[发明专利]一种基于承力软管的柔索传动机构

说明书

本发明涉及一种基于承力软管的柔索传动机构，具体的说是一种通过承力软管和柔索来传递电机运动的机构。包括主动轮、从动轮、电机编码器、电机、减速器、从动轮编码器、承力软管和柔索等，其中主动轮与从动轮分别加工有轮槽且安装于主动轮安装座与从动轮安装座上，主动轮上固定有两根柔索，两根柔索按顺时针与逆时针不同的方向在轮槽中缠绕后经过主动轮一侧的承力软管挡板后进入承力软管，柔索经从动轮侧的承力软管挡板后按不同方向缠绕并固定于从动轮。本发明能够实现远距离、大转角和经过运动关节向前的传动，同时保证柔索柔顺缠绕、预紧可靠，具有结构简单、布局灵活、低成本、高精度、高刚度的优点。

技术领域

本发明涉及柔索传动机构，具体的说是一种基于承力软管的柔索传动机构。

背景技术

柔索传动机构是一种通过主、从动轮之间有适当预紧的传动介质来实现挠性摩擦传动的机构，具有布局灵活、高精度、轻量化等特点，在多种灵巧性精密机电装置和伺服机构中得到了广泛的应用。

当传动距离较远时，现有的柔索传动机构主要通过传动轮的形式来实现，其布局异常复杂，致使系统的制造和维护成本较高。当经过运动关节向前传递运动时，传动轮伴随关节的运动会影响其传动精度，因此对于多关节串联的系统，一般将驱动电机前置于机体上，致使系统变得复杂、轻量化的优点得不到体现。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于承力软管的柔索传动机构，通过承力软管可以克服已有柔索传动机构的缺点，实现运动远距离与经过运动关节的传动，通过驱动电机的后置可以使多关节串联系统更加轻量化。本发明能够实现远距离和大转角的传动，同时保证柔索柔顺缠绕、预紧可靠，具有结构简单、布局灵活、低成本、高精度、高刚度的优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于承力软管的柔索传动机构，包括主动轮、承力软管挡板Ⅰ、主动轮安装座、从动轮安装座、从动轮、承力软管挡板Ⅱ、电机编码器、电机、减速器、从动轮编码器、转向导轮、预紧机构、承力软管、柔索、拉力传感器模块及锁扣，其中主动轮与从动轮分别加工有轮槽，主动轮上固定有两根柔索，两根柔索分别按顺时针与逆时针方向在轮槽中缠绕后经过主动轮一侧的承力软管挡板Ⅰ后进入承力软管内部，柔索经从动轮侧的承力软管挡板Ⅱ后按不同方向缠绕并固定于从动轮。

优选地，所述主动轮固定于减速器的输出轴上，从动轮通固定于从动轮安装座的转轴上，承力软管挡板Ⅰ与承力软管挡板Ⅱ可以安装于主动轮安装座与从动轮安装座，也可以与主动轮安装座或从动轮安装座设计为一体。

优选地，所述电机编码器、电机和减速器组装为一体后安装于主动轮安装座，电机编码器可以反馈主动轮的位置信号实现闭环控制，从动轮编码器安装于从动轮安装座并与从动轮保持同轴心，从动轮编码器可以反馈主动轮的位置信号，从而实现运动的双闭环控制。

优选地，所述轮槽与柔索可以为两组，也可以是多组，通过增加轮槽与柔索的数量可以增大传动力矩的上限。

优选地，所述转向导轮安装于主动轮安装座或其它构件上，柔索在进入承力软管前或出承力软管后可由转向导轮进行变向，从而实现承力软管更灵活更合理地布局。

优选地，所述柔索在出承力软管后绕经拉力传感器模块，拉力传感器模块可以反馈柔索中的拉力，通过计算可以得到从动轮承受的力矩，实现力矩的闭环控制。

优选地，所述承力软管中间或两端安装有预紧机构，通过调节预紧机构可以实现承力软管的张紧，从而减小传动的空回。

优选地，所述柔索具有柔性并能承受拉力，可以是钢丝绳或尼龙绳，也可以由其他材料制造。

优选地，所述主动轮与从动轮上加工有安装固定两根柔索的结构。

优选地，所述承力软管具有柔性并能承受一定的压力，可以由矩形金属条绕制而成，也可以由其它材料经不同的加工工艺制造而成。