机电一体的绕线绞盘装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及绕线绞盘，尤其涉及一种用于四绞盘协作控制的绕线装置。
技术背景
[0002]柔索并联机器人在机器人大范围空间运动中有着极大的前景。柔索并联机器人的工作原理是通过协同改变多根固定在被控装置上的柔索的长度，来调整被控装置在空间中的位置和姿态。柔索的长度，是通过绞盘来控制的。
[0003]柔索并联机器人常用绞盘和伺服电机来控制柔索的长度，进而达到控制机器人在空间的位置和姿态的目的。运作时，不管是对机器人做怎样的调整，所有伺服电机都要协同工作。此类方法具有以下缺点:1、当柔索数量较多时，对多组伺服电机协同工作的控制困难;2、同时启用多组伺服电机能耗高。
【发明内容】
[0004]为了克服传统机械绞盘的弊端，本实用新型提供了一种单电机协同控制的机电一体化绞盘。
[0005]机电一体化绕线绞盘装置包括机架、刹车、驱动电机、绕线盘、内齿圈、行星齿轮组和中心太阳轮。内齿圈通过轴承置于机架的底部;刹车模块作用于内齿圈外侧表面上，其工作的移动方向为内齿圈径向；行星齿轮组与中心太阳轮位于同一个工作平面，同内齿圈一起构成一个2K-H型周转轮系;行星齿轮组的每个齿轮中心都一根轴与绕线盘固结，绕线盘同时又通过轴承与机架相连。
[0006]进一步，安装在内齿圈外侧的刹车装置用于改变内齿圈的自由度。刹车不工作时，内齿圈可以正反双向转动，刹车工作时，内齿圈锁死，自由度为零。进一步，太阳轮由电机驱动，且与行星齿轮组各齿轮啮合。
[0007]进一步，各行星齿轮的中心用一根轴和一对轴承与绕线盘相连接，将行星齿轮的公转运动传输到绕线盘中，实现绕线盘的绕中轴自转。
[0008]进一步，四组机电一体化绕线绞盘位于空间四角的方位上，柔索经绕线盘后末端固定在被控件上。
[0009]本实用新型的有益效果是:
[0010]1、机电一体的结构设计使得在使用过程中每次只需控制一个电机，简化了控制程序。
[0011]2、无需开启所有电机即可调整被控单元位置，能耗降低。
[0012]3、结构简单，制作成本低，易于维护。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的总体结构图；
[0014]图2是本实用新型的整体布局方式图。
【具体实施方式】
[0015]机电一体的绕线绞盘装置，包括绕线盘I，刹车装置2，内齿圈3，行星轮组4和太阳轮5;行星轮组4中包含2-4个行星轮，各行星轮中心通过滚动轴承安装一根传动轴，传动轴两端用滚动轴承与绕线盘I相连;刹车装置2位于内齿圈外表面，固结在机架上，用电磁铁驱动；内齿圈3、行星轮组4和太阳轮5按2K-H周转轮系组合在一起；内齿圈3和绕线盘I同心，分别用两个位于各自中心的滚动轴承安装在机架上。
[0016]安装时四组机电一体绕线绞盘分别固定在A、B、C、D同平面的四个角上，被控目标的初始位置为P点，目标位置为Q点。
[0017]本实用型新在使用时，先根据被控目标的初始位置P和目标位置Q确定需要启用绞盘对应的电机;在四绞盘系统中，先后启用2个电机即可；电机A先启用，此时对应的绞盘A刹车工作，其工作的移动方向为内齿圈径向，内齿圈A被卡死，行星轮组A带动绕线盘A自转绕线，对应的柔索A收缩;与此同时其他三组绞盘的电机均不启用，刹车均不工作，自由放线，自动适应柔索A长度的变化；当柔索A的长度调整至所需值后，电机A停止工作，刹车A松开；电机B开始启用，此时对应的绞盘B刹车工作，内齿圈B被卡死，行星轮组B带动绕线盘B自转绕线，对应的柔索B收缩;与此同时其他三组绞盘的电机均不启用，刹车均不工作，自由放线，自动适应柔索B长度的变化；当柔索B的长度调整至所需值后，电机B停止工作，刹车B松开;此时被控目标已处于要求位置，整个移动过程结束。
[0018]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
【主权项】
1.机电一体的绕线绞盘装置，其特征在于:机架、刹车装置、驱动电机、绕线盘、内齿圈、行星齿轮组和太阳轮;行星齿轮组与太阳轮位于同一个工作平面，两者同内齿圈一起构成一个2K-H型周转轮系；行星齿轮组的每个齿轮中心都用一根传动轴与绕线盘固结，绕线盘同时又通过轴承与机架相连；内齿圈通过轴承置于机架的底部;刹车装置作用于内齿圈外侧表面上。2.如权利要求1所述的机电一体的绕线绞盘装置，其特征在于:行星齿轮组中各行星轮中心通过滚动轴承安装一根传动轴，传动轴两端用滚动轴承与绕线盘相连，将行星齿轮的公转运动转化成绕线盘的自转运动。3.如权利要求2所述的机电一体的绕线绞盘装置，其特征在于:刹车装置位于内齿圈外表面，固结在机架上，利用电磁铁驱动可锁死内齿圈。4.如权利要求3所述的机电一体的绕线绞盘装置，其特征在于:绕线盘的中心通过滚动轴承连接在机架上，且与太阳轮的中心和内齿圈的中心同轴。
【专利摘要】本实用新型公开了一种机电一体化绕线绞盘装置。包括机架、刹车装置、驱动电机、绕线盘、内齿圈、行星齿轮组和中心太阳轮；内齿圈、行星齿轮组和中心太阳轮构成一个2K‐H型周转轮系；刹车装置位于内齿圈外表面，固结在机架上，利用电磁铁驱动用于锁死内齿圈；行星齿轮组中各行星轮中心通过滚动轴承安装一根传动轴，传动轴另一端同样用滚动轴承与绕线盘相连，将行星齿轮的公转运动转化成绕线盘的自转运动；绕线盘的中心通过滚动轴承连接在机架上，且与太阳轮的中心和内齿圈的中心同轴；本实用新型具有控制简单、节约能耗的优点。
【IPC分类】B66D1/22, B66D1/74
【公开号】CN205241136
【申请号】CN201521106433
【发明人】郑小翔, 李荣军, 徐志农
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月26日