种，根据摩擦表面的形状和启动原理的性质进行区分。摩擦制动器主要有六种，即鼓式制动器、盘式制动器、带式制动器、机电式制动器、机电式停车制动器和磁粉制动器。鼓式制动器由圆柱形制动面构成，在启动制动器时，一个或多个制动片压在所述制动面上。制动片在制动面上的摩擦使系统的旋转减速。盘式制动器使用夹紧动作来在一个盘和两个安装在卡钳(caliper)中的垫片之间产生摩擦。随着卡钳用置于盘的相对侧面上的垫片来夹紧盘，系统的旋转就被减速。带式制动器由环绕着一个鼓的摩擦带构成。带中的张力与带和鼓之间的夹紧力成比例，这样增大的张力就使鼓的旋转减速。所有这些摩擦制动器可以是液压的、气压的或电动的，只要所选择的启动原理能保证可动的制动元件(制动片、垫片或带)的充分作用。机电式制动器通过电驱动来运行，但是机械地传递扭矩。当电压应用到制动器时，线圈被通电从而形成磁场，这将线圈转化成电磁。所得到的磁通量吸引一个被带入与摩擦垫片相接触的电枢。由于电枢相对于轴固定并且垫片相对于框架固定，制动器的启动就使系统的旋转减速。在很多设计中，当电能被释放时弹簧保持电枢远离制动表面。相反，在一些设计中，在没有应用电能时，一系列弹簧迫使电枢与制动面相接触。这些称作机电式停车制动器的制动器通过将电压应用到线圈而释放，电压的应用会推动电枢远离制动面。在磁粉制动器中，磁粉置于一个腔室中，当没有应用电能时，这些磁粉只是简单地放置。然而，一旦电压应用到位于腔室顶部上的线圈，所形成的磁通量倾向于使磁粉聚集到一起。随着电压增大，磁粉的聚集会更强烈。由于制动器转子穿过这些聚集的磁粉，在转子上形成的阻力就使系统的旋转减速。在修复学(prosthetics)领域，过去已经使用了几种类型的制动器来控制假肢(prosthesis)的部件之间的相对枢轴运动，每个都有各自的优点和缺点。粘性制动器非常适于假肢应用但是在高负荷条件下会泄漏和失效。此外，它们相对高的重量使得它们与其它解决方案相比不那么令人感兴趣。磁流变流体理论上适于其中制动装置的粘性需要快速准确地改变的应用。然而，实际应用显示，这种粘性的改变并不是足够地快速和准确以使得能获得修复学领域中可接受的性能。此外，如同粘性制动器那样，它们相对高的重量不利于它们应用于无需动态制动的应用之中。对于动态制动应用，摩擦制动器是不推荐的，因为接触面的摩擦系数在长期使用之后会改变。然而，它们的简单、紧凑和轻质使得它们是一个令人感兴趣的选择，只要动态制动不是必要的。此外，上述所有的制动装置具有一个共同的局限性它们需要动力来保持启动或非启动。于是，本申请的目标是避免或减轻部分或所有的上述缺点。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种在一对相对可动的部件之间作用的摩擦制动器组件，其包括连接到所述部件之一的制动件、连接到所述部件中另一个的支架、以及连接到所述支架用于与制动件相啮合的摩擦片。第一致动器可在支架上操作来将摩擦片移动至与制动件相啮合。第二致动器可在支架上操作来将摩擦片移动离开制动件。控制器有选择地操作第一和第二致动器上。根据本专利技术的又一方面，提供了一种假肢，其具有一对通过机械接头彼此枢轴地相连接的肢。致动器连接在所述肢之间以实现两者之间的相对运动并且制动器用来约束这种相对运动。制动器可作用在致动器上来约束在接头中的进一步运动。制动装置显示了在没有动力供应时保持启动的给定状态的能力。这种装置的优选实施例采用了形状记忆合金(SMA)的一些特殊性质，也就是形状记忆效应。制动器的优选实施例可以用在膝盖以上截肢者的假肢修复术中，但是并不限于这个具体应用。其可以适于其中制动动作需要在一对部件之间应用的任何常规应用。在优选实施例中，制动器的致动器设有一组形状记忆合金(SMA)导线，其以对抗-反对抗(agonistic-antagonistic)的构造置于制动杆的每侧上。通过应用电流来缩短一组导线，制动和释放状态就由形状记忆合金致动器的奥氏体转变来控制。在制动器启动过程中，制动导线的收缩使得摩擦片与旋转鼓相接触，这样就形成了制动摩擦扭矩。一旦制动器已经启动，柔性玻璃纤维部件的变形就通过在鼓和摩擦片之间应用足够的法向力而防止了制动器的释放。相反，在启动导线的释放时，摩擦片松散其夹紧力并且鼓就能自由转动。一半SMA导线用于制动器的启动而另一半用于制动器的释放。制动放大系数由杠杆枢轴点的位置决定。对于减轻重量来说，铝6061-T6非常适于作为原材料。为了增大制动器的摩擦系数，铝青铜和钢分别用来制造制动片和制动鼓。据估计，根据SMA的规格，5V-50A的电源适于制动器的制动和释放。附图说明从以下结合附图进行的详细描述中，本专利技术的其它特点和优点将会更加明显。图1是具有制动系统的假肢的透视图；图2是图1所用制动系统的放大透视图；图3是图2所示制动系统的装配部件的又一透视图；图4是图1所示制动系统的部件的分解视图；图5是处于启动状态的制动器的自由体受力图；图6是图2所示制动系统中使用的部件的变形分析；图7是图2所示制动器的制动衬片位移的三角形分析；图8是图6所示部件的自由体受力图；和图9是与图8类似的自由体受力图，不过运行模式不同。具体实施例方式这种制动系统在假肢领域对于膝盖之上截肢者已经被开发了并且因此将在这个领域内进行描述从而阐明该系统对于这个努力领域的具体贡献。然而，可以理解到，这种制动系统可以更普遍地应用。因此参考图1，装有动力的假肢10具有连接在下肢14和承窝18之间的膝盖接合组件12。膝盖接合组件12允许承窝18和下肢14之间的相对转动，下肢14又通过悬臂支撑梁20连接到足部15。膝盖接头12的转动由致动器16控制，如22处所示，致动器16枢轴地连接到下肢组件14并且在其相对端连接到分叉臂24，分叉臂24形成了膝盖接合组件12的部件。致动器16是螺旋式致动器，具有可在外壳体内旋转并且通过螺纹与可线性移动的输出轴26相啮合的电枢。电枢的转动引起轴26的纵向位移从而导致致动器16变长或缩短，并且引起膝盖接合组件12中的相应转动。制动器和膝盖接合组件的更多细节可以从本申请人相应的PCT申请中找到，因此在这里就无需进一步描述。为了约束膝盖接合组件12的转动，在致动器16上结合有制动器组件28，在啮合时，其可以操作来约束致动器16的长度变化。制动器组件28的细节从图2、3和4中可以更容易地看到。因此参考图2，致动器16具有带有端盖30的外壳体29。电枢可旋转地安装在壳体29内并且可旋转地支撑在端盖30内突出穿过端盖30的轮毂32上。致动器轴26延伸穿过轮毂32并且通过电枢和轴26之间的螺纹连接可以在电枢旋转时纵向移动。轴26的旋转受到其与吊耳24的连接的约束。轮毂32具有紧固到其上以与轮毂32一起旋转的制动鼓40。制动片支架42通过销钉44枢轴地连接到从致动器16的主体29突出的安装架46。支架42起杠杆的作用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在一对相对可动的部件之间作用的摩擦制动器组件，包括：连接到所述部件之一的制动件，连接到所述部件中另一个的支架；连接到所述支架的摩擦片，用于与所述制动件相啮合；第一致动器，其可在所述支架上操作来将所述摩擦片 移动至与所述制动件相啮合；第二致动器，其可在所述支架上操作来将所述摩擦片移动离开所述制动件；和控制器，其有选择地操作所述第一和第二致动器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔杜普伊斯，斯特凡贝达尔，皮埃尔奥列弗鲁瓦，
申请(专利权)人：维克多姆人体机械公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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