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軌和雙向絲杠，位于直線導軌上的滑塊上安裝有支架，支架上固定有滾筒，滾筒的一端通過聯軸器依次連接減速器和驅動電機，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，繩索依次繞過設置在底板底面上的第一導向輪和底板頂面上的第二導向輪，其中第一導向輪通過拉壓力傳感器設置在底板上，本發明通過協同卷筒的轉動和平移運動，保證卷筒出索位置和姿態相對底板基本恒定，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
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種繩索驅動裝置，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】
[0002]索并聯機構的驅動支鏈為柔性索，因此具有結構簡單，工作空間大，高負載能力，易拆裝，可重組，模塊化程度高，價格低廉和運動速度快等優點，逐漸獲得廣泛應用。索并聯機構的核心部件為卷索裝置，卷索裝置直接決定索并聯機構的終端精度和動態性能。
[0003]目前，卷索裝置多采用簡單的滾筒機構，通過在滾筒上刻螺旋槽，或者外加一個往復導向機構來保證鋼索在滾筒上的有序纏繞。這種做法導致出索點時刻變動(滾筒與導向機構之間的索長時刻變動)，無法精確地控制繩索的收放，且只能完成單一規格繩索的纏繞。另一方面，現有的卷索機構沒有張緊力測量模塊，需要額外添加力測量裝置(在繩索內串聯拉壓力傳感器)，安裝比較繁瑣，且容易造成線路的磨損和損壞。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術的缺點，本發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，通過協同卷筒的轉動和平移運動，保證卷筒出索位置和姿態相對底板基本恒定，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]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:
[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上的直線導軌7和雙向絲杠15，位于直線導軌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的一端通過聯軸器10依次連接減速器9和驅動電機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，繩索6依次繞過設置在底板17底面上的第一導向輪4和底板17頂面上的第二導向輪5，其中第一導向輪4通過拉壓力傳感器3設置在底板17上。
[0007]本發明可以用一個獨立的小功率驅動電機代替所述同步帶I。
[0008]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0009](I)可以保證滾筒出索位置和姿態相對于底板基本固定，提高繩索的控制精度。
[0010](2)通過調整同步帶的減速比，該卷索裝置可以快速適用于不同規格的繩索。
[0011](3)集成張緊力測量模塊，可以實時測量繩索的張緊力，無需額外的力測量裝置，應用方便。
[0012](4)應用于索并聯機構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是本發明的結構示意圖(正面)。[0014]圖2是本發明的結構示意圖(背面)。
[0015]圖3是索導向輪及同步帶機構。
[0016]圖4是本發明實施方案II的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的實施方式。
[0018]參照圖1、2和3，本發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上的直線導軌7和雙向絲杠15，位于直線導軌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的一端通過聯軸器10依次連接減速器9和驅動電機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，繩索6依次繞過設置在底板17底面上的第一導向輪4和底板17頂面上的第二導向輪5，其中第一導向輪4通過拉壓力傳感器3設置在底板17上。
[0019]其工作方式:參照圖1、2和3，電機經減速器9驅動滾筒12轉動，實現繩索6的收放。滾筒12通過同步帶I將轉動傳遞給絲杠螺母14，絲杠螺母14在轉動的同時能夠沿雙向絲杠15往復平移運動，并通過連接塊13和滑塊16將平移運動傳遞給滾筒12，實現滾筒12的水平移動。因此，滾筒12在轉動的同時會水平運動(即滾筒12在轉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依次通過第一導向輪4和第二導向輪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為實時測出的傳感器拉力值，F0為未預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引入導向機構內，可以實時的測量繩索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]本發明實施方案II，如圖4所示，同步帶I可以由一個獨立的小功率驅動電機18代替。此時，可以采用雙向絲杠或單向絲杠15，電機18帶動單向絲杠15旋轉，絲杠螺母14僅做水平運動。
[0022]本發明中，當更換不同直徑的繩索時，可以調整帶傳動的減速比(或直接調整方案II中絲杠驅動電機的轉動比例)實現。
【權利要求】
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)上的直線導軌(7)和雙向絲杠(15)，位于直線導軌(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)的一端通過聯軸器(10)依次連接減速器(9)和驅動電機(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，繩索(6)依次繞過設置在底板(17)底面上的第一導向輪(4)和底板(17)頂面上的第二導向輪(5)，其中第一導向輪(4)通過拉壓力傳感器(3)設置在底板(17)上。
2.根據權利要求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，用一個獨立的小功率驅動電機代替所述同步帶(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 優先權日:2014年4月11日
【發明者】邵珠峰, 唐曉強, 王立平, 王偉方, 劉志華, 向天歌 申請人:清華大學