[发明专利]一种具有测力功能的柔索牵引装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机械传动领域的柔索牵引装置。

背景技术

柔索驱动作为一种新兴的传动方式，具有良好的应用前景。在对精度要求不高的情况下，柔索驱动在加工、装配、航空航天、医疗康复及工程领域已经得到了广泛的应用。柔索驱动具有以下优点：(1)柔顺性好，不会产生刚性冲击；(2)负载自重比大，即在单位重量下柔索具有很高的承载能力；(3)环境适应能力强，易于可重构、模块化设计；(4)柔索惯性小，响应速度快；(5)传动灵活，工作空间大。在柔索驱动中，柔索牵引装置尤为重要。

关于柔索牵引装置，国内外关于柔索牵引装置的专利中：具有零位调节的绳索张力检测机构(专利号为CN201010155278.8)提供了一种能够检测柔索动态、静态张力的装置，但是该装置限制了柔索的传动方向，缩小了柔索的工作空间；可重构式柔索驱动并联机器人及其驱动装置(专利号为CN200910088558.9)提供了一种驱动模块可以使柔索工作稳定不脱落，并能保证柔索有序排列，在断电的情况下不会造成柔索松弛和相互缠绕的情况，但是该装置无法检测柔索张力。Continuous cable rotary drive apparatus(专利号为US 5562556)提供了一种旋转装置来牵引缠绕柔索，但是柔索在该装置中极易脱落，工作不稳定。目前，动态检测柔索张力的主要方法是将传感器置于柔索中间，传感器跟随柔索一起运动，但是这样增大了测量误差，在力精度要求较高的场合，会严重影响力控制效果。

为了充分发挥柔索驱动的优势，综合分析现有的柔索牵引装置的优劣，具有测力功能的柔索牵引装置须满足以下几个要求：

牵引装置结构紧凑、占用空间小，便于可重构和模块化设计；

能实现多自由度的柔索牵引，柔索不脱落、卡死，工作效率高；

实时动态检测柔索张力，测量误差低。

发明内容

本发明的目的在于提供具有结构简单紧凑、体积小等特点的一种具有测力功能的柔索牵引装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种具有测力功能的柔索牵引装置，其特征是：包括支架、光电编码器、安装在支架上的输出导向装置、电机、端盖、安装在支架里测力导向装置、牵引轮和固定导向装置；所述的测力导向装置包括信号线、S型拉力传感器、导向轮，S型拉力传感器安装在支架里，信号线安装在S型拉力传感器上并穿出支架，导向轮通过导向轮支架安装在S型拉力传感器上，牵引轮与导向轮相切布置；所述的固定导向装置包括固定导向轮、固定导向支架，固定导向轮通过固定导向支架安装在支架里；电机一端连接光电编码器、另一端连接牵引轮，柔索穿过输出导向装置缠绕在固定导向轮、导向轮和牵引轮上。

本发明还可以包括：

1、所述的输出导向装置包括输出导向轮、输出导向轮支架，输出导向轮有三个、均安装在输出导向轮支架上，三个输出导向轮相邻夹角均为120度，输出导向轮支架中空、且能够绕轴心自由转动，柔索穿过三个输出导向轮轮槽组成的圆形通道和输出导向轮支架。

2、还包括防脱落装置，所述的防脱落装置包括尼龙轮、弹簧支架，弹簧支架安装在支架里，尼龙轮连接弹簧支架，尼龙轮压紧在牵引轮的柔索输出部位，同时尼龙轮跟随牵引轮转动。

3、柔索经过固定导向装置后，牵引方向改变90°输出。

本发明的优势在于：结构简单紧凑、体积小，整体模块化设计，便于安装和运输。在工作过程中，柔索经过导向轮输出，避免了和本体发生滑动摩擦，降低了传动阻尼；同时，柔索在传动过程中不脱落、不松动，提高了传动效率。3个夹角120°分布的输出导向轮保证了柔索始终经过输出导向轮的轮槽输出，当柔索牵引方向发生改变时，输出导向装置跟随柔索发生相应的转动，实现了空间多自由度的柔索牵引，扩大了柔索牵引装置的工作范围。拉力传感器的测量值是实际柔索张力的2倍，降低了传感器噪声对实际柔索张力值的影响；传感器固定放置，避免了传感器运动引起的测量误差，提高了测量精度。

附图说明

图1是本发明具有测力功能的柔索牵引装置的总体装配图；

图2是本发明具有测力功能的柔索牵引装置除去端盖的装配图；

图3是本发明具有测力功能的柔索牵引装置除去端盖的主视图；

图4是输出导向装置与支架的装配爆炸图；

图5是输出导向装置的俯视图；

图6是柔索张力测量原理图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：