[发明专利]能施展牵引力的驱动器、驱动铰接臂的驱动器用途和相关方法

说明书

本发明涉及一种铰接臂，具有第一部件，第一部件由绕轴线枢转的枢转铰接件连接于第二部件，铰接臂由驱动器进行驱动，驱动器具有：至少一个第一驱动装置和至少一个第二驱动装置；至少一个不可伸展的牵引带，牵引带连接第一和第二部件；每个驱动装置具有至少两个推件，推件配置成进行对牵引带施加横向推力；以及控制器，控制器能使推件按包括如下的顺序工作：对牵引带至少施加引起第一驱动装置承载的牵引带变形和其张紧力增大的横向推力，以及至少施加引起第二驱动装置承载的不可伸展的牵引带变形及其张紧力增大的横向推力；相继的变形和张紧力增大允许第二部件围绕枢转铰接件的轴线枢转。

技术领域

本发明涉及用于施工机械臂、装卸机械、工业铰接臂又或者自动操控臂的驱动系统的领域。

本发明还应用于需要使杠杆臂运动或者施加牵引力的任何其他领域，例如土木工程领域，又或者增力外骨骼领域和义肢与矫形支架领域。

背景技术

存在可牵引缆绳例如以通过滑轮提升负载的许多系统。为了牵引物体，目前必须在抗点与待移动物体之间应用驱动系统。这些系统有多种形式，但是，其运行最常见地或者基于纵向压缸式系统，或者基于使用回转电动机。

使用纵向压缸来举升负载的缺陷是：仅能在有限的举升长度上有效提供功率。

使用回转电动机来举升负载的缺陷是：提供的功率扭矩有限。

另外，现有技术已知使用挠性压缸，通过使多方向膨胀式气囊与具有菱形网眼的不可伸展的纤维网结合，实现这种压缸缩短。在这种系统中，为增大气囊中的压力而施加的压力使得压缸缩短。使用这种原理来直接举升负载的缺陷是：只能在有限的举升长度上举升负载。

在这三种情况下，为了使负载运动，电动机的作功必须提供足够的力来承受负载的重量及使其加速。

允许牵引缆绳的系统可适于通过将缆绳固定在两个彼此铰接的不同部件上，驱动杠杆臂以使铰接臂运动。这些类型的杠杆臂最通常地属于电动机间的杠杆类，其缺陷是需要应用大于阻力矩的力矩，以从机械系统底部驱动杠杆枢转。在这种情况下使用前述三种系统具有局限性。

在第三类杠杆臂上使用纵向压缸的缺陷是：只能在有限的转动角度上有效提供功率。

在第三类杠杆臂上使用回转电动机的缺陷是：提供的功率扭矩有限。

可以使用挠性压缸来由铰接臂举升负载，通过使多方向膨胀式气囊与具有菱形网眼的不可伸展的纤维网结合，实现这种压缸缩短。实际上，在内部压力增大的作用下，菱形变形，缩短其长度，从而产生纵向牵引力，作为反应经受为所施加力多倍的横向压缩力。因此，挠性压缸导致起动时非常快、但结束时变缓慢的非线性的移动，压缸的功率随着其体积增大(prise de volume)而下降。

发明内容

本发明的一目的在于通过提供如下一种杠杆驱动来至少部分地弥补现有技术的前述局限性：不管承载杠杆臂的基座位置如何，都能驱动杠杆从枢轴起转动至少一百三十度，并且所需能量消耗低。

本发明的一个特别有利的应用涉及用杠杆臂举升负载。因此，根据第一方面，本发明涉及一种铰接臂，铰接臂具有第一部件，第一部件由绕轴线枢转的枢转铰接件连接于第二部件，铰接臂由驱动器进行驱动，驱动器具有：

-至少一个第一驱动装置和至少一个第二驱动装置，

-至少一个不可伸展的牵引带，牵引带连接第一和第二部件，

-每个驱动装置具有至少两个推件，推件配置成进行对牵引带施加横向推力，以及

-控制器，控制器能够使推件按包括如下的顺序工作：对牵引带至少施加引起第一驱动装置承载的牵引带变形和其张紧力增大的横向推力，以及至少施加引起第二驱动装置承载的不可伸展的牵引带变形及其张紧力增大的横向推力；相继的变形和张紧力增大允许第二部件围绕枢转铰接件的轴线枢转。