[实用新型]一种用于控制张拉整体结构变形的索杆伸缩机构

说明书

本公开提供了一种用于控制张拉整体结构变形的索杆伸缩机构，包括伸缩执行模块、齿轮张紧轮驱动模块、涡卷弹簧卷筒模块和安装架。伸缩执行模块包括伸缩套筒和横截面为弧形的钢带。所述齿轮张紧轮驱动模块，包括减速电机、传动组件和凹凸张紧轮组件。所述涡卷弹簧卷筒模块，包括钢带卷筒、涡卷弹簧组件和转轴。所述钢带从自由端至连接端，先穿过伸缩套筒的腔体，再穿过凹轮与凸轮之间的间隙，然后缠绕在钢带卷筒上；凹轮与凸轮旋转时通过摩擦力带动钢带移动。本公开中伸缩套筒使索杆伸缩机构具备抗压的特性，钢带使索杆伸缩机构具备抗拉的特性；本公开中的索杆伸缩机构兼具绳索轻便和杆件抗压的特性，提高了索杆伸缩机构的通用性和适用范围。

技术领域

本公开属于索杆伸缩构机构领域，具体涉及一种用于控制张拉整体结构变形的索杆伸缩机构。

背景技术

索杆伸缩机构主要用于驱动张拉整体机构机器人的杆件或者绳索的伸缩，以实现张拉整体机构机器人的运动。索杆绳索机构可以控制张拉整体机构机器人的杆或者索的长短，使张拉整体机构机器人实现变形，从而使张拉整体机构机器人实现翻滚或者爬行步态。目前存在的张拉整体机构机器人的驱动方式如下：

1、驱动绳索的伸缩：

方式一：直接由电机通过滑轮对绳索进行卷绕；用电机控制与之连接的卷轮正向转动把绳索卷进卷轮实现绳索的缩短；电机反向转动时，可以将绳索从卷轮上释放实现绳索的伸长。采用这种驱动方式的张拉整体机构机器人存在以下缺点：卷绕绳索时，当张拉整体机构机器人进行翻滚时，卷绕的绳索会从滑轮上脱落，发生脱扣现象。

方式二：卷扬方式驱动绳索的伸缩；通过电机卷扬使绳索搅在一起实现绳索缩短，反之释放绳索使其伸长；采用这种驱动方式的张拉整体机构机器人存在以下缺点：这种机构在机构最开始运动时只能缩短绳索，无法在初始时刻伸长绳索；卷扬方式的驱动使绳索的伸长量随时间呈非线性变化，对张拉整体机构的控制带来不便。

2、驱动杆件的伸缩：

采用直线电机完成杆件伸缩。但这采用这种方式使得机构变得笨重，失去了质量轻便这一特点，使机器人性能下降。

此外，采用上述的驱动方式控制张拉整体机构机器人变形，只能单独实现绳索或者杆件的伸缩，无法兼具绳索抗拉和杆件抗压这两者的综合优点。

实用新型内容

本公开提供了一种用于控制张拉整体结构变形的索杆伸缩机构，旨在解决现有驱动方式无法兼具绳索抗拉和杆件抗压这两者综合优点的问题。

为了解决上述技术问题，本公开所采用的技术方案为：

一种用于控制张拉整体结构变形的索杆伸缩机构，包括：伸缩执行模块、齿轮张紧轮驱动模块、涡卷弹簧卷筒模块和安装架。

所述伸缩执行模块，包括伸缩套筒和横截面为弧形的钢带；所述伸缩套筒由若干根依次套接在一起的圆筒型的套筒构成，伸缩套筒的两端分别为自由端和固定端，所述伸缩套筒的固定端固定在安装架上；所述钢带的两端分别为自由端和连接端，钢带的自由端插接在伸缩套筒的腔体内且与伸缩套筒的自由端固定连接。

所述齿轮张紧轮驱动模块，包括减速电机、传动组件和凹凸张紧轮组件；所述传动组件包括第一齿轮轴和第二齿轮轴，第一齿轮轴和第二齿轮轴均通过深沟球轴承安装在安装架上；第一齿轮轴上的齿轮与第二齿轮轴上的齿轮相啮合且传动比为1∶1，所述减速电机与第一齿轮轴通过联轴器相连；所述凹凸张紧轮组件包括凹轮和凸轮，凹轮设置在第一齿轮轴上，凸轮设置在第二齿轮轴上，所述凹轮的轮廓侧面上设有与凸轮的轮廓侧面相匹配的凹槽，凹轮的轮廓侧面与凸轮的轮廓侧面之间形成用于穿过钢带的间隙。