一种形状记忆合金弹簧温驱摩擦式制动装置的制作方法

本实用新型涉及一种制动装置，尤其涉及一种形状记忆合金弹簧温驱摩擦式制动装置。

背景技术：

形状记忆合金是一种可由外部温度场控制的新型功能材料，具有形状记忆效应和超弹性，在高温下加工定形，冷却至低温时使之产生残余变形，当温度升高时，形状记忆合金残余变形消失而恢复到高温时的形状。在恢复形状的过程中若形状记忆合金受到外加约束就会产生一个很大的回复力，利用形状记忆合金这种热驱动特性可制成形状记忆合金弹簧，利用轴向约束状态下形状记忆合金弹簧在温度升高的情况下自由伸缩的功能，达到温感驱动器的功能。

中国专利CN 103261729A公开的一种摩擦制动器，其利用摩擦制动衬对制动盘挤压来产生的摩擦力，进而提高摩擦制动衬与制动盘之间楔形斜面产生的夹紧力，最终提升了摩擦制动器的制动性能；中国专利CN 105715705A公开了一种高能摩擦制动器，其利用车轮转速传感器对下机位中的鼓式部分制动和盘式部分制动发出制动信号，使得鼓式部分主缸经凸轮、滚轮传递到制动蹄上和盘式部分制动主缸经增力机构、四连杆机构传递到制动钳上，实现了大功率高能制动；中国专利CN 103453053A公开了一种磁流变制动器，其利用拉伸弹簧和封闭腔压力油的作用将励磁线圈供磁制动模式快速转化为永磁体制动模式，保证了磁流变制动器可提供持续的制动力矩；中国专利CN 205423620U公开了一种形状记忆合金补偿磁流变制动器，其有效的利用了磁流变液的磁流变效应和形状记忆合金的热力学性能，保证了制动装置在不同温度环境下的制动需求。

但这些摩擦制动器采用的是电子机械控制下的圆盘摩擦制动，但由于是电控制的制动器往往在制动过程中的能量耗散及温度场变化导致制动性能会大幅下降，使得制动器的稳定性也随之变差。因此，研究出一种既能满足制动过程中的高温制动工作，又能显著提高制动效能的摩擦制动装置，已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种形状记忆合金弹簧温驱摩擦式制动装置，通过形状记忆合金驱动机构感知外在工况温度，实时驱动摩擦圆筒与制动圆筒的贴合来提供制动力矩，从而保证高温环境下的制动性能和稳定性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种形状记忆合金弹簧温驱摩擦式制动装置，包括外壳、制动轴和制动盘，所述外壳包括左壳体、右壳体和外圆筒，其中，左壳体和右壳体分别与外圆筒的两端固定连接；所述制动轴的左端穿过右壳体后伸入外壳内，并延伸至左壳体，且制动轴分别通过轴承与左壳体和右壳体相连；所述制动盘位于外壳内，并套设在制动轴上，且与制动轴固定连接；其特征在于：在外圆筒与制动盘之间设有数组形状记忆合金驱动机构，所述形状记忆合金驱动机构包括导向柱、形状记忆合金弹簧和摩擦片，所述摩擦片呈弧形，且当摩擦片与制动盘紧贴时，各摩擦片相连形成一摩擦圆筒，所述摩擦圆筒与制动盘的轴心线重合；

在外圆筒的内侧对应各形状记忆合金驱动机构分别设有一导向杆，所述导向杆的长度方向与外圆筒的径向一致；所述导向柱的一端与摩擦片相连，另一端具有导向槽，该导向柱通过导向槽套设在导向杆上，并与导向杆滑动配合相连；所述形状记忆合金弹簧位于外圆筒与摩擦片之间，并套设在导向柱上，其一端与摩擦片固定连接，另一端与外圆筒固定连接，且摩擦片与制动盘之间具有间隙。

进一步地，所述形状记忆合金驱动机构为8组，并绕制动盘一周均匀分布。

进一步地，在左壳体和右壳体上，对应各形状记忆合金驱动机构分别开有一通气孔。

进一步地，所述左壳体的中部向左凸出形成左套管，在左套管的端部设有连接盘，在连接盘与做套管端面之间设有密封圈；右壳体的中部向右凸出形成右套管，在右套管的端部设有密封盖，所述密封盖套设在制动轴上，并与右套管固定连接；在密封盖与制动轴之间设有毛毡圈。

进一步地，所述摩擦盘、导向柱、导向杆和外圆筒均由硬质耐磨材料制成。

进一步地，在左壳体和右壳体的下侧分别设有一定位底盘。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、该制动装置采用的是制动圆筒与摩擦片之间的摩擦制动机理，比一般的盘式摩擦制动具有更大的摩擦面积，可显著的提升制动装置的制动性能。

2、采用多组均匀分布的形状记忆合金驱动机构，使得驱动力增大的同时又保证了均衡性，提高了制动装置的稳定性。

3、制动过程形状记忆合金驱动机构感知环境温度就能够实现制动，而不需要采用其它辅助电控制机构，实现了制动装置的节能环保、安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1沿A—A向的剖视图。

图中：11—左壳体，12—右壳体，13—外圆筒，2—制动轴，3—制动盘，41—导向柱，42—形状记忆合金弹簧，43—摩擦片，5—导向杆，6—通气孔，7—连接盘，8—密封盖，9—定位底盘。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：参见图1，一种形状记忆合金弹簧温驱摩擦式制动装置，包括外壳、制动轴2和制动盘3。所述外壳包括左壳体11、右壳体12和外圆筒13，其中，左壳体11和右壳体12分别与外圆筒13的两端固定连接；在左壳体11和右壳体12的下侧分别设有一定位底盘9，以便于使用时对制动装置进行安装固定。所述制动轴2的左端穿过右壳体12后伸入外壳内，并延伸至左壳体11，且制动轴2分别通过轴承与左壳体11和右壳体12相连；其中，所述轴承通过轴肩与弹性挡圈固定；所述制动盘3位于外壳内，并套设在制动轴2上，且与制动轴2固定连接。具体实施时，所述左壳体11的中部向左凸出形成左套管，在左套管的端部设有连接盘7，在连接盘7与做套管端面之间设有密封圈；右壳体12的中部向右凸出形成右套管，在右套管的端部设有密封盖8，所述密封盖8套设在制动轴2上，并与右套管固定连接；在密封盖8与制动轴2之间设有毛毡圈；从而通过连接盘7和密封盖8将轴承封闭在外壳内，减少灰尘对轴承的污染。

在外圆筒13与制动盘3之间设有数组形状记忆合金驱动机构，所述形状记忆合金驱动机构包括导向柱41、形状记忆合金弹簧42和摩擦片43，所述摩擦片43呈弧形，且当摩擦片43与制动盘3紧贴时，各摩擦片43相连形成一摩擦圆筒，所述摩擦圆筒与制动盘3的轴心线重合。实际制作时，所述形状记忆合金驱动机构为8组，并绕制动盘3一周均匀分布；使驱动力增大的同时又保证了均衡性，以提高制动装置的稳定性。

在外圆筒13的内侧对应各形状记忆合金驱动机构分别设有一导向杆5，所述导向杆5的长度方向与外圆筒13的径向一致；具体实施时，该导向杆5与外圆筒13成型为一体，从而使整体稳定性更好。所述导向柱41的一端与摩擦片43相连，另一端具有导向槽，该导向柱41通过导向槽套设在导向杆5上，并与导向杆5滑动配合相连；所述形状记忆合金弹簧42位于外圆筒13与摩擦片43之间，并套设在导向柱41上，其一端与摩擦片43固定连接，另一端与外圆筒13固定连接，且摩擦片43与制动盘3之间具有间隙。在左壳体11和右壳体12上，对应各形状记忆合金驱动机构分别开有一通气孔6；以便于热空气能够快速进入外壳内，从而使形状记忆合金弹簧42能够更快地感应外界温度，从而快速作出相应变化。

具体实施时，所述摩擦盘、导向柱41、导向杆5和外圆筒13均由硬质耐磨材料制成，从而保证制动力矩较大时，导向柱41与导向杆5不会受损。

工作过程中，当环境工况温度升高时，热气流通过通气孔6进入外壳内，形状记忆合金驱动机构感应到外界温度后，形状记忆合金弹簧42感温驱动摩擦片43与制动盘3贴合产生摩擦，从而使制动轴2停止转动；当环境温度降低时，形状记忆合金弹簧42收缩拉回摩擦片43回到原始位置，使摩擦片43与制动轴2分离，从而使制动轴2重新恢复转动。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。