專利名稱：鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伸縮 運(yùn)動裝置。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油、化工和發(fā)電等行業(yè)越來越多的使用 大量的工業(yè)管道和煤氣管道。這些管道長期工作后會出現(xiàn)腐蝕、裂紋、 積垢和機(jī)械損傷等缺陷，可能釀成嚴(yán)重的事故。為保證安全生產(chǎn)，必 須對細(xì)小管道進(jìn)行定期檢修。過去主要是采用人工檢修，作業(yè)空間狹 小，工作效率低，勞動強(qiáng)度大，而且多數(shù)管道安裝環(huán)境人們不能直接 到達(dá)或不允許人們直接介入。而傳統(tǒng)的全面挖掘法、隨機(jī)抽樣法或
SCADA系統(tǒng)法；工程量大；準(zhǔn)確率低，因此需要開發(fā)管道管外機(jī)器人 來解決這些實(shí)際問題。
目前，工業(yè)管道管外的機(jī)器人技術(shù)的研究開發(fā)工作在國內(nèi)外得到 了積極的開展，并取得了一些實(shí)用的成果。與管內(nèi)機(jī)器人相比，在管 道外面進(jìn)行管道作業(yè)的機(jī)器人由于沒有了管道內(nèi)封閉圓柱面的導(dǎo)向或 支撐作用，因而使得其移動和控制都更加困難。美國、日本的一些公 司都開發(fā)出不同類型的管道管外機(jī)器人。國內(nèi)哈^濱工業(yè)大學(xué)、上海 交通大學(xué)、湖北機(jī)電研究院、上海大學(xué)也研制出不同的管道管外機(jī)器
人。上述設(shè)備中驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伸縮運(yùn)動裝置存在的不足是結(jié)構(gòu)復(fù)
雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的管道管外機(jī)器人的伸縮運(yùn)動裝置的上述不足，本 發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低的鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置，可應(yīng)用于
工業(yè)管道管外狹窄空間或深孔中作業(yè)的機(jī)器人，能夠攜帶相關(guān)的檢測 元件對管道外部的缺陷進(jìn)行自動化檢測。本發(fā)明也可用于低載荷機(jī)器 人與鋼帶并聯(lián)機(jī)器人等領(lǐng)域。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置，包括伺服電機(jī)、與伺服電機(jī)傳動連接 的巻軸，所述巻軸可轉(zhuǎn)動地安裝在支座上，所述巻軸上巻繞有鋼帶， 鋼帶的一端是與巻軸配合的平面，所述鋼帶穿過抵靠的上滾輪與下滾 輪后連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的上滾輪和下滾輪有相互配合的凸圓弧面和 凹圓弧面，所述鋼帶的另 一端與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的圓弧段鉚接。
優(yōu)選的，所述的上滾輪為具有凸圓弧面的內(nèi)圓弧滾輪，所述的下 滾輪為具有凹圓弧面的外圓弧滾輪。
進(jìn)一步，所述的上滾輪和下滾輪鉸接在滾輪支架上，所述滾輪支 架與所述支座固定連接。
進(jìn)一步，所述的伺服電機(jī)連接主動帶輪，所述的巻軸連接從動帶 輪，主動帶輪與從動帶輪通過皮帶傳動連接。
優(yōu)選的，所述的支座為所述伺服電機(jī)的電機(jī)座。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為伺服電機(jī)通過皮帶輪帶動巻軸轉(zhuǎn)動，巻軸 轉(zhuǎn)動使得繞在巻軸上的鋼帶長度發(fā)生變化，巻軸以外的鋼帶的長度隨 之發(fā)生變化，調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向，致使鋼帶產(chǎn)生伸縮運(yùn)動。
所述的鋼帶在巻軸處為平面，因此鋼帶可被巻入巻軸中。鋼帶經(jīng) 過內(nèi)圓弧滾輪和外圓弧滾輪時，內(nèi)圓弧滾輪的凸圓弧面與外圓弧滾輪 凹圓弧面相互配合，使鋼帶的橫截面形成一定的圓弧狀。鋼帶末端與 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的圓弧段鉚接，使得鋼帶末端保持一定的圓弧狀，這樣的結(jié) 構(gòu)設(shè)計使鋼帶伸出內(nèi)圓弧滾輪、外圓弧滾輪的部分的橫截面始終保持 一定的圓弧狀，使鋼帶在作業(yè)時具有一定的剛度。
所述的鋼帶夾在內(nèi)圓弧滾輪和外圓弧滾輪之間運(yùn)動時，內(nèi)圓弧滾 輪和外圓弧滾輪對鋼帶產(chǎn)生一定的摩擦阻力，該摩擦力可防止鋼帶在 巻軸上發(fā)生打滑或松動現(xiàn)象。
本發(fā)明的有益效果是
1. 本發(fā)明提供的鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置作為一種新型的機(jī)構(gòu)驅(qū)動方 式，由于其工作原理是通過鋼帶的伸縮運(yùn)動驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動，具有 設(shè)計新穎，體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)狹小空間、伸縮比大等特點(diǎn)，適 合在狹窄空間中作業(yè)。
2. 本發(fā)明的內(nèi)、外圓弧滾輪與執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以使得鋼帶的橫截面形 成一定的圓弧狀，這使得鋼帶驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)作業(yè)時，具有一定的剛度， 提高了機(jī)器人作業(yè)的穩(wěn)定性和可靠性。
3. 本發(fā)明的鋼帶質(zhì)量輕，運(yùn)動加速度高、動態(tài)特性好、頻率響應(yīng) 快、控制簡單；


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1所示實(shí)施例在另一角度的示意圖。
圖中l(wèi)-底座，2-電機(jī)座，3-伺服電機(jī)，4-主動帶輪，5-皮帶， 6-從動帶輪，7-巻軸，8-連接塊，9-螺釘，10-滾輪支架，11-下轉(zhuǎn)軸， 12-外圓弧滾輪，13-上轉(zhuǎn)軸，14-內(nèi)圓弧滾輪，15-鋼帶，16-執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 17-鉚釘。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
參照圖l-2:本實(shí)施例所述的鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置包含底座l、電
機(jī)座2、伺服電機(jī)3、主動帶輪4、皮帶5、從動帶輪6、巻軸7、連接 塊8、螺釘9、滾輪支架IO、轉(zhuǎn)軸ll、外圓弧滾輪12、上轉(zhuǎn)軸13、下
轉(zhuǎn)軸ll、內(nèi)圓弧滾輪14、鋼帶15、執(zhí)行機(jī)構(gòu)16、鉚釘17，所述的電 機(jī)座2通過螺絲釘固定在底座1上。所述的伺服電機(jī)3通過螺釘和法 蘭盤安裝在電機(jī)座2的側(cè)板上，伺服電機(jī)3的轉(zhuǎn)子通過平鍵與主動帶 輪4連接，巻軸7與電機(jī)座2鉸接，巻軸7伸出電機(jī)座2的一端通過 平鍵與從動帶輪6連接，皮帶5連接主動帶輪4和從動帶輪6，連接 塊8焊接在電機(jī)座2的一側(cè)。所述的滾輪支架10通過螺釘9固定在連 接塊8上，內(nèi)圓弧滾輪14與外圓弧滾輪12分別固定在轉(zhuǎn)軸13與轉(zhuǎn)軸 11上，轉(zhuǎn)軸13與轉(zhuǎn)軸11分別與滾輪支架10鉸接。所述的鋼帶15的 一端繞在巻軸7上，鋼帶15位于內(nèi)圓弧滾輪14與外圓弧滾輪12之間， 鋼帶15的另一端與執(zhí)行機(jī)構(gòu)16的圓弧段通過鉚釘17鉚接。
所述的伺服電機(jī)3通過主動帶輪4、皮帶5和從動帶輪6帶動巻 軸7轉(zhuǎn)動，巻軸7轉(zhuǎn)動使得繞在巻軸7上的鋼帶15長度發(fā)生變化，巻 軸7以外的鋼帶15的長度隨之發(fā)生變化，調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致 鋼帶15產(chǎn)生伸縮運(yùn)動。
所述的鋼帶15在巻軸7處為平面，因此鋼帶15可被巻入巻軸7 中。鋼帶15經(jīng)過內(nèi)圓弧滾輪14和外圓弧滾輪12時，內(nèi)圓弧滾輪14 的凸圓弧面與外圓弧滾輪12凹圓弧面相互配合，使鋼帶15的橫截面 形成一定的圓弧狀。鋼帶15末端與執(zhí)行機(jī)構(gòu)16的圓弧段鉚接，使得 鋼帶15末端保持一定的圓弧狀，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計使鋼帶15伸出內(nèi)圓 滾輪16、外圓滾輪17的部分的橫截面始終保持一定的圓弧狀，使鋼 帶15在作業(yè)時具有一定的剛度。
所述的鋼帶15夾在內(nèi)圓弧滾輪14和外圓弧滾輪12之間運(yùn)動時， 內(nèi)圓弧滾輪14和外圓弧滾輪12對鋼帶15產(chǎn)生一定的摩擦阻力，該摩 擦力可防止鋼帶15在巻軸7上發(fā)生打滑或松動現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1、一種鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置，其特征在于包括伺服電機(jī)、與伺服電機(jī)傳動連接的卷軸，所述卷軸可轉(zhuǎn)動地安裝在支座上，所述卷軸上卷繞有鋼帶，鋼帶的一端是與卷軸配合的平面，所述鋼帶穿過抵靠的上滾輪與下滾輪后連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的上滾輪和下滾輪有相互配合的凸圓弧面和凹圓弧面，所述鋼帶的另一端與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的圓弧段鉚接。
2、 如權(quán)利要求1所述的鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置，其特征在于所述 的上滾輪為具有凸圓弧面的內(nèi)圓弧滾輪，所述的下滾輪為具有凹圓弧面 的外圓弧滾輪。
3、 如權(quán)利要求2所述的鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置，其特征在于所述 的上滾輪和下滾輪鉸接在滾輪支架上，所述滾輪支架與所述支座固定連 接。
4.如權(quán)利要求3所述的鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置，其特征在于所述 的伺服電機(jī)連接主動帶輪，所述的巻軸連接從動帶輪，主動帶輪與從 動帶輪通過皮帶傳動連接。
5、如權(quán)利要求1所述的鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置，其特征在于所述 的支座為所述伺服電機(jī)的電機(jī)座。
全文摘要
本發(fā)明屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，涉及一種驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的鋼帶可伸縮運(yùn)動裝置，包括伺服電機(jī)、與伺服電機(jī)傳動連接的卷軸，所述卷軸可轉(zhuǎn)動地安裝在支座上，所述卷軸上卷繞有鋼帶，鋼帶的一端是與卷軸配合的平面，所述鋼帶穿過抵靠的上滾輪與下滾輪后連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的上滾輪和下滾輪有相互配合的凸圓弧面和凹圓弧面，所述鋼帶的另一端與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的圓弧段鉚接。本發(fā)明通過控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動卷軸，使得鋼帶產(chǎn)生伸縮運(yùn)動，內(nèi)、外圓弧滾輪可以使得鋼帶的橫截面形成一定的圓弧狀并使鋼帶具有一定的剛度，最終實(shí)現(xiàn)鋼帶驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在空間中作直線運(yùn)動。
文檔編號B25J11/00GK101357459SQ200810120700
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者占紅武, 張立彬, 歐長勁, 芳 胥, 艾青林, 蘇先義, 計時鳴, 陳教料 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)