CN103085062A - 一种可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统，包括主级杆、次级杆和固定在次级杆上的传动轮构成的关节，所述主级杆上固定有固线架，固线架上设有阶梯孔，阶梯孔一端连接线管，线管中安装有绳索，通过所述固线架上的阶梯孔将线管和绳索分离出来，绳索上的一点固定在传动轮上；所述线管通过调线装置与传动系统末端的固定架相连；传动系统末端的固定架上安装有调线钉；所述调线钉上设有阶梯孔，所述线管和绳索通过该阶梯孔实现分离；所述传动系统末端设有动力源，在所述动力源的带动下实现传动过程。本发明将动力源与执行构件有效分离开来，结构简洁、布局灵活、便于调节、效率高且可操作性强。

Description

一种可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统

技术领域

本发明涉及机器人领域中的传动系统，特别是涉及一种可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统。

背景技术

线管绳索传动相比于其他传统的传动方式具有灵活的空间分布、简洁的结构设计、较高的工作效率。传统的传动方式往往限定了传动构件的位置及占用了一定的空间，同时如果将动力装置直接安装在执行机构处的话必然增加了机构的自重，不仅降低的运动的灵活性也降低了功的利用率。另外，笨重、庞大的机构对控制性能的提高也产生一定的负面影响。随着人机交互的推广，外骨骼式机器人得到了很好的发展，较多的应用于军事和医疗康复领域，减轻人体负重及提高机器灵巧性是这些领域发展的必须要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统，使得布局灵活、设计简洁、可操作性强。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统，包括主级杆、次级杆和固定在次级杆上的传动轮构成的关节，所述主级杆上固定有固线架，固线架上设有阶梯孔，阶梯孔一端连接线管，线管中安装有绳索，通过所述固线架上的阶梯孔将线管和绳索分离出来，绳索上的一点固定在传动轮上；所述线管通过调线装置与传动系统末端的固定架相连；传动系统末端的固定架上安装有调线钉；所述调线钉上设有阶梯孔，所述线管和绳索通过该阶梯孔实现分离；所述传动系统末端设有动力源，在所述动力源的带动下实现传动过程。

所述调线装置中设有带滑槽的型材，所述带滑槽的型材两端均安装有调节滑块，所述调节滑块上设有阶梯孔，通过该阶梯孔将线管和绳索分离，两端的调节滑块分离出来的绳索通过接线块连接在一起。

所述接线块的位置作为绳索运动极限的限位装置。

所述调线钉上安装有弹簧，调线钉通过定位螺母和调整螺母的配合使用对绳索提供预紧力保持绳索处于张紧状态。

所述动力源为摆动气缸，所述摆动气缸的轴上固定有转盘，绳索上的一点与转盘固定在一起。

所述动力源为直线气缸，采用调线钉将绳索从线管中分离出来，将两端分离出的绳索通过固定在直线气缸推杆端部的接线块相连接构成一个完整的绳索回路。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明将动力源与执行构件有效分离开来，结构简洁、布局灵活、便于调节、效率高且可操作性强，可广泛应用于机器人领域及其他需要采用机械传动的领域。

附图说明

图1是线管绳索传动系统结构示意图；

图2是调线装置的结构示意图；

图3是直线运动输入方案示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1和图2所示，本发明采用线管钢丝绳的组合使用来实现力的传递功能，该传动系统包括有由主级杆6、次级杆1和固定在次级杆上的小转轮3构成的关节，关节中的主级杆上固定有固线架5，固线架上设有阶梯孔，阶梯孔大孔端连接线管7，线管中安装有钢丝绳4。通过固线架5上的阶梯孔将线管7的一端固定在该阶梯孔的大孔内，线管7中的钢丝绳4从阶梯孔的小孔中穿出，将钢丝绳4上的一点通过锁线钉2固定在小转轮3上，钢丝绳包覆在小转轮外圆的环形凹槽上。在管路当中设有调线装置8，其中在调线装置中设有带滑槽（T型槽）的型材20，带滑槽的型材20上安装有调节滑块18、调节滑块18上设有阶梯孔，同样通过阶梯孔将线管和钢丝绳分离，两端的调节滑块分离出来的钢丝绳通过接线块19连接在一起。传动系统末端设有调线钉17，调线钉17通过定位螺母13、调节螺母16和弹簧15安装在固定架14上，调线钉中设有阶梯孔，通过阶梯孔将线管端部固定且将线管中的钢丝绳分离出来，分离出的钢丝绳包覆在固定在气缸轴12上的大转盘10上，钢丝绳上的一点通过锁线钉11与大转盘10固定在一起，由此构成一个完整的钢丝绳回路。

所述调线装置中设有带滑槽的型材，所述带滑槽的型材两端均安装有调节滑块，所述调节滑块上设有阶梯孔，通过该阶梯孔将线管和钢丝绳分离，两端的调节滑块分离出来的钢丝绳通过接线块连接在一起。传动系统中设有的调线装置，在调线装置中可以通过调节滑块在型材的滑槽上的移动来调整钢丝绳的松紧度。钢丝绳回路中的钢丝绳的线头在调线装置内引出并通过接线块来使其连接成完整回路，接线块的位置同样可以作为钢丝绳运动极限的限位装置，从而对关节的摆角也起到机械限位功能。

本发明在传动系统末端的固定架上安装有两个带有弹簧的调线钉，调线钉通过定位螺母和调整螺母的配合使用可以对钢丝绳回路提供预紧力保持钢丝绳处于张紧状态，并且这个预紧力是可调的，同时也给关节的运动提供了一定的缓冲。

本发明在工作过程中通过拉动钢丝绳实现力的传递。在调线装置中通过调节滑块在型材的滑槽上的移动来调整钢丝绳的松紧度，调整到合适的松紧程度是将调节滑块固定在滑槽上。钢丝绳回路中的钢丝绳的线头在调线装置内引出并通过接线块来使其连接成完整回路，接线块的位置同样可以作为钢丝绳运动极限的限位装置，从而对关节的摆角也起到机械限位功能。在传动系统末端的固定架上安装有两个带有弹簧的调线钉，调线钉通过定位螺母和调整螺母的配合使用可以对钢丝绳回路提供预紧力保持钢丝绳处于张紧状态，并且这个预紧力是可调的，同时也给关节的运动提供了一定的缓冲。

该传动系统既适用于采用摆动气缸或其他旋转力输出动力源的旋转运动的传递，也适用于应采用直线气缸22或直线电机时输出的直线运动的传递。如图3所示，同样采用调线钉将钢丝绳从线管中分离出来，将两端分离出的钢丝绳通过接线块21相连接构成一个完整的钢丝绳回路，同时接线块21固定在直线气缸推杆的端部，通过气缸的推输入直线运动。

Claims (6)

1.一种可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统，包括主级杆（6）、次级杆（1）和固定在次级杆（1）上的传动轮（3）构成的关节，其特征在于，所述主级杆（6）上固定有固线架（5），固线架（5）上设有阶梯孔，阶梯孔一端连接线管（7），线管（7）中安装有绳索（4），通过所述固线架（5）上的阶梯孔将线管（7）和绳索（4）分离出来，绳索（4）上的一点固定在传动轮（3）上；所述线管（7）通过调线装置（8）与传动系统末端的固定架（14）相连；传动系统末端的固定架（14）上安装有调线钉（17）；所述调线钉（17）上设有阶梯孔，所述线管（7）和绳索（4）通过该阶梯孔实现分离；所述传动系统末端设有动力源，在所述动力源的带动下实现传动过程。

2.根据权利要求1所述的可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统，其特征在于，所述调线装置（8）中设有带滑槽的型材（20），所述带滑槽的型材（20）两端均安装有调节滑块（18），所述调节滑块（18）上设有阶梯孔，通过该阶梯孔将线管（7）和绳索（4）分离，两端的调节滑块（18）分离出来的绳索（4）通过接线块（19）连接在一起。

3.根据权利要求2所述的可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统，其特征在于，所述接线块（19）的位置作为绳索运动极限的限位装置。

4.根据权利要求1所述的可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统，其特征在于，所述调线钉（17）上安装有弹簧（15），调线钉（17）通过定位螺母（13）和调整螺母（16）的配合使用对绳索（4）提供预紧力保持绳索（4）处于张紧状态。

5.根据权利要求1所述的可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统，其特征在于，所述动力源为摆动气缸（12），所述摆动气缸（12）的轴上固定有转盘（10），绳索（4）上的一点与转盘（10）固定在一起。

6.根据权利要求1所述的可用于机器人关节驱动的线管绳索传动系统，其特征在于，所述动力源为直线气缸（22），采用调线钉将绳索从线管中分离出来，将两端分离出的绳索通过固定在直线气缸推杆端部的接线块（21）相连接构成一个完整的绳索回路。

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