一種具有張緊力測量功能的高精度卷索裝置制造方法
【專利摘要】一種具有張緊力測量功能的高精度卷索裝置，包括平行固定于底板上的直線導(dǎo)軌和雙向絲杠，位于直線導(dǎo)軌上的滑塊上安裝有支架，支架上固定有滾筒，滾筒的一端通過聯(lián)軸器依次連接減速器和驅(qū)動電機(jī)，另一端通過同步帶輪和同步帶連接絲杠螺母，絲杠螺母通過滾動軸承與連接塊相連，連接塊與滑塊固聯(lián)，繩索依次繞過設(shè)置在底板底面上的第一導(dǎo)向輪和底板頂面上的第二導(dǎo)向輪，其中第一導(dǎo)向輪通過拉壓力傳感器設(shè)置在底板上，本發(fā)明通過協(xié)同卷筒的轉(zhuǎn)動和平移運(yùn)動，保證卷筒出索位置和姿態(tài)相對底板基本恒定，從而有效提高的繩索的控制精度，同時，可以實(shí)時測量繩索的張緊力，避免繩索的虛牽和過載斷裂。
【專利說明】一種具有張緊力測量功能的高精度卷索裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種繩索驅(qū)動裝置，特別涉及一種具有張緊力測量功能的高精度卷索
裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]索并聯(lián)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動支鏈為柔性索，因此具有結(jié)構(gòu)簡單，工作空間大，高負(fù)載能力，易拆裝，可重組，模塊化程度高，價格低廉和運(yùn)動速度快等優(yōu)點(diǎn)，逐漸獲得廣泛應(yīng)用。索并聯(lián)機(jī)構(gòu)的核心部件為卷索裝置，卷索裝置直接決定索并聯(lián)機(jī)構(gòu)的終端精度和動態(tài)性能。
[0003]目前，卷索裝置多采用簡單的滾筒機(jī)構(gòu)，通過在滾筒上刻螺旋槽，或者外加一個往復(fù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來保證鋼索在滾筒上的有序纏繞。這種做法導(dǎo)致出索點(diǎn)時刻變動(滾筒與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)之間的索長時刻變動)，無法精確地控制繩索的收放，且只能完成單一規(guī)格繩索的纏繞。另一方面，現(xiàn)有的卷索機(jī)構(gòu)沒有張緊力測量模塊，需要額外添加力測量裝置(在繩索內(nèi)串聯(lián)拉壓力傳感器)，安裝比較繁瑣，且容易造成線路的磨損和損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有張緊力測量功能的高精度卷索裝置，通過協(xié)同卷筒的轉(zhuǎn)動和平移運(yùn)動，保證卷筒出索位置和姿態(tài)相對底板基本恒定，從而有效提高的繩索的控制精度，同時，可以實(shí)時測量繩索的張緊力，避免繩索的虛牽和過載斷裂。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種具有張緊力測量功能的高精度卷索裝置，包括平行固定于底板17上的直線導(dǎo)軌7和雙向絲杠15，位于直線導(dǎo)軌7上的滑塊16上安裝有支架11，支架11上固定有滾筒12，滾筒12的一端通過聯(lián)軸器10依次連接減速器9和驅(qū)動電機(jī)8，另一端通過同步帶輪2和同步帶I連接絲杠螺母14，絲杠螺母14通過滾動軸承與連接塊13相連，連接塊13與滑塊16固聯(lián)，繩索6依次繞過設(shè)置在底板17底面上的第一導(dǎo)向輪4和底板17頂面上的第二導(dǎo)向輪5，其中第一導(dǎo)向輪4通過拉壓力傳感器3設(shè)置在底板17上。
[0007]本發(fā)明可以用一個獨(dú)立的小功率驅(qū)動電機(jī)代替所述同步帶I。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0009](I)可以保證滾筒出索位置和姿態(tài)相對于底板基本固定，提高繩索的控制精度。
[0010](2)通過調(diào)整同步帶的減速比，該卷索裝置可以快速適用于不同規(guī)格的繩索。
[0011](3)集成張緊力測量模塊，可以實(shí)時測量繩索的張緊力，無需額外的力測量裝置，應(yīng)用方便。
[0012](4)應(yīng)用于索并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以有效避免繩索的虛牽和過載斷裂。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(正面)。[0014]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(背面)。
[0015]圖3是索導(dǎo)向輪及同步帶機(jī)構(gòu)。
[0016]圖4是本發(fā)明實(shí)施方案II的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0018]參照圖1、2和3，本發(fā)明一種具有張緊力測量功能的高精度卷索裝置，包括平行固定于底板17上的直線導(dǎo)軌7和雙向絲杠15，位于直線導(dǎo)軌7上的滑塊16上安裝有支架11，支架11上固定有滾筒12，滾筒12的一端通過聯(lián)軸器10依次連接減速器9和驅(qū)動電機(jī)8，另一端通過同步帶輪2和同步帶I連接絲杠螺母14，絲杠螺母14通過滾動軸承與連接塊13相連，連接塊13與滑塊16固聯(lián)，繩索6依次繞過設(shè)置在底板17底面上的第一導(dǎo)向輪4和底板17頂面上的第二導(dǎo)向輪5，其中第一導(dǎo)向輪4通過拉壓力傳感器3設(shè)置在底板17上。
[0019]其工作方式:參照圖1、2和3，電機(jī)經(jīng)減速器9驅(qū)動滾筒12轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)繩索6的收放。滾筒12通過同步帶I將轉(zhuǎn)動傳遞給絲杠螺母14，絲杠螺母14在轉(zhuǎn)動的同時能夠沿雙向絲杠15往復(fù)平移運(yùn)動，并通過連接塊13和滑塊16將平移運(yùn)動傳遞給滾筒12，實(shí)現(xiàn)滾筒12的水平移動。因此，滾筒12在轉(zhuǎn)動的同時會水平運(yùn)動(即滾筒12在轉(zhuǎn)動一周的同時平移一個繩索直徑的距離)，從而保證滾筒12出索的位置和姿態(tài)相對于底板17基本恒定，提高繩索6的控制精度。繩索6依次通過第一導(dǎo)向輪4和第二導(dǎo)向輪5，保證繩索6與拉壓力傳感器3的方向平行。繩索6的張緊力f=(F-FQ)/2，其中，F(xiàn)為實(shí)時測出的傳感器拉力值，F(xiàn)0為未預(yù)緊的情況下測出的傳感器初始拉力值。
[0020]此外，該裝置將拉壓力傳感器3引入導(dǎo)向機(jī)構(gòu)內(nèi)，可以實(shí)時的測量繩索6的張緊力，無需額外添加力測量元件，同時可以避免繩索6的虛牽和過載斷裂。
[0021]本發(fā)明實(shí)施方案II，如圖4所示，同步帶I可以由一個獨(dú)立的小功率驅(qū)動電機(jī)18代替。此時，可以采用雙向絲杠或單向絲杠15，電機(jī)18帶動單向絲杠15旋轉(zhuǎn)，絲杠螺母14僅做水平運(yùn)動。
[0022]本發(fā)明中，當(dāng)更換不同直徑的繩索時，可以調(diào)整帶傳動的減速比(或直接調(diào)整方案II中絲杠驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動比例)實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有張緊力測量功能的高精度卷索裝置，其特征在于，包括平行固定于底板(17)上的直線導(dǎo)軌(7)和雙向絲杠(15)，位于直線導(dǎo)軌(7)上的滑塊(16)上安裝有支架(11)，支架(11)上固定有滾筒(12)，滾筒(12)的一端通過聯(lián)軸器(10)依次連接減速器(9)和驅(qū)動電機(jī)(8 )，另一端通過同步帶輪(2 )和同步帶(I)連接絲杠螺母(14 )，絲杠螺母(14 )通過滾動軸承與連接塊(13)相連，連接塊(13)與滑塊(16)固聯(lián)，繩索(6)依次繞過設(shè)置在底板(17)底面上的第一導(dǎo)向輪(4)和底板(17)頂面上的第二導(dǎo)向輪(5)，其中第一導(dǎo)向輪(4)通過拉壓力傳感器(3)設(shè)置在底板(17)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有張緊力測量功能的高精度卷索裝置，其特征在于，用一個獨(dú)立的小功率驅(qū)動電機(jī)代替所述同步帶(I )。
【文檔編號】B65H59/38GK103922199SQ201410146203
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】邵珠峰, 唐曉強(qiáng), 王立平, 王偉方, 劉志華, 向天歌 申請人:清華大學(xué)