机械装置及机械控制方法制造方法及图纸

本公开的实施例提供了一种机械装置和机械控制方法。本公开的机械装置包括：驱动机构和多个传动机构，其中，多个传动机构以预定中心呈对称分布，其中，每个传动机构包括：与预定中心连接的导轨、导向模块、安装在导轨上的移动模块、以及与该传动机构对应的绳索段，该绳索段用于形成完整的绳索，该导向模块用于改变绳索的方向；驱动机构包括随动模块，随动模块与多个传动机构的移动模块通过绳索连接，使得驱动机构在驱动第一移动模块移动时能够带动其它各移动模块沿着其各自的导轨一同向预定中心移动，或者远离预定中心移动。本公开的机械装置结构简单、轻便灵活、成本低廉、可维修性好、能够以单一驱动机构同时驱动多传动机构进行自中心化的移动。行自中心化的移动。行自中心化的移动。

【技术实现步骤摘要】
机械装置及机械控制方法


[0001]本公开涉及机器人、机械控制等领域，更具体地，涉及一种基于绳索实现的机械装置及机械控制方法。

技术介绍

[0002]随着我国制造业的快速发展，机械制造自动化技术所起到的作用越来越重要。机械自动化设备以其标准化程度高、节省人力成本、操作精度高、效率高等优点为传统的工业制造、生产、工作模式带来了巨大的革新。
[0003]目前，对于驱动多传动机构同时移动的技术问题，通常采用为每个传动机构配置一个驱动机构，并将各驱动机构对相应传动机构的控制以同步方式进行的方式。在这种模式下，由于需要多个驱动机构，所以整个机械系统结构较复杂、成本高、故障率高、可维修性差、容易出现各驱动机构对传动机构的控制不同步的问题。而且，由于各驱动机构的体积、质量较大，因此只能应用于一些对结构空间尺寸要求不高的领域。对于一些结构空间有限且控制精度要求高的领域(例如，精密仪器、机器人关节控制、高精度夹爪等)，很难推广应用。
[0004]而且，目前常见驱动方式包括：齿轮齿条驱动、气压驱动、液压驱动、链条驱动、皮带驱动等。其中，齿轮齿条驱动则多用于机床上对于工件的夹取，液压和气压驱动以其大的功率重量比多用于重物的抓取，链条驱动和皮带驱动由于其结构简单、成本低和动力损失少等优点在其精度不高的工况下广泛使用。但是这几种驱动方式目前在精度高、灵活性高、结构空间尺寸有限的使用场景下应用效果都不理想，因此需要一种精度高、轻便小巧、灵活性高的驱动方式，来实现更多机械结构的高精度控制。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本公开提供了一种机械装置及机械控制方法。
[0006]本公开的实施例提供了一种机械装置，包括：驱动机构和N个传动机构，N≥2，其中，所述N个传动机构以预定中心呈对称分布，N个传动机构中的每个传动机构包括：与所述预定中心连接的导轨、导向模块、安装在所述导轨上的移动模块、以及与该传动机构对应的绳索段，并且所述N个传动机构所对应的绳索段用于形成完整的绳索，所述导向模块用于改变所述绳索的方向；所述驱动机构包括随动模块，所述随动模块通过第一绳索段与所述N个传动机构中的第一传动机构的第一移动模块连接，第n绳索段用于将第n传动机构的第n移动模块与第n
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1传动机构的第n
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1移动模块连接，n为整数且1<n≤N，第N+1绳索段用于将第N传动机构的第N移动模块与所述驱动机构的随动模块连接，使得所述驱动机构在驱动所述第一移动模块移动时能够带动其它各所述移动模块沿着其各自的导轨一同向所述预定中心移动，或者远离所述预定中心移动。
[0007]通过采用机械装置可以实现通过单一驱动机构经由绳索同时控制多个传动机构所对应的移动模块能够沿着其各自的导轨一同向预定中心移动，或者远离预定中心移动，
这种机械装置的控制精度高，无需在使用的时候反复调节控制参数，即可实现多传动机构同步且自中心化的移动控制，应用方便。同时，这种基于绳索的驱动方式，可以根据被驱动的传动机构的属性来适应性地调整其材质，由于绳索结构简单、轻便灵活、成本低廉、可维修性好，因此能够被应用于多种机械控制场景中。
[0008]根据本公开的实施例，其中，所述导向模块包括一个或多个滑轮，以及与所述滑轮对应的支座，其中，所述一个或多个滑轮用于改变所述传动机构所对应的绳索段的传动方向，使得所述绳索段绕过所述一个或多个滑轮与所述驱动机构的随动模块连接、或者与所述N个传动机构中的至少一部分传动机构的移动模块连接；所述滑轮通过所述支座安装和固定，所述支座决定所述滑轮的安装高度和安装角度。
[0009]根据本公开的实施例，对于所述第n传动机构，在所述第n
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1传动机构的导轨向所述预定中心的延长线上布置第一导向滑轮，在所述第n传动机构的导轨上远离所述预定中心的一端布置第二导向滑轮，所述第n绳索段依次绕过所述第一导向滑轮和所述第二导向滑轮将第n传动机构的第n移动模块与第n
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1传动机构的第n
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1移动模块连接。
[0010]根据本公开的实施例，所述绳索的两端分别固定于所述驱动机构的静止结构上，或者所述绳索的两端分别固定于所述随动模块上，使得所述绳索在带动各所述移动模块移动时，所述绳索的两端保持不动。
[0011]根据本公开的实施例，所述驱动机构的随动模块上具有第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮和所述第二滑轮在所述随动模块移动方向上相对布置，对于所述第一传动机构，所述第一绳索段绕过所述第一滑轮将所述随动模块与所述第一传动机构的第一移动模块连接；对于所述第N传动机构，所述第N+1绳索段绕过所述第二滑轮将所述第N传动机构的第N移动模块与所述驱动机构的随动模块连接。
[0012]根据本公开的实施例，所述驱动机构包括直线电机，所述直线电机与所述随动模块连接，以驱动所述随动模块移动，进而带动各所述移动模块随所述绳索沿其各自的导轨移动。
[0013]根据本公开的实施例，所述驱动机构包括丝杆，所述丝杆穿过所述随动模块，以驱动所述随动模块移动，进而带动各所述移动模块随所述绳索沿其各自的导轨移动。
[0014]根据本公开的实施例，所述丝杆的一端与旋柄连接，通过利用所述旋柄的旋转带动所述丝杆旋转，从而带动所述绳索及所述移动模块的移动；或者所述丝杆的一端与旋转电机的轴连接，通过利用所述旋转电机的旋转带动所述丝杆旋转，从而带动所述绳索及所述移动模块的移动。
[0015]根据本公开的实施例，所述随动模块包括：滑块连接件、滑块和滑轨。其中，所述滑块连接件和所述滑块固定连接，所述滑块放置在所述滑轨上，在所述丝杆的一端与旋柄连接的情况下，所述丝杆穿过滑块连接件，使得所述丝杆在转动时带动所述滑块与所述滑块连接件一同在所述滑轨上前后移动，进而带动所述绳索及所述移动模块的移动。
[0016]根据本公开的实施例，所述机械装置还包括外部支撑结构，其中，所述外部支撑结构包围所述驱动机构和所述N个传动机构两者的全部或部分，以保护所述驱动机构和所述N个传动机构。
[0017]根据本公开的实施例，所述机械装置还包括机器视觉组件，其中，所述机器视觉组件位于所述驱动机构和所述N个传动机构的一侧，并且与所述预定中心相对布置，以确定各
所述移动模块的位置。
[0018]本公开的实施例提供了一种机械控制方法，包括：通过驱动机构带动绳索移动；经由绳索来带动N个传动机构一同移动，N≥2；其中，所述N个传动机构以预定中心呈对称分布，N个传动机构中的每个传动机构包括：与所述预定中心连接的导轨、导向模块、安装在所述导轨上的移动模块、以及与该传动机构对应的绳索段，并且所述N个传动机构所对应的绳索段用于形成完整的绳索，所述导向模块用于改变所述绳索的方向；所述驱动机构包括随动模块，所述随动模块通过第一绳索段与所述N个传动机构中的第一传动机构的第一移动模块连接，第n绳索段用于将第n传动机构的第n移动模块与第n
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1传动机构的第n
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械装置，包括：驱动机构和N个传动机构，N≥2，其中，所述N个传动机构以预定中心呈对称分布，N个传动机构中的每个传动机构包括：与所述预定中心连接的导轨、导向模块、安装在所述导轨上的移动模块、以及与该传动机构对应的绳索段，并且所述N个传动机构所对应的绳索段用于形成完整的绳索，所述导向模块用于改变所述绳索的方向；所述驱动机构包括随动模块，所述随动模块通过第一绳索段与所述N个传动机构中的第一传动机构的第一移动模块连接，第n绳索段用于将第n传动机构的第n移动模块与第n
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1传动机构的第n
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1移动模块连接，n为整数且1<n≤N，第N+1绳索段用于将第N传动机构的第N移动模块与所述驱动机构的随动模块连接，使得所述驱动机构在驱动所述第一移动模块移动时能够带动其它各所述移动模块沿着其各自的导轨一同向所述预定中心移动，或者远离所述预定中心移动。2.如权利要求1所述的机械装置，其中，所述导向模块包括一个或多个滑轮，以及与所述滑轮对应的支座，其中，所述一个或多个滑轮用于改变所述传动机构所对应的绳索段的传动方向，使得所述绳索段绕过所述一个或多个滑轮与所述驱动机构的随动模块连接、或者与所述N个传动机构中的至少一部分传动机构的移动模块连接；所述滑轮通过所述支座安装和固定，所述支座决定所述滑轮的安装高度和安装角度。3.如权利要求2所述的机械装置，其中，对于所述第n传动机构，在所述第n
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1传动机构的导轨向所述预定中心的延长线上布置第一导向滑轮，在所述第n传动机构的导轨上远离所述预定中心的一端布置第二导向滑轮，所述第n绳索段依次绕过所述第一导向滑轮和所述第二导向滑轮将第n传动机构的第n移动模块与第n
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1传动机构的第n
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1移动模块连接。4.如权利要求1所述的机械装置，其中，所述绳索的两端分别固定于所述驱动机构的静止结构上，或者所述绳索的两端分别固定于所述随动模块上，使得所述绳索在带动各所述移动模块移动时，所述绳索的两端保持不动。5.如权利要求4所述的机械装置，其中，所述驱动机构的随动模块上具有第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮和所述第二滑轮在所述随动模块移动方向上相对布置，对于所述第一传动机构，所述第一绳索段绕过所述第一滑轮将所述随动模块与所述第一传动机构的第一移动模块连接；对于所述第N传动机构，所述第N+1绳索段绕过所述第二滑轮将所述第N传动机构的第N移动模块与所述驱动机构的随动模块连接。6.如权利要求1所述的机械装置，其中，所述驱动机构包括直线电机，所述直线电机与所述随动模块连接，以驱动所述随动模块移动，进而带动各所述移动模块随所述绳索沿其各自的导轨移动；或者，所述驱动机构包括丝杆，所述丝杆穿过所述随动模块，以驱动所述随动模块移动，进而带动各所述移动模块随所述绳索沿其各自的导轨移动。7.如权利要求6所述的机械装置，其中，在所述驱动机构包括丝杆的情况下，所述丝杆的一端与旋柄连接，通过利用所述旋柄的旋转带动所述丝杆旋转，从而带动
所述绳索及所述移动模块的移动；或者所述丝杆的一端与旋转电机的轴连接，通过利用所述旋转电机的旋转带动所述丝杆旋转，从而带动所述绳索及所述移动模块的移动。8.如权利要求7所述的机械装置，其中，所述随动模块包括：滑块连接件、滑块和滑轨。其中，所述滑块连接件和所述滑块固定连接，所述滑块放置在所述滑轨上，在所述丝杆的一端与旋柄连接的情况下，所述丝杆穿过滑块连接件，使得所述丝杆在转动时带动所述滑块与所述滑块连接件一同在所述滑轨上前后移动，进而带动所述绳索及所述移动模块的移动。9.如权利要求1所述的机械装置，其中，所述机械装置还包括外部支撑结构，其中，所述外部支撑结构包围所述驱动机构和所述N个传动机构两者的全部或部分，以保护所述驱动机构和所述N个传动机构。10.如权利要求9所述的机械装置，其中，所述外部支撑结构包括第一外面板，所述第一外面板与第一平面平行，所述第一平面为所述各传动机构的导轨和所述预定中心所共同确定的平面，所述第一外表面上包括坐标尺或与所述N个传动机构中的一个或N个传动机构的导轨平行的距离尺，所述坐标尺或所述距离尺用于确定各所述移动模块的位置。11.如权利要求1所述的机械装置，其中，所述机械装置还包括机器视觉组件，其中，所述机器视觉组件位于所述驱动机构和所述N个传动机构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天亮，王健霖，王尊冉，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：