高速绳驱动排线装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种绳驱动排线装置，包括：一电机具有一输出轴；一绕线轴，与所述电机的输出轴连接；一丝杠，与所述绕线轴间隔且平行设置且丝杠上套设有一丝杠螺母；一排线机构导向滑轮，所述排线机构导向滑轮包括两个并排设置的导向滑轮、一直线轴承，及一滑轮安装座；所述两个导向滑轮为可变距结构；所述滑轮安装座固连在丝杠螺母上，并在丝杠的驱动下沿着丝杠轴向进给，所述排线机构导向滑轮在丝杠的驱动下往复移动；以及一导向杆穿入所述直线轴承中并与所述直线轴承相连，且在丝杠的带动之下，所述直线轴承与所述排线机构导向滑轮沿着导向杆轴向滑动。本发明能够保证钢丝绳在绕线轴的绕线位置准确、且能够精确控制负载位置的精度。
【专利说明】
高速绳驱动排线装置
技术领域
[0001]本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种用于绳驱动的排线机械传动装置，适用于高速、精准、长距离的驱动场合。
【背景技术】
[0002]工业技术的发展促使我们对机械驱动技术提出了更高的要求，为了迎合一些特殊的驱动需求，绳驱动和其它驱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，能够应用于高速和大负载场合，实现较高的频响和传动效率。结合绳驱动的优点，这种驱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。
[0003]绳驱动一般通过两个电机各自带动一个绕线轴转动，钢丝绳分别缠绕于两个绕线轴上，通过两根钢丝绳牵引钢丝绳上加载的负载进行运动，通过控制电机的驱动方式来改变负载的运动状态。绕线轴即排线装置作为绳驱动的的关键机械装置，在很大程度上决定了绳驱动能够达到的性能指标。然而，现有技术中的由于绕线轴在实际应用中具有不确定性，在进行高速排线时，钢丝绳在绕线轴上的位置具有不确定性，这会导致负载的位置精度下降，甚至无法达到预期的运动效果。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，确有必要提供一种能够保证钢丝绳绕线位置准确、且精确控制负载位置精度的绳驱动排线装置。
[0005]—种绳驱动排线装置，包括:一电机，所述电机具有一输出轴;一绕线轴，所述绕线轴的一端与所述电机的输出轴连接，并在电机的输出轴的驱动下以自身为中心轴旋转;一丝杠，与所述绕线轴间隔且平行设置，所述丝杠上套设有一丝杠螺母;所述丝杠靠近电机的一端安装有一从动小带轮，并通过一同步带与一主动大带轮相连;所述从动小带轮与主动大带轮之间设置有一惰轮;所述主动大带轮通过一胀套与所述绕线轴连接;一排线机构导向滑轮，所述排线机构导向滑轮包括两个并排设置的导向滑轮、一直线轴承，及一滑轮安装座;所述两个导向滑轮为可变距结构，两个导向滑轮之间的间距为可调节设置;所述滑轮安装座固连在丝杠螺母上，并在丝杠的驱动下沿着丝杠轴向进给，所述排线机构导向滑轮在丝杠的驱动下往复移动；以及一导向杆，所述导向杆穿入所述直线轴承中并与所述直线轴承相连，且在丝杠的带动之下，所述直线轴承与所述排线机构导向滑轮沿着导向杆轴向滑动。
[0006]所述绕线轴靠近电机的一端具有一键槽，所述绕线轴通过所述键槽与所述电机的输出轴连接。
[0007]进一步包括一电机支座、一轴支座及一支撑底板，所述电机支座与轴支座相对且间隔设置于所述支撑底板上，所述电机设置于所述电机支座上，并固定于支撑底板上，所述绕线轴的另一端支撑于所述轴支座上。
[0008]所述绕线轴的两端分别设置有一角接触球轴承，并分别安装于所述电机支座及轴支座上。
[0009]所述轴支座远离电机的一侧进一步设置有一轴承垫圈和一轴承盖。
[0010]所述主动大带轮通过一胀套与所述绕线轴连接。
[0011]所述主动大带轮设置有胀套的一端进一步安装有一胀套压板。
[0012]相较于现有技术，本发明提供的绳驱动排线装置，通过采用排线机构导向滑轮，能够实现钢丝绳的导向，使得钢丝绳在绕线轴上均匀的缠绕，避免由于钢丝绳在绕线轴上位置不确定所带来的运动误差;此外，通过电机直接驱动绕线轴，有效的避免了传动误差，对于提高绳驱动的运动精度具有十分重要的意义。
【附图说明】
[0013]图1为本发明提供的绳驱动排线装置的结构示意图。
[0014]图2为绳驱动排线装置中主动大带轮及从动小带轮的连接示意图。
[0015]图3为绳驱动排线装置中轴支座的结构示意图。
[0016]图4为图1所示的绳驱动排线装置中排线机构导向滑轮的结构示意图。
[0017]图5为图4所示的排线机构导向滑轮的俯视图。
[0018]主要元件符号说明
[0019]电机支座I从动小带轮12
[0020]轴支座2惰轮13
[0021]绕线轴3同步带14
[0022]轴承盖4惰轮安装座15
[0023]轴承垫圈5角接触球轴承16
[0024]支撑底板6电机17
[0025]绳索固定压板7胀套压板18
[0026]排线机构导向滑轮8胀套19
[0027]丝杠9滑轮安装座20
[0028]导向杆10导向滑轮21
[0029]主动大带轮11直线轴承22
[0030]绳驱动排线装置 100丝杠固定端23[0031 ]如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0032]以下将结合附图详细说明本发明实施例的绳驱动排线装置。
[0033]请一并参阅图1至图5，为本发明实施例提供的采用滚珠丝杠为钢丝绳导向的绳驱动排线装置100，主要包括一电机、一绕线轴、一丝杠、一排线机构导向滑轮及一导向杆。
[0034]所述电机17设置于一电机支座I上，并固定于一支撑底板6上，所述电机17具有一输出轴。所述绳驱动排线装置100进一步包括一轴支座2，固定于所述支撑底板6上，并与所述电机17间隔设置。所述轴支座2远离电机17的一侧设置有一轴承垫圈5和一轴承盖4，用以保护轴支座2中的轴承。
[0035]所述绕线轴3具有相对的两端，一端与所述电机17的输出轴连接，一端支撑于轴支座2中，并在电机17的输出轴的驱动下以自身为中心轴旋转。所述绕线轴3可为中空结构，并且在靠近电机17的一端具有一键槽(图未示)，所述绕线轴3通过该键槽与电机的输出轴连接。进一步，所述电机支座I及轴支座2分别安装有一角接触球轴承16，并设置在所述绕线轴3的两端。另外，所述绕线轴3靠近所述电机17的一端还设置有一绳索固定压板7，用于固定绳。
[0036]所述丝杠9与所述绕线轴3间隔且平行设置。所述丝杠9上套设有一丝杠螺母(图未示)。所述丝杠9靠近电机17的一端安装有一从动小带轮12，并通过一同步带14与一主动大带轮11相连。所述从动小带轮12与主动大带轮11之间设置有一惰轮13，构成一导轮组。所述主动大带轮11通过一胀套19与所述绕线轴3连接，进一步，所述主动大带轮11设置有胀套19的一端还安装有一胀套压板18，用于保证绕线轴3与主动大带轮11摩擦传动的可靠性。所述丝杠9的另一端设置于所述轴支座2的一丝杠固定端23上。
[0037]所述排线机构导向滑轮8包括两个并排设置的导向滑轮21、一直线轴承22，及一滑轮安装座20。所述两个导向滑轮21为可变距结构，即两个导向滑轮21之间的间距为可调节设置，从而能够实现不同线径钢丝绳的应用，以适用于不同的负载。另外，通过调节同步带14的传动比，可控制导向滑轮21在丝杠9轴向上的进给速度，以保证在钢丝绳绕满一周时，导向滑轮21的进给量等于钢丝绳直径。所述滑轮安装座20与所述丝杠9相连，具体的，所述滑轮安装座20固连在丝杠螺母上，并在丝杠9的驱动下沿着丝杠9的轴向进给移动，使得排线机构导向滑轮8整体在丝杠9的驱动下往复移动。
[0038]所述导向杆10穿入所述直线轴承22中并与所述直线轴承22相连，在丝杠9的带动之下，所述直线轴承22沿着导向杆10滑动，进而所述排线机构导向滑轮8在导向杆10上沿轴向滑动。
[0039]所述绳驱动排线驱动装置100具有两种工作状态，即收线状态和放线状态。当所述绳驱动排线驱动装置100处于收线状态时，电机17带动绕线轴3进行绕线；同时，经过同步带14与丝杠9两级传动装置带动导向滑轮21沿着导向杆10进给。通过设置同步带14的传动比，来控制导向滑轮21进给速度，保证在钢丝绳在绕线轴3上绕满一周时，导向滑轮21的进给量等于钢丝绳的直径。当所述绳驱动排线驱动装置100处于放线状态时，所述电机17用于保持钢丝绳的预紧力，其他结构和收线状态时的工作状况一致。
[0040]另外，导向滑轮21在绕线轴3进行收线时，保证钢丝绳出现在预定的位置进行缠绕。所述导向滑轮21与所述丝杠螺母通过滑轮安装座20固连在一起，保证了绕线和导向的同步操作。为了适应不同线径的钢丝绳，所述导向滑轮21之间设置为可变距结构。当需要采用不同线径的钢丝绳时，只需要调节导向滑轮21之间的间距以及同步带传动比即可实现。
[0041]本发明提供的绳驱动排线装置，具有以下有益效果。所述绳驱动排线装置通过采用排线机构导向滑轮，能够实现钢丝绳的导向，使得钢丝绳在绕线轴上均匀的缠绕，避免由于钢丝绳在绕线轴上位置不确定所带来的运动误差;通过电机直接驱动绕线轴，有效的避免了传动误差，对于提高绳驱动的运动精度具有十分重要的意义，另外，对于高速运动时的频响产生了积极影响;再者，通过调节同步带带轮的传动比和两个导向滑轮之间的间距，能够方便的实现不同线径钢丝绳的应用，可以适用于各种负载场合。
[0042]另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
【主权项】
1.一种绳驱动排线装置，其特征在于，包括: 一电机，所述电机具有一输出轴； 一绕线轴，所述绕线轴的一端与所述电机的输出轴连接，并在电机的输出轴的驱动下以自身为中心轴旋转； 一丝杠，与所述绕线轴间隔且平行设置，所述丝杠上套设有一丝杠螺母； 所述丝杠靠近电机的一端安装有一从动小带轮，并通过一同步带与一主动大带轮相连;所述从动小带轮与主动大带轮之间设置有一惰轮;所述主动大带轮通过一胀套与所述绕线轴连接； 一排线机构导向滑轮，所述排线机构导向滑轮包括两个并排设置的导向滑轮、一直线轴承，及一滑轮安装座;所述两个导向滑轮为可变距结构，两个导向滑轮之间的间距为可调节设置;所述滑轮安装座固连在丝杠螺母上，并在丝杠的驱动下沿着丝杠轴向进给，所述排线机构导向滑轮在丝杠的驱动下往复移动；以及 一导向杆，所述导向杆穿入所述直线轴承中并与所述直线轴承相连，且在丝杠的带动之下，所述直线轴承与所述排线机构导向滑轮沿着导向杆轴向滑动。2.如权利要求1所述的绳驱动排线装置，其特征在于，所述绕线轴靠近电机的一端具有一键槽，所述绕线轴通过所述键槽与所述电机的输出轴连接。3.如权利要求2所述的绳驱动排线装置，其特征在于，进一步包括一电机支座、一轴支座及一支撑底板，所述电机支座与轴支座相对且间隔设置于所述支撑底板上，所述电机设置于所述电机支座上，并固定于支撑底板上，所述绕线轴的另一端支撑于所述轴支座上。4.如权利要求3所述的绳驱动排线装置，其特征在于，所述绕线轴的两端分别设置有一角接触球轴承，并分别安装于所述电机支座及轴支座上。5.如权利要求3所述的绳驱动排线装置，其特征在于，所述轴支座远离电机的一侧进一步设置有一轴承垫圈和一轴承盖。6.如权利要求1所述的绳驱动排线装置，其特征在于，所述主动大带轮通过一胀套与所述绕线轴连接。7.如权利要求6所述的绳驱动排线装置，其特征在于，所述主动大带轮设置有胀套的一端进一步安装有一胀套压板。
【文档编号】B65H54/32GK106006188SQ201610564575
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月18日
【发明人】陈冉, 焦宗夏, 严亮
【申请人】北京航空航天大学