专利名称：具有零位调节的绳索张力检测机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种绳索张力检测机构，更特别地说，是指一种能够对绳索初始张力 大小进行调整，可用于绳索牵引机构中，方便的检测绳索在动态和静态过程中的张力。
背景技术：
由于绳索只能施加单向的拉力，所以必须有冗余力才能实现操作臂的力闭合。为 实现η个自由度的运动，就必须有η+1根绳索作为驱动元件。绳索驱动的机构在运动过程 上，驱动绳索的张力即不能超过其所能承受的最大张力，也必须大于绳索张紧所需的最小 张力，因此必须实时监控或计算各根绳索的张力变化情况。为了在不改变绳索的受力结构 的情况下，在线实时自动检测绳索在动态、静态过程中的张力问题，本专利申请提出一种具 有零位调节功能的绳索张力检测机构。
发明内容
本发明是一种具有零位调节功能的绳索张力检测机构，通过导向轮将绳索上的张 力转换为压力传感器上的压力信号。其包括有导向轮组件、固定基座、直线轴承、压力传感 器、橡胶块和固定板。其中，压力传感器通过橡胶块间隔固定在固定板上，固定板由螺钉拧 紧安装在固定基座上。导向轮组件通过直线轴承顶在压力传感器的顶部，通过压紧或松开 橡胶块来调整压力传感器初始压力的大小。所需测量张力大小的绳索缠绕在导向轮组件的 外圈上，当绳索被拉紧时，将导向轮组件往上推，由此对压力传感器施加压力，压力传感器 将所测得的压力转换为电信号，输入计算机系统，计算机自动将所测得的信号转换为绳索 的张力值，检测其是否在给定的范围内。本发明是一种具有零位调节功能的绳索张力检测机构，其包括有导向轮组件6、固 定基座4、直线轴承5、压力传感器3、橡胶块2和固定板1 ；其中，固定板1由A固定螺钉101 拧紧在固定基座4上，压力传感器3由C固定螺钉103拧紧在固定板1上，橡胶块2夹在固 定板1和压力传感器3中间，B固定螺钉102拧紧在固定板1上，通过橡胶块2的中心孔21 顶在压力传感器3上；直线轴承5通过D固定螺钉104固定在固定基座4的横支板41上，压力轴301可 在直线轴承5中间滑动，压力轴301的一端顶在压力传感器3的测力端，压力轴301的另一 端由A螺母302固定在导向轮固定台601上；导向轮转动轴607顺次穿过导向轮固定台601的A通孔611、流动轴承606、套筒 603、导向轮固定台601的B通孔612后与B螺母602拧紧；滚动轴承606安装在导向轮605内，并由套筒603顶住滚动轴承606的内圈，卡圈 604卡在导向轮605上，同时压住滚动轴承606的外圈；所需测量张力的绳索7缠绕在导向 轮605的U形槽605Α中。本发明具有零位调节功能的绳索张力检测机构的优点在于(1)通过调整压力传感器与压力轴上端面之间的间隙，使得张力检测机构具有零位调节功能。(2)压力轴的螺纹段与601固定连接，绳索缠绕在导向轮上，在绳索张紧时，将张 力转换为压力传感器上的压力，能够实时检测绳索动、静状态下的张力大小。(3)在固定板与压力传感器之间设置橡胶块，通过调节103来挤压橡胶块，以调整 压力传感器与压力轴上端面之间的间隙。(4)对绳索结构无需做改动，绳索只需缠绕在导向轮上即可检测其张力。(5)检测机构体积小，安装、拆卸方便。
图1是本发明具有零位调节功能的绳索张力检测机构的结构图。图2是本发明具有零位调节功能的绳索张力检测机构的分解图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。参见图1所示，本发明是一种具有零位调节功能的绳索张力检测机构，其包括有 导向轮组件6、固定基座4、直线轴承5、压力传感器3、橡胶块2和固定板1。其中，固定板1 由A固定螺钉101拧紧在固定基座4上，压力传感器3由C固定螺钉103拧紧在固定板1 上，橡胶块2夹在固定板1和压力传感器3中间，B固定螺钉102拧紧在固定板1上，通过 橡胶块2的中心孔21顶在压力传感器3上；直线轴承5通过D固定螺钉104固定在固定基座4的横支板41上，压力轴301可 在直线轴承5中间滑动，压力轴301的一端顶在压力传感器3的测力端，压力轴301的另一 端由A螺母302固定在导向轮固定台601上；导向轮转动轴607顺次穿过导向轮固定台601的A通孔611、流动轴承606、套筒 603、导向轮固定台601的B通孔612后与B螺母602拧紧；滚动轴承606安装在导向轮605内，并由套筒603顶住滚动轴承606的内圈，卡圈 604卡在导向轮605上，同时压住滚动轴承606的外圈。所需测量张力的绳索7缠绕在导向 轮605的U形槽605A中。固定基座4设计成H构形，横支板41上安装有直线轴承5导向轮固定台601设计成U构形，导向轮固定台601的一支臂上设有A通孔611， 另一支臂上设有B通孔612，导向轮固定台601的顶部用于连接压力轴301。在本发明中，A 通孔611与B通孔612供导向轮转动轴607穿过，并实现导向轮转动轴607与导向轮固定 台601的安装。(一 )调整压力传力传感器的初始张力零位调节参见图1、图2所示，首先松开B固定螺钉102，通过调整C固定螺钉103使压力传 感器3挤压橡胶块2，由此改变压力轴301与压力传感器3测力端的间隙(0. Imm IOmm)， 从而改变压力轴301对压力传感器3的初始压力，从计算机中观测压力传感器3所检测值 的大小，当值为0时表示机构已经回零。此时再拧紧B固定螺钉102，固定压力传感器3。PC 机中是采用VC软件(版本号Microsoft VisualC++2005)编写有力信息采集程序，该软件 的目的是用于实时显示压力传感器输出的力信息。压力传感器3可以通过串行接口直接接入PC机中，也可以通过一个数据采集卡连接在压力传感器3与PC机之间，数据采集卡安装 在PC机的主板插槽中。(二)检测绳索的张力参见图1、图2所示，绳索7缠绕在导向轮605的U形槽605A上，当绳索7被张紧 时，对导向轮605产生压力，通过压力轴301压紧压力传感器3，压力传感器3将所测得的压 力转换为电信号，输入PC机中，并在PC机的显示屏中显示出压力值。压力轴301与直线轴 承5之间是滚动摩擦，因此将其产生的摩擦力忽略，则压力传感器3所测得的值即为绳索7 对导向轮605的压力，当绳索7与测力机构成90度角布置时，此时所测得的压力即为绳索7 本身的张力。当绳索7由于牵引而产生相对滑动时，导向轮605通过滚动轴承606绕导向 轮转动轴607旋转，将绳索与导向轮之间的滑动摩擦转换为忽略的滚动摩擦，从而准确测 出绳索动态时的张力值。电机输出轴在运动过程中，通过绳索将拉力传递给运动平台，从而驱动运动平台 转动；电机输出力的多少，能够通过本发明的张力检测机构中的压力传感器将绳索张力大 小输出给放大器，进而在PC机中得以显示。这是本发明设计的张力检测机构的某一种应用 形式，该应用形式不能作为限定本发明的使用范围。
权利要求
一种具有零位调节的绳索张力检测机构，其特征在于包括有导向轮组件(6)、固定基座(4)、直线轴承(5)、压力传感器(3)、橡胶块(2)和固定板(1)；其中，固定板(1)由A固定螺钉(101)拧紧在固定基座(4)上，压力传感器(3)由C固定螺钉(103)拧紧在固定板(1)上，橡胶块(2)夹在固定板(1)和压力传感器(3)中间，B固定螺钉(102)拧紧在固定板(1)上，通过橡胶块(2)的中心孔(21)顶在压力传感器(3)上；直线轴承(5)通过D固定螺钉(104)固定在固定基座(4)的横支板(41)上，压力轴(301)可在直线轴承(5)中间滑动，压力轴(301)的一端顶在压力传感器(3)的测力端，压力轴(301)的另一端由A螺母(302)固定在导向轮固定台(601)上；导向轮转动轴(607)顺次穿过导向轮固定台(601)的A通孔(611)、流动轴承(606)、套筒(603)、导向轮固定台(601)的B通孔(612)后与B螺母(602)拧紧；滚动轴承(606)安装在导向轮(605)内，并由套筒(603)顶住滚动轴承(606)的内圈，卡圈(604)卡在导向轮(605)上，同时压住滚动轴承(606)的外圈；所需测量张力的绳索(7)缠绕在导向轮(605)的U形槽(605A)中。
2.根据权利要求1所述的具有零位调节的绳索张力检测机构，其特征在于通过导向 轮(605)将绳索(7)上的张力转换为压力传感器(3)上的压力信号。
3.根据权利要求1所述的具有零位调节的绳索张力检测机构，其特征在于导向轮组 件(6)通过直线轴承(5)顶在压力传感器(3)的顶部，通过压紧或松开橡胶块(2)来调整 压力传感器初始压力的大小。
全文摘要
本发明公开了一种具有零位调节的绳索张力检测机构，通过导向轮将绳索上的张力转换为压力传感器上的压力信号。其包括有导向轮组件、固定基座、直线轴承、压力传感器、橡胶块和固定板。其中，压力传感器通过橡胶块间隔固定在固定板上，固定板由螺钉拧紧安装在固定基座上。导向轮组件通过直线轴承顶在压力传感器的顶部，通过压紧或松开橡胶块来调整压力传感器初始压力的大小。所需测量张力大小的绳索缠绕在导向轮组件的外圈上，当绳索被拉紧时，将导向轮组件往上推，由此对压力传感器施加压力，压力传感器将所测得的压力转换为电信号，输入计算机系统，计算机自动将所测得的信号转换为绳索的张力值，检测其是否在给定的范围内。
文档编号G01L5/06GK101813539SQ201010155278
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者刘素庆, 刘荣, 杨洋溢, 陈伟海, 陈泉柱 申请人:北京航空航天大学