专利名称：圆轨迹切线包容式缠绕机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种缠绕装置，特别涉及一种圆轨迹切线包容式缠绕机器人。
背景技术：
现行的缠绕预紧设备可分为两类(1)自旋转式缠绕设备(所谓自旋转式缠绕，即指被缠绕结构旋转而进行缠绕)①转盘式缠绕，即机架或筒体置于可旋转的盘上旋转而进行缠绕，适用于机架或 筒体高径比(筒体的长度或高度与直径的比值)小于等于3的结构件(如图1)；②芯轴式缠绕，适用于机架或筒体高径比(筒体的长度或高度与直径的比值)大 于3的情况。由于机架或筒体高度(长度)较大，无法垂直立于转盘之上，将筒体水平放置， 两端进行约束支撑，以其芯轴为旋转中心旋转进行缠绕(如图2)；(2)机器人原位缠绕(所谓原位缠绕是指被缠绕结构固定不动，缠绕设备(机器 人)以被缠绕结构为运动基准运动的缠绕方式，机器人沿其上的特定轨道运动而缠绕。其 中又分为机器人水平原位缠绕和机器人垂直原位缠绕)①机器人水平原位缠绕，即被缠绕的结构件的长轴水平放置，缠绕机器人沿被缠 绕结构上的特定导轨水平公转运动而缠绕(如图3)；②机器人垂直原位缠绕，即被缠绕结构长轴垂直放置，缠绕机器人沿被缠绕结构 上的特定导轨垂直公转运动而缠绕(如图4)；其中第一类缠绕方式(即自旋转式缠绕)，难以缠绕自重超过400吨的结构，其原 因在于承载400吨的重型旋转装置价格昂贵；如采用芯轴式缠绕，虽然无需承载装置，但由 于数百吨结构件的转动惯量太大，对缠绕装置的加速度控制、功率、地基等均要求很高而投 资巨大；第二类缠绕方法(即机器人原位缠绕)需在被缠绕结构上预设专用的针对每一具 体结构的导轨、驱动链或齿圈等辅助性装置，成本高，通用性差。
发明内容为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种圆轨迹切线包容式缠绕机器人，机器 人的运动轨迹完全不受被缠绕结构的约束，对重型结构进行缠绕的适应性强，操作方便、安 全，节省缠绕成本。一种圆轨迹切线包容非原位机器人缠绕的方法是一种非原位，且被缠绕结构固 定不动的缠绕方式，所谓圆轨迹，是指对于不论缠绕何被缠绕结构，机器人缠绕时总是按圆 轨迹运动；所谓切线包容，是指缠绕钢丝对被缠绕结构轮廓之切线形成的包容线就是被缠 绕结构的缠绕轮廓面。本实用新型的缠绕方法它具有第一、二类缠绕方法的优点；同时又摒 弃了它们的缺点无需在被缠绕结构上设计、制造、安装约束导轨和驱动副，且被缠绕结构 无需运动，可完成尺寸和转动惯量巨大的结构之缠绕。本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种圆轨迹切线包容式缠绕机器人，包括运动臂和缠绕机器人，运动臂一端可拆卸枢接于被缠绕结构上端，运动臂另 一端与缠绕机器人铰接，被绕结构被运动臂圆周运动所形成的圆面积所覆盖，缠绕机器人 包括张力系统、排线系统和行走系统，其中张力系统用于控制缠绕钢丝张力，张力系统包括钢丝盘、增阻器、张力轮和张力闭 环控制装置，缠绕钢丝缠绕于钢丝盘上，缠绕钢丝一端依次穿过能够产生设定张力的增阻 器、具有张力放大功能的张力轮和可检测、分析缠绕钢丝所带张力及其波动值并控制张力 轮放大缠绕钢丝张力倍数的张力闭环控制装置；排线系统用于将带有设定张力的缠绕钢丝一端整齐的固定排列在被缠绕结构需 缠绕部位表面，排线系统包括排线步进电机、减速机、滚珠丝杠和排线梁，排线步进电机通 过减速机带动滚珠丝杠旋转，排线梁的螺母与滚珠丝杠连接，这样通过排线步进电机带动 滚珠丝杠旋转，排线梁就在滚珠丝杠带动下，进行直线运动，这样只需要控制排线步进电机 的转速和转动方向就可以控制排线梁移动的速度和方向，可有效保证缠绕钢丝的排列间距 和缠绕方向，可防止缠绕钢丝间距过大或重叠；行走系统带动张力系统和排线系统(在地面上或圆周轨道上)进行圆周运动，行 走系统包括驱动电机(调频交流电机)和行走体，行走体又包括框架和行走轮，驱动电机可 驱动行走体的行走轮旋转，行走轮设于框架下方，驱动电机驱动行走轮旋转，行走轮就带着 框架前行，从而带动张力系统和排线系统前行；所述张力系统和排线系统固定于行走系统的框架上，张力系统的的钢丝一端穿过 排线系统的排线梁最终与被缠绕结构固连。本实用新型在使用时，行走系统带着张力系统和排线系统围绕被缠绕结构运动， 带有设定张力的钢丝就对被缠绕结构作切线缠绕，钢丝的张力大小由张力系统自动检测和 调节，保证钢缠绕力值均勻，同时排线系统整齐的将钢丝排列在被缠绕结构表面，保证钢丝 排列均勻整齐。本实用新型将缠绕机器人独立地直接置于支撑被缠绕结构的地面上或地面上的 独立导轨之上，而不以被缠结构为基准悬挂或支撑或相关导向(即机器人的运动轨迹依被 绕结构相关轮廓而导向)，机器人的运动轨迹完全不受被缠绕结构的约束(其旋转的轨迹 与被缠绕结构不存在相关关系，不存在运动约束，缠绕机器人与被缠绕结构间仅是适应性 关系)，只要被缠绕结构置于机器人运动的圆平面以内(实际上是圆柱形空间，圆平面为该 圆柱空间在地面的投影)，不论其水平截面为椭圆形、圆形、正方形、长方形等任何其它形 状，以及结构高径比的大小，均可缠绕，从机器人的圆形运动轨迹上任意一点，均可以对被 缠绕结构作切线，这些切线的内包容线显然就是被缠绕结构的轮廓，因而不论被缠绕结构 的水平截面为任何几何图形，机器人都可以以相同的独立圆轨迹进行缠绕，这就是从圆轨 迹上进行切线包容(即圆轨迹切线包容)式缠绕的几何学原理。由于被缠绕结构并不约束 机器人的运动，故无需在被缠绕结构上设专用轨道，大大提高了机器人对重型结构进行缠 绕的适应性和通用性。作为本实用新型的进一步改进，运动臂包括水平运动臂和垂直运动臂，水平运动 臂上远离被缠绕结构的一端与垂直运动臂上端固连，其中垂直运动臂与缠绕机器人的行走 系统铰接。作为本实用新型的进一步改进，所述水平运动臂和垂直运动臂上分别设有调节伸缩节，该调节伸缩节轴向长度可伸缩，用于调节水平运动臂和垂直运动臂长度，调节伸缩节 采用正、反螺旋结构，调节伸缩节能随被缠绕结构的几何尺寸变化而调节以保证缠绕机器 人不与被缠绕结构产生运动干涉。作为本实用新型的进一步改进，运动臂一端可拆卸枢接于被缠绕结构上端的结构 为设有中央定位轴、中央定位轴支架和中央定位轴承，中央定位轴支架固设于被缠绕结构 和地面之一上方，中央定位轴固设于中央定位轴支架上，中央定位轴承设于中央定位轴上 端，运动臂一端可拆卸固定设于中央定位轴承上。作为本实用新型的进一步改进，还设有中央定位轴调节装置，该中央定位轴调节 装置轴向长度可伸缩，用于调节中央定位轴长度，中央定位轴调节装置采用正、反螺旋结 构，中央定位轴调节装置能随被缠绕结构的高度变化而调节以保证运动臂不与被缠绕结 构产生运动干涉。作为本实用新型的进一步改进，还设有支撑垫，该支撑垫放置于地面上，被缠绕结 构置于支撑垫上方，支撑垫用于承载被缠绕结构，保证被缠绕结构水平放置，同时对被缠绕 结构下端起到保护作用。作为本实用新型的进一步改进，所述水平运动臂旋转运动所形成的平面垂直于被 缠绕结构轴线，水平运动臂中心可拆卸固设于中央定位轴承上，保证中央定位轴受力均衡， 保证缠绕机器人缠绕稳定。作为本实用新型的进一步改进，运动臂另一端铰接有1 4个缠绕机器人，多根钢 丝可同时进行缠绕，提高缠绕速度，如图7显示双头缠绕的状态，此时，两切线长度不等，即 钢丝抽出的速度不等，但机器人上的张力闭环控制装置可以保证双头缠绕的钢丝的张力相寸。作为本实用新型的进一步改进，在更换钢丝盘时，需在增阻器前完成新旧缠绕钢 丝接头无张力对接，新旧缠绕钢丝接头无张力对接采用电阻焊方式完成。作为本实用新型的进一步改进，张力轮为“8”字轮，“8”字轮包括主动轮和从动轮， 该主、从动轮上分别设有数量和宽度相同的沟槽，缠绕钢丝相互交错呈“8”字状缠绕于主、 从动轮上表面的沟槽中，主动轮有逆缠绕钢丝滑动方向转动趋势(一般通过采用直流电机 实现)，缠绕钢丝经过“8”字轮后在摩擦力作用下张力增加达到设定值。作为本实用新型的进一步改进，张力闭环控制装置包括三组滑轮、张力检测传感 器、前置放大器、A/D转换器、终端执行器和人机控制终端，三组滑轮呈对称三角形方式排 列，缠绕钢丝一端呈内外交替状态依次缠绕于该三组滑轮圆周表面，张力检测传感器可感 应钢丝张力引起的压力值并将该压力值转换成电压模拟量，张力检测传感器传信于前置放 大器，前置放大器传信于A/D转换器，A/D转换器传信于人机控制终端，人机控制终端传信 于控制终端执行器，控制终端执行器控制张力轮主动轮逆钢丝运动方向的扭矩(即阻力 矩)。作为本实用新型的进一步改进，排线系统还设有平行于滚珠丝杠的两直线导轨， 该两直线导轨固定于行走体的框架上，排线梁轴向可滑动套设于两直线导轨上，保证滚珠 丝杠只承受轴向力，同时保证排线梁带动缠绕钢丝精确移动，使缠绕钢丝排列整齐。作为本实用新型的进一步改进，排线系统的排线梁上还设有导向轮和排线轮，所 述排线轮与导向轮呈轴向垂直状态排列或呈平行状态排列的一种，这样可以将与缠绕方向具有偏差的缠绕钢丝校正方向，且使缠绕钢丝与被缠绕表面良好贴合。作为本实用新型的进一步改进，所述行走系统的驱动电机为调频交流电机，实现 机器人运行过程中无级变速的功能，其起动转矩大，不需附加启动设备，恒转矩调速范围 宽，利于机器人带张力启动。作为本实用新型的进一步改进，所述增阻器包括两平行排列的压板，该两平行排 列的压板通过拉簧和拉杆连接而成一个整体，两压板内侧壁上设有平行交错排列的滚轮， 滚轮圆周面间相互靠近，滚轮圆周面上设有沟状凹槽，缠绕钢丝多次反复弯曲而通过滚轮 的沟状凹槽，使钢丝获得初张力。本实用新型的有益技术效果是本实用新型本通过圆轨迹切线包容线与被缠绕结 构的关系，可完成任意形状和任意高宽比的结构的缠绕，而无需设计、制造、安装和调整专 用的机器人运动轨道和相应辅助工装，大大降低了缠绕施工的成本，提高缠绕机器人的通 用性和适应性，缠绕机器人直接在地面上或在独立于被缠绕结构的轨道上自行驱动运动， 与被缠绕结构无关，本实用新型大大简化了缠绕机器人的行走及其驱动系统，提高安装和 调整工效，本实用新型还可方便地通过运动臂增设缠绕机器人的个数，进行多头缠绕，从而 大大提高缠绕效率。
图1为现有的转盘式缠绕示意图；图2为现有的芯轴式缠绕示意图；图3为现有的机器人水平原位缠绕示意图；图4为现有的机器人垂直原位缠绕示意图；图5为圆轨迹切线包容式缠绕几何原理示意图；图6为本实用新型结构原理示意图；图7为本实用新型双头缠绕状态示意图；图8为张力系统原理图；图9为增阻器结构原理图；图10为“8”字轮结构示意图；图11为排线系统结构原理图；图12为行走系统结构原理图。
具体实施方式
实施例一种圆轨迹切线包容式缠绕机器人，包括运动臂1和缠绕机器人2，运动 臂1 一端可拆卸枢接于被缠绕结构3上端，运动臂1另一端与缠绕机器人2铰接，被缠绕结 构3被运动臂1圆周运动所形成的圆面积所覆，缠绕机器人2包括张力系统21、排线系统 22和行走系统23，其中张力系统21用于控制缠绕钢丝张力，张力系统21包括钢丝盘211、增阻器212、张 力轮213和张力闭环控制装置214，缠绕钢丝缠绕于钢丝盘211上，缠绕钢丝一端依次穿过 能够产生设定张力的增阻器212、具有张力放大功能的张力轮213和可检测、分析缠绕钢丝 所带张力及其波动值并控制张力轮213放大缠绕钢丝张力倍数的张力闭环控制装置214 ；排线系统22用于将带有设定张力的缠绕钢丝一端整齐的固定排列在被缠绕结构 需缠绕部位表面，排线系统22包括排线步进电机221、减速机222、滚珠丝杠223和排线梁224，排线步进电机221通过减速机222带动滚珠丝杠223旋转，排线梁224的螺母与滚珠 丝杠223连接，这样通过排线步进电机221带动滚珠丝杠223旋转，排线梁2M就在滚珠丝 杠223带动下进行直线运动，这样只需要控制排线步进电机221的转速和转动方向就可以 控制排线梁224移动的速度和方向，可有效保证缠绕钢丝的排列间距和缠绕方向，可防止 缠绕钢丝间距过大或重叠；行走系统23带动张力系统21和排线系统22在地面上或圆周轨道上进行圆周运 动，行走系统23包括驱动电机231 (调频交流电机)和行走体232，行走体232又包括框架 2321和行走轮2322，驱动电机231可驱动行走体232的行走轮2322旋转，行走轮2322设于 框架2321下方，驱动电机231驱动行走轮2322旋转，行走轮2322就带着框架2321前行， 从而带动张力系统21和排线系统22前行；所述张力系统21和排线系统22固定于行走系统23的框架2321上，张力系统21 的的钢丝一端穿过排线系统22的排线梁2M最终与被缠绕结构固连。本实用新型使用时，缠绕机器人2行走系统23带着张力系统21和排线系统22围 绕被缠绕结构3运动，带有设定张力的钢丝就对被缠绕结构作切线缠绕，钢丝的张力大小 由张力系统21自动检测和调节，保证钢缠绕力值均勻，同时排线系统22整齐的将钢丝排列 在需缠绕设备表面，保证钢丝排列均勻整齐。本实用新型将缠绕机器人2独立地直接置于支撑被缠绕结构的地面上或地面上 的独立导轨之上，而不以被缠结构为基准或悬挂或支撑或相关导向(即机器人的运动轨迹 依被绕结构相关轮廓而导向)，机器人的运动轨迹完全不受被缠绕结构的约束(其旋转的 轨迹与被缠绕结构3不存在相关关系，不存在运动约束，缠绕机器人2与被缠绕结构3间 仅是适应性关系)，只要被缠绕结构3置于机器人运动的圆平面以内(实际上是圆柱形空 间，圆平面为该圆柱形空间在地面上的投影)，不论其水平截面为椭圆形、圆形、正方形、长 方形等任何其它形状，以及结构高径比的大小，均可缠绕，从机器人的圆形运动轨迹上任意 一点，均可以对被缠绕结构作切线，这些切线的内包容线显然就是被缠绕结构的轮廓(如 图5)，因而不论被缠绕结构的水平截面为任何几何图形，机器人都可以以相同的独立圆轨 迹进行缠绕，这就是从圆轨迹上进行切线包容(即圆轨迹切线包容)式缠绕的几何学原理。 由于被缠绕结构上并不约束机器人的运动，故无需专用轨道，大大提高了机器人对重型结 构进行缠绕的适应性和通用性。所述运动臂1包括水平运动臂11和垂直运动臂12，水平运动臂11上远离被缠绕 结构的一端与垂直运动臂12上端固连，其中垂直运动臂12与缠绕机器人2的行走系统23 铰接。所述水平运动臂11和垂直运动臂12上分别设有调节伸缩节13，该调节伸缩节13 轴向长度可伸缩，用于调节水平运动臂11和垂直运动臂12长度，调节伸缩节13采用正、反 螺旋结构，调节伸缩节13能随缠绕过程中被缠绕结构的几何尺寸变化而调节以保证缠绕 机器人2不与被缠绕结构产生运动干涉。所述运动臂1 一端可拆卸枢接于被缠绕结构上端的结构为设有中央定位轴14、 中央定位轴支架15和中央定位轴承16，中央定位轴支架15固设于被缠绕结构3和地面之 一上方，中央定位轴14固设于中央定位轴支架15上，中央定位轴承16固设于中央定位轴 14上端，运动臂1 一端可拆卸固设于中央定位轴承16上。
8[0059]还设有中央定位轴调节装置17，该中央定位轴调节装置17轴向长度可伸缩，用于 调节中央定位轴14长度，中央定位轴调节装置17采用正、反螺旋结构，中央定位轴调节装 置17能随被缠绕结构3的高度变化而调节以保证运动臂1不与被缠绕结构产生运动干涉。还设有支撑垫4，该支撑垫4放置于地面上，被缠绕结构3置于支撑垫4上方，支撑 垫4用于承载被缠绕结构3，保证被缠绕结构3水平放置，同时对被缠绕结构3下端起到保 护作用。所述水平运动臂11旋转运动所形成的平面垂直于被缠绕结构3轴线，水平运动臂 11中心可拆卸固设于中央定位轴承16上，保证中央定位轴14受力均衡，保证缠绕机器人缠 绕稳定。所述运动臂1运动臂1另一端铰接有1 4个缠绕机器人2，多根钢丝可同时进行 缠绕，提高缠绕速度，如图7显示为双头缠绕的状态，此时，两切线长度不等，即钢丝抽出的 速度不等，但机器人上的张力闭环控制装置214可以保证双头缠绕的钢丝的张力相等。在更换钢丝盘211时，需在增阻器212前完成新旧缠绕钢丝接头无张力对接，新旧 缠绕钢丝接头无张力对接采用电阻焊方式完成。所述张力轮213为“8”字轮，“8”字轮包括主动轮2131和从动轮2132，该主、从动 轮2131、2132上分别设有数量和宽度相同的沟槽2133，“8”字轮的主动轮2131具有逆钢丝 滑动方向的转动趋势，缠绕钢丝相互交错呈“8”字状缠绕于主、从动轮2131、2132上表面 的沟槽2133中，主动轮2131有逆缠绕钢丝滑动方向转动趋势(一般通过采用直流电机实 现)，缠绕钢丝经过“8”字轮后在摩擦力作用下张力增加达到设定值。所述张力闭环控制装置214包括三组滑轮2141、张力检测传感器2142、前置放大 器2143、A/D转换器2144、终端执行器2145和人机控制终端2146，三组滑轮2141呈对称三 角形方式排列，缠绕钢丝一端呈内外交替状态依次缠绕于该三组滑轮2141圆周表面，张力 检测传感器2142可感应钢丝张力引起的压力值并将该压力值转换成电压模拟量，张力检 测传感器传信于前置放大器2143，前置放大器传信于A/D转换器2144，A/D转换器传信于 人机控制终端2146，人机控制终端2146传信于控制终端执行器2145，控制终端执行器2145 控制张力轮213主动轮2131逆钢丝运动方向的扭矩。所述排线系统22还设有平行于滚珠丝杠223的两直线导轨225，该两直线导轨 225固定定位于行走体232的框架2321上，排线梁2M轴向可滑动套设于两直线导轨225 上，保证滚珠丝杠223只承受轴向力，同时保证排线梁2M带动缠绕钢丝精确移动，使缠绕 钢丝排列整齐。所述排线系统22的排线梁2M上还设有导向轮2 和排线轮227，排线轮227与 导向轮2 呈轴向垂直状态排列或呈平行状态排列的一种，可以将与缠绕方向具有偏差的 缠绕钢丝校正方向，且使缠绕钢丝与被缠绕表面良好贴合。所述行走系统23的驱动电机231为调频交流电机，实现机器人运行过程中无级变 速的功能，起动转矩大，不需附加启动设备，恒转矩调速范围宽，利于机器人带张力启动。所述增阻器212包括两平行排列的压板2121，该两平行排列的压板2121通过拉簧 2122和拉杆连21M连接而成一个整体，两压板2121相互靠近的侧壁上设有平行交错排列 的滚轮2123，滚轮2123圆周面间相互靠近，滚轮2123圆周面上设有沟状凹槽21M，缠绕钢 丝多次反复弯曲而通过滚轮2023的沟状凹槽2124，使钢丝获得初张力。
权利要求1.一种圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是包括运动臂(1)和缠绕机器人0)， 运动臂(1) 一端可拆卸枢接于被缠绕结构(3)上端，运动臂(1)另一端与缠绕机器人(2) 铰接，缠绕机器人(2)包括张力系统(21)、排线系统02)和行走系统(23)，其中张力系统用于控制缠绕钢丝张力，张力系统包括钢丝盘011)、增阻器 012)、张力轮013)和张力闭环控制装置014)，缠绕钢丝缠绕于钢丝盘011)上，缠绕钢 丝一端依次穿过能够产生设定张力的增阻器012)、具有张力放大功能的张力轮(213)和 可检测、分析缠绕钢丝所带张力及其波动值并控制张力轮(21 放大缠绕钢丝张力倍数的 张力闭环控制装置014)；排线系统02)用于将带有设定张力的缠绕钢丝一端整齐的固定排列在被缠绕结构需 缠绕部位表面，排线系统0 包括步进排线电机021)、减速机022)、滚珠丝杠(223)和 排线梁0 )，步进排线电机021)通过减速机(222)带动滚珠丝杠(223)旋转，排线梁 (224)的螺母与滚珠丝杠(22 连接；行走系统03)带动张力系统和排线系统02)进行圆周运动，行走系统03)包 括驱动电机(231)和行走体032)，行走体(23 又包括框架0321)和行走轮(2322)，驱 动电机(231)驱动行走体032)的行走轮032 旋转，行走轮032 设于框架Q321)下 方；所述张力系统和排线系统02)固定于行走系统03)的框架0321)上，张力系 统的钢丝一端穿过排线系统02)的排线梁(224)最终与被缠绕结构固连。
2.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是运动臂(1)包括水 平运动臂(11)和垂直运动臂(12)，水平运动臂(11)远离被缠绕结构的一端与垂直运动臂 (12)上端固连，其中垂直运动臂(12)与缠绕机器人的行走系统03)铰接。
3.如权利要求2所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是所述水平运动臂 (11)和垂直运动臂(12)上分别设有调节伸缩节(13)，该调节伸缩节(13)轴向长度可伸 缩。
4.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是运动臂(1)一端可 拆卸枢接于被缠绕结构上端的结构为设有中央定位轴(14)、中央定位轴支架(15)和中央 定位轴承(16)，中央定位轴支架(1 固设于被缠绕结构C3)和地面之一上方，中央定位轴 (14)固设于中央定位轴支架(1 上，中央定位轴承(16)固设于中央定位轴(14)上端，运 动臂(1) 一端可拆卸固设于中央定位轴承(16)上。
5.如权利要求4所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是还设有中央定位轴 调节装置(17)，该中央定位轴调节装置(17)轴向长度可伸缩。
6.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是还设有支撑垫G)， 该支撑垫(4)放置于地面上，被缠绕结构(3)置于支撑垫(4)上方。
7.如权利要求2所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是所述水平运动臂 (11)旋转运动所形成的平面垂直于被缠绕结构(3)轴线，水平运动臂(11)中心可拆卸固设 于中央定位轴承(16)上。
8.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是运动臂(1)另一端 铰接有1 4个缠绕机器人(2)。
9.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是在更换钢丝盘(211)时，需在增阻器(212)前完成新旧缠绕钢丝接头无张力对接，新旧缠绕钢丝接头无张力对 接采用电阻焊方式完成。
10.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是张力轮013)为 “8”字轮，“8”字轮包括主动轮0131)和从动轮(2132)，该主、从动轮(2131、2132)上分别 设有数量和宽度相同的沟槽013；3)，“8”字轮的主动轮0131)具有逆钢丝滑动方向的转动 趋势。
11.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是张力闭环控制装 置(214)包括三组滑轮(2141)、张力检测传感器(2142)、前置放大器、A/D转换器(2144)、终端执行器014 和人机控制终端(2146)，三组滑轮Q141)呈对称三角形方式排 列，缠绕钢丝一端呈内外交替状态依次缠绕于该三组滑轮0141)圆周表面，张力检测传感 器014 可感应钢丝张力引起的压力值并将该压力值转换成电压模拟量，张力检测传感 器传信于前置放大器(2143)，前置放大器传信于A/D转换器0144)，A/D转换器传信于人 机控制终端(2146)，人机控制终端0146)传信于控制终端执行器(2145)，控制终端执行器(2145)控制张力轮(213)主动轮0131)逆钢丝运动方向的扭矩。
12.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是排线系统02)还 设有平行于滚珠丝杠023)的两直线导轨025)，该两直线导轨025)固定定位于行走体 (232)的框架0321)上，排线梁(224)轴向可滑动套设于两直线导轨(225)上。
13.如权利要求1或12所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是排线系统 (22)的排线梁(224)上还设有导向轮(226)和排线轮027)，排线轮(227)与导向轮(226) 的轴线呈互相垂直状态排列或呈互相平行状态排列的一种。
14.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是所述行走系统03) 的驱动电机031)为调频交流电机。
15.如权利要求1所述的圆轨迹切线包容式缠绕机器人，其特征是所述增阻器(212) 包括两平行排列的压板(2121)，该两平行排列的压板0121)通过拉簧012 和拉杆 (2124)连接而成一个整体，压板0121)内侧壁上设有交错排列的滚轮(2123)，滚轮Q123) 圆周面间相互靠近，滚轮0123)圆周面上设有沟状凹槽0124)。
专利摘要本实用新型公开了一种圆轨迹切线包容式缠绕机器人，包括运动臂和缠绕机器人，运动臂一端可拆卸枢接于被缠绕结构上端，另一端与缠绕机器人铰接，缠绕机器人包括用于控制缠绕钢丝张力的张力系统、将带有设定张力的缠绕钢丝一端整齐的固定排列在被缠绕结构需缠绕部位表面的排线系统和带动张力系统和排线系统在地面上行走的行走系统，本实用新型通过圆轨迹切线包容线与被缠绕结构的关系，可完成任意形状和任意高宽比的结构的缠绕，而无需设计、制造、安装和调整相应的机器人运动轨道和相应辅助工装，降低了缠绕施工的成本，提高了缠绕机器人的通用性、适应性、安装和调整工效，本实用新型可方便地进行多头缠绕，从而大大提高缠绕效率。
文档编号B65H54/12GK201817144SQ201020254449
公开日2011年5月4日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者尹利平, 张晓松, 李国娟, 李晓予, 李罡, 汪洋, 陈振东, 颜永年 申请人:苏州昆仑先进制造技术装备有限公司, 颜永年