[发明专利]一种具有自动收绳功能的柔索驱动装置

权利要求书

1.一种具有自动收绳功能的柔索驱动装置，包括光电编码器、永磁直流力矩电机、前支架、电磁制动机构、制动法兰、周转轮系、传动轴、卷筒、柔索、测力导向机构、柔索导向机构、自动收绳机构、后支架、顶板、减磨环、底板、侧板；

所述的永磁直流力矩电机固定安装在前支架外侧，电机尾部安装有光电编码器，电机输出轴通过平键与周转轮系的太阳轮连接；电磁制动机构的静态组件固定在前支架内侧，电磁制动机构的动态组件与制动法兰固定连接；制动法兰与周转轮系的内齿圈同轴固定连接，制动法兰分别与前支架和周转轮系的太阳轮通过轴承配合；传动轴一端通过型面配合与周转轮系的行星架固定连接，中部通过平键与卷筒连接，传动轴的另一端安装有自动收绳机构；自动收绳机构固定安装在后支架外侧；卷筒上缠绕有柔索，柔索依次穿过测力导向机构和减磨环输出；测力导向机构固定安装在底板内侧；减磨环固定安装在顶板上；两组柔索导向机构分别安装在顶板和底板上；

所述的电磁制动机构由静态组件和动态组件两部分组成，静态组件包括制动器壳体、线圈、摩擦环，动态组件包括平弹簧和衔铁；制动器壳体与前支架固连，其内部固定安装线圈和摩擦环；平弹簧与制动法兰、内齿圈固连在一起，衔铁内孔与平弹簧凸缘过盈连接；衔铁与摩擦环之间存在间隙，动态组件和静态组件相互分离；电磁制动机构通电，线圈产生磁场并吸引衔铁轴向移动，平弹簧受拉变形，衔铁与摩擦环贴合，在摩擦环与衔铁间静摩擦力的作用下，电磁制动机构的动态组件相对静态组件保持静止，进而制动内齿圈，周转轮系为一自由度的行星轮系；电磁制动机构断电，线圈产生的磁场消失，衔铁在平弹簧拉力的作用下复位，与摩擦环分离，内齿圈脱离制动，周转轮系为二自由度的差动轮系；通过电磁制动机构来控制内齿圈的制动和转动，进而实现行星轮系与差动轮系之间的切换。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动收绳功能的柔索驱动装置，其特征在于，所述的周转轮系由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星轮轴和行星架组成；行星轮通过行星轮轴安装在行星架上；电磁制动机构通电，内齿圈制动，周转轮系为一自由度的行星轮系，永磁直流力矩电机驱动太阳轮转动，经行星轮系减速后通过行星架输出至传动轴，进而带动卷筒滚动，实现柔索在永磁直流力矩电机控制下的收放。

3.根据权利要求1所述的一种具有自动收绳功能的柔索驱动装置，其特征在于，电磁制动机构断电，内齿圈脱离制动，周转轮系为两自由度的差动轮系，行星架的运动脱离电机控制；与行星架固定连接的传动轴在自动收绳机构恢复力的作用下反转，带动卷筒转动，实现自动收绳功能。

4.根据权利要求1所述的一种具有自动收绳功能的柔索驱动装置，其特征在于，所述的自动收绳机构由发条弹簧、定位螺柱和弹簧盖板组成，发条弹簧心部端固定在传动轴的卡槽内，外部端通过定位螺柱固定在后支架上，弹簧盖板安装在发条弹簧外侧，并通过定位螺柱固定在后支架上；正常工作时，电磁制动机构通电制动，电机驱动卷筒收放绳，传动轴同步带动发条弹簧变形储能；工作结束后，电磁制动机构断电复位，卷筒的运动状态由发条弹簧控制；发条弹簧释放能量，通过传动轴带动卷筒反向转动，从而实现自动收绳功能。

5.根据权利要求1所述的一种具有自动收绳功能的柔索驱动装置，其特征在于，所述的柔索导向机构由导向柱和光轴座组成，两个光轴座通过螺钉分别固定在顶板和底板内侧，导向柱一端通过过盈配合固定在光轴座上，另一端固定在后支架上，导向柱圆柱面与卷筒圆柱面相距1.5倍绳径，保证柔索规则地排列在卷筒上，防止柔索在收、放时产生跳绳和压绳。

6.根据权利要求1所述的一种具有自动收绳功能的柔索驱动装置，其特征在于，所述的测力导向机构由S型拉力传感器、测力支架和导向轮组成，S型拉力传感器的一端安装在底板内侧，另一端安装测力支架和导向轮，卷筒与导向轮的圆柱面在水平方向上相距一倍绳径，防止柔索在收、放时产生跳绳，并保证柔索从垂直于底板方向进入测力导向机构的导向轮，柔索经导向轮传动方向改变180°，竖直穿过减磨环输出。