一种新型仿生紧固绳索的制作方法

本发明涉及的是一种绳索，具体地说是一种基于节肢动物前跗节可缠绕特性构造的新型仿生紧固绳索。

背景技术：

随着绳索材料、结构等方面的改进，绳索更加柔软、抗拉强度也得到了提升，在工程领域得到了广泛的应用。但是绳索的连接处以及使用绳索进行捆绑时，绳索极容易断开，这就需要更优的绳索锁紧机构来提升绳索整体捆扎强度。目前对于绳索捆绑和固定的方法主要有：手工打结法、专用连接卡扣、绳索锁定装置，但结构相对复杂，故障率和维修成本较高，且在快速松紧交替时不能保证足够的安全强度，实现高频率松紧交替时可靠性有所降低。

自然界中的节肢动物具有高效、简便的绳索缠绕方式，并且能够快速实现松紧。本发明基于节肢动物的可缠绕前跗节进行仿生构造，设计一种结构简单、质量轻、体积小、柔顺性好、控制方便、可快速松紧的新型仿生紧固绳索。

技术实现要素：

本发明提供一种通过简单缠绕抽拉后，不需要打结夹紧就可以实现紧固效果的新型仿生紧固绳索，以达到连接可靠、使用高效、操作简便、快速松紧等目的，在很大范围内解决日常生产生活中的绳索捆扎不牢问题，更在消防救援、攀援、吊装等方面具有广泛应用前景。

本发明解决上述问题所采用的方案是：

一种新型仿生紧固绳索，包括外层、内层控制绳、卷线装置和驱动装置，外层与内层控制绳之间设有间隙，且外层与内层控制绳的首端合并连接，内层控制绳末端与卷线装置连接，卷线装置与驱动装置连接，驱动装置上安装有正反转控制部分，通过卷线装置控制内层控制绳的放松或拉紧来控制整个绳索。

进一步地，所述外层具有特殊表面，所述特殊表面具有仿节肢动物跗节表面的微观结构。

更进一步地，所述特殊表面的微观结构采用仿节肢动物跗节表面的刚毛或凸起的微观结构。

更进一步地，所述特殊表面，其材料采用天然橡胶、金属、陶瓷或合成高分子材料。特殊表面具有与节肢动物跗节表面类似的刚毛或凸起的微观结构，在紧固时会提高表面与接触物的接触面积，微观结构的材料采用天然橡胶、金属、陶瓷或合成高分子材料，微观结构与材料共同作用，用于提高绳索的柔性和捆绑时的紧固效果。

本发明具有以下的特点及优点：本发明绳索能够有效保持蜷曲状态，在捆绑时可以长时间可靠地保持自身蜷曲形状不被外部因素改变。在外层绳索上采用特殊结构与特殊材料相结合的方式，以增强紧固效果。其主要采用的是具有与节肢动物跗节表面类似的刚毛或凸起的微观结构，微观结构的材料采用天然橡胶、金属、陶瓷或合成高分子材料。绳索材料蜷曲程度的改变通过卷线装置控制内层控制绳实现。根据绳索的使用环境和目的，不仅可以用于捆扎物品，也可以实现攀爬、吊装、救援等作用。

附图说明

图1是本发明绳索放松时的装配结构示意图；

图2是本发明绳索锁紧状态下的结构示意图；

图3是本发明绳索主体部分的截面图。

图4是本发明实施例1示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施实例对本发明绳索进一步详细描述。

参阅图1至图3，一种新型紧固绳索，由外层1、特殊表面2、内层控制绳3、卷线装置4、驱动装置5、正反转控制部分6和支架7组成。内层控制绳3设置在外层1内部，且外层1与内层控制绳3之间设有间隙，且外层1与内层控制绳3只在绳索首端合并连接；在末端，外层1固定不动，内层控制绳3与末端的卷线装置4连接，通过卷线装置4控制内层控制绳3的放松或拉紧来控制整个绳索，绳索外层1的表面是具有刚毛或凸起的微观结构的特殊表面2，微观结构的材料采用天然橡胶、金属、陶瓷或合成高分子材料，来增加紧固效果和可靠性。

卷线装置4与内层控制绳3相连，驱动部分4固定在支架7上，驱动装置5输出轴与卷线装置4连接，驱动装置5采用电驱动方式(驱动电机)，正反转控制部分6与驱动装置5输入部分连接，正反转控制部分6决定驱动装置5的转动方式从而决定卷线装置4卷线或放线行为。

所述驱动装置5可以是包括电驱动在内的其它驱动方式，如人力、电力、燃料驱动。

所述绳索截面采用圆形、椭圆形、矩形或其他多边形。

实施例1

捆扎-参阅图4说明如下：

首先根据被捆扎物体的大小调整绳索的蜷曲程度或将绳索全部放松，以便后续捆扎作业。具体是：由正反转控制部分6调控驱动装置5为反转模式，从而带动卷线装置4放松内层控制绳3，进而实现放松整条绳索的效果。

达到捆扎作业的条件之后，开始调整正反转控制部分6到正转，此时驱动装置5带动卷线装置4正转收紧内层控制绳3，绳索在内层控制绳3的带动下开始向内弯曲，直到绳索与被捆扎物体紧密接触停止收紧。为了增加捆扎效果，可以在第一次收紧完成之后，再进行多次短时间的收紧，每次收紧操作都使得绳索与被捆扎物体接触更加契合，捆扎力会越来越大，紧固效果越来越好。除此之外绳索外层1和特殊表面2的结构和材料更能够增强绳索整体的紧固效率。在需要长时间捆扎时，为了省去卷线装置4、驱动装置5和正反转控制部分6占用的空间并进行多次利用，可以在收紧过程完成之后对内层控制绳3进行固定并去除卷线装置4、驱动装置5和正反转控制部分6，这时被固定的的内层控制绳3发挥作用以保证捆扎效果和有效性。

当使用完毕时，只需要控制驱动装置5反转放松内层控制绳3，进而带动整条绳索放松，紧固作用逐渐消失，便可轻松取下被捆扎物品。

实施例2

攀爬-参阅图2说明如下：

由于攀爬时可以认为被攀爬的物体的长度远长于绳索长度，所以需要在攀爬前将绳索全部放松。具体是：由正反转控制部分6调控驱动装置5为反转模式，从而带动卷线装置4放松内层控制线3，进而实现放松整条绳索的效果。

当绳索条件达到可以绑上被攀爬物体时，调整正反转控制部分6到正转，此时驱动装置5带动卷线装置4正转收紧内层控制绳3，绳索在内层控制绳3的带动下开始向内弯曲，直到绳索与被攀爬物体紧密接触停止收紧。为了增强捆绑效果，在绳索与攀爬物体接触之后卷线装置4应持续拉紧。除此之外绳索外层1和特殊表面2的结构和材料更能够增强绳索整体的紧固效率。

当需要松开时，只需要控制驱动装置5反转放松内层控制绳3，进而带动整条绳索放松，紧固作用逐渐消失，便可轻松取下脱离被攀爬物体。由于卷线装置4、驱动装置5和正反转控制部分6结构简单控制高效，可以做到快捷交替缠紧和放松过程，适合攀爬作业。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种新型仿生紧固绳索，是基于节肢动物前跗节的缠绕特性进行的仿生构造，由外层、特殊表面、内层控制绳和末端的卷线装置、驱动装置和正反转控制部分组成。绳索的外层和内层控制绳之间有间隙，只在首端两层合并连接。内层控制绳与卷线装置在绳索末端连接，通过卷线装置控制内层控制绳的放松或拉紧来控制整个绳索。外层和特殊表面只在内部受到内层控制绳的作用时才发生形态改变；特殊表面具有与节肢动物跗节表面类似的刚毛或凸起的微观结构，微观结构的材料采用天然橡胶、金属、陶瓷或合成高分子材料。本发明柔顺性好、重量轻、响应快、性能稳定，可实现较高的捆绑强度和较快的松捆速度。

技术研发人员：田为军;杨震;张琪;丛茜
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2017.07.07
技术公布日：2017.10.27