CN113859591A - 一种绳索缓释机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绳索缓释机构，属于工具包转移技术领域。为了解决工具包重量过大而导致释放速度过快，易对转移物品及操作者造成伤害，缺少对绳索缓慢释放并对其释放速度进行调节的机构的问题。本发明包括机架内设置相互连接的弹性轴端盖与弹性轴，缓释推套位于弹性轴内，第二绳轮套接在弹性轴外侧，第二绳轮与弹性轴卡接，弹性轴端盖与第二绳轮之间依次设置有摩擦组件和第一绳轮，凸轮摆臂与机架连接，凸轮摆臂与缓释推套触接。本发明设置预应力可控的弹性摩擦阵列，可避免意外滑脱，且设置有位移限位，容错率较高，结构简单，通过摆动凸轮摆臂即可对缓释速度进行调整，操作简便，可有效降低宇航员的操作难度，提高工作效率。

Description

一种绳索缓释机构

技术领域

本发明涉及工具包转移技术领域，具体而言，涉及一种绳索缓释机构。

背景技术

在月球表面进行考察和勘探任务过程中，首先需要通过探测器将宇航员和探测工具一起发送至月球表面，在探测器上需要携带承装考察和勘探工具等的工具包，一般包括清除宇航服上月尘的刷子、砸碎月表岩石的专用锤子、挖取月壤的铲子、搂取月球表面碎石的耙子、筛取大直径月壤颗粒的筛子、月球样品采样过程中的勺子、钳子和夹子，以及搬运用的把手等等，由于工具包的重量和体积相对比较大，为了便于宇航员操作方便且安全性高，在探测器上需要安装工具包转移机构将工具包从探测器上转移至月球表面。

工具包过重，会导致在转移过程中由于载荷过大使得工具包释放速度过快，容易对转移物品及宇航员造成伤害，缺少对绳索缓慢释放并对其释放速度进行调节的机构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

为了解决转移过程中由于工具包载荷过大导致释放速度过快，易对转移物品及宇航员造成伤害，缺少对绳索缓慢释放并对其释放速度进行调节的机构的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案：

本发明提供了一种绳索缓释机构，包括机架，还包括第一绳轮、第二绳轮、弹性轴、弹性轴端盖、缓释推套、摩擦组件和凸轮摆臂，所述机架内设置有相互连接的弹性轴端盖与弹性轴，所述缓释推套位于弹性轴内，所述第二绳轮套接在弹性轴外侧，所述弹性轴设置有台肩，所述第二绳轮与台肩卡接，所述弹性轴端盖与第二绳轮之间依次设置有摩擦组件和第一绳轮，所述凸轮摆臂与机架连接，且与缓释推套触接，用于通过摆动凸轮摆臂推动缓释推套，带动弹性轴伸缩，进而改变摩擦组件、第一绳轮和第二绳轮之间的摩擦力，控制绳子是否释放以及释放速度。

进一步地，所述弹性轴包括一体成型的弹性轴弹簧部分和弹性轴固定部分，所述弹性轴弹簧部分与弹性轴端盖通过螺钉连接，所述弹性轴固定部分与机架通过螺钉连接。

进一步地，所述弹性轴端盖、摩擦组件、第一绳轮和第二绳轮依次压紧设置，所述摩擦组件处于具有摩擦力状态。

进一步地，所述摩擦组件包括多个内摩擦片和多个外摩擦片，所述内摩擦片与外摩擦片间隔设置。

进一步地，所述内摩擦片为内环周向设置有若干个内花键的环形薄片结构，所述外摩擦片为外环周向设置有若干个外花键的环形薄片结构。

进一步地，所述第一绳轮设置有与外花键相匹配的内花键槽，所述第二绳轮设置有与内花键相匹配的外花键槽，所述内摩擦片与第二绳轮通过内花键与外花键槽连接，所述外摩擦片与第一绳轮通过外花键与内花键槽连接。

进一步地，还包括压紧盖，所述压紧盖与机架连接，用于对第一绳轮和第二绳轮的绳子起到压紧作用，防止绳子在缓释过程中脱离第一绳轮和第二绳轮。

进一步地，还包括凸轮支座，所述凸轮支座与弹性轴连接，所述凸轮支座与凸轮摆臂通过销轴连接，所述凸轮摆臂可沿圆周方向摆动，通过弹性圆柱销定位凸轮摆臂，所述缓释推套一端设置有凸台，所述凸轮支座设置有通槽，所述凸台内置于凸轮支座的通槽内，所述凸台与凸轮摆臂触接。

进一步地，所述凸轮摆臂包括凸轮摆臂把手、第一凸轮摆臂限位面和第二凸轮摆臂限位面，当摆动凸轮摆臂把手使第一凸轮摆臂限位面与凸轮支座端面贴合时，预紧行程减小，预紧力增大，第一绳轮、第二绳轮与摩擦组件之间产生的摩擦力增大，绳子缓释下降速度减小；当摆动凸轮摆臂把手使第二凸轮摆臂限位面与凸轮支座端面贴合时，预紧行程增大，预紧力减小，第一绳轮、第二绳轮与摩擦组件之间产生的摩擦力减小，绳子缓释下降速度增加。

进一步地，第一绳轮与第二绳轮上均设置有绳轮槽，用于绳子分别正反绕线并压紧于第一绳轮和第二绳轮的绳轮槽内。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：

1、设置有预应力可控的摩擦组件，原始状态时，摩擦组件产生的摩擦力可形成锁紧机构，此时的工具包或其他物品处于静止状态，可有效防止工具包或其他物品的意外滑脱；且由于弹性轴的设置，无操纵力时弹性轴可自动复位，进一步避免工具包或其他物品的滑脱；

2、通过凸轮摆臂形成的杠杆机构实现了手动操纵力小、操纵行程长的特点，且由于弹性轴、摩擦组件以及弹性轴端盖和第一绳轮之间距离可控，使得弹性轴的伸缩距离可控，对缓释释放速度可控，容错率较高，使用过程更加安全；

3、设置有弹性轴，通过摆动凸轮摆臂调整缓释推套的行程，进而调节弹性轴的长度，由于摩擦组件的摩擦力大小根据弹性轴的伸缩长度变化而变化，通过调整弹性轴的伸缩长度来调节摩擦组件的摩擦力，控制缓释绳的释放速度，灵活性较高；

4、本发明结构精巧，通过摆动凸轮摆臂即可对缓释速度进行调整，操作简便，可有效降低宇航员的操作难度，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明一种绳索缓释机构的立体结构示意图；

图2为本发明一种绳索缓释机构的剖视图；

图3为本发明一种绳索缓释机构的右视图；

图4为本发明一种绳索缓释机构的左视图；

图5为本发明一种绳索缓释机构的俯视图；

图6为本发明一种绳索缓释机构的仰视图；

图7为本发明弹性轴和弹性轴端盖的剖视图；

图8为本发明摩擦组件、第一绳轮和第二绳轮的***图；

图9为本发明内摩擦片和第二绳轮的***图；

图10为本发明外摩擦片和第一绳轮的***图；

图11为本发明一种绳索缓释机构的工作状态示意图一；

图12为本发明一种绳索缓释机构的工作状态示意图二；

其中A和B为凸轮摆臂摆动方向，E和F为缓释推套的位移方向。

附图标记说明：

1-机架，2-弹性轴，3-弹性轴端盖，4-第一绳轮，5-内摩擦片，6-外摩擦片，7-第二绳轮，8-压紧盖，9-凸轮支座，10-凸轮摆臂，11-销轴，12-绳子，13-缓释推套，14-螺钉，15-弹性圆柱销，16-外花键槽，17-内花键槽，2-1-弹性轴弹簧部分，2-2-弹性轴固定部分，5-1-内花键，6-1-外花键，10-1-凸轮摆臂把手，10-2-第一凸轮摆臂限位面，10-3-第二凸轮摆臂限位面。

具体实施方式

在本发明的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本发明的限制。

在本发明的描述中，应当说明的是，在本发明的实施例中所提到的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，并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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

具体实施方案一：结合图1至图12所示，本发明提供了一种绳索缓释机构，包括机架1，还包括第一绳轮4、第二绳轮7、弹性轴2、弹性轴端盖3、缓释推套13、摩擦组件和凸轮摆臂10，所述机架1内设置有通过螺钉14连接的弹性轴端盖3与弹性轴2，所述缓释推套13内置于弹性轴2内，且可沿弹性轴2轴向运动，所述第二绳轮7套接在弹性轴2外侧，所述弹性轴2设置有台肩，所述第二绳轮7与台肩卡接，所述弹性轴端盖3与第二绳轮7之间依次设置有摩擦组件和第一绳轮4，所述凸轮摆臂10与机架1铰接，且与缓释推套13触接，用于通过摆动凸轮摆臂10推动缓释推套13，带动弹性轴2伸缩，进而改变摩擦组件、第一绳轮4和第二绳轮7之间的摩擦力，控制绳子12是否释放以及释放速度。

设置有预应力可控的摩擦组件，原始状态时，摩擦组件产生的摩擦力可形成锁紧机构，此时的工具包或其他物品处于静止状态，可有效防止工具包或其他物品的意外滑脱；且由于弹性轴2的设置，无操纵力时弹性轴2可自动复位，进一步避免工具包或其他物品的滑脱；

通过凸轮摆臂10形成的杠杆机构实现了手动操纵力小、操纵行程长的特点，且由于弹性轴2、摩擦组件以及弹性轴端盖3和第一绳轮4之间距离可控，使得弹性轴2的伸缩距离可控，对缓释机构释放速度可控，容错率高，使用过程更加安全；

设置有弹性轴2，通过摆动凸轮摆臂10调整缓释推套13的行程，进而调节弹性轴2的长度，由于摩擦组件的摩擦力大小根据弹性轴2的伸缩长度变化而变化，通过调整弹性轴2的伸缩长度来调节摩擦组件的摩擦力大小，控制缓释机构的释放速度，灵活性较高。

具体实施方案二：结合图7所示，所述弹性轴2包括一体成型的弹性轴弹簧部分2-1和弹性轴固定部分2-2，所述弹性轴弹簧部分2-1与弹性轴端盖3通过螺钉14连接，所述弹性轴固定部分2-2与机架1通过螺钉14连接。通过设置有弹性轴弹簧部分2-1和弹性轴固定部分2-2，既可以保证弹性轴2具有弹性，推动弾性轴端盖3，进而改变第一绳轮4、第二绳轮7和摩擦组件之间的摩擦力，调整缓释速度率。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案一相同。

具体实施方案三：结合图1至图12所示，所述弹性轴端盖3、摩擦组件、第一绳轮4和第二绳轮7依次压紧设置，初始状态时，所述摩擦组件处于具有摩擦力的压缩状态。用于保证初始状态时以及意外松开凸轮摆臂10时，弹性轴2处于初始状态或自动恢复为初始状态，缓释机构锁紧，避免绳子12连接的工具包或其他物品因为释放速度过快而损坏。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案二相同。

具体实施方案四：结合图8至图10所示，所述摩擦组件包括多个内摩擦片5和多个外摩擦片6，所述内摩擦片5与外摩擦片6间隔设置。多片组弹性摩擦片串联，可增加调整行程。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案三相同。

具体实施方案五：结合图8至图10所示，所述内摩擦片5为内环周向设置有若干个内花键5-1的环形薄片结构，所述外摩擦片6为外环周向设置有若干个外花键6-1的环形薄片结构。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案四相同。

具体实施方案六：结合图8至图10所示，所述第一绳轮4设置有与外花键6-1相匹配的内花键槽17，所述第二绳轮7设置有与内花键5-1相匹配的外花键槽16，所述内摩擦片5与第二绳轮7通过内花键5-1与外花键槽16连接，所述外摩擦片6与第一绳轮4通过外花键6-1与内花键槽17连接。用于带动内摩擦片5和外摩擦片6相对转动，增加摩擦行程。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案五相同。

具体实施方案七：结合图1至图12所示，还包括压紧盖8，所述压紧盖8为U形结构，所述压紧盖8两端均与机架1连接，用于对第一绳轮4和第二绳轮7的绳子12起到压紧作用，防止绳子12在缓释过程中脱离第一绳轮4和第二绳轮7。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案四相同。

具体实施方案八：结合图1至图12所示，包括凸轮支座9，所述凸轮支座9与弹性轴2或机架1连接，所述凸轮支座9与凸轮摆臂10通过销轴11连接，所述凸轮摆臂10可沿以销轴11为轴心周向摆动，通过弹性圆柱销15定位凸轮摆臂10，避免凸轮摆臂10出现除周向摆动外的其他摆动，所述缓释推套13一端设置有凸台，所述凸轮支座9设置有通槽，所述凸台内置于凸轮支座9的通槽内，所述凸台与凸轮摆臂10触接，用于摆动凸轮摆臂10时可使缓释推套13轴向运动。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案四相同。

优选地，所述凸轮支座9、弹性轴2和机架1均通过若干个螺钉14依次连接。

具体实施方案九：结合图1至图12所示，所述凸轮摆臂10包括凸轮摆臂把手10-1、第一凸轮摆臂限位面10-2和第二凸轮摆臂限位面10-3，当摆动凸轮摆臂把手10-1使第一凸轮摆臂限位面10-2与凸轮支座9端面贴合时，预紧行程减小，预紧力增加，第一绳轮4、第二绳轮7与摩擦组件之间产生的摩擦力增加，绳子12缓释下降速度减小，处于减速度缓释释放过程；当摆动凸轮摆臂把手10-1使第一凸轮摆臂限位面10-2与凸轮支座9端面完全贴合时，预紧行程最小，预紧力最大，摩擦阻力最大，大于负载，此时为静止状态；当摆动凸轮摆臂把手10-1使第二凸轮摆臂限位面10-3与凸轮支座9端面贴合时，预紧行程增加，预紧力减小，第一绳轮4、第二绳轮7与摩擦组件之间产生的摩擦力减小，绳子12缓释加速下降，处于加速度缓慢释放过程；当摆动凸轮摆臂把手10-1使第二凸轮摆臂限位面10-3与凸轮支座9端面完全贴合时，预紧行程最大，预紧力最小，绳子12缓释下降速度最大，处于最大缓释释放速度过程。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案八相同。

具体实施方案十：结合图1至图12所示，第一绳轮4与第二绳轮7上均设置有绳轮槽，用于绳子12分别正反绕线并压紧于第一绳轮4和第二绳轮7的绳轮槽内。本实施方案的其他组合和连接关系与具体实施方案九相同。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本发明领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

工作原理：

初始状态：第一凸轮摆臂限位面10-2与凸轮支座9端面贴合，预紧行程最小，预紧力最大，使第一绳轮4、第二绳轮7与内摩擦片5和外摩擦片6之间产生的摩擦力最大，大于负载，此时为静止状态。

缓慢加速缓释操作：沿A方向摆动凸轮摆臂10，凸轮摆臂10会往E方向推缓释推套13，缓释推套13会推弹性轴2，让弹性轴2变长，使预紧行程变大，预紧力变小，导致第一绳轮4、第二绳轮7与内摩擦片5和外摩擦片6之间产生的摩擦力变小，当小于负载时，绳子12就会缓慢加速下降；当第二凸轮摆臂限位面10-3与凸轮支座9端面贴合时，预紧行程最大，预紧力最小，第一绳轮4、第二绳轮7与内摩擦片5和外摩擦片6之间产生的摩擦力最小，此时绳子12缓释下降速度最大。

缓慢减速缓释操作：沿B方向摆动凸轮摆臂10，凸轮摆臂10与缓释推套13之间会产生间隙，弹性轴2会在自身弹性的作用下复位，并往F方向回推缓释推套13使之与凸轮摆臂10接触，这时，预紧行程变小，预紧力变大，使第一绳轮4、第二绳轮7与内摩擦片5和外摩擦片6之间产生的摩擦力变大，绳子12就会缓慢减速下降，直到摩擦力大于等于负载，变为静止状态。

Claims (10)

1.一种绳索缓释机构，包括机架(1)，其特征在于：还包括第一绳轮(4)、第二绳轮(7)、弹性轴(2)、弹性轴端盖(3)、缓释推套(13)、摩擦组件和凸轮摆臂(10)，所述机架(1)内设置有相互连接的弹性轴端盖(3)与弹性轴(2)，所述缓释推套(13)位于弹性轴(2)内，所述第二绳轮(7)套接在弹性轴(2)外侧，所述弹性轴(2)设置有台肩，所述第二绳轮(7)与台肩卡接，所述弹性轴端盖(3)与第二绳轮(7)之间依次设置有摩擦组件和第一绳轮(4)，所述凸轮摆臂(10)与机架(1)连接，且与缓释推套(13)触接，用于通过摆动凸轮摆臂(10)推动缓释推套(13)轴线运动，带动弹性轴(2)伸缩，进而改变摩擦组件、第一绳轮(4)和第二绳轮(7)之间的摩擦力，控制绳子(12)是否释放以及释放速度。

2.根据权利要求1所述的一种绳索缓释机构，其特征在于：所述弹性轴(2)包括一体成型的弹性轴弹簧部分(2-1)和弹性轴固定部分(2-2)，所述弹性轴弹簧部分(2-1)与弹性轴端盖(3)通过螺钉(14)连接，所述弹性轴固定部分(2-2)与机架(1)通过螺钉(14)连接。

3.根据权利要求2所述的一种绳索缓释机构，其特征在于：所述弹性轴端盖(3)、摩擦组件、第一绳轮(4)和第二绳轮(7)依次压紧设置，所述摩擦组件处于具有摩擦力状态。

4.根据权利要求3所述的一种绳索缓释机构，其特征在于：所述摩擦组件包括多个内摩擦片(5)和多个外摩擦片(6)，所述内摩擦片(5)与外摩擦片(6)间隔设置。

5.根据权利要求4所述的一种绳索缓释机构，其特征在于：所述内摩擦片(5)为内环周向设置有若干个内花键(5-1)的环形薄片结构，所述外摩擦片(6)为外环周向设置有若干个外花键(6-1)的环形薄片结构。

6.根据权利要求5所述的一种绳索缓释机构，其特征在于：所述第一绳轮(4)设置有与外花键(6-1)相匹配的内花键槽(17)，所述第二绳轮(7)设置有与内花键(5-1)相匹配的外花键槽(16)，所述内摩擦片(5)与第二绳轮(7)通过内花键(5-1)与外花键槽(16)连接，所述外摩擦片(6)与第一绳轮(4)通过外花键(6-1)与内花键槽(17)连接。

7.根据权利要求6所述的一种绳索缓释机构，其特征在于：还包括压紧盖(8)，所述压紧盖(8)与机架(1)连接，用于对第一绳轮(4)和第二绳轮(7)的绳子(12)起到压紧作用，防止绳子(12)在缓释过程中脱离第一绳轮(4)和第二绳轮(7)。

8.根据权利要求6所述的一种绳索缓释机构，其特征在于：还包括凸轮支座(9)，所述凸轮支座(9)与弹性轴(2)连接，所述凸轮支座(9)与凸轮摆臂(10)通过销轴(11)连接，所述凸轮摆臂(10)可沿圆周方向摆动，通过弹性圆柱销(15)定位凸轮摆臂(10)，所述缓释推套(13)一端设置有凸台，所述凸轮支座(9)设置有通槽，所述凸台内置于凸轮支座(9)的通槽内，所述凸台与凸轮摆臂(10)触接。

9.根据权利要求8所述的一种绳索缓释机构，其特征在于：所述凸轮摆臂(10)包括凸轮摆臂把手(10-1)、第一凸轮摆臂限位面(10-2)和第二凸轮摆臂限位面(10-3)，当摆动凸轮摆臂把手(10-1)使第一凸轮摆臂限位面(10-2)与凸轮支座(9)端面贴合时，预紧行程减小，预紧力增大，第一绳轮(4)、第二绳轮(7)与摩擦组件之间产生的摩擦力增大，绳子(12)缓释下降速度减小；当摆动凸轮摆臂把手(10-1)使第二凸轮摆臂限位面(10-3)与凸轮支座(9)端面贴合时，预紧行程增大，预紧力减小，第一绳轮(4)、第二绳轮(7)与摩擦组件之间产生的摩擦力减小，绳子(12)缓释下降速度增加。

10.根据权利要求9所述的一种绳索缓释机构，其特征在于：第一绳轮(4)与第二绳轮(7)上均设置有绳轮槽，用于绳子(12)分别正反绕线并压紧于第一绳轮(4)和第二绳轮(7)的绳轮槽内。

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