[实用新型]一种用于绳驱动机器人传动装置的自张紧结构

说明书

本实用新型涉及一种用于绳驱动机器人传动装置的自张紧结构。绳驱动机器人传动装置包括驱动电机、连接板、自张紧结构、传动绳、输出装置；其中自张紧结构的组成零件包括传动轴、涡卷弹簧、单向轴承、绕线轴、盖板、轴用挡圈、孔用挡圈、键、螺钉等紧固件。本实用新型采用涡卷弹簧作为弹性元件，能提供张紧所需的力；采用单向轴承作为方向控制元件，来实现自锁的功能。本实用新型将传统张紧结构与传动结构融合为一个模块，有效的减小了布局空间的尺寸，并且能在传动过程中实现传动绳动态地自张紧，可以有效地应用于涉及绳驱动的各种场合。

技术领域

本实用新型涉及绳驱动机器人领域，具体涉及一种用于绳驱动机器人传动装置的自张紧结构。

背景技术

绳索作为一种可靠的柔性传动介质，有着柔性传动振动小，同时又能达到刚性传动的精度的独特优势，使得绳驱动具有精度高、噪声低、传动平稳、无需润滑、易于安装和维护等特点，在国外已被用到机器人和精密传动装置等领域。在机器人技术中，主要应用于并联机构和机器人手爪的传动，绳驱动可以实现远距离传动，并有效降低了关节的重量，实现机械臂的轻量化。绳驱动技术的研究越来越受到人们的重视和关注。

基于绳驱动时张紧力的要求，绳驱动机器人传动装置中必须有一个类似于带传动张紧轮的张紧结构。目前，绳驱动机器人传动装置的张紧结构一般都是刚性张紧，由于装配过程需要预紧，同时传动绳会产生小形变，导致传动绳实际的长度和拉力总是在变化，传统刚性张紧结构无法动态地适应这种情况；另外，目前的张紧结构体积较大，不够紧凑。所以，设计一个结构紧凑并且能够自适应张紧的张紧结构是绳驱动机器人应用中一个急需解决的问题。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利公告号CN106426098A介绍了一种钢丝绳传动柔性张紧机构，通过螺钉带动滑块移动，滑块连接张紧轮，实现静态张紧效果；同时装置采用弹簧，利用弹簧形变产生可以自适应调节的反力；故而使得张紧结构具备一定的自适应能力。该张紧结构虽然紧凑，但采用螺旋结构调节，仍然无法节省布局空间，不能达到小型绳驱动设备的张紧要求。

实用新型内容

本实用新型目的是解决目前绳驱动机器人传动装置中存在的张紧结构布局空间大以及无法动态适用工作过程中传动绳长变化的问题，提出一种由涡卷弹簧提供张紧力、单向轴承控制自锁方向的自张紧结构。

本实用新型所采用的技术方案为：一种用于绳驱动机器人传动装置的自张紧结构，绳驱动机器人传动装置包括驱动电机、连接板、自张紧装置、传动绳Ⅱ、传动绳Ⅰ、输出轮和轴承；自张紧装置包括两个部分：自张紧装置Ⅰ、自张紧装置Ⅱ。自张紧装置Ⅰ、自张紧装置Ⅱ通过同一个传动轴相连。自张紧装置Ⅰ与自张紧装置Ⅱ可以单独提供动力，通过传动绳Ⅱ、传动绳Ⅰ将运动传递到输出部件。

进一步地，在自张紧装置Ⅰ、自张紧装置Ⅱ中，当传动轴固定时，卷簧Ⅰ的弹力方向与单向轴承Ⅰ的旋转方向相同；卷簧Ⅱ的弹力方向与单向轴承Ⅱ的旋转方向相同；同时，单向轴承Ⅰ与单向轴承Ⅱ的旋转方向相反。

进一步地，绕线轮Ⅰ、绕线轮Ⅱ、输出轮上有环形走线槽，环形走线槽上有径向光孔，端面有螺纹孔。驱动绳沿着环形槽穿进径向光孔，分别用紧线螺钉Ⅰ、紧线螺钉Ⅱ、紧线螺钉Ⅲ、紧线螺钉Ⅳ紧固。当传动绳Ⅱ出现松弛时，在卷簧Ⅱ的弹力作用下，传动绳Ⅱ便会张紧，并带动单向轴承Ⅱ外圈旋转小角度，同时由单向轴承Ⅱ实现自锁；同理，当传动绳Ⅰ出现松弛时，在卷簧Ⅰ的弹力作用下，传动绳Ⅰ便会张紧，并带动单向轴承Ⅰ外圈旋转小角度，同时由单单向轴承Ⅰ实现自锁，从而实现张紧效果。

进一步地，取任一驱动电机旋转方向为正转方向，当驱动电机正转时，若自张紧装置Ⅰ、传动绳Ⅰ为主动运动，则自张紧装置Ⅱ、传动绳Ⅱ做从动运动；同理，驱动电机反转时，自张紧装置Ⅱ、传动绳Ⅱ为主动运动，自张紧装置Ⅰ、传动绳Ⅰ做从动运动。便可由驱动电机正反转实现输出轮的正反转。

本实用新型与现有技术相比的有以下效果：