一种用于博登拉线的柔顺转向机构的制作方法

本发明涉及拉线作用力传导技术领域，尤其涉及一种用于博登拉线的柔顺转向机构。

背景技术

博登拉线由于其有较好的传力特性，且安装约束性低，广泛应用于自行车、外骨骼等结构复杂的传力机构上。通常，博登拉线由线鞘与钢丝绳组成，线鞘两端分别固定在不同结构件上，而钢丝绳在线鞘内部，可沿轴线移动。钢丝绳一端锚定在驱动机构上，另一端锚定在负载点上。当钢丝绳在线鞘口水平运动时，摩擦力最小，传力效率最高；由于驱动机构位置固定，因此一般可以实现钢丝绳与线鞘口水平放置，保证传力的高效性。但负载端存在位置变动性，因此钢丝绳因角度变化会导致与线鞘之间产生较大的摩擦力，从而导致传力效率降低。因此需要一种变形柔顺机构实现钢丝绳的高效传力。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种用于博登拉线的柔顺转向机构，用以解决现有技术在拉线与负载的牵拉方向存在一定角度时拉力的传导受到影响的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明的一个实施例中，一种用于博登拉线的柔顺转向机构，柔顺转向机构包括：博登拉线进入块、博登拉线转向块和博登拉线输出块；

博登拉线进入块与博登拉线转向块之间及博登拉线转向块和博登拉线输出块之间均通过螺钉连接形成转轴，且转轴均平行；

博登拉线依次穿过博登拉线进入块、博登拉线转向块和博登拉线输出块，且博登拉线的线鞘与博登拉线输出块固定连接；博登拉线的钢丝绳从线鞘穿过，钢丝绳从博登拉线进入块伸出的一端与牵引力源连接，钢丝绳从博登拉线输出块伸出的一端与被牵引的负载连接。

本发明的一个实施例中，博登拉线转向块设有多个，且依次转动连接。

本发明的一个实施例中，任意相邻的2个博登拉线转向块之间通过螺钉连接形成转轴，且转轴均与博登拉线进入块与博登拉线转向块之间的转轴平行。

本发明的一个实施例中，博登拉线进入块与博登拉线转向块之间的转轴、相邻的2个博登拉线转向块之间的转轴及博登拉线转向块和博登拉线输出块之间的转轴均设有限位结构。

本发明的一个实施例中，博登拉线进入块设有u形限位槽；转向块一端设有u形限位槽，另一端设有限位凸缘，博登拉线输出块设有限位凸缘；

同一个转轴连接的u形限位槽与限位凸缘形成限位结构。

本发明的一个实施例中，自由状态下，博登拉线进入块、博登拉线转向块和博登拉线输出块的轴线均共线；限位结构对转轴转动的角度限制为-20°～+20°。

本发明的一个实施例中，博登拉线转向块设有3个。

本发明的一个实施例中，博登拉线输出块上设有紧定螺纹孔，紧定螺纹孔中设有紧定螺钉；紧定螺钉能够旋入博登拉线输出块的内部并将线鞘顶紧。

本发明的一个实施例中，线鞘由柔性耐磨材料制成。

本发明的一个实施例中，钢丝绳从设置在博登拉线输出块上的穿出口穿出，穿出口设有向内的限位环；限位环内设有瓷套，线鞘在博登拉线输出块内抵在瓷套上。

本发明有益效果为：

1、本发明通过依次连接的博登拉线进入块、博登拉线转向块和博登拉线输出块，实现了博登拉线的柔顺转向，保证了博登拉线牵引端的拉力能够高效的传递到负载上；

2、本发明可以根据实际的需求适当的调整博登拉线转向块的个数，以及各个转轴允许转动的角度，使得博登拉线在转向的同时，不会因角度的过大而使钢丝绳与线鞘之间摩擦力增大，进而相对延长了博登拉线的使用寿命。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例在负载位置变化时的示意图；

图3为本发明实施例的输出力的示意图；

图4为本发明实施例的内部结构示意图；

附图标记：

1.螺钉；2.钢丝绳；3.线鞘；4.博登拉线进入块；5.博登拉线转向块；6.博登拉线输出块；7.紧定螺钉；8.瓷套。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在实际使用博登拉线拉动负载时，博登拉线并不一定会与负载的牵拉方向平行，此时，实际作用在负载上的拉力仅为施加的拉力的分力，因此力的传导效率较低；此外，较大的夹角会使博登拉线的钢丝绳2在线鞘3内滑动时的摩擦力增大，减少了博登拉线的使用寿命。本发明的实施例提供了一种用于博登拉线的柔顺转向机构，柔顺转向机构包括：博登拉线进入块4、博登拉线转向块5和博登拉线输出块6；博登拉线转向块5设置多个，具体可以根据实际需要来设置；博登拉线进入块4与博登拉线转向块5之间及博登拉线转向块5和博登拉线输出块6之间均通过螺钉1连接形成转轴，均能够绕转轴转动，且转轴均平行；博登拉线依次穿过博登拉线进入块4、博登拉线转向块5和博登拉线输出块6，且博登拉线的线鞘3与博登拉线输出块6固定连接；博登拉线的钢丝绳2从线鞘3穿过，且钢丝绳2从博登拉线进入块4伸出的一端与牵引力源连接，钢丝绳2从博登拉线输出块6伸出的一端与被牵引的负载连接。此设计可以将较大的角度变化转化为多个转轴的较小的转角，削弱了博登拉线的钢丝绳2在线鞘3内的磨损，同时，通过本发明实施例的机构，能够使输出端的钢丝绳2与负载的牵拉方向一致，进而使施加的作用力能够几乎全部转换为作用在负载上的作用力。

博登拉线转向块5设有多个，且依次转动连接。实际使用本发明的过程当中，博登拉线转向块5的个数直接关系到转轴的个数，因此，正在保证单个转轴的转角不会过大的前提下，可以根据实际情况来调整博登拉线转向块5的个数。任意相邻的2个博登拉线转向块5通过螺钉1连接形成转轴，能够转轴转动，且转轴均与博登拉线进入块4与博登拉线转向块5之间的转轴平行。所有的转轴均平行，能够保证整个转向机构的每个转轴的转向一致，即可将较大的角度变化转化为多个较小的转轴转角。

为了不使单个转轴的转角过大，避免因此造成的博登拉线的钢丝绳2在线鞘3内滑动时的摩擦力增大，本发明实施例中，博登拉线进入块4与博登拉线转向块5之间的转轴、相邻的2个博登拉线转向块5之间的转轴及博登拉线转向块5和博登拉线输出块6之间的转轴均设置限位结构，通过限位结构来避免单个转轴的转角过大。

考虑到博登拉线转向块5设有多个，为了保证每个博登拉线转向块5的独立性和兼容性，将所有的限位结构均设置为相同形状和尺寸，具体为：博登拉线进入块4设有u形限位槽；转向块一端设有u形限位槽，另一端设有限位凸缘，博登拉线输出块6设有限位凸缘；同一个转轴连接的u形限位槽与限位凸缘形成限位结构。相同的转轴以及转轴处的限位结构，还能保证，在整个柔顺转向机构弯曲时，各个转轴的角度均相同，避免了个别的转轴角度过大而导致博登拉线的钢丝绳2在线鞘3内滑动时的摩擦力过大，还能削弱转轴转动角度对作用力传导的影响。

本发明实施例中，自由状态下，博登拉线进入块4、博登拉线转向块5和博登拉线输出块6共线；限位结构对转轴转动的角度限制为-20°～+20°。通过反复的理论分析和试验测试，当转轴转角低于20°时，转轴处的转向对博登拉线的钢丝绳2在线鞘3内滑动时的摩擦力的影响可以近似忽略，且转轴处的转向对作用力的传导也可近似忽略。

在实际牵拉负载时，博登拉线与负载牵拉方向的夹角一般都小于90°，综合考虑每个转角允许转动的最大角度，博登拉线转向块5的个数设置为3个，即，总计4个转轴，整个柔顺转向机构允许弯曲的最大角度为80°，基本满足了常见的使用需求。如果博登拉线转向块5个数为2个或1个，那么整个柔顺转向机构的的允许弯曲的最大角度相应的为60°或40°，不足以满足常见的使用需求；但如果实际使用时，博登拉线与负载牵拉方向的夹角较小，也可以酌情减少博登拉线转向块5的个数。如果博登拉线转向块5的个数大于3个，虽然单个转轴的转角变小，但是不能明显的削弱转轴转角对作用力和摩擦力的影响，相反增加的整个柔顺转向机构的复杂程度和生产成本。

为了进一步提高博登拉线的耐磨效果，延长博登拉线的使用寿命，博登拉线的线鞘3为柔性耐磨材料制成，此外柔性的线鞘3可以保证线鞘3能够随各个转轴转动而弯曲，实现博登拉线在柔顺转向机构内的转向。

因为线鞘3采用柔性材料，实际使用时，比较容易从柔顺转向机构中滑出，因此，本发明实施例中，钢丝绳2从设置在博登拉线输出块6上的穿出口穿出，穿出口设有向内的限位环；限位环内设有瓷套8，线鞘3在博登拉线输出块6内抵住瓷套8。瓷套8的表面光滑，除了能够防止线鞘3滑出，也能减少在穿出口处钢丝绳2的摩擦。

实际使用本发明实施例的过程中，当负载受到外力时，负载位置会相应变动，如图2所示。如果没有柔顺转向机构，博登拉线的钢丝绳2受负载拖动会跟随并导致钢丝绳2存在一定的转角α，如果转角α变化较大，会导致钢丝绳2移动一直处于较大的磨损状态。同时，如果驱动系统输出力时，由于钢丝绳2存在转角α导致其力传递效率降低。如果使用柔顺转向机构，博登拉线的钢丝绳2受到负载拖动后会跟随，同时博登拉线线鞘3会带动柔顺转向机构的转向块以及博登拉线输出块6角度发生变化，从而使钢丝绳2可以实现柔顺角度变化，避免了存在转角α带来的较大的摩擦力。

如图3所示，当驱动系统输出力带动负载时，由于柔顺转向机构的存在会使驱动力f以较小的损耗通过钢丝绳2传递到负载端，实现驱动力f的高效传递，并带动负载移动。

综上所述，本发明实施例提供了一种用于博登拉线的柔顺转向机构本发明通过依次连接的博登拉线进入块、博登拉线转向块和博登拉线输出块，实现了博登拉线的柔顺转向，保证了博登拉线牵引端的拉力能够高效的传递到负载上；本发明可以根据实际的需求适当的调整博登拉线转向块5的个数，以及各个转轴允许转动的角度，使得博登拉线在转向的同时，不会因角度的多大而使钢丝绳与线鞘之间摩擦力过大，进而相对延长了博登拉线的使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。