电动缸、起重机、制动方法、系统及可读存储介质与流程

本发明涉及起重机领域，具体涉及一种电动缸、起重机、制动方法、系统及可读存储介质。

背景技术：

1、在工程机械装备中，传统液压执行器(如液压缸、液压马达)几乎是整机唯一的末端执行机构。近年来随着整机电动化发展的不断深入，由于电动执行器不需要配套的液压系统，可以实现整机从动力源到执行机构完全的电动化，因此取消液压缸、液压马达等传统液压执行零部件，采用电动化替代方案是行业最新的研究方向。

2、工程机械行业应用的液压缸具有推力大、载荷环境复杂、安全性高、寿命长等特点，这些特点也是当前小负载电动缸取代液压缸需要攻克主要技术难题，其中大负载、高安全性是对电动缸内在的功能性要求，有效可靠的制动系统是保障上述高承载、高安全性要求的重要方面。传统液压缸依靠阀锁等液压元件进行锁止，已被大量应用证明是一种安全的锁止方案，同时液压阀、锁限制了系统流量，极端情况下负载也不会失速(自由下落)。尽管如此，液压缸依然存在内泄漏的问题，导致长时间负载保持性能下降。

3、发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：电动缸制动/锁止方案是在电机输出轴端采用电磁常开制动器，电机断电后自动施加制动力。但是，工程机械装备对各级零部件的安全性有更高的要求，目前的制动方式很难满足起重机等大负载系统的实际制动需求。

技术实现思路

1、本发明提出一种电动缸、起重机、制动方法、系统及可读存储介质，用以实现大负载系统的有效制动。

2、本发明实施例提供了一种电动缸，包括：

3、壳体；

4、电机机构，包括电机、第一制动器、传动机构；所述电机安装于所述壳体外部；所述第一制动器与所述电机连接，所述第一制动器被构造为制动所述电机；所述电机的输出轴与所述传动机构驱动连接；

5、第二制动器，被构造为制动所述电机；

6、缸筒，所述缸筒被构造为两端都是敞口的，所述缸筒的一端与所述壳体固定连接，所述缸筒的另一端安装有所述第二制动器；

7、丝杠，所述丝杠的一端位于所述缸筒内，所述丝杠的另一端位于所述壳体内且与位于所述壳体内的所述传动机构驱动连接；所述电机通过所述传动机构驱动所述丝杠转动；以及

8、推杆组件，包括推杆和连接件；所述推杆的一端安装于所述缸筒内部，所述推杆的另一端伸出所述缸筒；所述推杆包括沉孔，所述丝杠的一端位于所述推杆的沉孔中；所述连接件安装于所述丝杠，且被构造为随着所述丝杠的转动而直线运动；所述连接件与所述推杆固定连接；

9、其中，所述第二制动器被构造为与所述推杆的外壁的距离可调节，以使得所述第二制动器在以下状态之间切换：抱死所述推杆、与所述推杆分离，以通过所述推杆制动所述电机。

10、在一些实施例中，所述第二制动器包括：

11、安装座，包括楔形孔；所述推杆穿过所述楔形孔；

12、楔形套，安装于所述楔形孔内部，且位于所述安装座的楔形孔内壁和所述推杆之间；以及

13、驱动机构，与所述楔形套连接，以使得所述楔形套在锁止位置和解锁位置之间切换。

14、在一些实施例中，所述楔形套采用磁性材料；所述驱动机构包括：

15、电磁线圈，安装于所述安装座；以及

16、弹簧，安装于所述安装座，所述弹簧始终处于压缩状态，以抵顶所述楔形套；

17、其中，当所述电磁线圈处于未通电状态，所述楔形套在所述弹簧的弹力作用下抵顶所述楔形孔的内壁且抱死所述推杆；当所述电磁线圈处于通电状态，所电磁线圈的磁力克服所述弹簧的弹力，所述楔形套远离所述楔形孔的内壁且解锁所述推杆。

18、在一些实施例中，所述安装座包括：

19、座体，包括所述楔形孔，所述楔形孔包括第一端和第二端；所述第一端的开口尺寸大于所述第二端的开口尺寸；以及

20、封盖，安装于所述楔形孔的第一端。

21、在一些实施例中，所述楔形套朝向所述推杆的内壁设置有凹槽；所述第二制动器还包括：

22、制动环，安装于所述凹槽中，且位于所述楔形套和所述推杆之间。

23、在一些实施例中，所述安装座还包括：

24、凸台，与所述座体的第二端固定连接，所述凸台卡入所述缸筒中。

25、在一些实施例中，电动缸还包括：

26、轴承座，安装于所述缸筒的一端和所述壳体之间；以及

27、轴承，安装于所述轴承座；所述丝杠被所述轴承支撑。

28、在一些实施例中，所述丝杠被所述轴承支撑的区域的表面是光滑的。

29、在一些实施例中，所述连接件包括螺母，所述螺母的通孔内壁与所述丝杠螺纹连接，所述螺母的外壁与所述推杆固定连接。

30、在一些实施例中，所述壳体包括安装腔、第一安装孔和第二安装孔；所述第一安装孔和所述第二安装孔均与所述安装腔连通；所述传动机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和传动轴；所述第一齿轮位于所述壳体的外部，所述第二齿轮和所述第三齿轮位于所述壳体的内部；所述第一齿轮和所述第二齿轮通过所述传动轴驱动连接，所述传动轴穿过所述第一安装孔；所述第二齿轮和所述第三齿轮啮合；所述第三齿轮与所述丝杠的另一端驱动连接；所述丝杠穿过所述第二安装孔。

31、在一些实施例中，电动缸还包括：

32、铰接部件，位于所述缸筒的外部，且所述铰接部件与所述伸出部位于所述缸筒外的端部固定连接。

33、本发明实施例还提供一种起重机，包括本发明任一技术方案所提供的电动缸。

34、本发明实施例又提供一种起重机制动方法，采用本发明任一技术方案所提供的电动缸实现，所述制动方法包括以下步骤：

35、确定起重机的制动模式；

36、根据所述制动模式，启动所述第一制动器和所述第二制动器中的至少一个，以实现制动。

37、在一些实施例中，所述制动模式包括：

38、单独制动模式，所述第一制动器和所述第二制动器择一制动；

39、联合制动模式，所述第一制动器和所述第二制动器同时制动；

40、传动链保护模式制动，先采用所述第一制动器制动，等待所述起重机停机后，启动所述第二制动器以实现制动，然后断开所述第一制动器的制动；

41、失速保护模式制动：先采用所述第一制动器和所述第二制动器中的其中一个制动，在制动失效的情况下，采用另一个制动；

42、比例模式制动：按照逐渐加载的方式使得所述第一制动器和所述第二制动器制动。

43、本发明实施例还提供一种起重机制动系统，包括：

44、存储器；和

45、耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行本发明任一技术方案所提供的起重机制动方法。

46、本发明实施例又提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任一技术方案所提供的起重机制动方法。

47、上述技术方案提供的电动缸，同时具有第一制动器和第二制动器，第一制动器和第二制动器可以单独实现制动，也可以共同实现制动，还可以先后实现制动，整个电动缸的制动模式多种多样，灵活可靠。并且上述电动缸具有两套冗余的制动器，使得电动缸不仅仅能够适用于轻载环境或安全等级要求不高的场景，而且可以用在高负载设备中，提高了系统的安全性。