[发明专利]制动机构与动力致动器

说明书

本发明涉及用来抑制工作端如提供有回位弹簧的阀或阻尼器的操作速度的制动机构和采用该制动机构的动力致动器。

做为常规动力致动器，采用将阀或阻尼器作为工作端的弹簧回位型致动器。在该弹簧回位型致动器中，驱动马达的转动力通过减速机构，传送到工作端，提高扭矩，从而打开或关闭构成工作端的阀或阻尼器，该阀或阻尼器提供有回位弹簧。当由于电源故障或类似原因造成电源供不到驱动马达时，回位弹簧的力(回复力)将阀或阻尼器强制全关闭或全打开。在强制全关闭或全打开阀或阻尼器的回复过程中，产生制动力(制动扭矩)以缓和全关闭或全打开过程产生的冲量。该回复过程的制动方法的一个例子包括下面方法或类似方法。

I.利用重力的惯性制动法

II.利用摩擦的调速器法

III.利用空气阻力的推进器法

I.利用重力的惯性制动法

如图16A所示，该方法中，制动机构1带有一个转盘1-1，与连在工作端的电源传送线路，在线路中间转动连接。重物1-2A和1-2B排放在转盘1-1上，并通过弹簧1-3A和1-3B与转动中心相连。这可以在回复过程中增加转动惯量，抑制工作端操作速度的增加。这种情况下，转动惯量可以由离心力即转速来改变，如图16B所示，相对于转速N，制动扭矩T_B基本稳定。相应地，工作端的操作速度(回位速度)，从回复开始到回复结束，会表现如图16c所示的特性。

图16c所示的特性可表示为：

dw/dt＝(TS-T_B)/J

转动惯量J与速度平方成正比例增加，制动扭矩T_B与转速无关保持稳定。

II.利用摩擦的调速器法

如图17A所示，该方法中，制动机构2带有一个壳体2-1，与连在工作端的电源传送线路，在线路中间的转动连接。鼓轮2-2A和2-2B安装在壳体2-1内，并通过弹簧2-3A和2-3B与转动中心相连。回复过程中，鼓轮2-2A和2-2B由离心力推向向外放射的方向，在它们和壳体2-1之间产生摩擦，从而抑制工作端操作速度的增加。这种情况下，制动扭矩T_B大约从转速No开始增加，该速度时，鼓轮2-2A和2-2B开始产生与壳体的摩擦，如图17B所示，摩擦与转速N基本成正比。相应地，工作端的回复速度从回复开始到回复结束将表现如图17c所示的特性。

图17c所示的特性可表示为：

dω/dt＝(TS-T_B)/J

当转速等于或小于预定值时，制动扭矩T_B不变，当转速超过预定值时，开始变化。

III.利用空气阻力的推进器法

如图18A所示，该方法中，制动机构3带有一个推进器3-1，与连在工作端的电源传送线路，在线路中间转动连接。回复过程中，推进器3-1转动，由空气阻力产生制动力，从而抑制工作端操作速度的增加。这种情况，制动扭矩T_B大约与转速N基本成正比关系增加，如图18B所示。相应地，工作端的回复速度从回复开始到回复结束将表现如图18c所示的特性。

图18c所示的特性可表示为：

dω/dt＝(TS-T_B)/J

制动扭矩T_B会随转速变化。

但是，根据这类常规弹簧回位型致动器，由于与转速N成正比例的制动力不能在惯性制动法I中得到，因此在工作端的回复操作中不能获得稳定操作速度。由于产生制动力部分在调速器法II中产生摩擦，因此由于摩擦会导致性能下降。由于就形状而言，制动力在推进器法III中受到限制，因此不能获得大的制动力，为了获得大的制动力就需要大的形状。任一种方法中，改变工作端回复时间的结构是复杂的。

本发明的目的之一在于提供能获得与转速成正比的稳定制动力的制动机构和动力致动器。

本发明的另一目的在于提供能在小型的结构中获得大的制动力的制动机构和动力致动器。

本发明的再一目的在于提供能改变工作端回复时间的制动机构和动力致动器。

为了达到本发明的上述目的，提供了一套制动机构，它包括：一个转动传送机构，在由驱动源提供的第一转动方向上，传送至少一个转动力，该转动传送机构被给与一个在与第一转动方向相反的第二转动方向上的回复趋势：一个带有与转动传送机构转动连接的输出轴的马达设备；和一个制动装置，在第一转动方向上向所述输出轴产生一个扭矩，该输出轴在与驱动源断开后，通过转动传送机构构，根据回复趋势转动，在第二个旋转方向上回复，从而抑制了转动传送机构的回复转动。