[发明专利]一种基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器

摘要

本发明为一种基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器。其中包括滑轨、动板、压簧、磁栅尺、压力传感器、电缸、卷绳电机和绞盘。吊绳通过卷绳电机驱动的绞盘、电缸一侧的滑轮、动板上的滑轮、压力传感器顶端滑轮和拉力传感器，最终连接到目标物体上。此串联弹性驱动器只有一个自由度却需要完成位置随动和拉力控制两个目标，是典型的欠驱动系统，本发明采用绳牵引串联弹性驱动的设计，使用电缸同时控制吊绳的拉力和位置。通过在吊绳上串联一个弹性元件，将吊绳位置和吊绳拉力耦合起来，将吊绳位置和吊绳拉力的复合控制转化为对串入拉簧的形变量的控制，在位置跟随的同时实现精确的力输出控制。

主权项

一种基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器，其特征是：该驱动器包括一个金属框架，在金属框架上平行安装有一对滑轨，所述滑轨上套装有两个动板，两个动板之间的滑轨上各套装有一个压簧，在金属框架的外侧安装有一个电缸，电缸的输出轴穿过该金属框架并与内侧紧邻的一个动板铰接，在金属框架该侧同时安装有滑轮a，另一动板上安装有滑轮b，在所述金属框架的相对电缸另一边外侧安装有一个卷绳电机，卷绳电机的输出轴通过联轴器与绞盘连接，用于悬吊的钢丝绳盘绕在绞盘上，钢丝绳的末端依次绕过滑轮a和滑轮b，最后绕过安装在金属框架底部的压力传感器顶端的滑轮c竖直向下连接于需要被提供拉力的目标物体。