CN106276658A - 一种双电机高速钢丝绳传动系统的排线装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双电机高速钢丝绳传动系统的排线装置及其使用方法。所述装置基于旋转电机带动卷筒转动，卷筒通过同步带轮传动装置带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠驱动与其丝杠螺母连接的钢丝绳限位滑轮组前后移动；导向杆限制钢丝绳限位滑轮组的转动自由度，钢丝绳通过钢丝绳限位滑轮组缠绕在所述卷筒上；同步带轮传动装置的减速比与所述滚珠丝杠导程的乘积大于所述钢丝绳的直径。本发明能够适应高速、重载、高精度、远距离的钢丝绳传动场合，并在保持驱动装置不动的情况拆除排线装置，以进行调整或维修。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，具体涉及一种由双电机驱动的钢丝绳传动末端排线装置。
背景技术
工业技术的发展促使我们对机械传动技术提出了更高的要求，为了迎合一些特殊的传动需求，绳传动和其它传动技术一样获得了大量应用。钢丝绳是一种能够可靠进行长距离传递负载的传动介质，它的突出特点是具有很大的柔性，传动结构简单而且质量很小，能够应用于远距离和大负载场合，实现较高的传动效率。结合钢丝绳传动的优点，这种传动方式适用于机器人、医疗器械、特种设备、国防军工等驱动需求。
目前市面上的排线装置大部分用于低速场合，如起重机排线装置，高速工况下钢丝绳容易逃脱。另外，排线装置作为钢丝绳传动的关键性部件，经常需要拆卸进行调整或维修。因此设计一种方便拆卸的高速钢丝绳传动排线装置至关重要。
发明内容
目前成熟应用的排线装置多用于低速场合，针对现有技术的不足，本发明提出一种用于双电机高速钢丝绳传动系统的排线装置，所述装置包括旋转电机、卷筒、同步带轮传动装置、滚珠丝杠、导向杆、钢丝绳限位滑轮组；所述旋转电机带动所述卷筒转动，所述卷筒通过同步带轮传动装置带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠驱动与其丝杠螺母连接的钢丝绳限位滑轮组前后移动；导向杆限制钢丝绳限位滑轮组的转动自由度，钢丝绳通过钢丝绳限位滑轮组缠绕在所述卷筒上；所述钢丝绳限位滑轮组用于限制钢丝绳卷入卷筒的位置；同步带轮传动装置的减速比与所述滚珠丝杠导程的乘积大于所述钢丝绳的直径。
优选地，所述同步带轮传动装置包括:主动同步带轮、惰轮、从动同步带轮和同步带。
优选地，所述卷筒由前段驱动轴和后端卷筒组成，所述前段驱动轴与所述后端卷筒同轴。
优选地，所述前段驱动轴与旋转电机的电机轴通过平键连接。
优选地，所述后端卷筒末端通过平键与所述同步齿型带传动装置的主动同步带轮连接。
优选地，所述卷筒的卷筒支座内部集成带轮的槽。
优选地，滚珠丝杠轴与从动同步带轮通过顶丝连接。
优选地，对角接触球轴承以面对面的形式分别布置在所述旋转电机的电机支座上和卷筒支座上，以支撑卷筒旋转。
优选地，所述惰轮设置于所述主动同步带轮和从动同步带轮之间；所述钢丝绳通过三个绳索压板。
优选地，所述钢丝绳限位滑轮组包括：滑轮座、丝杠螺母、直线轴承和滑轮组。
本发明还提出一种使用双电机高速钢丝绳传动系统排线装置的方法，包括：
将所述排线装置设置于所述钢丝绳传动系统的两端；将钢丝绳分别从其对应的滑轮组引入，缠绕在卷筒上并用绳索压板压紧；
在传动过程中，一端的电机收绳，另一端电机放绳以实现中间滑块的往复运动。
运动过程中，钢丝绳限位滑轮保证钢丝绳整齐的排列在卷筒上，并可以确保高速重载情况下钢丝绳不会缠绕在一起。
本发明具有如下有益效果：本发明能够适应高速、重载、高精度、远距离的钢丝绳传动场合，在保持驱动装置不动的情况拆除排线装置，以进行调整或维修。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；
图1是慢速状态下双电机驱动的钢丝绳传动基本工作原理示意图。
图2是本发明实施例排线装置的结构示意图。
图3是本发明实施例同步带轮传动装置的结构示意图。
图4是本发明实施例对角接触球轴承的结构示意图。
图5是本发明实施例卷筒的结构示意图。
图6(a)-(c)是本发明钢丝限位滑轮组的结构示意图。
附图标记：
A-电机；B-绕线轴；C-钢丝绳；D-负载。
1-旋转电机，2-电机支座，3-卷筒，4-安装板，5-滚珠丝杠，6-卷筒支座，7-钢丝绳限位滑轮组，8-导向杆，9-角接触球轴承，10-主动同步带轮，11-惰轮，12-从动同步带轮，13-同步带，14-绳索压板。
21-后端卷筒，22-前端驱动轴。
31-滑轮座，32-丝杠螺母，33-直线轴承，34-滑轮。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
双电机驱动的钢丝绳传动基本工作原理如图1所示，两侧电机带动卷筒旋转分别实现钢丝绳的收放，再通过钢丝绳牵引负载进行运动。对于远距离传动，钢丝绳需要在卷筒上缠绕多圈，大部分场合下，要求设计排线装置将钢丝绳整齐排列在卷筒上。
本实施例提供一种用于双电机驱动钢丝绳传动系统的排线机构，如图2所示，所述装置主要包括旋转电机、卷筒及其轴系轴承、电机支座、卷筒支座、安装板、同步齿型带传动装置、滚珠丝杠、导向杆、钢丝绳限位滑轮组。
所述装置由旋转电机带动卷筒转动，卷筒通过带传动装置带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠驱动与其丝杠螺母连接的钢丝绳限位滑轮组前后移动。导向杆限制了钢丝绳限位滑轮组的转动自由度，钢丝绳通过钢丝绳限位滑轮组缠绕在卷筒上。通过设计带轮的减速比与滚珠丝杠的导程来保证卷筒上每股钢丝绳的间距。
所述电机安装在电机支座上通过平键连接卷筒，同步带传动装置安装在卷筒支座上。设计上保证了在不拆除其他元件的情况下方便的拆卸同步带传动装置以及滚珠丝杠等，方便后期设计不同的传动比以及对排线装置进行调整或维修。
所述卷筒支座内部集成了带轮的槽，在保证元件强度及美观的同时，减少了元件的加工，并降低了装置的整体质量。
如图3所示，同步带轮传动装置包括:主动同步带轮、惰轮，从动同步带轮，同步带。两个同步带轮之间布置惰轮以调节同步齿型带的涨紧力；钢丝绳通过三个绳索压板。
如图4所示，所述装置旋转电机轴与卷筒、卷筒与主动同步带轮通过平键连接，滚珠丝杠轴与从动同步带轮通过顶丝连接。对角接触球轴承以面对面的形式分别布置在电机支座和卷筒支座上以支撑卷筒旋转。
如图5所示，所述装置卷筒由前段驱动轴和后端卷筒组成，两部分通过标定保证同轴度后，用螺钉和销钉固定到一起。前段驱动轴与电机轴通过平键连接，后端卷筒末端通过平键与主动同步带轮连接。这样的设计方式在保证卷筒同轴度的同时有利于降低卷筒的质量并降低加工成本。
如图6(a)-(c)所示，所述限位滑轮组一端通过螺钉固定在丝杠螺母上，另一端通过直线轴承在导向杆上前后移动。滑轮座的设计在满足强度的基础上充分减小了元件的体积。
所述限位滑轮组用于限制钢丝绳卷入卷筒的位置，保证钢丝绳随着电机的转动整齐地排列在卷筒上。同步带轮传动系统的减速比与滚珠丝杠导程的乘积即卷筒上每股钢丝绳的间距至少大于钢丝绳的直径。
所述装置放置于钢丝绳传动系统的两端。钢丝绳分别从各自的滑轮组引入，缠绕在卷筒上并用绳索压板压紧。工作时，一端的电机收绳，另一端电机放绳以实现中间滑块的往复运动。运动过程中，钢丝绳限位滑轮保证钢丝绳整齐的排列在卷筒上，并可以确保高速重载情况下钢丝绳不会缠绕在一起。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种双电机高速钢丝绳传动系统的排线装置,其特征在于，所述装置包括旋转电机(1)、卷筒(3)、同步带轮传动装置(10，11，12，13)、滚珠丝杠(5)、导向杆(8)、钢丝绳限位滑轮组(7)；
所述旋转电机(1)带动所述卷筒(3)转动，所述卷筒(3)通过同步带轮传动装置(10，11，12，13)带动滚珠丝杠(5)转动，滚珠丝杠(5)驱动与其丝杠螺母连接的钢丝绳限位滑轮组(7)前后移动；
导向杆(8)限制钢丝绳限位滑轮组(7)的转动自由度，钢丝绳通过钢丝绳限位滑轮组(7)缠绕在所述卷筒(3)上；所述钢丝绳限位滑轮组(7)用于限制钢丝绳卷入卷筒(3)的位置；
同步带轮传动装置(10，11，12，13)的减速比与所述滚珠丝杠(5)导程的乘积大于所述钢丝绳的直径。
2.根据权利要求1所述的排线装置，其特征在于，所述同步带轮传动装置(10，11，12，13)包括:主动同步带轮(10)、惰轮(11)，从动同步带轮(12)，同步带(13)。
3.根据权利要求1所述的排线装置，其特征在于，所述卷筒(3)由前段驱动轴(21)和后端卷筒(22)组成，所述前段驱动轴(21)与所述后端卷筒(22)同轴。
4.根据权利要求3所述的排线装置，其特征在于，所述前段驱动轴(21)与旋转电机(1)的电机轴通过平键连接；所述后端卷筒(22)末端通过平键与所述同步齿型带传动装置(10，11，12，13)的主动同步带轮(10)连接。
5.根据权利要求1所述的排线装置，其特征在于，所述卷筒(3)的卷筒支座(6)内部集成带轮的槽。
6.根据权利要求2所述的排线装置，其特征在于，滚珠丝杠轴(5)与从动同步带轮(12)通过顶丝连接。
7.根据权利要求1所述的排线装置，其特征在于，对角接触球轴承(9)以面对面的形式分别布置在所述旋转电机(1)的电机支座和所述电机支座和卷筒支座上以支撑卷筒旋转。
8.根据权利要求2所述的排线装置，其特征在于，所述惰轮(11)设置于所述主动同步带轮(10)和从动同步带轮(12)之间；所述钢丝绳通过三个绳索压板(14)。
9.根据权利要求1所述的排线装置，其特征在于，所述钢丝绳限位滑轮组包括：滑轮座(31)、丝杠螺母(32)、直线轴承(33)和滑轮组(34)。
10.一种使用双电机高速钢丝绳传动系统排线装置的方法，其特征在于：
将所述排线装置设置于所述钢丝绳传动系统的两端；
将钢丝绳分别从其对应的滑轮组引入，缠绕在卷筒上并用绳索压板压紧；
在传动过程中，一端的电机收绳，另一端电机放绳以实现中间滑块的往复运动。
设定同步带轮传动装置的减速比以保证钢丝绳限位滑轮保证钢丝绳整齐的排列在卷筒上，确保高速重载情况下钢丝绳不会缠绕在一起。
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