一种基于缠绕绳的驱动器及其使用方法与流程

本发明涉及机械驱动装置，特别是一种基于缠绕绳的驱动器及其使用方法。

背景技术：

现有的缠绕绳驱动器都是单输出结构，靠单一的驱动器不能够实现被驱动机构的往复运动。该类型驱动器在应用过程中被驱动机构的往复运动必须依赖额外的回复机构与驱动器配合使用才能够实现。这些辅助的装置通常为弹簧，依靠弹簧提供的反向拉力实现被驱动机构回复运动。由于需要额外的回复机构，不利于整体机构的小型化设计，增加了克服弹簧力所需要的功率，并且传统设备还难以实现两个方向的运动的主动控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于缠绕绳的驱动器及其使用方法，通过单一动力源实现被驱动物的双向运动的驱动。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

本发明的第一方面，一种基于缠绕绳的驱动器，包括一个双向动力源、第一主轴、第二主轴、第一绳组和第二绳组，所述第一绳组和所述第二绳组均为螺旋绕缠，所述第一绳组的一端与所述第一主轴连接，所述第二绳组的一端与所述第二主轴连接，所述第一绳组的另一端和所述第二绳组的另一端分别与被驱动物的两端连接；所述双向动力源的输出轴驱动所述第一主轴和所述第二主轴旋转，所述第一绳组和所述第二绳组两者中一组继续绕缠且另一组解绕缠，以使被驱动物运动。

根据本发明的第一方面，所述双向动力源的输出轴驱动所述第一主轴和所述第二主轴以相同的旋转方向旋转，所述第一绳组和所述第二绳组的螺旋方向相反。

根据本发明的第一方面，所述双向动力源的输出轴连接有第一齿轮，所述第一主轴和所述第二主轴均连接有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合传动。

根据本发明的第一方面，一种基于缠绕绳的驱动器，还包括外壳，所述外壳从上至下依次由基座、盖板和齿轮箱组成；所述第一齿轮和所述第二齿轮位于所述齿轮箱内；所述盖板、所述齿轮箱和所述基座通过螺钉贯穿连接以形成密封箱体。

根据本发明的第一方面，所述盖板设有两个通孔；所述第一主轴和所述第二主轴分别穿过两个所述通孔，所述第一主轴和所述第二主轴均通过轴承安装在所述齿轮箱内。

根据本发明的第一方面，所述第一主轴设有供所述第一绳组穿过的第一穿孔，所述第二主轴设有供所述第二绳组穿过的第二穿孔，所述第一穿孔和所述第二穿孔凸出于所述盖板。

根据本发明的第一方面，所述基座设有用于容纳所述双向动力源的容纳腔。

根据本发明的第一方面，所述双向动力源为电机。

本发明的第二方面，一种如本发明第一方面所述的基于缠绕绳的驱动器的使用方法，包括以下步骤:

将被驱动物的中部与一固定物实现可旋转连接；

将被驱动物的两端分别与第一绳组和第二绳组连接；

启动双向动力源，双向动力源驱动第一主轴和第二主轴转动，使第一绳组和第二绳组两者中一组继续绕缠且另一组解绕缠，以使被驱动物运动。

上述技术方案至少具有以下的有益效果：由单个双向动力源正向输出动力，通过齿轮箱驱动两个主轴转动，使第一绳组和第二绳组两者中一组继续绕缠且另一组解绕缠令被驱动物运动；当双向动力源反向输出，第一绳组和第二绳组两者以与双向动力源正向输出时相反的方式旋转，令被驱动物向相反的方向运动实现复位。靠单个双向动力源，无需多个动力源即可实现往复运动，节约能源；无需额外的回复机构和多个动力源，有利于缠绕绳驱动器的小型化设计；无需回复机构的弹簧作用，减少弹簧带来的非必要的能量损耗。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一种基于缠绕绳的驱动器的结构图；

图2是本发明实施例一种基于缠绕绳的驱动器的工作原理图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明的一个实施例，提供了一种基于缠绕绳的驱动器，该基于缠绕绳的驱动器包括一个双向动力源100、第一主轴210、第二主轴220、第一绳组310和第二绳组320，第一绳组310和第二绳组320均为螺旋绕缠，第一绳组310的一端与第一主轴210连接，第二绳组320的一端与第二主轴220连接，第一绳组310的另一端和第二绳组320的另一端分别与被驱动物的两端连接；双向动力源100的输出轴驱动第一主轴210和第二主轴220旋转，第一绳组310和第二绳组320两者中一组继续绕缠且另一组解绕缠，以使被驱动物运动。

在该实施例中，靠单个双向动力源100，无需多个动力源即可实现往复运动，节约能源；无需额外的回复机构和多个动力源且结构紧凑，有利于基于缠绕绳的驱动器的小型化设计；无需回复机构的弹簧作用，减少弹簧带来的非必要的能量损耗。

进一步，双向动力源100的输出轴驱动第一主轴210和第二主轴220以相同的旋转方向旋转，第一绳组310和第二绳组320的螺旋缠绕方向相反。

在该实施例中，被驱动物的中部与固定物实现可旋转连接，例如通过绳索捆绑。第一绳组310和第二绳组320在捆绑被驱动物前先独自螺旋缠绕且两者的螺旋缠绕方向不同、螺旋缠绕的松紧度相同，然后将与第一绳组310和第二绳组320分别绑在被驱动物的两端。

当单个双向动力源100正向输出动力，双向动力源100驱动第一主轴210和第二主轴220以相同的旋转方向转动。由于第一绳组310和第二绳组320两者以相反的螺旋方向缠绕，因此第一绳组310和第二绳组320两者中一组继续绕缠且另一组解绕缠，以使被驱动物运动。当双向动力源100反向输出，第一绳组310和第二绳组320两者以与双向动力源100正向输出时相反的方式运动，以使被驱动物实现复位运动；即在双向动力源100正向输出时，继续绕缠的一组绳组变为解缠绕，解缠绕的一组绳组变为继续缠绕。需要说明的是，继续绕缠的绳组所减少的长度和解绕缠的绳组所增加的长度相等。另外，被驱动物的运动方式可以是旋转运动，也可以是直线运动，此根据被驱动物与固定物的连接方式而定。

进一步，双向动力源100的输出轴连接有第一齿轮510，第一主轴210和第二主轴220均连接有第二齿轮520，第一齿轮510和第二齿轮520啮合传动。双向动力源100的输出轴与第一主轴210、第二主轴220之间通过齿轮啮合传动的方式实现动力的传动。通过双向动力源100输出轴直接与第一齿轮510和第二齿轮520齿轮啮合传动，通过该紧凑式的传动结构，结构简单且有利于驱动器的小型化；无需增加额外的传动结构，减少传动时的能量损耗。

进一步，一种基于缠绕绳的驱动器，还包括外壳600，外壳600从上至下依次由基座620、盖板610和齿轮箱400组成。第一齿轮510和第二齿轮520位于齿轮箱400内。且盖板610、齿轮箱400和基座620通过螺钉630贯穿连接以形成密封箱体。外壳600起到保护和防尘的作用。

进一步，盖板610设有两个通孔；第一主轴210和第二主轴220分别穿过两个通孔，第一主轴210和第二主轴220均通过轴承700安装在齿轮箱400上。轴承700使第一主轴210和第二主轴220的旋转更流畅。

进一步，第一主轴210设有供第一绳组310穿过的第一穿孔211，第二主轴220设有供第二绳组320穿过的第二穿孔221；第一主轴210和第二主轴220穿过盖板610，且使第一穿孔211和第二穿孔221凸出于盖板610。

在该实施例中，第一绳组310和第二绳组320均为一根绳索。一根绳索从第一主轴210的第一穿孔211穿过，然后再螺旋缠绕；同样地，另一根绳索从第二主轴220的第二穿孔221穿过，然后再螺旋缠绕。当然在其他实施例中，为了稳固，第一绳组310和第二绳组320可以由多根绳索组成。

进一步，基座620设有容纳腔621。双向动力源100位于容纳腔621中，基座620对双向动力源100起到保护作用。具体地，双向动力源100为电机。电机能正向旋转，也能反向旋转，能驱动将物体正反向往复运动。

本发明的另一个实施例，提供了一种如上所述的基于缠绕绳的驱动器使用方法，用于旋转物体，使用方法包括以下步骤:

将被驱动物的中部与一固定物实现可旋转连接；

将被驱动物的两端分别与第一绳组310和第二绳组320连接；

启动双向动力源100，双向动力源100驱动第一主轴210和第二主轴220转动，使第一绳组310和第二绳组320两者中一组继续绕缠且另一组解绕缠，以使被驱动物运动。

在该实施例中，由单个双向动力源100正向输出动力，通过齿轮箱400驱动两个主轴转动，使第一绳组310和第二绳组320两者中一组继续绕缠且另一组解绕缠令被驱动物旋转；当双向动力源100反向输出，第一绳组310和第二绳组320两者以与双向动力源100正向输出时相反的方式旋转，令被驱动物以相反的方向实现复位。其中被驱动物的运动方式可以为旋转运动或直线运动。

采用该驱动方式只使用单个双向动力源100，无需多个动力源即可实现往复旋转运动，节约能源；无需额外的回复机构和多个动力源且结构紧凑，有利于缠绕绳驱动器的小型化设计；无需回复机构的弹簧作用，减少弹簧带来的非必要的能量损耗。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。