【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機器人驅動，特別涉及一種用于重載平行繩索的驅動裝置。
技術介紹
1、索驅動機器人利用輕量化繩索驅動終端，具有顯著的低成本、大工作空間、高負載特性，以應用于碼垛等工業場景。現有索驅動機器人利用平行繩索驅動實現終端的平動自由度，避免了驅動冗余。
2、然而，面向高負載場景，所需的電機扭矩和功率顯著增大；同時，傳統的平行繩索驅動采用單個滾筒驅動兩根繩索，在機器人安裝過程中保證平行繩索的長度難度較大。
技術實現思路
1、為了克服上述現有技術存在的問題，本專利技術的目的是提供一種用于重載平行繩索的驅動裝置，可以使用單個伺服驅動來驅動兩根平行的驅動繩索，且可以利用傳動切換模塊實現兩根平行的驅動繩索的相對長度的調節；同時，利用合理設計的配重和配重卷揚滾筒，可以顯著的降低伺服驅動所需的驅動力和功率。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：
3、一種用于重載平行繩索的驅動裝置，包括伺服驅動、傳動切換模塊、卷揚出索模塊、驅動繩索、配重卷揚模塊、配重牽引繩索和配重；伺服驅動安裝驅動傳動切換模塊的主動齒輪運動，進而帶動傳動切換模塊的兩個從動齒輪運動；傳動切換模塊的兩個從動齒輪分別安裝在兩個卷揚出索模塊上，驅動兩個卷揚出索模塊同步運動，進而帶動兩根平行的驅動繩索運動；配重牽引繩索一端纏繞在配重卷揚模塊，另一端懸掛配重，卷揚出索模塊的滾筒軸與配重卷揚模塊的滾筒軸相連接，進而帶動配重卷揚模塊、配重牽引繩索和配重運動；當需要調節兩根平行的驅動繩索相對運動
4、優選的，傳動切換模塊由花鍵軸、主動齒輪、直線電機、抱閘塊和兩個從動齒輪組成，花鍵軸一端與伺服驅動軸相連，由伺服驅動帶動花鍵軸進而帶動主動齒輪轉動，兩個從動齒輪分別安裝在兩個卷揚出索模塊上，直線電機軸末端與主動齒輪相連，可以控制主動齒輪在花鍵軸上滑動，抱閘塊安裝在直線電機上，隨著直線電機運動。
5、優選的，兩個從動齒輪的厚度均小于等于主動齒輪的一半，其安裝位置應沿軸方向錯開，當伺服驅動同時驅動兩根驅動繩索時，主動齒輪位于中位，主動齒輪與兩個從動齒輪同時嚙合，當伺服驅動單獨驅動一根驅動繩索時，直線電機驅動主動齒輪沿花鍵軸運動，使其僅與一個從動齒輪嚙合，同時另一個從動齒輪被抱閘塊卡住。
6、優選的，卷揚出索模塊由卷揚出索安裝座、卷揚出索滾筒、同步傳動機構、索力傳感器、繩索導向機構和出索滑輪組成，卷揚出索滾筒纏繞驅動繩索，并通過同步傳動機構帶動繩索導向機構運動，保證驅動繩索方向始終與滾筒切向平行，驅動繩索經由繩索導向機構改變方向后，由出索滑輪引出，索力傳感器安裝在繩索導向機構底部，用于測量驅動繩索索力。
7、優選的，兩個卷揚出索模塊對稱分布于驅動模塊的兩側，其滾筒尺寸一致，旋轉方向一致，當電機同時驅動兩根平行的驅動繩索運動時，兩根驅動繩索的收放量相同，兩根驅動繩索始終保持長度相同。
8、優選的，配重卷揚模塊由配重卷揚滾筒和配重卷揚安裝座組成，配重卷揚滾筒安裝在配重卷揚安裝座上，且其一段的軸與卷揚出索模塊的滾筒軸相連接，配重卷揚滾筒與卷揚出索模塊的滾筒同步運動，收放配重牽引繩索，進而帶動配重運動。
9、優選的，配重通過配重牽引繩索施加力于配重卷揚滾筒，與驅動繩索施加于卷揚出索模塊的滾筒上的力一定程度的抵消，進而減少伺服驅動所需的力矩和功率。
10、優選的，卷揚出索滾筒和配重卷揚滾筒的直徑成比例，若卷揚出索滾筒直徑：配重卷揚滾筒直徑該比例為k，則驅動繩索每收縮k米，配重下降1米，根據驅動裝置安裝位置下配重可移動的高度確定盡可能小的比例k。
11、優選的，若驅動繩索上平均索力為f千克力，則配重的質量應為f*k千克。
12、優選的，還包括底板5，所述伺服驅動2、傳動切換模塊3、卷揚出索模塊1、驅動繩索6、配重卷揚模塊4均安裝在底板5上。
13、與現有技術相比較，本專利技術具備如下優點：
14、本專利技術所述的用于重載平行繩索的驅動裝置，可以使用單個伺服驅動來驅動兩根平行的驅動繩索，且可以利用傳動切換模塊實現兩根平行的驅動繩索的相對長度的調節，以便于使用本驅動裝置的裝備在安裝環節可用通過電機調節初始索長以保證平行繩索的長度相同，形成有效的平行四邊形約束，避免了人工手動調節的操作困難性和誤差。
15、本專利技術所述的用于重載平行繩索的驅動裝置，利用合理設計的配重和配重卷揚滾筒，可以顯著的降低伺服驅動所需的驅動力和功率。
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1.一種用于重載平行繩索的驅動裝置，其特征在于：包括伺服驅動(2)、傳動切換模塊(3)、卷揚出索模塊(1)、驅動繩索(6)、配重卷揚模塊(4)、配重牽引繩索(7)和配重(8)；伺服驅動(2)驅動傳動切換模塊(3)的主動齒輪運動，進而帶動傳動切換模塊(3)的兩個從動齒輪運動；傳動切換模塊(3)的兩個從動齒輪分別安裝在兩個卷揚出索模塊(1)上，驅動兩個卷揚出索模塊(1)同步運動，進而帶動兩根平行的驅動繩索(6)運動；配重牽引繩索(7)一端纏繞在配重卷揚模塊(4)，另一端懸掛配重(8)，卷揚出索模塊(1)的滾筒軸與配重卷揚模塊(4)的滾筒軸相連接，進而帶動配重卷揚模塊(4)、配重牽引繩索(7)和配重(8)運動；當需要調節兩根平行的驅動繩索(6)相對運動時，傳動切換模塊(3)切換傳動模式，使伺服驅動的運動僅傳遞至一套卷揚出索模塊(1)和驅動繩索(6)上，實現兩根平行的驅動繩索(6)中一根繩索的單獨運動。
2.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于，傳動切換模塊(3)由花鍵軸(301)、主動齒輪(303)、直線電機(304)、抱閘塊(302)和兩個從動齒輪(305)組成，花鍵
3.根據權利要求2所述的驅動裝置，其特征在于，兩個從動齒輪(305)的厚度均小于等于主動齒輪的一半，兩個從動齒輪(305)安裝位置沿軸方向錯開，當伺服驅動(2)同時驅動兩根驅動繩索(6)時，主動齒輪(303)位于中位，主動齒輪(303)與兩個從動齒輪(305)同時嚙合，當伺服驅動(2)單獨驅動一根驅動繩索(6)時，直線電機(304)驅動主動齒輪(303)沿花鍵軸(301)運動，使其僅與一個從動齒輪嚙合，同時另一個從動齒輪被抱閘塊(302)卡住。
4.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于，卷揚出索模塊(1)由卷揚出索安裝座(101)、卷揚出索滾筒(103)、同步傳動機構(102)、索力傳感器(104)、繩索導向機構(105)和出索滑輪(106)組成，卷揚出索滾筒(103)纏繞驅動繩索，并通過同步傳動機構(102)帶動繩索導向機構(105)運動，保證驅動繩索(6)方向始終與滾筒(103)切向平行，驅動繩索(6)經由繩索導向機構(105)改變方向后，由出索滑輪(106)引出，索力傳感器(104)安裝在繩索導向機構(105)底部，用于測量驅動繩索(6)索力。
5.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于，兩個卷揚出索模塊(1)對稱分布于伺服驅動模塊(2)的兩側，其滾筒尺寸一致，旋轉方向一致，當同時驅動兩根平行的驅動繩索(6)運動時，兩根驅動繩索(6)的收放量相同，兩根驅動繩索(6)始終保持長度相同。
6.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于，配重卷揚模塊(4由配重卷揚滾筒和配重卷揚安裝座組成，配重卷揚滾筒安裝在配重卷揚安裝座上，且其一段的軸與卷揚出索模塊(1)的滾筒軸相連接，配重卷揚滾筒與卷揚出索模塊的滾筒同步運動，收放配重牽引繩索(7)，進而帶動配重(8運動。
7.根據權利要求6所述的驅動裝置，其特征在于，配重(8)通過配重牽引繩索(7)施加力于配重卷揚滾筒，與驅動繩索(6)施加于卷揚出索模塊的滾筒上的力一定程度的抵消，進而減少伺服驅動所需的力矩和功率。
8.根據權利要求6所述的驅動裝置，其特征在于，卷揚出索模塊的滾筒和配重卷揚滾筒的直徑成比例，若卷揚出索模塊的滾筒直徑：配重卷揚滾筒直徑比例為k，則驅動繩索(6)每收縮k米，配重(8)下降1米，根據驅動裝置安裝位置下配重能移動的高度確定盡可能小的比例k。
9.根據權利要求8所述的驅動裝置，其特征在于，若驅動繩索(6)上平均索力為F千克力，則配重的質量為F*k千克。
10.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于，還包括底板(5)，所述伺服驅動(2)、傳動切換模塊(3)、卷揚出索模塊(1)、驅動繩索(6)、配重卷揚模塊(4)均安裝在底板(5)上。
...【技術特征摘要】
1.一種用于重載平行繩索的驅動裝置，其特征在于：包括伺服驅動(2)、傳動切換模塊(3)、卷揚出索模塊(1)、驅動繩索(6)、配重卷揚模塊(4)、配重牽引繩索(7)和配重(8)；伺服驅動(2)驅動傳動切換模塊(3)的主動齒輪運動，進而帶動傳動切換模塊(3)的兩個從動齒輪運動；傳動切換模塊(3)的兩個從動齒輪分別安裝在兩個卷揚出索模塊(1)上，驅動兩個卷揚出索模塊(1)同步運動，進而帶動兩根平行的驅動繩索(6)運動；配重牽引繩索(7)一端纏繞在配重卷揚模塊(4)，另一端懸掛配重(8)，卷揚出索模塊(1)的滾筒軸與配重卷揚模塊(4)的滾筒軸相連接，進而帶動配重卷揚模塊(4)、配重牽引繩索(7)和配重(8)運動；當需要調節兩根平行的驅動繩索(6)相對運動時，傳動切換模塊(3)切換傳動模式，使伺服驅動的運動僅傳遞至一套卷揚出索模塊(1)和驅動繩索(6)上，實現兩根平行的驅動繩索(6)中一根繩索的單獨運動。
2.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于，傳動切換模塊(3)由花鍵軸(301)、主動齒輪(303)、直線電機(304)、抱閘塊(302)和兩個從動齒輪(305)組成，花鍵軸(301)一端與伺服驅動(2)軸相連，由伺服驅動(2)帶動花鍵軸(301)進而帶動主動齒輪(303)轉動，兩個從動齒輪(305)分別安裝在兩個卷揚出索模塊(1)上，直線電機(304)軸末端與主動齒輪(303)相連，控制主動齒輪(303)在花鍵軸(301)上滑動，抱閘塊(302)安裝在直線電機(304)上，隨著直線電機(304)運動。
3.根據權利要求2所述的驅動裝置，其特征在于，兩個從動齒輪(305)的厚度均小于等于主動齒輪的一半，兩個從動齒輪(305)安裝位置沿軸方向錯開，當伺服驅動(2)同時驅動兩根驅動繩索(6)時，主動齒輪(303)位于中位，主動齒輪(303)與兩個從動齒輪(305)同時嚙合，當伺服驅動(2)單獨驅動一根驅動繩索(6)時，直線電機(304)驅動主動齒輪(303)沿花鍵軸(301)運動，使其僅與一個從動齒輪嚙合，同時另一個從動齒輪被抱閘塊(302)卡住。
4.根據權利要求1所述的驅...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邵珠峰，曹懷志，劉漢擎，霍曄，姚銘，杭旸，陳永報，曾沛崑，吳志遠，周翔，段金昊，賀小偉，叢榕，唐永清，劉璇，韓亞濤，蘭遠健，
申請(專利權)人：成渝地區雙城經濟圈瀘州先進技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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