CN114633252A

CN114633252A - 一种绳驱动关节预紧力调节装置

Info

Publication number: CN114633252A
Application number: CN202210298622.1A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Jiangsu Jicui Micro Nano Automation System And Equipment Technology Research Institute Co ltd; Micort Medical Technology Suzhou Co ltd
Current assignee: Jiangsu Jicui Micro Nano Automation System And Equipment Technology Research Institute Co ltd; Micort Medical Technology Suzhou Co ltd
Priority date: 2022-03-21
Filing date: 2022-03-21
Publication date: 2022-06-17
Anticipated expiration: 2042-03-21
Also published as: CN114633252B

Abstract

本发明涉及一种绳驱动关节预紧力调节装置，包括，机架；测力组件，测力组件包括调节件和测力件，调节件设置于机架上，调节件用于对测力件的位置进行调整；动滑轮组件，动滑轮组件包括以指数递增方式逐级排列的多个滑轮组，滑轮组均包括绕有绳索的动滑轮和滑轮架，动滑轮转动设置于滑轮架上，各滑轮组绳索的两端分别连接一个下一级滑轮组的滑轮架，其中第一级滑轮组的滑轮架连接测力件的读取端，最后一级各滑轮组绳索的两端分别用于连接一根驱动绳；定滑轮组件，定滑轮组件设置于机架上，定滑轮组件用于对驱动绳进行导向。本调节装置可同时测量并调节多个驱动绳的预紧力，简化了驱动绳预紧力的调节过程，可以提高设备的安装效率，适于实用。

Description

一种绳驱动关节预紧力调节装置

技术领域

本发明涉及绳驱动关节预紧力调节装置技术领域，尤其是指一种绳驱动关节预紧力调节装置。

背景技术

绳驱动技术被认为是减轻机械臂重量、提高机械臂灵巧性和安全性的一个重要方法，绳驱动关节结构能够进行长距离的动力传输，可以减轻机械臂的重量和体积，提高设备的安全性；并且绳索传动不需要润滑，传输效率更高，还更接近于人手臂的肌腱传动，具有很好的仿生性，拥有与生物体运动更接近的性能，因此，绳驱动关节常被用于实现机械手的多自由度转动；

在机械手的安装过程中，设定驱动绳的预紧力是非常关键的一个环节；调节驱动绳预紧力的常见做法是，将机械手调整至顺直状态并保持，再依次调节各根驱动绳的预紧力，使各根绳的预紧力基本相等且力的大小落在所设定的区间内。但是，现有的调整装置实现预紧力设定的过程大多是先依次调节各根驱动绳的预紧力使其处于要求范围内，然后再微调各根驱动绳，使各驱动绳的预紧力基本相等，需要反复对各根驱动绳进行调整，安装效率低。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中调整装置实现预紧力设定的过程大多是先依次调节各根驱动绳的预紧力使其处于要求范围内，然后再微调各根驱动绳，使各驱动绳的预紧力基本相等，需要反复对各根驱动绳进行调整，操作过程繁琐，且安装效率低的问题；本发明提供一种绳驱动关节预紧力调节装置，可同时测量并调节多个驱动绳的预紧力，简化了驱动绳预紧力的调节过程，可以提高设备安装的效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种绳驱动关节预紧力调节装置，包括，

机架；

测力组件，所述测力组件包括调节件和测力件，所述调节件设置于机架上，所述测力件设置于调节件上，所述调节件用于对测力件的位置进行调整；

动滑轮组件，所述动滑轮组件包括多个滑轮组，所述滑轮组均包括绕有绳索的动滑轮和滑轮架，所述动滑轮转动设置于滑轮架上，其中，与测力件的读取端连接的一个滑轮组作为第一级滑轮组，与驱动绳连接的多个滑轮组作为最后一级滑轮组，且所述第一级滑轮组和最后一级滑轮组之间设置有多级滑轮组作为中间级滑轮组，所述中间级滑轮组至少包括第二级滑轮组，所述第二级滑轮组包括两个滑轮组，所述第二级滑轮组的两个滑轮组分别连接在第一级滑轮组的绳索的两端，按此连接方式直至将所述最后一级滑轮组与其上一级的滑轮组相连，各级所述滑轮组的数量依次为2^n-1个，其中n为正整数；

定滑轮组件，所述定滑轮组件设置有多个，所述定滑轮组件设置于机架上，所述定滑轮组件用于对动滑轮组件连接的驱动绳进行导向。

在本发明的一个实施例中，所述调节件包括支架和滑台，所述支架上对称设置有多个水平的导轨，所述支架上转动设置有与导轨平行的丝杠，所述滑台滑动设置于导轨上，且所述滑台通过其上设置的螺纹孔与丝杠活动连接，所述丝杠的一端连接有手轮，通过所述手轮带动丝杠转动以驱动滑台沿导轨运动。

在本发明的一个实施例中，所述滑轮组还包括滑轨和滑块，所述滑轨平行于导轨设置于机架上，所述滑轮架通过滑块滑动设置于滑轨上。

在本发明的一个实施例中，所述测力件为电子测力件，所述测力件沿导轨的长度方向水平设置于滑台上，所述测力件的读取端通过连接绳与第一级滑轮组的滑轮架连接，且所述连接绳与各绳索在同一水平面内运动。

在本发明的一个实施例中，所述第一级滑轮组的滑轮架与测力件的读取端连接，所述第二级滑轮组的两个滑轮组的滑轮架分别与第一级滑轮组绳索的两端连接。

在本发明的一个实施例中，所述定滑轮组件包括轴座、转轴和滑轮，所述轴座竖直设置于机架上，所述转轴同轴设置于轴座的顶部，所述滑轮转动设置于转轴上。

在本发明的一个实施例中，所述机架上还设置有空置固定架，所述空置固定架用于固定最后一级滑轮组中未与驱动绳连接的绳索。

在本发明的一个实施例中，所述机架包括基板，所述基板的底部对称设置有多个高度可调的支脚，所述测力组件设置于基板上，且所述基板的顶部还设置有U形支架，所述U形支架用于承载动滑轮组件和定滑轮组件。

在本发明的一个实施例中，各所述滑轮架上均设置有绳固定件，所述绳固定件用于绳索与滑轮架的快速连接。

在本发明的一个实施例中，所述动滑轮组件和所述测力组件在同一直线上运动。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的一种绳驱动关节预紧力调节装置，通过设置以指数递增方式逐级排列的多个滑轮组组成的动滑轮组件，可以根据实际需要连接和调整的驱动绳的数量，对滑轮组件进行扩展或缩减，并且能够保证与动滑轮组件连接的各个驱动绳上的力保持一致；结合测力组件中测力件上的拉力示数，可以计算得到各驱动绳上预紧力的大小，并可根据实际情况对预紧力进行调整；同时还设置有定滑轮组件对驱动绳进行导向，减少各驱动绳之间的干扰，保证驱动绳预紧力调节过程的顺利进行；整个装置的结构简单，操作方便，适于实用。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明优选实施例中的绳驱动关节预紧力调节装置的整体结构的示意图；

图2是图1所示绳驱动关节预紧力调节装置的测力组件的结构示意图；

图3是图1所示绳驱动关节预紧力调节装置的动滑轮组件的结构示意图；

图4是图1所示绳驱动关节预紧力调节装置的滑轮组的结构示意图；

图5是图1所示绳驱动关节预紧力调节装置的定滑轮组件的结构示意图；

图6是本发明实施例二中固定架与空置绳索的第一种连接方式的示意图；

图7是本发明实施例二中固定架与空置绳索的第二种连接方式的示意图；

图8是本发明实施例三中本装置的第一种结构方式的示意图；

图9是本发明实施例四中本装置的第二种结构方式的示意图。

说明书附图标记说明：1、机架；11、基板；12、支脚；13、U形支架；14、空置固定架；15、导向轮；2、测力组件；21、调节件；211、支架；212、滑台；213、导轨；214、丝杠；215、手轮；22、测力件；221、连接绳；3、动滑轮组件；31、滑轮组；311、动滑轮；312、滑轮架；313、滑轨；314、滑块；315、绳固定件；4、定滑轮组件；41、轴座；42、转轴；43、滑轮；5、砝码。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例一

参照图1-图5所示，本发明的一种绳驱动关节预紧力调节装置，包括，机架1；

测力组件2，测力组件2包括调节件21和测力件22，调节件21设置于机架1上，测力件22设置于调节件21上，调节件21用于对测力件22的位置进行调整；

动滑轮组件3，动滑轮组件3包括多个滑轮组31，滑轮组31均包括绕有绳索的动滑轮311和滑轮架312，动滑轮311转动设置于滑轮架312上，其中，与测力件22的读取端连接的一个滑轮组31作为第一级滑轮组，与驱动绳连接的多个滑轮组31作为最后一级滑轮组，且第一级滑轮组和最后一级滑轮组之间设置有多级滑轮组作为中间级滑轮组，中间级滑轮组至少包括第二级滑轮组，第二级滑轮组包括两个滑轮组31，第二级滑轮组的两个滑轮组31分别连接在第一级滑轮组的绳索的两端，按此连接方式直至将最后一级滑轮组与其上一级的滑轮组31相连，各级滑轮组31的数量依次为2^n-1个，其中n为正整数；

定滑轮组件4，定滑轮组件4设置有多个，定滑轮组件4设置于机架1上，定滑轮组件4用于对动滑轮组件3连接的驱动绳进行导向。

具体的，测力件22可以是测力计、弹簧秤等；定滑轮组件4的数量与最后一级滑轮组连接的驱动绳的数量相对应。且需要注意的是，在调整驱动绳的过程中，需要保证各个滑轮组31在同一水平面内运动。

具体的，多个滑轮组31以指数递增的方式逐级排列，其中，第一级滑轮组的数量为2^1-1个，具体为1个；第二级滑轮组的数量为2^2-1个，具体为2个，以此类推，各级滑轮组31的数量依次为2^n-1个，其中n为正整数且n为对应级的级数。

可以想到的是，根据实际需要进行预紧力调整的驱动绳的数量，可以对动滑轮组件3进行扩展或者缩减，以使得本装置可以连接对应数量的驱动绳，本装置具有很高的通用性。

进一步的，调节件21包括支架211和滑台212，支架211上对称设置有多个水平的导轨213，支架211上转动设置有与导轨213平行的丝杠214，滑台212滑动设置于导轨213上，且滑台212通过其上设置的螺纹孔与丝杠214活动连接，丝杠214的一端连接有手轮215，通过手轮215带动丝杠214转动以驱动滑台212沿导轨213运动。

具体的，滑台212上设置有多个与导轨213的形状相对应的水平通孔，滑台212通过水平通孔滑动设置在导轨213上，并通过丝杠214驱动沿导轨213运动；手轮215同轴设置于丝杠214的一端，通过转动手轮215带动丝杠214转动，转动的丝杠214驱动滑台212沿导轨213运动，同时滑台212带动测力件22运动，进而拉动动滑轮组件3运动，以此实现对外接的驱动绳的预紧力的调节与设定。

同时可以想到的是，可以在与外接的驱动绳连接的绳索上设置快速接头，以提高绳索与驱动绳连接时的效率；快速接头可以采用铝扣做成的绳环结构。

进一步的，滑轮组31还包括滑轨313和滑块314，滑轨313平行于导轨213设置于机架1上，滑轮架312通过滑块314滑动设置于滑轨313上。具体的，测力件22可以带动各个滑轮架312沿其底部设置的滑轨313平稳地运动；可以想到的是，将各级滑轮组31的滑轮架312设置在滑轨313上，可以使各个滑轮组31在运动的过程中保持稳定，并且可以使各滑轮组31上的绳索在同一水平面内运动，保证在对驱动绳的预紧力进行测量和调节的过程中，测量和调整后的预紧力更准确、更接近预定值，提高整个调整过程的精确度。同时可以想到的是，将各滑轮组31连接在滑轨313上，可以方便操作人员对设备进行调整，提高整个测量和调整过程的效率。

进一步的，测力件22为电子测力件，测力件22沿导轨213的长度方向水平设置于滑台212上，测力件22的读取端通过连接绳221与第一级滑轮组的滑轮架312连接，且连接绳221与各绳索在同一水平面内运动。可以想到的是，当测力件22和第一级滑轮组之间的连接绳221与其它各级的滑轮组31上的绳索能够保持在同一水平面内运动时，可以提高整个调整过程的精确性。

进一步的，第一级滑轮组的滑轮架312与测力件22的读取端连接，第二级滑轮组的两个滑轮组31的滑轮架312分别与第一级滑轮组绳索的两端连接。

进一步的，定滑轮组件4包括轴座41、转轴42和滑轮43，轴座41竖直设置于机架1上，转轴42同轴设置于轴座41的顶部，滑轮43转动设置于转轴42上。

进一步的，机架1包括基板11，基板11的底部对称设置有多个高度可调的支脚12，测力组件2设置于基板11上，且基板11的顶部还设置有U形支架13，U形支架13用于承载动滑轮组件3和定滑轮组件4。具体的，基板11通过在其底部对称设置的高度可调的支脚12，可以进行高度和水平度的调节，保证基板11处于水平状态；同时，在基板11上设置U形支架13，通过U形支架13使动滑轮组件3及定滑轮组件4与测力件22处于高度接近的水平面上，最终保证连接绳221和各滑轮组31上的绳索在同一水平面内运动，保证对驱动绳预紧力测量及调整结果的准确性。

进一步的，各滑轮架312上均设置有绳固定件315，绳固定件315用于绳索与滑轮架312的快速连接。可以想到的是，在滑轮架312上设置绳固定件315，可以方便各滑轮组31之间的快速连接与拆卸，同时也方便测力件22与动滑轮组件3的连接。

进一步的，动滑轮组件3和测力组件2在同一直线上运动。可以想到的是，测力件22的移动路径受到调节件21的约束，当测力件22被拉动并朝着远离动滑轮组件3的方向运动时，各个滑轮组31上的绳索会逐渐绷紧，最终动滑轮组件3运动路径的中心线与测力组件2运动的中心线位于同一直线上，且需要保证连接绳221与各绳索在同一水平面内运动，保证调整及测试结果的准确性。

实施例二

参照图6和图7所示，在实施例一的基础上，进一步的，机架1上还设置有空置固定架14，空置固定架14用于固定最后一级滑轮组中未与驱动绳连接的绳索。

具体的，在实施例一中所述的滑轮组31的排布方式，使得最后一级滑轮组可连接的驱动绳的数量可以为与2.4.8.16……中的任一数字对应的驱动绳数量，因此，当需要调节的驱动绳的数量为奇数或为不包括在上述数字中的偶数时，会出现多余的绳索没有对应的驱动绳可连接；此时就需要对这些多余的绳索进行固定，才能保证调整过程的正常进行；因此，在机架1上设置用于固定最后一级滑轮组中未与驱动绳连接的绳索的空置固定架14，将多余的绳索的端头连接在空置固定架14上，以此保证整个调整过程的顺利进行。

参照图6和图7所示，为对多余绳索进行固定的两种固定方式，其中一种固定方式如图6所示，将最后一级滑轮组中没有连接驱动绳的滑轮组31上的绳索的两端连接在空置固定架14上。

另一种固定方式如图7所示，将最后一级滑轮组中没有连接驱动绳的滑轮组31拆除，直接将倒数第二级滑轮组与被拆除掉的滑轮组31之间的绳索端连接在空置固定架14上。

实施例三

参照图8所示，在实施例一的基础上，将实施例一中的测力组件2置换为不同质量的砝码5，在各个砝码5上均设置环状结构，并在第一级滑轮组的滑轮架312连接的连接绳221上设置挂钩，方便连接绳221与砝码5的连接，并且方便换用不同质量的砝码5。将整个装置安装于竖直方向上，相互连接的各级滑轮组31依靠绳索竖直悬挂于竖直平面内，最后一级滑轮组连接外接驱动绳且在各绳索都绷紧之后，各滑轮组31上的绳索以及与砝码5连接的连接绳221均处于同一竖直平面内。以上所述为本调节装置的一种结构方式。

实施例四

参照图9所示，在实施例一的基础上，将实施例一中的测力组件2置换为不同质量的砝码5，在各个砝码5上均设置环状结构，并在第一级滑轮组的滑轮架312连接的连接绳221上设置挂钩，方便连接绳221与砝码5的连接，并且方便换用不同质量的砝码5，同时在机架1上靠近第一级滑轮组的一侧设置一个导向轮15，导向轮15对第一级滑轮组连接的连接绳221进行导向，使砝码5可以自由悬挂在连接绳221上，为整个装置提供一定的拉力。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：包括，

机架；

定滑轮组件，所述定滑轮组件设置有多个，所述定滑轮组件设置于机架上，所述定滑轮组件用于对驱动绳进行导向。

2.根据权利要求1所述的绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：所述调节件包括支架和滑台，所述支架上对称设置有多个水平的导轨，所述支架上转动设置有与导轨平行的丝杠，所述滑台滑动设置于导轨上，且所述滑台通过其上设置的螺纹孔与丝杠活动连接，所述丝杠的一端连接有手轮，通过所述手轮带动丝杠转动以驱动滑台沿导轨运动。

3.根据权利要求2所述的绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：所述滑轮组还包括滑轨和滑块，所述滑轨平行于导轨设置于机架上，所述滑轮架通过滑块滑动设置于滑轨上。

4.根据权利要求2所述的绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：所述测力件为电子测力件，所述测力件沿导轨的长度方向水平设置于滑台上，所述测力件的读取端通过连接绳与第一级滑轮组的滑轮架连接，且所述连接绳与各绳索在同一水平面内运动。

5.根据权利要求1所述的绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：所述第一级滑轮组的滑轮架与测力件的读取端连接，所述第二级滑轮组的两个滑轮组的滑轮架分别与第一级滑轮组绳索的两端连接。

6.根据权利要求1所述的绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：所述定滑轮组件包括轴座、转轴和滑轮，所述轴座竖直设置于机架上，所述转轴同轴设置于轴座的顶部，所述滑轮转动设置于转轴上。

7.根据权利要求1所述的绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：所述机架上还设置有空置固定架，所述空置固定架用于固定最后一级滑轮组中未与驱动绳连接的绳索。

8.根据权利要求1所述的绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：所述机架包括基板，所述基板的底部对称设置有多个高度可调的支脚，所述测力组件设置于基板上，且所述基板的顶部还设置有U形支架，所述U形支架用于承载动滑轮组件和定滑轮组件。

9.根据权利要求1所述的绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：各所述滑轮架上均设置有绳固定件，所述绳固定件用于绳索与滑轮架的快速连接。

10.根据权利要求1所述的绳驱动关节预紧力调节装置，其特征在于：所述动滑轮组件和所述测力组件在同一直线上运动。