[发明专利]一种基于滚轮压紧的钢带传动装置

说明书

技术领域

本发明属于一种新的、精确的以钢带为传动介质的装置，尤其是涉及一种基于滚轮压紧的钢带传动装置。

背景技术

国内外现有的并联机器人按运动链的结构形式分为杆支撑并联机构和绳牵引并联机构两大类。杆支撑并联机构凭借其结构刚性好、承载能力强、累积误差小、运动反解模型简单、部件简单等优势，逐渐在国内外机床行业占领市场，并将成为21世纪高速轻型数控加工的主力装备。但其存在工作空间较小、奇异点上无法达到驱动的目的和正向运动学的计算非常复杂等问题，为工程应用带来了很多困难。绳牵引并联机构具有结构简单、惯性小、平动工作空间大和运动速度快等特点。但由于绳只能承受拉力，不能承受压力，其机构必须采用冗余约束控制方案，其运动学正解分析和奇异性分析的难度比较大，其机构的控制系统是具有过约束牵引的高度耦合的非线性系统，必须对动力学模型进行线性化和解耦处理。绳牵引并联机构在工程应用中还必须解决绳的弹性变形、绳长的精确控制、绳必须保持直线等关键问题。

并联机器人的以上特点限制了该机构在其他工业领域中更进一步的应用，如造船业中的起重机、需精确定位及主动调整位姿的集装箱吊装、复杂地形人员的主动搜救和太空望远镜等。这些应用领域均需要机构有较大的工作空间和较简单的结构形式与控制方式。

发明内容

本发明为了解决现有并联机器人适用范围不广的问题，提供了一种扩展并联机器人应用空间的基于滚轮压紧的钢带传动装置。

本发明的技术方案：

一种基于滚轮压紧的钢带传动装置，其特征在于：包括伸缩机构和压紧装置，所述伸缩机构包括钢带，所述钢带的一端可绕转的绕设在钢带卷筒上，所述钢带卷筒与电机连接，所述钢带卷筒与电机均安装在卷筒固定架上；所述压紧装置是一开口的圆弧状结构，其与钢带卷筒同轴心的套装在钢带卷筒外，其开口方向朝向所述钢带的伸缩方向，所述压紧装置包括内套筒，所述内套筒的外侧均布有固定卷筒，所述固定卷筒上均布有滚轮机构，所述滚轮机构包括滚轮轴和滚轮，所述滚轮穿出内套筒压紧钢带。

进一步，所述固定卷筒上安装有压紧滚轮的压紧弹簧。

进一步，所述滚轮轴的两端是方形结构。

进一步，所述内套筒通过其侧面的外固定片安装在卷筒固定架上。

进一步，所述电机的转子上连接有第一皮带轮，所述钢带卷筒伸出卷筒固定架的一端连接有第二皮带轮，所述第一皮带轮和第二皮带轮之间通过皮带连接。

本发明的技术构思，钢带缠绕在钢带卷筒上，钢带卷筒在电机的带动下，发生顺时针和逆时针两种不同方向的转动，从而实现钢带的伸和缩的运动方式。

钢带在传动过程中，由于钢带本身具有恢复力，会导致钢带在钢带卷筒上有松弛的现象，从而影响钢带的伸缩运动。为了使钢带一直相互贴紧，保证钢带传动的精度，必须加上相应的压紧装置。

压紧装置为圆弧状，安装时与钢带卷筒保持同轴心，开口方向朝向钢带的伸缩方向。压紧装置的固定卷筒用于固定压紧弹簧并对压紧弹簧和滚轮轴的装配起到导向作用，同时滚轮轴的两端为方形的形式，保证在运动过程中不发生扭转。滚轮与滚轮轴共同构成滚轮机构，滚轮机构在压紧弹簧的作用下，始终保持与卷曲的钢带接触并提供一定的压紧力。为了防止钢带收紧，需要一定数量的滚轮机构和弹簧机构均匀的分布在固定卷筒相应的位置上。

本发明具有的有益的效果是：

1.     本发明能够更有效的设定的工作要求，不会在一些特殊的情况下发生钢带松散的现象；

2.     压紧装置为钢带传动机构提供了更高运动及位置控制的精度，为实验验证提供了精度保证；

3.     本发明在主要的配合位置的接触为滚动摩擦，降低了摩擦力及磨损的发生；

4.     本发明结构简单，布局合理，节省成本。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图一。

图2为本发明的总体结构示意图二。

图3为本发明的压紧装置的结构示意图。

具体实施方式

参照图1-3，一种基于滚轮压紧的钢带传动装置，包括伸缩机构和压紧装置3，所述伸缩机构包括钢带4，所述钢带4的一端可绕转的绕设在钢带卷筒1上，所述钢带卷筒1与电机2连接，所述钢带卷筒1与电机2均安装在卷筒固定架5上；所述压紧装置3是一开口的圆弧状结构，其与钢带卷筒1同轴心的套装在钢带卷筒1外，其开口方向朝向所述钢带4的伸缩方向，所述压紧装置3包括内套筒31，所述内套筒31的外侧均布有固定卷筒33，所述固定卷筒33上均布有滚轮机构，所述滚轮机构包括滚轮轴和滚轮32，所述滚轮32穿出内套筒31压紧钢带4。