CN110332295A - 一种柔性传动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种柔性传动系统，涉及机械设备技术领域。包括座体、钢丝绳、绕线滚筒、钢丝绳位置调整机构和负载连接体，绕线滚筒转动设置在座体上，钢丝绳从绕线滚筒的中部开始向绕线滚筒两端分别反方向缠绕，钢丝绳位置调整机构与负载连接体之间设有第一滑轮组和第二滑轮组，钢丝绳的一端绕设在第一滑轮组上，钢丝绳的另一端绕过第二滑轮组后与钢丝绳的一端连接。驱动动力源带动绕线滚筒旋转，钢丝绳在绕线滚筒上形成一端收一端放的状态，从而推动负载连接体左右往复运动，钢丝绳位置调整机构减小因绕线滚筒与第一滑轮组和第二滑轮组上的钢丝绳之间存在夹角造成的钢丝绳磨损，有效提高了传动的精度和效率，能够满足长距离传输的需求。
Description
技术领域
本发明实施例涉及机械设备技术领域，具体涉及一种柔性传动系统。
背景技术
在现代设备的精密传动平台中，基本上都是采用丝杆加直线导轨或者皮带加直线导轨的混和传动模式。
由于丝杆在长距离重负载下容易导致弯曲变形，加上滚珠丝杆制造、安装精度要求较高，因而成本也较高，同时不宜作远距离传动。而皮带传动时，如果负载重或都随着使用时间增长，也容易造成皮带的变形或打滑，影响传动的精度和效率。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种柔性传动系统，以解决现有技术中丝杠和皮带等传统传动结构不适宜长距离传输的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，该柔性传动系统包括座体、钢丝绳、绕线滚筒、钢丝绳位置调整机构和负载连接体，所述绕线滚筒转动设置在座体上，座体上设有驱动绕线滚筒旋转的驱动动力源，钢丝绳从绕线滚筒的中部开始向绕线滚筒两端分别反方向缠绕，所述钢丝绳位置调整机构沿平行于绕线滚筒轴线方向滑动地设置在座体上，所述钢丝绳位置调整机构随绕线滚筒的转动而同步滑动，钢丝绳位置调整机构与负载连接体之间设有第一滑轮组，钢丝绳位置调整机构与负载连接体之间还设有第二滑轮组，钢丝绳的一端绕设在第一滑轮组上，钢丝绳的另一端绕过第二滑轮组后与钢丝绳的一端连接。
进一步地，所述的钢丝绳位置调整机构包括位置调整座和传动丝杠，位置调整座滑动设置在座体上，传动丝杠连接绕线滚筒和驱动动力源，驱动动力源通过传动丝杠带动绕线滚筒旋转，所述传动丝杠与位置调整座螺纹连接。
进一步地，所述的第一滑轮组包括第一动滑轮、第一定滑轮和第二动滑轮，所述第二滑轮组包括第三动滑轮、第四动滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮和第四定滑轮，所述第一动滑轮和第三动滑轮转动设置在所述钢丝绳位置调整机构上，所述第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮和第四定滑轮转动设置在座体上，所述第二动滑轮和第四动滑轮转动设置在负载连接体上，所述钢丝绳的一端绕过第一滑轮组的顺序是第一动滑轮、第二动滑轮、第一定滑轮、第二动滑轮和第一定滑轮，所钢丝绳的另一端绕过第二滑轮组的顺序是第三动滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮、第四定滑轮、第四动滑轮、第四定滑轮、第四动滑轮和第四定滑轮。
进一步地，所述的第一定滑轮与第二定滑轮设置在座体的一端，所述第三定滑轮与第四定滑轮设置在座体的另一端，所述负载连接体设置在座体的中部。
进一步地，所述的柔性传动系统还包括用于检测负载连接体位置的实时位置反馈装置。
进一步地，所述的实时位置反馈装置包括钢带光栅尺及读数头，所述钢带光栅尺固定在座体上，钢带光栅尺平行于负载连接体的移动方向，所述读数头设置在钢带光栅尺一侧，读数头固定在负载连接体上。钢带光栅尺及读数头对负载连接体移动位置数据进行实时记录，并实时反馈给上位机构成一个闭环的精密控制系统，实现模组往复运动的精确控制。
进一步地，所述的座体两侧设有导轨，负载连接体的两侧通过滑块滑动连接所述导轨。
进一步地，所述的绕线滚筒的中部开设有一个穿绳通孔，所述钢丝绳两端由所述穿绳通孔的两端穿出后分别向绕线滚筒的两端反方向缠绕。
进一步地，所述的绕线滚筒上开设有螺旋状的缠绕槽，且绕线滚筒两端的缠绕槽螺旋方向相反，所述钢丝绳缠绕在所述缠绕槽内。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例通过驱动动力源带动绕线滚筒旋转，而绕线滚筒上的钢丝绳两端是反方向缠绕的，所以钢丝绳在绕线滚筒上形成一端收一端放的状态，从而推动负载连接体左右往复运动，同时，钢丝绳位置调整机构随绕线滚筒的转动而同步滑动，使绕线滚筒上的钢丝绳与第一滑轮组和第二滑轮组上的钢丝绳同步动作，减小因绕线滚筒与第一滑轮组和第二滑轮组上的钢丝绳之间存在夹角造成的钢丝绳磨损，由于钢丝绳具有明显优于丝杆和皮带的承载能力，克服了丝杆在长距离重负载下容易弯曲变形、皮带也容易变形或打滑的问题，有效提高了传动的精度和效率，能够满足长距离传输的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种柔性传动系统的示意图；
图2为本发明实施例1提供的柔性传动系统未设置钢丝绳的内部结构示意图；
图3为图2中设置钢丝绳后的示意图；
图4为本发明实施例1的绕线滚筒的立体示意图；
图5为本发明实施例1的绕线滚筒的主视图；
图6为图5中A-A处的剖视图；
图中：1-座体 2-盖板 3-负载连接体 4-导轨 5-钢带光栅尺 6-读数头 7-马达8-传动丝杠 9-位置调整座 10-绕线滚筒 11-第一动滑轮 12-导向轮 13-第二动滑轮 14-第一定滑轮 15-第二定滑轮 16-第三动滑轮 17-第四动滑轮 18-第三定滑轮 19-第四定滑轮 20-钢丝绳 21-穿绳通孔 22-缠绕槽。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参见图1～3，该柔性传动系统包括座体1、钢丝绳20、绕线滚筒10、钢丝绳位置调整机构和负载连接体3，绕线滚筒10转动设置在座体1上，座体1上设有驱动绕线滚筒10旋转的驱动动力源，本实施例中的驱动动力源为马达7，钢丝绳20从绕线滚筒10的中部开始向绕线滚筒10两端分别反方向缠绕，钢丝绳位置调整机构沿平行于绕线滚筒10轴线方向滑动地设置在座体1上，钢丝绳位置调整机构随绕线滚筒10的转动而同步滑动，钢丝绳位置调整机构与负载连接体3之间设有第一滑轮组，钢丝绳位置调整机构与负载连接体3之间还设有第二滑轮组，钢丝绳20的一端绕设在第一滑轮组上，钢丝绳20的另一端绕过第二滑轮组后与钢丝绳20的一端连接。
座体1上侧设有盖板2，马达7、钢丝绳位置调整机构、钢丝绳20、绕线滚筒10和各滑轮均设置在座体1内侧，负载连接体3滑动设置在盖板2上侧。在座体1的两端各安装一个传感器，作为极限位置的控制，保证柔性传动系统运行在安全范围内。
钢丝绳位置调整机构包括位置调整座9和传动丝杠8，位置调整座9滑动设置在座体1上，传动丝杠8连接绕线滚筒10和马达7，马达7通过传动丝杠8带动绕线滚筒10旋转，传动丝杠8与位置调整座9螺纹连接。传动丝杠8在带动绕线滚筒10旋转的同时带动位置调整座9滑动，实现位置调整座9与绕线滚筒10同步动作，减小因绕线滚筒10与第一滑轮组和第二滑轮组上的钢丝绳20之间存在夹角造成的钢丝绳20磨损，结构简单、紧凑，而且由于位置调整座9与绕线滚筒10同步动作，可以确保位置调整座9准确到位。
本发明实施例中的第一滑轮组包括第一动滑轮11、第一定滑轮14和第二动滑轮13，第二滑轮组包括第三动滑轮16、第四动滑轮17、第二定滑轮15、第三定滑轮18和第四定滑轮19，第一动滑轮11和第三动滑轮16转动设置在钢丝绳位置调整机构上，第一定滑轮14、第二定滑轮15、第三定滑轮18和第四定滑轮19转动设置在座体1上，第二动滑轮13和第四动滑轮17转动设置在负载连接体3上，第一定滑轮14与第二定滑轮15设置在座体1的一端，第三定滑轮18与第四定滑轮19设置在座体1的另一端，负载连接体3设置在座体1的中部，位置调整座9上还设有导向轮12。钢丝绳20的一端绕过第一滑轮组的顺序是第一动滑轮11、导向轮12、第二动滑轮13、第一定滑轮14、第二动滑轮13和第一定滑轮14，所钢丝绳20的另一端绕过第二滑轮组的顺序是第三动滑轮16、第二定滑轮15、第三定滑轮18、第四定滑轮19、第四动滑轮17、第四定滑轮19、第四动滑轮17和第四定滑轮19。
本实施例的柔性传动系统还包括用于检测负载连接体3位置的实时位置反馈装置，以确保负载连接体33准确到位。具体的，实时位置反馈装置包括钢带光栅尺5及读数头6，钢带光栅尺5固定在座体1上，钢带光栅尺5平行于负载连接体3的移动方向，读数头6设置在钢带光栅尺5一侧，读数头6固定在负载连接体3上。座体1两侧设有导轨4，负载连接体3的两侧通过滑块滑动连接导轨4。
参见图4～6，绕线滚筒10的中部开设有一个穿绳通孔21，钢丝绳20两端由穿绳通孔21的两端穿出后分别向绕线滚筒10的两端反方向缠绕。为了保证钢丝绳20在绕线滚筒10上均匀缠绕，在绕线滚筒10上开设有螺旋状的缠绕槽22，且绕线滚筒10两端的缠绕槽22螺旋方向相反，钢丝绳20缠绕在缠绕槽22内。
本发明实施例通过马达7带动绕线滚筒10旋转，而绕线滚筒10上的钢丝绳20两端是反方向缠绕的，所以钢丝绳20在绕线滚筒10上形成一端收一端放的状态，从而推动负载连接体3左右往复运动，同时，钢丝绳位置调整机构随绕线滚筒10的转动而同步滑动，使绕线滚筒10上的钢丝绳20与第一滑轮组和第二滑轮组上的钢丝绳20同步动作，减小因绕线滚筒10与第一滑轮组和第二滑轮组上的钢丝绳20之间存在夹角造成的钢丝绳20磨损，由于钢丝绳20具有明显优于丝杆和皮带的承载能力，克服了丝杆在长距离重负载下容易弯曲变形、皮带也容易变形或打滑的问题，有效提高了传动的精度和效率，重复性能好，能够满足长距离传输的需求，可在工业生产设备领域中广泛适用。
该柔性传动系统可作实现高速运动，最快运行速度可实现2米/秒，在同样负载的情况下是传统丝杆运动的两倍以上。采用滑轮组合传动，结构轻，振动小，承载能力强。本发明实施例根据负载的大小情况，可方便的通过增加或者减少滑轮的数量来实现传动，并且座体1两边对称，保证负载的平衡运动。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种柔性传动系统，其特征在于：所述的柔性传动系统包括座体(1)、钢丝绳(20)、绕线滚筒(10)、钢丝绳位置调整机构和负载连接体(3)，所述绕线滚筒(10)转动设置在座体(1)上，座体(1)上设有驱动绕线滚筒(10)旋转的驱动动力源，钢丝绳(20)从绕线滚筒(10)的中部开始向绕线滚筒(10)两端分别反方向缠绕，所述钢丝绳位置调整机构沿平行于绕线滚筒(10)轴线方向滑动地设置在座体(1)上，所述钢丝绳位置调整机构随绕线滚筒(10)的转动而同步滑动，钢丝绳位置调整机构与负载连接体(3)之间设有第一滑轮组，钢丝绳位置调整机构与负载连接体(3)之间还设有第二滑轮组，钢丝绳(20)的一端绕设在第一滑轮组上，钢丝绳(20)的另一端绕过第二滑轮组后与钢丝绳(20)的一端连接。
2.根据权利要求1所述的柔性传动系统，其特征在于：所述的钢丝绳位置调整机构包括位置调整座(9)和传动丝杠(8)，位置调整座(9)滑动设置在座体(1)上，传动丝杠(8)连接绕线滚筒(10)和驱动动力源，驱动动力源通过传动丝杠(8)带动绕线滚筒(10)旋转，所述传动丝杠(8)与位置调整座(9)螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的柔性传动系统，其特征在于：所述的第一滑轮组包括第一动滑轮(11)、第一定滑轮(14)和第二动滑轮(13)，所述第二滑轮组包括第三动滑轮(16)、第四动滑轮(17)、第二定滑轮(15)、第三定滑轮(18)和第四定滑轮(19)，所述第一动滑轮(11)和第三动滑轮(16)转动设置在所述钢丝绳位置调整机构上，所述第一定滑轮(14)、第二定滑轮(15)、第三定滑轮(18)和第四定滑轮(19)转动设置在座体(1)上，所述第二动滑轮(13)和第四动滑轮(17)转动设置在负载连接体(3)上，所述钢丝绳(20)的一端绕过第一滑轮组的顺序是第一动滑轮(11)、第二动滑轮(13)、第一定滑轮(14)、第二动滑轮(13)和第一定滑轮(14)，所钢丝绳(20)的另一端绕过第二滑轮组的顺序是第三动滑轮(16)、第二定滑轮(15)、第三定滑轮(18)、第四定滑轮(19)、第四动滑轮(17)、第四定滑轮(19)、第四动滑轮(17)和第四定滑轮(19)。
4.根据权利要求3所述的柔性传动系统，其特征在于：所述的第一定滑轮(14)与第二定滑轮(15)设置在座体(1)的一端，所述第三定滑轮(18)与第四定滑轮(19)设置在座体(1)的另一端，所述负载连接体(3)设置在座体(1)的中部。
5.根据权利要求1所述的柔性传动系统，其特征在于：所述的柔性传动系统还包括用于检测负载连接体(3)位置的实时位置反馈装置。
6.根据权利要求5所述的柔性传动系统，其特征在于：所述的实时位置反馈装置包括钢带光栅尺(5)及读数头(6)，所述钢带光栅尺(5)固定在座体(1)上，钢带光栅尺(5)平行于负载连接体(3)的移动方向，所述读数头(6)设置在钢带光栅尺(5)一侧，读数头(6)固定在负载连接体(3)上。
7.根据权利要求1所述的柔性传动系统，其特征在于：所述的座体(1)两侧设有导轨(4)，负载连接体(3)的两侧通过滑块滑动连接所述导轨(4)。
8.根据权利要求1所述的柔性传动系统，其特征在于：所述的绕线滚筒(10)的中部开设有一个穿绳通孔(21)，所述钢丝绳(20)两端由所述穿绳通孔(21)的两端穿出后分别向绕线滚筒(10)的两端反方向缠绕。
9.根据权利要求1或8所述的柔性传动系统，其特征在于：所述的绕线滚筒(10)上开设有螺旋状的缠绕槽(22)，且绕线滚筒(10)两端的缠绕槽(22)螺旋方向相反，所述钢丝绳(20)缠绕在所述缠绕槽(22)内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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