一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置，包括支座、电机、传动轴、滑架、输出端绕线轮、张紧轮和接收端绕线轮，电机输出带动传动轴旋转，传动轴包括摩擦盘，张紧轮通过单向轴承安装于输出端绕线轮内，张紧轮的一端面设张紧槽，输出端绕线轮包括输出端绕线盘缺口槽，滑架移动可带动摩擦盘移动进而使得摩擦盘顶住张紧槽或输出端绕线盘缺口槽，输出端绕线轮和接收端绕线轮之间通过两个绳连接，一个绳的一端连接接收端绕线轮且另一端穿过输出端绕线轮并连接张紧轮。本发明专利技术通过摩擦盘接触对象可变的特性使电机扭矩输出可分时切换，通过单向轴承保持张紧力并通过电机与拉力传感器对预紧力作闭环控制，精准控制线传动预紧力大小。

A kind of wire transmission device with automatic tension and controllable tension

【技术实现步骤摘要】
一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置
本专利技术涉及机器人传动
，更具体的说涉及一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置。
技术介绍
线传动机械臂具有较小的自重比、传动结构简单。基于传动绳可在任意方向传动的特性，线传动方案灵活多变，具有高鲁棒性、高速的特点。机械臂的主要成本集中在关节驱动器与传感器方面，线传动在实际应用场合中，由于其传动的特殊性，可将廉价的拉力传感器代替较为昂贵的关节扭矩传感器，因而能显著降低机械臂成本。线传动绳是一种柔性介质，具有一定缓冲吸震的作用，能在机械臂急停，碰撞等末端扭矩激增的情况下保证驱动动力源部分不受严重损伤而轻量化的设计也更能保证人机交互的安全性。世界各国针对线传动机器人的验证机器主要有韩国研发的LIMS2-AMBIDEX机器人；美国麻省理工学院研发的Theharmoniousrobot机器人；德国研发的ElasticTendon-DrivenRobot等。目前学界针对线传动的研究较传统传动机构少得多，线传动技术中仍有着没有解决的难题，如线传动的张紧机构设计与单向驱动特性等都没有成熟的案例。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置，通过摩擦盘接触对象可变的特性使电机扭矩输出可分时切换到输出端绕线轮与张紧轮，通过单向轴承保持张紧力并通过电机与拉力传感器对预紧力作闭环控制，精准控制线传动预紧力大小，提升了线传动的负载刚度与传动准确性，具有线传动张紧高效、快速、精准、高度自动化的特点。本专利技术解决上述技术问题的方案是：一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置，包括支座、电机、传动轴、滑架、输出端绕线轮、张紧轮和接收端绕线轮，所述电机安装于支座，电机输出带动传动轴同步旋转，所述传动轴穿过滑架且传动轴的外壁与滑架之间通过滑架轴承连接，传动轴包括摩擦盘，所述输出端绕线轮和接收端绕线轮均通过轴承可旋转安装于支座，所述张紧轮通过单向轴承安装于输出端绕线轮内，张紧轮的一端面设有张紧槽，所述输出端绕线轮包括输出端绕线盘缺口槽，所述摩擦盘位于张紧槽和输出端绕线盘缺口槽之间，所述滑架可移动安装于支座，滑架移动可带动摩擦盘移动进而使得摩擦盘顶住张紧槽或输出端绕线盘缺口槽，所述输出端绕线轮和接收端绕线轮之间通过两个绳连接进行传动，两个绳分别连接输出端绕线轮和接收端绕线轮的上半部分和下半部分，其中一个绳的两端分别连接输出端绕线轮和接收端绕线轮，另一个绳的一端连接接收端绕线轮且另一个绳的另一端穿过输出端绕线轮并连接张紧轮。所述滑架安装有第二线圈，所述支座安装有第一线圈，所述第一线圈和第二线圈水平间隔分布且通电后相吸，所述滑架安装有牵引装置，所述第二线圈在通电状态下克服牵引装置的牵引力进而靠近第一线圈，所述第二线圈在失电状态下通过牵引装置的牵引力作用进而远离第一线圈。所述牵引装置为拉簧，所述滑架包括拉簧安装杆，所述支座包括导向柱，所述拉簧设于拉簧安装杆的外壁，所述拉簧的两端分别固定于导向柱和拉簧安装杆。所述滑架包括限位杆，所述输出端绕线轮设有绕线盘插槽，所述限位杆随着滑架移动进而使得限位杆插入或脱离绕线盘插槽。所述支座包括输出端绕线座穿孔，所述限位杆至少部分穿入输出端绕线座穿孔且限位杆穿过输出端绕线座穿孔后插入绕线盘插槽。所述输出端绕线轮内安装有滑动轴承，所述传动轴贴合穿过滑动轴承。每个绳安装有拉力传感器。所述摩擦盘的两端面均设有摩擦盘定位部，所述摩擦盘定位部与输出端绕线盘缺口槽和张紧槽相配。所述输出端绕线轮设有两个输出端绕线槽，每个输出端绕线槽设有相互远离分布的输出端穿绳孔，所述接收端绕线轮设有两个接收端绕线槽，每个接收端绕线槽设有相互远离分布的接收端穿绳孔所述张紧轮包括穿线孔，每个绳绕于对应的一个输出端绕线槽和一个接收端绕线槽，其中一个绳的两端分别穿过对应的一个输出端穿绳孔和接收端穿绳孔并打结，另一个绳的一端穿过接收端穿绳孔并打结且另一个绳的另一端穿过输出端穿绳孔和穿线孔后并打结。所述输出端绕线轮包括输出端凸环、连接于输出端凸环端面的输出端绕线盘、连接于输出端绕线盘端面的输出端绕线环，所述输出端绕线盘通过周向分布的连接柱连接有张紧轮安装座，所述张紧轮通过单向轴承安装于张紧轮安装座，所述输出端凸环通过轴承可旋转安装于支座，所述输出端绕线盘缺口槽设于输出端绕线盘的端面，所述输出端绕线槽设于输出端绕线环的环形外壁。本专利技术的突出效果是：1.采用电机驱动张紧轮转动，摒除了人力驱动张紧出力不稳定的问题，同时可以与拉力传感器构成闭环控制系统，达到精准控制张紧力的目的。2.滑架通过电磁线圈驱动，实现自动化动作，同时摩擦盘与滑架的限位杆通过机械联动的方式保证同时动作，简化张紧作业预备操作流程，实现机构快速响应。3.通过单向轴承单向锁止作用自动维持预紧力，无需人工操作，简化传动绳张紧流程。附图说明图1为本专利技术的立体图；图2为本专利技术的爆炸图；图3为本专利技术的局部爆炸图；图4为本专利技术的俯视图；图5为图4中A-A向的剖视图；图6为图5中C处的放大图；图7为图4中B-B向的剖视图；图8为本专利技术的机架和电机座配合的爆炸图；图9为本专利技术的传动盘和传动轴配合的爆炸图；图10为本专利技术的滑架的立体图；图11为本专利技术的输出端绕线轮的第一立体图；图12为本专利技术的输出端绕线轮的第二立体图；图13为本专利技术的张紧轮的立体图；图14为本专利技术的接收端绕线轮的立体图；图15为本专利技术的绳的安装立体图。图中：支座1、机架11、机架连杆111、输出端绕线座112、接收端绕线座113、输出端绕线座穿孔114、输出端绕线座内孔115、接收端绕线座孔116、电机座12、电机座板121、电机座板缺口122、电机安装环123、导向柱124、线圈安装柱125、防护罩13、电机2、传动盘21、传动轴22、传动盘孔23、传动轴连接部24、摩擦盘25、摩擦盘定位部26、滑动轴承27、滑架3、滑架环体31、滑架槽32、限位杆33、连杆34、拉簧安装杆35、滑架轴承36、滑架轴承顶板37、拉簧38、第一线圈39、第二线圈310、输出端绕线轮4、输出端绕线环41、输出端凸环42、张紧轮安装座43、连接柱44、输出端绕线槽45、输出端穿绳孔46、输出端绕线盘47、穿线槽48、绕线盘插槽49、输出端绕线盘缺口槽410、安装座键411、第一角接触球轴承5、第二角接触球轴承51、套筒52、螺纹环53、抵盖54、单向轴承6、单向轴承顶板61、张紧轮62、张紧轮凸缘621、张紧轮环体622、张紧轮盘体623、张紧槽624、张紧轮键625、穿线扣626、穿线孔627、推力轴承63、护盖64、接收端轴承7、旋塞71、旋塞环部711、旋塞凸台712、旋塞凸台孔713、机械臂72、接收端轴承顶盖73、接收端绕线轮8、接收端凸缘81、接收端绕线环82、接收端绕线槽83、接收端穿绳孔84、绳9、第一绳91、第二绳92、拉力传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置，包括支座(1)、电机(2)、传动轴(22)、滑架(3)、输出端绕线轮(4)、张紧轮(62)和接收端绕线轮(8)，其特征在于：所述电机(2)安装于支座(1)，电机(2)输出带动传动轴(22)同步旋转，所述传动轴(22)穿过滑架(3)且传动轴(22)的外壁与滑架(3)之间通过滑架轴承(36)连接，传动轴(22)包括摩擦盘(25)，所述输出端绕线轮(4)和接收端绕线轮(8)均通过轴承可旋转安装于支座(1)，所述张紧轮(62)通过单向轴承(6)安装于输出端绕线轮(4)内，张紧轮(62)的一端面设有张紧槽(624)，所述输出端绕线轮(4)包括输出端绕线盘缺口槽(410)，所述摩擦盘(25)位于张紧槽(624)和输出端绕线盘缺口槽(410)之间，所述滑架(3)可移动安装于支座(1)，滑架(3)移动可带动摩擦盘(25)移动进而使得摩擦盘(25)顶住张紧槽(624)或输出端绕线盘缺口槽(410)，所述输出端绕线轮(4)和接收端绕线轮(8)之间通过两个绳(9)连接进行传动，两个绳(9)分别连接输出端绕线轮(4)和接收端绕线轮(8)的上半部分和下半部分，其中一个绳(9)的两端分别连接输出端绕线轮(4)和接收端绕线轮(8)，另一个绳(9)的一端连接接收端绕线轮(8)且另一个绳(9)的另一端穿过输出端绕线轮(4)并连接张紧轮(62)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置，包括支座(1)、电机(2)、传动轴(22)、滑架(3)、输出端绕线轮(4)、张紧轮(62)和接收端绕线轮(8)，其特征在于：所述电机(2)安装于支座(1)，电机(2)输出带动传动轴(22)同步旋转，所述传动轴(22)穿过滑架(3)且传动轴(22)的外壁与滑架(3)之间通过滑架轴承(36)连接，传动轴(22)包括摩擦盘(25)，所述输出端绕线轮(4)和接收端绕线轮(8)均通过轴承可旋转安装于支座(1)，所述张紧轮(62)通过单向轴承(6)安装于输出端绕线轮(4)内，张紧轮(62)的一端面设有张紧槽(624)，所述输出端绕线轮(4)包括输出端绕线盘缺口槽(410)，所述摩擦盘(25)位于张紧槽(624)和输出端绕线盘缺口槽(410)之间，所述滑架(3)可移动安装于支座(1)，滑架(3)移动可带动摩擦盘(25)移动进而使得摩擦盘(25)顶住张紧槽(624)或输出端绕线盘缺口槽(410)，所述输出端绕线轮(4)和接收端绕线轮(8)之间通过两个绳(9)连接进行传动，两个绳(9)分别连接输出端绕线轮(4)和接收端绕线轮(8)的上半部分和下半部分，其中一个绳(9)的两端分别连接输出端绕线轮(4)和接收端绕线轮(8)，另一个绳(9)的一端连接接收端绕线轮(8)且另一个绳(9)的另一端穿过输出端绕线轮(4)并连接张紧轮(62)。


2.如权利要求1所述一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置，其特征在于：所述滑架(3)安装有第二线圈(310)，所述支座(1)安装有第一线圈(39)，所述第一线圈(39)和第二线圈(310)水平间隔分布且通电后相吸，所述滑架(3)安装有牵引装置，所述第二线圈(310)在通电状态下克服牵引装置的牵引力进而靠近第一线圈(39)，所述第二线圈(310)在失电状态下通过牵引装置的牵引力作用进而远离第一线圈(39)。


3.如权利要求2所述一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置，其特征在于：所述牵引装置为拉簧(38)，所述滑架(3)包括拉簧安装杆(35)，所述支座(1)包括导向柱(124)，所述拉簧(38)设于拉簧安装杆(35)的外壁，所述拉簧(38)的两端分别固定于导向柱(124)和拉簧安装杆(35)。


4.如权利要求1所述一种自动张紧且可控张紧力的线传动装置，其特征在于：所述滑架(3)包括限位杆(33)，所述输出端绕线轮(4)设有绕线盘插槽(49)，所述限位杆(33)...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳小平，陈重远，蒋昊宜，凌振飞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33