[发明专利]一种大范围立面作业索牵引平动运动平台及方法

说明书

本发明属于机械领域，涉及一种大范围立面作业索牵引平动运动平台及方法，包括框架、运动平台、驱动电机、调节电机、两条平动驱动支链和两条下拉张紧支链，所述两条平动驱动支链将运动平台连接在驱动电机输出轴上，两条下拉张紧支链将运动平台张紧连接到调节电机的平面涡卷弹簧上，运动平台在平动驱动支链和下拉张紧支链的共同作用下在立面内实现平动运动。本发明利用柔索为力传递媒介，通过两组平行布置的驱动索，有效地抑制了平台的转动自由度，实现立面内的平动运动。下拉张紧支链中采用了平面涡卷弹簧来实现索的张紧，并且创新地加入了调节电机，使得平台的运动范围更大。

技术领域

本发明涉及机械领域，具体为一种大范围立面作业索牵引平动运动平台。可用于大楼外部墙面清洗等的大范围立面作业。

背景技术

实现竖直面内两自由度的平动运动，传统机构是利用X、Y两轴移动平台来实现，此种结构运动距离由滑轨长度来确定，因此长距离运动需要的较长的滑轨长度，这就导致了平台的重量成倍增加。

索牵引并联机构具有自重轻、操作简单、便于运输、成本低等优点，因此被广泛应用于平面运动平台中。如用于体育场上空进行拍摄的机构，此种索牵引并联机构即有平动运动又有转动运动。然而，在一些特殊情况下，我们只需要末端执行器只作平动运动，如进行建筑物外围清洗的平台，需要限制其转动自由度。已存在的实现平动运动的机构或用多个驱动电机，或使用配重来防转动，前者增加了成本和控制难度，后者则使工作空间更大，均存在问题。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的是提供一种大范围立面作业索牵引平动运动平台及方法，为立面内的平动运动提供一种可行的方案。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种大范围立面作业索牵引平动运动平台，包括框架、运动平台、驱动电机、调节电机、两条平动驱动支链和两条下拉张紧支链，所述两条平动驱动支链将运动平台连接在驱动电机输出轴上，两条下拉张紧支链将运动平台张紧连接到调节电机的平面涡卷弹簧上，运动平台在平动驱动支链和下拉张紧支链的共同作用下在立面内实现平动运动。

进一步，所述平动驱动支链包括连接在运动平台上的两条驱动索，和连接在框架上的定滑轮组，还包括连接在驱动电机上的双槽转轮；两条驱动索其一端连接到运动平台上方，另一端分别跨过定滑轮组后固定在双槽转轮的两端。

进一步，所述定滑轮组包括两对上下交错分布固定于框架上的上定滑轮，两条驱动索分别跨过定滑轮组的两对上定滑轮以相同方向缠绕后固定在双槽转轮的两端。

进一步，所述两条驱动索固定连接到运动平台上方两个连接点A、B上，使得两个上定滑轮固定后的连线与连接点A、B之间的连线平行且距离相等。

进一步，所述两条驱动索贯穿于两个连接点A、B之间，使得与两个上定滑轮固定后的连线与连接点A、B之间的连线平行且距离相等。

进一步，所述下拉张紧支链包括分别设置在运动平台下方的两个连接点的两条张紧索，和连接在框架上的下定滑轮，还包括安装在框架上的调节电机、单槽转轮和平面涡卷弹簧；张紧索一端连接在运动平台下方对应的连接点上，另一端跨过下定滑轮缠绕后固定在单槽转轮上。

进一步，所述调节电机定子安装在框架上，调节电机连接单槽转轮，平面涡卷弹簧内端通过螺栓连接在调节电机转子上，外端与单槽转轮内壁连接。

进一步，运动过程中两条驱动索始终平行且长度相等，使得两条驱动索、两个上定滑轮固定后的连线与连接点A、B之间的连线构成平行四边形，使得运动平台在立面内仅做平动运动；

两条下拉张紧支链的张紧索交叉连接在运动平台下端左右两角，使驱动支链中的所有索均处于张紧状态。

进一步，当运动平台需向上运动时，左右驱动电机共同工作，带动双槽转轮转动，驱动索收缩，同时张紧索不断伸长，单槽转轮转动，带动平面涡卷弹簧压缩储存弹性势能；