技术领域：
本发明涉及一种用于车辆自动门的丝杠制动装置，其属于轨道交通技术领域。
背景技术：
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随着轨道交通的大力发展，塞拉门、外挂门、内藏门等自动门广泛应用于轨道交通车辆门和站台屏蔽门，轨道交通车辆自动门通常采用丝杠传动，而能自动锁住及解锁装置成为自动门的关键技术。目前国内自动门丝杠制动装置经多年使用后由于设计和制造原因存在可靠性问题。中国专利201810359047.5公开了一种塞拉门驱动机构，包括安装在固定架端部的驱动电机、驱动电机的输出端连接的丝杠和在丝杠上设有用于驱动门体的螺母副总成；驱动机构还包括与螺母副总成配合实现闭锁功能的定位装置；驱动机构还包括滑杆，滑杆两端挂在固定架上，螺母副总成一部分套装在滑杆上，驱动机构还包括实现紧急解锁功能的紧急解锁总成，紧急解锁总成设置于丝杠的端部，通过丝杠上的拨头驱动紧急解锁总成运动，使丝杠转动解锁，该机构通过控制丝杠的转动实现锁闭，调节方便，更换方便。但是，前述驱动机构中还采用了光电元器件，使得其可靠性受到限制。因此，需要提出一种新的用于车辆自动门的丝杠制动装置。
技术实现要素：
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本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种用于车辆自动门的丝杠制动装置，其能够实现有限空间内高可靠性的丝杠传动机构的制动，具有良好的应用前景。
本发明所采用的技术方案有：一种用于车辆自动门的丝杠制动装置，包括驱动电机和丝杠传动机构，所述驱动电机和丝杠传动机构之间设置有一个制动箱，所述制动箱包括制动箱体、主制动器、副制动器、解锁盘、传动主轴、第一轴承、第三轴承、第二轴承以及轴向导向机构；
所述主制动器通过第一轴承与传动主轴安装，副制动器通过第二轴承与制动箱体安装，传动主轴上设置一个驱动盘，驱动盘与主制动器之间同轴安装解锁盘，所述主制动器设置在制动箱体内，主制动器与制动箱体通过轴向导向机构安装在一起，所述主制动器沿传动主轴的轴心线往复移动，所述主制动器与制动箱体之间设置弹簧复位机构；
所述传动主轴头部通过第三轴承与制动箱体安装，传动主轴尾部安装一个套筒式联轴器，所述传动主轴尾部的端头安装在套筒式联轴器内并与套筒式联轴器滑动安装，所述套筒式联轴器与丝杠传动机构驱动连接；
所述主制动器上设置有第一传动齿圈，副制动器上设置有第二传动齿圈，所述主制动器上的第一传动齿圈与副制动器上的第二传动齿圈相向设置并能相互啮合；
所述驱动盘的盘面上设置多个螺旋升高式凸起面，驱动盘中部设置至少二个延时传动机构，所述延时传动机构与套筒式联轴器传动连接；
所述解锁盘包括一个圆筒状主体，该圆筒状主体端部设置多个滚轮架，该滚轮架上安装有滚轮，所述滚轮与驱动盘上设置的螺旋升高式凸起面匹配运行，所述解锁盘的圆筒状主体周围分布至少三个转动阻尼器；
所述套筒式联轴器上设置一个单向轴承，副制动器通过该单向轴承与套筒式联轴器安装在一起。
进一步地，所述轴向导向机构包括导向长孔和安装在该长孔内的导向销柱，导向长孔设置在制动箱体两侧对应的壁面上，导向长孔与传动主轴的轴心线平行，所述导向销柱设置在主制动器上，两个导向销柱呈轴对称设置，两个导向销柱与两个导向长孔匹配安装，导向销柱一端通过螺纹安装在主制动器上，另一端穿过导向长孔延伸到制动箱体外，所述弹簧复位机构是压缩弹簧，所述压缩弹簧套装在传动主轴上，压缩弹簧的一端与制动箱体固定，另一端抵压在主制动器上。
进一步地，所述轴向导向机构包括两条导轨和安装在该导轨内的滑块，两条导轨分别设置在制动箱体两侧对应的内壁面上，导轨与传动主轴的轴心线平行，所述滑块设置在主制动器上，两个滑块呈轴对称设置，两个滑块与两个导轨匹配安装，所述弹簧复位机构是压缩弹簧，所述压缩弹簧套装在传动主轴上，压缩弹簧的一端与制动箱体固定，另一端抵压在主制动器上。
进一步地，所述所述传动主轴尾部套装一个扭力弹簧，所述扭力弹簧一端固定在驱动盘上，另一端固定在套筒式联轴器上。
进一步地，所述主制动器通过滑动轴承或者滚动轴承与所述传动主轴安装。
进一步地，所述传动主轴尾部的端头通过滑动轴承或者滚动轴承安装在所述套筒式联轴器内。
进一步地，所述驱动盘中部设置的延时传动机构包括延时孔和叉形传动桩，所述驱动盘中部对称设置至少两个延时孔，所述套筒式联轴器端部设置叉形传动桩，所述叉形传动桩的两个桩头分别延伸安装到两个延时孔内。
进一步地，所述转动阻尼器包括钢珠、压簧及调节螺钉，所述主制动器中部套装在所述解锁盘的圆筒状主体外，所述主制动器设置径向安装孔，所述钢珠、压簧及调节螺钉依次安装在径向安装孔内，所述钢珠抵压在圆筒状主体上。
进一步地，所述解锁盘的圆筒状主体上设置钢珠滚槽。
进一步地，所述轴向导向机构包括导向长孔和安装在该长孔内的导向销柱，所述导向长孔设置在制动箱体两侧对应的壁面上，所述导向长孔与所述传动主轴的轴心线平行，所述导向销柱设置在主制动器上，两个所述导向销柱呈轴对称设置，两个所述导向销柱与所述两个导向长孔匹配安装，所述弹簧复位机构是两条拉簧，所述拉簧的一端与导向销柱固定，另一端与所述制动箱体固定。
本发明具有如下有益效果：
1、由于本发明采用主制动器、副制动器、单向轴承、套筒式联轴器传递制动力的方式，制动性能可靠，制动结构简单，元器件成本低。
2、本发明的制动箱中的主制动器和解锁盘之间的转动阻尼器随机控制主制动器和副制动器之间的分离与啮合，从而控制车辆自动门的开启和锁闭，并在长时间运行过程中阻尼性能稳定不变，在正常运行情况下不少于60万次的车辆自动门的开启和锁闭。
3、本发明的转动阻尼器结构包括钢珠、压簧及调节螺钉，能实现阻尼摩擦力恒定不变，阻尼摩擦力参数长时间稳定，并能简便地调节阻尼摩擦力参数。
4、本发明的制动箱中的主制动器、解锁盘、驱动盘有机结合在一起，实现了车辆自动门的启动解锁无故障。
5、本发明的制动箱中的主制动器与副制动器能在关门过程中随动啮合，实现了关门即锁门的优点。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中的主制动器结构示意图。
图3为本发明中的副制动器结构示意图。
图4为本发明中的解锁盘结构示意图。
图5为本发明中的驱动盘结构示意图。
图6为本发明中的传动主轴装配示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例一：
如图1所示，本发明用于车辆自动门的丝杠制动装置，包括驱动电机、丝杠传动机构，驱动电机和丝杠传动机构属于现有技术，不做详细描述。驱动电机和丝杠传动机构之间设置有一个制动箱，制动箱包括制动箱体1、主制动器3、副制动器6、解锁盘303以及传动主轴301，驱动电机、丝杠传动机构、制动箱体均安装在车辆自动门的固定架上，固定架属于现有技术，不做详细描述。
其中主制动器3通过第一轴承312与传动主轴301安装，副制动器6通过第二轴承7与制动箱体1安装，传动主轴301上设置一个驱动盘302，驱动盘302与主制动器3之间同轴安装解锁盘303，主制动器3设置在制动箱体1内，主制动器3与制动箱体1通过一个轴向导向机构311安装在一起，主制动器3能沿传动主轴301的轴心线往复移动，主制动器3与制动箱体1之间设置弹簧复位机构5，主制动器3通过滑动轴承或者滚动轴承与传动主轴301安装，该滑动轴承或者滚动轴承与传动主轴301滑动安装。
传动主轴301头部(图1中a部位)通过联轴器与驱动电机连接(图中省略联轴器和驱动电机)，该传动主轴头部通过第三轴承(未标示)与制动箱体1安装，传动主轴301尾部(图1中b部位)安装一个套筒式联轴器10，该传动主轴301尾部的端头安装在套筒式联轴器10内并与套筒式联轴器10滑动安装，套筒式联轴器10与丝杠传动机构驱动连接(图中省略丝杠传动机构)。本实施例中，传动主轴尾部的端头通过滑动轴承或者滚动轴承8安装在套筒式联轴器10内。传动主轴尾部的端头还可以直接与套筒式联轴器套装在一起，在降低成本的基础上达到滑动轴承的效果。采用上述安装结构，套筒式联轴器10仅仅用于传动主轴尾部的支撑，不传递转动力矩。
如图1和图6所示，传动主轴301与制动箱体1安装在一起，制动箱体1左端设置端盖4，传动主轴301通过第三轴承与该端盖安装。传动主轴301中部安装主制动器3、解锁盘303，传动主轴301尾部设置驱动盘302，该驱动盘302与传动主轴301采用一体结构或者采用焊接结构或者采用键连接结构；传动主轴301尾部的端头安装在套筒式联轴器10内。
如图1、图2和图3，主制动器3一端呈圆筒形，该圆筒形端面上设置第一传动齿圈307，副制动器6一端呈圆筒形，该圆筒形端面上设置第二传动齿圈601，主制动器3上的第一传动齿圈307与副制动器6上的第二传动齿圈相向设置并能相互啮合；主制动器3上的第一传动齿圈307与副制动器6上的第二传动齿圈采用相同模数及齿数的直齿结构。
如图5，驱动盘302的盘面上设置多个螺旋升高式凸起面3021，驱动盘302中部设置至少二个延时传动机构，该延时传动机构与套筒式联轴器10传动连接。本实施例中，相同参数的螺旋升高式凸起面3021设置3个，接近盘沿处按三等分均布，螺旋升高式凸起面3021的弧度数值是0.3—0.5。螺旋升高式凸起面3021朝向传动主轴301头部；螺旋升高式凸起面3021的最高点到驱动盘302的盘面距离大于第二传动齿圈601上的直齿高度。本实施例中，驱动盘302中部设置的延时传动机构包括延时孔3022和叉形传动桩，驱动盘302中部对称设置至少两个延时孔3022，对称设置是指呈轴对称设置，所述套筒式联轴器10端部设置叉形传动桩，该叉形传动桩有两个桩头，按轴对称结构设置，呈钢叉形状，该叉形传动桩的两个桩头分别延伸安装到两个延时孔内(即插入延时孔内)；延时孔是大直径圆孔，或者是弧形孔。延时传动机构用于自动解锁启动。车辆自动门开启初始阶段，传动主轴301转动，套筒式联轴器10静止不动，解锁盘303推动主制动器3移动，退出与副制动器6的啮合状态；而后，传动主轴301继续转动，套筒式联轴器10随之转动，丝杠机构驱动自动门逐渐开启，同时主制动器3与副制动器6完全退出啮合。
如图4，解锁盘303包括一个圆筒状主体304，该圆筒状主体304端部设置多个滚轮架305，该滚轮架305上安装有滚轮306；滚轮306与驱动盘302上设置的螺旋升高式凸起面3021匹配运行。本实施例中，设置三个滚轮架305，三个滚轮架连接成一体呈三花瓣形结构，每个滚轮架顶端安装一个滚轮306；解锁盘303的圆筒状主体304周围分布至少三个转动阻尼器；参见附图6，所述转动阻尼器包括钢珠310、压簧309及调节螺钉308；主制动器3中部套装在解锁盘303的圆筒状主体304外，主制动器3设置径向安装孔，钢珠310、压簧309及调节螺钉308依次安装在径向安装孔内，钢珠310抵压在圆筒状主体304上，(即圆筒状主体表面上)。本实施例中的转动阻尼器，可以通过调节螺钉308精准调节阻尼摩擦力。为了保证转动阻尼参数稳定，本实施例中，解锁盘303的圆筒状主体304上设置钢珠滚槽313。钢珠滚槽313是v形槽道或者是u形槽道。
套筒式联轴器10上设置一个单向轴承9，副制动器6通过该单向轴承9与套筒式联轴器10安装在一起。
本实施例中，轴向导向机构311包括导向长孔和安装在该长孔内的导向销柱，导向长孔设置在制动箱体1两侧对应的壁面上，导向长孔是通孔结构，导向长孔与传动主轴301的轴心线平行；导向销柱设置在主制动器3上，两个导向销柱呈轴对称设置，两个导向销柱与两个导向长孔匹配安装，导向销柱一端通过螺纹安装在主制动器3上，另一端穿过导向长孔延伸到制动箱体1外。弹簧复位机构5是一条压缩弹簧，该压缩弹簧套装在传动主轴301上，压缩弹簧的一端与制动箱体1固定，即固定在制动箱体的端盖4上，压缩弹簧的另一端抵压在主制动器3上。
本发明用于车辆自动门的丝杠制动装置的工作过程：
车辆自动门开启过程中，开启的初始阶段，驱动电机右旋(从a部位向b部位看，顺时针转动)，传动主轴301右旋，驱动盘302同步旋转，主制动器3不转动，解锁盘303在转动阻尼器的作用下不能转动，驱动盘302旋转过程中，其上的螺旋升高式凸起面作用在滚轮306上，推动解锁盘3030向a部位方向移动，解锁盘303通过其圆筒状主体的端面推动主制动器3往a部位方向移动，主制动器3上的第一传动齿圈307和副制动器6上的第二传动齿圈601逐渐退出啮合，弹簧复位机构中的压缩弹簧处于被压缩状态；此时，丝杠传动机构的制动被解除(解锁)。驱动盘302转动时，延时传动机构传递转动力矩给套筒式联轴器10，套筒式联轴器10驱动丝杠传动机构转动，车辆自动门开启；第一传动齿圈307和第二传动齿圈601退出啮合后，副制动器6的转动方向不受约束。
本实施例中，第一传动齿圈307和第二传动齿圈601退出啮合后，传动主轴301需要继续转动才能将车辆自动门完全打开，解锁盘303需要与传动主轴301一起转动，为此，在驱动盘302上设置了三个限位销314，每两个滚轮架之间布置一个限位销，用来保持解锁盘与驱动盘之间的配合关系。
本实施例中，为了保证开启自动门时顺利自动解锁，传动主轴301尾部套装一个扭力弹簧2，该扭力弹簧2一端固定在驱动盘302上，该扭力弹簧2另一端固定在套筒式联轴器10上。
车辆自动门关闭时，驱动电机左旋(从a部位向b部位看，逆时针转动)，传动主轴301左旋，驱动盘302同步旋转，驱动盘302转动时，延时传动机构传递旋转力矩给套筒式联轴器10，套筒式联轴器10驱动丝杠传动机构转动，车辆自动门关闭；传动主轴301左旋过程中，弹簧复位机构中的压缩弹簧推动主制动器3和解锁盘303向b部位方向移动，直到主制动器3上的第一传动齿圈307和副制动器6上的第二传动齿圈601啮合；此时套筒式联轴器10上单向轴承9处于左旋状态，车辆自动门完全关闭的同时进入锁闭状态；丝杠传动机构处于制动状态。
如果有人试图推动门板打开车辆自动门，丝杠传动机构中的丝杠将受到右旋转矩，套筒式联轴器10将随之右旋，但是，单向轴承9限制套筒式联轴器10不能右旋，从而限制该丝杠的转动，导致车辆自动门无法打开。
如果遇到紧急情况(例如驱动电机断电)又要打开车辆自动门时，需要通过人工推动主制动器3向a部位方向移动，使得主制动器3上的第一传动齿圈307和副制动器6上的第二传动齿圈601退出啮合；此时，套筒式联轴器10转动不受限制，车辆自动门打开。本发明中，车辆自动门开启，驱动电机右旋，车辆自动门关闭，驱动电机左旋。根据设计需要，可以改变驱动电机旋转方向；即车辆自动门开启，驱动电机左旋，车辆自动门关闭，驱动电机右旋。
本发明既可以用于客车上的自动门，也能用于轨道交通的车辆自动门，还能用于轨道交通站台上的自动门，客运交通站台上的自动门。
实施例二：
本实施例是在实施例一的基础上进行的改进，本实施例中与实施例一相同的内容，请参照实施例一中公开的内容进行理解，此处不作重复描述；实施例一中公开的内容也应当作为本实施例公开的内容。
如图1，本实施例中，轴向导向机构包括两条导轨和安装在该导轨内的滑块，两条导轨分别设置在制动箱体1两侧对应的内壁面上，导轨与传动主轴301的轴心线平行；滑块设置在主制动器3上，两个滑块呈轴对称设置，两个滑块与两个导轨匹配安装；弹簧复位机构是一条压缩弹簧，该压缩弹簧套装在传动主轴301上，压缩弹簧的一端与制动箱体1固定，即固定在制动箱体的端盖4上，压缩弹簧的另一端抵压在主制动器3上。
实施例三：
本实施例是在实施例一的基础上进行的改进，本实施例中与实施例一相同的内容，请参照实施例一中公开的内容进行理解，此处不作重复描述；实施例一中公开的内容也应当作为本实施例公开的内容。
本实施例中，所述轴向导向机构包括导向长孔和安装在该长孔内的导向销柱，导向长孔设置在制动箱体1两侧对应的壁面上，导向长孔与传动主轴301的轴心线平行；导向销柱设置在主制动器3上，两个所述导向销柱呈轴对称设置，两个导向销柱与所述两个导向长孔匹配安装；导向销柱一端通过螺纹安装在主制动器上，另一端穿过导向长孔延伸到制动箱体外。弹簧复位机构5是两条拉簧，该拉簧的一端与导向销柱固定，该拉簧的另一端与制动箱体1固定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
1.一种用于车辆自动门的丝杠制动装置，包括驱动电机和丝杠传动机构，其特征在于：所述驱动电机和丝杠传动机构之间设置有一个制动箱，所述制动箱包括制动箱体(1)、主制动器(3)、副制动器(6)、解锁盘(303)、传动主轴(301)、第一轴承(312)、第三轴承、第二轴承(7)以及轴向导向机构(311)；
所述主制动器(3)通过第一轴承(312)与传动主轴(301)安装，副制动器(6)通过第二轴承(7)与制动箱体(1)安装，传动主轴(301)上设置一个驱动盘(302)，驱动盘(302)与主制动器(3)之间同轴安装解锁盘(303)，所述主制动器(3)设置在制动箱体(1)内，主制动器(3)与制动箱体(1)通过轴向导向机构(311)安装在一起，所述主制动器(3)沿传动主轴(301)的轴心线往复移动，所述主制动器(3)与制动箱体(1)之间设置弹簧复位机构(5)；
所述传动主轴头部通过第三轴承与制动箱体(1)安装，传动主轴(301)尾部安装一个套筒式联轴器(10)，所述传动主轴(301)尾部的端头安装在套筒式联轴器(10)内并与套筒式联轴器(10)滑动安装，所述套筒式联轴器(10)与丝杠传动机构驱动连接；
所述主制动器(3)上设置有第一传动齿圈(307)，副制动器(6)上设置有第二传动齿圈(601)，所述主制动器(3)上的第一传动齿圈(307)与副制动器(6)上的第二传动齿圈相向设置并能相互啮合；
所述驱动盘(302)的盘面上设置多个螺旋升高式凸起面(3021)，驱动盘(302)中部设置至少二个延时传动机构，所述延时传动机构与套筒式联轴器(10)传动连接；
所述解锁盘(303)包括一个圆筒状主体(304)，该圆筒状主体(304)端部设置多个滚轮架(305)，该滚轮架(305)上安装有滚轮(306)，所述滚轮(306)与驱动盘(302)上设置的螺旋升高式凸起面(3021)匹配运行，所述解锁盘(303)的圆筒状主体(304)周围分布至少三个转动阻尼器；
所述套筒式联轴器(10)上设置一个单向轴承(9)，副制动器(6)通过该单向轴承(9)与套筒式联轴器(10)安装在一起。
2.如权利要求1所述的用于车辆自动门的丝杠制动装置，其特征在于：所述轴向导向机构(311)包括导向长孔和安装在该长孔内的导向销柱，导向长孔设置在制动箱体(1)两侧对应的壁面上，导向长孔与传动主轴(301)的轴心线平行，所述导向销柱设置在主制动器(3)上，两个导向销柱呈轴对称设置，两个导向销柱与两个导向长孔匹配安装，导向销柱一端通过螺纹安装在主制动器(3)上，另一端穿过导向长孔延伸到制动箱体(1)外，所述弹簧复位机构(5)是压缩弹簧，所述压缩弹簧套装在传动主轴(301)上，压缩弹簧的一端与制动箱体(1)固定，另一端抵压在主制动器(3)上。
3.如权利要求1所述的用于车辆自动门的丝杠制动装置，其特征在于：所述轴向导向机构包括两条导轨和安装在该导轨内的滑块，两条导轨分别设置在制动箱体(1)两侧对应的内壁面上，导轨与传动主轴(301)的轴心线平行，所述滑块设置在主制动器(3)上，两个滑块呈轴对称设置，两个滑块与两个导轨匹配安装，所述弹簧复位机构是压缩弹簧，所述压缩弹簧套装在传动主轴(301)上，压缩弹簧的一端与制动箱体(1)固定，另一端抵压在主制动器(3)上。
4.如权利要求2或3所述的用于车辆自动门的丝杠制动装置，其特征在于：所述所述传动主轴(301)尾部套装一个扭力弹簧(2)，所述扭力弹簧(2)一端固定在驱动盘(302)上，另一端固定在套筒式联轴器(10)上。
5.如权利要求4所述的用于车辆自动门的丝杠制动装置，其特征在于：所述主制动器(3)通过滑动轴承或者滚动轴承与所述传动主轴(301)安装。
6.如权利要求5所述的用于车辆自动门的丝杠制动装置，其特征在于：所述传动主轴(301)尾部的端头通过滑动轴承或者滚动轴承安装在所述套筒式联轴器(10)内。
7.如权利要求6所述的用于车辆自动门的丝杠制动装置，其特征在于：所述驱动盘(302)中部设置的延时传动机构包括延时孔和叉形传动桩，所述驱动盘中部对称设置至少两个延时孔，所述套筒式联轴器(10)端部设置叉形传动桩，所述叉形传动桩的两个桩头分别延伸安装到两个延时孔内。
8.如权利要求7所述的用于车辆自动门的丝杠制动装置，其特征在于：所述转动阻尼器包括钢珠(310)、压簧(309)及调节螺钉(308)，所述主制动器(3)中部套装在所述解锁盘(303)的圆筒状主体外，所述主制动器设置径向安装孔，所述钢珠、压簧及调节螺钉依次安装在径向安装孔内，所述钢珠抵压在圆筒状主体上。
9.如权利要求8所述的用于车辆自动门的丝杠制动装置，其特征在于：所述解锁盘的圆筒状主体上设置钢珠滚槽。
10.如权利要求1所述的用于车辆自动门的丝杠制动装置，其特征在于：所述轴向导向机构(311)包括导向长孔和安装在该长孔内的导向销柱，所述导向长孔设置在制动箱体(1)两侧对应的壁面上，所述导向长孔与所述传动主轴的轴心线平行，所述导向销柱设置在主制动器(3)上，两个所述导向销柱呈轴对称设置，两个所述导向销柱与所述两个导向长孔匹配安装，所述弹簧复位机构是两条拉簧，所述拉簧的一端与导向销柱固定，另一端与所述制动箱体固定。
技术总结