本文作者:kaifamei

張力調節機構、驅動裝置及機器人的制作方法

更新時間:2025-12-27 17:07:03 0條評論

張力調節機構、驅動裝置及機器人的制作方法



1.本發明涉及驅動裝置技術領域,特別是涉及一種張力調節機構、驅動裝置及機器人。


背景技術:



2.隨著科技的不斷發展,足式機器人的研究得到了國內外眾多企業和研究所的廣泛關注,腿部驅動結構是足式機器人的重要研究方向。足式機器人的腿部驅動結構的驅動方式通常是連桿驅動或帶傳動,少數采用繩索驅動(即線驅動)。繩索驅動的方式能夠使腿部驅動結構具有更小的質量與慣量;繩索驅動采用的繩索具有高柔性,在腿部承受外部沖擊時能夠通過變形吸收沖擊能,達到緩沖效果并保護核心部件。
3.然而,繩索驅動的腿部驅動結構存在固有缺點:由于繩索驅動采用的是柔性繩索,在長期使用之后,繩索難免產生變形,這種變形會導致繩索的長度發生變化,導致腿部驅動結構的控制精度降低,甚至可能會由于繩索過于松弛而導致足式機器人無法正常工作。


技術實現要素:



4.基于此,有必要提供一種張力調節機構、驅動裝置及機器人;該張力調節機構能夠調節拉繩的張力,并通過卡位組件和卡位槽的卡位配合,使得調節張力后的拉繩保持預設的張力范圍,避免調節后轉子異動導致張力變化,保證張力調節的可靠性;該驅動裝置采用前述的調節機構,保證拉繩的張力,提高控制精度;該機器人包括前述的驅動裝置,運動精度高。
5.其技術方案如下:
6.一個實施例提供了一種張力調節機構,包括:
7.定子和轉子,拉繩的一端與所述轉子固定;
8.卡位組件,所述卡位組件設在所述轉子的外周;
9.固定座,所述固定座設有卡位槽,所述卡位槽與所述卡位組件對應設置,所述卡位槽設有至少兩個并呈圓周排布;
10.所述轉子繞所述定子轉動并調節所述拉繩的張力;調節所述拉繩的張力之后,所述卡位組件與對應的所述卡位槽卡位配合。
11.上述張力調節機構,當拉繩的張力小于所需的張力時,轉子能夠繞定子轉動,從而拉動拉繩,以增大拉繩的張力;當拉繩的張力達到所述的張力時,轉子不再轉動,此時,卡位組件與對應位置的卡位槽卡位配合,以對轉子進行卡位,避免調節張力后轉子異動導致拉繩的張力再度變化,從而保證張力調節的可靠性,并使拉繩的張力為所需的張力或處于所需的張力范圍內。
12.下面進一步對技術方案進行說明:
13.在其中一個實施例中,所述卡位組件包括彈性件和卡位件,所述卡位件設在所述彈性件的一端,所述卡位件與所述卡位槽對應設置;
14.所述轉子具有安裝槽,所述彈性件的另一端設在所述安裝槽內,所述彈性件能夠沿所述安裝槽的深度方向往復移動,以使所述卡位件卡入或脫離所述卡位槽。
15.當轉子轉動時,轉子帶動彈性件移動,彈性件帶動卡位件移動,由于卡位件能夠通過彈性件的收縮進行移動,從而不會阻礙轉子轉動,避免發生干涉;當轉子轉動后完成對拉繩的張力調節之后,卡位件與對應區域的安裝槽卡位配合,從而鎖定轉子的當前位置,避免轉子在意外情況下出現異動,以保證調整張力的效果和可靠性。
16.在其中一個實施例中,所述卡位件具有配合部,所述卡位槽的槽壁具有弧形部和傾斜部,所述弧形部能夠與所述配合部限位配合,所述傾斜部由所述弧形部的邊緣延伸得到,所述轉子轉動并使所述配合部到達另一個所述卡位槽的所述弧形部進行限位配合。
17.卡位槽的槽壁具有弧形部和傾斜部,轉子在轉動的過程中,帶動卡位件的配合部移動,以離開當前卡位槽的弧形部,并到達另一個卡位槽的弧形部,從而使配合部與另一個弧形部限位配合,相當于通過弧形部卡住配合部,限定死當前的卡位件所在位置,從而實現單向旋轉,以確保調節拉力后轉子不會回退,確保張力調節的結果可靠性。
18.在其中一個實施例中,所述卡位組件設有至少兩個并與所述卡位槽一一對應,所述安裝槽設有至少兩個并與所述卡位組件一一對應。
19.卡位組件和安裝槽均設有至少兩個并與卡位槽一一對應,當調節拉繩的張力之后,每個卡位組件均對應有一個卡位槽并進行卡位配合,從而實現更為可靠的鎖定效果。
20.在其中一個實施例中,所述轉子上固設有轉動環,所述轉子與所述轉動環同軸設置,所述安裝槽設在所述轉動環上。
21.轉子上設置轉動環,且安裝槽設在轉動環上,以進行卡位組件的安裝,以便于拆卸和維護。
22.在其中一個實施例中,所述轉動環還設有導向槽,所述安裝槽設在所述導向槽的底壁,所述導向槽用于對所述卡位件的移動進行導向。
23.安裝槽便于進行彈性件的安裝,而導向槽用于對卡位件的移動進行導向,當然,也能夠起到對彈性件的部分導向作用。
24.在其中一個實施例中,所述固定座呈環狀設置,所述卡位槽沿所述固定座的內環呈圓周均布設置;
25.所述轉子設有繞線槽,所述繞線槽環繞所述轉子的外周設置,所述拉繩能夠繞設在所述繞線槽內。
26.卡位槽均布設置,卡位組件與卡位槽對應設置,以便于進行卡位;拉繩的一端能夠固定在繞線槽內,轉子轉動時,拉繩繞設在繞線槽內,從而對拉繩的張力進行調節;由于轉子只能單向轉動,在多次調節拉繩的張力之后,拉繩的一部分繞設在繞線槽內。
27.在其中一個實施例中,所述張力調節機構還包括控制件;
28.當所述控制件接收到第一信號時,所述控制件控制所述轉子開始轉動,以使所述轉子開始拉動所述拉繩;
29.當所述控制件接收到第二信號時,所述控制件控制所述轉子停止轉動,以使所述轉子停止拉動所述拉繩。
30.第一信號的等效信息為拉繩的張力不夠,需要增加張力,需要轉子轉動;而第二信號的等效信息為拉繩的張力已夠,需要停止增加張力,停止轉子轉動,從而時刻保持對張力
的調整。
31.另一個實施例提供了一種驅動裝置,包括:
32.第一構件、第二構件和安裝軸,所述第一構件和所述第二構件通過所述安裝軸轉動連接;
33.如上述任一個技術方案所述的張力調節機構,所述張力調節機構設有兩個并設在所述第二構件上,兩個所述張力調節機構分別設在所述安裝軸的相對兩側;
34.驅動器及繞設在所述驅動器上的所述拉繩,所述驅動器固定在所述第一構件上并能夠驅動所述拉繩轉動,所述拉繩的兩端分別與對應的所述張力調節機構的所述轉子固定。
35.上述驅動裝置,在驅動器驅動拉繩帶動第二構件轉動之前,對拉動第二構件的拉繩的一端通過張力調節機構進行張力調節,并通過卡位組件和對應卡位槽的卡位配合將拉繩的一端張力鎖定在所需范圍內,之后,啟動驅動器拉動拉繩,以使拉繩的一端拉動第二構件,從而使第二構件在拉繩的一端的拉動下相對第一構件轉動;由于拉繩處于張緊狀態,從而避免了拉繩松弛導致驅動器拉動拉繩控制第二構件轉動時控制精度差的問題,從而提高了控制精度和運動精度;同時,由于兩個張力調節機構分別設在安裝軸的相對兩側,因而兩個張力調節機構分別調節安裝軸的不同側的拉繩張力,也即同一條拉繩的兩個端部的拉力,且拉繩的不同端部被拉動時,分別帶動第二構件相對第一構件做不同方向的轉動。
36.還有一個實施例提供了一種機器人,包括如上述技術方案所述的驅動裝置。
37.上述機器人,采用前述的驅動裝置,控制精度和運動精度更高。
附圖說明
38.構成本技術的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解,本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明,并不構成對本發明的不當限定。
39.為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
40.此外,附圖并不是以1:1的比例繪制,并且各個元件的相對尺寸在附圖中僅示例地繪制,而不一定按照真實比例繪制。
41.圖1為本發明實施例中張力調節機構的第一視角示意圖;
42.圖2為本發明圖1實施例中張力調節機構的第二視角示意圖;
43.圖3為本發明圖1實施例中張力調節機構的第三視角示意圖;
44.圖4為本發明圖1實施例中張力調節機構的整體爆炸示意圖;
45.圖5為本發明圖1實施例中轉動環的整體結構側視圖;
46.圖6為本發明圖1實施例中固定座的整體結構示意圖;
47.圖7為本發明圖1實施例中卡位組件的整體結構示意圖;
48.圖8為本發明一個實施例中驅動裝置的整體結構示意圖;
49.圖9為本發明圖8實施例中的a局部結構放大圖。
50.附圖標注說明:
51.10、張力調節機構;110、定子;120、轉子;130、轉動環;131、安裝槽;132、導向槽;133、繞線槽;134、固定耳;141、第一防塵蓋;142、第二防塵蓋;200、固定座;210、卡位槽;211、弧形部;212、傾斜部;300、卡位組件;310、彈性件;320、卡位件;321、配合部;410、第一構件;420、第二構件;430、安裝軸;440、驅動器;500、拉繩。
具體實施方式
52.下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明:
53.為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂,下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進,因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
54.請參照圖1至圖4,本發明的一個實施例提供了一種張力調節機構10,包括定子110、轉子120、卡位組件300和固定座200。其中:
55.轉子120與定子110轉動連接并能夠繞定子110轉動,卡位組件300設在轉子120上,固定座200固定設置并設有卡位槽210,以使轉動后的轉子120通過卡位組件300與對應卡位槽210的配合實現卡位,以避免轉子120在轉動后出現異動導致額外的轉動,并影響對拉繩500的張力調節精度和調節可靠性。
56.具體地:
57.請參照圖1至圖4,定子110呈中空轉軸結構設置,且固定設置,以便于進出線等的布置;轉子120設在定子110的外周并能夠在通電的情況下繞定子110轉動。
58.在應用于繩索驅動裝置時,拉繩500的一端與所述轉子120固定。在拉動拉繩500以帶動構件進行活動之前,先通過張力調節機構10對拉繩500的張力進行調節,以確保拉繩500的張力處于所需的張力范圍內或張力值,以使后續驅動器拉動拉繩500時不會由于拉繩500張力不足導致控制精度差,從而提高控制精度。
59.需要說明的是:
60.這里的轉子120,可以是一體的轉子結構,也可以是與其他構件固定設置形成的結構。如圖4和圖5所示的實施例中,轉子上固定有轉動環130,該種情況下,相當于轉子和轉動環為一體件,整體充當轉子,不再贅述。
61.請參照圖1和圖4,所述卡位組件300設在所述轉子120的外周。
62.可以理解的是:
63.當轉子120為一體結構時,卡位組件300直接設在轉子120的外周,而當轉子120為轉子與轉動環130固定的結構時,相當于整體形成了一個轉子結構,卡位組件300可以根據實際的情況設在轉子結構的外周,如圖4設在轉動環130的外周,由于轉動環是固定在轉子上的,實質上仍然相當于設在轉子上,不再贅述。
64.請參照圖1、圖4和圖6,固定座200固定設置,所述固定座200設有卡位槽210,所述卡位槽210與所述卡位組件300對應設置,所述卡位槽210設有至少兩個并呈圓周排布。
65.工作時,所述轉子120繞所述定子110轉動并調節所述拉繩500的張力;調節所述拉繩500的張力之后,所述卡位組件300與對應的所述卡位槽210卡位配合。
66.當拉繩500的張力小于所需的張力時,轉子120能夠繞定子110轉動,從而拉動拉繩
500,以增大拉繩500的張力;當拉繩500的張力達到所述的張力時,轉子120不再轉動,此時,卡位組件300與對應位置的卡位槽210卡位配合,以對轉子120進行卡位,避免調節張力后轉子120異動導致拉繩500的張力再度變化,從而保證張力調節的可靠性,并使拉繩500的張力為所需的張力或處于所需的張力范圍內。
67.在一個實施例中,請參照圖1、圖4和圖7,所述卡位組件300包括彈性件310和卡位件320,所述卡位件320設在所述彈性件310的一端,所述卡位件320與所述卡位槽210對應設置。
68.所述轉子120具有安裝槽131,所述彈性件310的另一端設在所述安裝槽131內,所述彈性件310能夠沿所述安裝槽131的深度方向往復移動,以使所述卡位件320卡入或脫離所述卡位槽210。當轉子120轉動時,轉子120帶動彈性件310移動,彈性件310帶動卡位件320移動,由于卡位件320能夠通過彈性件310的收縮進行移動,從而不會阻礙轉子120轉動,避免發生干涉;當轉子120轉動后完成對拉繩500的張力調節之后,卡位件320與對應區域的安裝槽131卡位配合,從而鎖定轉子120的當前位置,避免轉子120在意外情況下出現異動,以保證調整張力的效果和可靠性。
69.可選地,彈性件310的另一端可以通過膠接或焊接等方式固定在安裝槽131內。
70.如圖4和圖7所示的實施例中,彈性件310為彈簧,卡位件320固定在彈性件310的一端,彈性件310的另一端通過安裝槽131設在轉子120上,當轉子120轉動時,卡位件320受到抵壓并通過擠壓彈性件310進行移動,以避免出現干涉,而在轉子120轉動之后,卡位件320與對應位置的卡位槽210卡位配合,以鎖定張力調節結果。
71.需要說明的是:
72.由于在調節拉繩500的張力之后,卡位件320可能并不能與卡位槽210的位置恰好對應,此時,在轉子120停止轉動后,在可能的情況下,轉子120可能會適當活動,以使卡位件320恰好與卡位槽210匹配,以鎖定張力調節結果,由于該轉動幅度較小,因而并不影響張力調節結果,從而使調節后的拉繩500張力始終處于所需的張力范圍內。
73.在一個實施例中,請參照圖1、圖4和圖6,所述卡位件320具有配合部321,所述卡位槽210的槽壁具有弧形部211和傾斜部212,所述弧形部211能夠與所述配合部321限位配合,所述傾斜部212由所述弧形部211的邊緣延伸得到,所述轉子120轉動并使所述配合部321到達另一個所述卡位槽210的所述弧形部211進行限位配合。
74.卡位槽210的槽壁具有弧形部211和傾斜部212,轉子120在轉動的過程中,帶動卡位件320的配合部321移動,以離開當前卡位槽210的弧形部211,并到達另一個卡位槽210的弧形部211,從而使配合部321與另一個弧形部211限位配合,相當于通過弧形部211卡住配合部321,限定死當前的卡位件320所在位置,從而實現單向旋轉,以確保調節拉力后轉子120不會回退,確保張力調節的結果可靠性。
75.如圖1所示的實施例并結合圖6,轉子120只能順時針轉動,當轉子120轉動前,其上卡位件320的配合部321與對應的卡位槽210的弧形部211限位配合,從而卡死轉子120的當前位置,無法進行逆時針旋轉;而當轉子轉動時,卡位件320的配合部321開始離開當前的弧形部211,并沿傾斜部211移動,移動過程中,通過彈性件310的伸縮實現卡位件320始終與卡位槽210抵觸,在轉動到某個位置時,拉繩500的張力達到要求,此時卡位件320的配合部321對應另一個卡位槽210,配合部321與該卡位槽210的弧形部211限位配合,從而卡死卡位件
320,確保轉子無法回退,從而保證張力調節結果的可靠性。
76.如圖6所示的實施例中,卡位槽210大致由半圓形的弧形部211和與半圓形的弧形部211的邊緣相切的傾斜部212(斜面)組成。
77.轉子120轉動并使配合部321到達另一個卡位槽210的弧形部211進行限位配合,在實施時大致分為兩種情況,具體如下:
78.第一種情況,轉子120轉動后,卡位件320的配合部321仍處于轉動前所對應的卡位槽210內(如配合部321與弧形部211抵接配合或與傾斜部212抵接配合),此時,調節后仍可能會在意外情況下回退,直至回退到轉子120轉動前的所在位置,即回退到與轉動前多對應的卡位槽210的弧形部211進行卡位配合,由于無法逆轉,從而限定死。這種情況下相當于最終并未實現拉繩500張力的實際調節,因此,在該情況下,通過后臺控制轉子120轉動,直到卡位件320與當前卡位槽210相鄰的下一個卡位槽210對應時停止轉動,以使卡位件320最終達到的效果是實現有效的移動并與新的卡位槽210卡位,實現對拉繩500的有效調節。
79.該種情況下,可以設置控制器控制轉子120的轉動幅度,如果幅度過小(即卡位件320仍然處于當前的卡位槽210),則控制器控制轉子120至少轉動預設的幅度,以使卡位件320到達相鄰的下一個卡位槽210內,以實現對拉繩500的有效張緊。
80.第二種情況,轉子120轉動后,卡位件320的配合部321到達另一個卡位槽210內(可以是相鄰的下一個卡位槽210,也可以是間隔幾個卡位槽210后的另一個卡位槽210),此時,配合部321具體對應的為另一個卡位槽210內的弧形部211或傾斜部212,如果配合部321對應的位置是弧形部211,則恰好卡位配合,實現有效張緊,如果配合部321對應的位置是傾斜部212,則即使發生異動,配合部321頂多回退到與該傾斜部212對應的弧形部211位置,進而卡死,而無法進一步回退,這時,由于卡位件320卡死在不屬于轉子120轉動前所對應的卡位槽210內,因而實際上實現了對拉繩500的張力加緊效果,從而保證了張力調節效果。
81.需要說明的是:
82.在具體設定的時候,拉繩500的預設張力可以是一個具體數值,也可以是一個范圍,以進行具體適配,保證系統具備足夠的靈活度。
83.在一個實施例中,請參照圖1、圖4至圖6,所述卡位組件300設有至少兩個并與所述卡位槽210一一對應,所述安裝槽131設有至少兩個并與所述卡位組件300一一對應。
84.卡位組件300和安裝槽131均設有至少兩個并與卡位槽210一一對應,當調節拉繩500的張力之后,每個卡位組件300均對應有一個卡位槽210并進行卡位配合,從而實現更為可靠的鎖定效果。
85.在一個實施例中,請參照圖1、圖4和圖5,所述轉子120上固設有轉動環130,所述轉子120與所述轉動環130同軸設置,所述安裝槽131設在所述轉動環130上。
86.轉子120上設置轉動環130,且安裝槽131設在轉動環130上,以進行卡位組件300的安裝,以便于拆卸和維護。
87.可以理解的是:
88.當轉子120和轉動環130一體設置的時候,相當于一個構件,因此,安裝槽131設在轉子120上;而當轉子120和轉動環130固定時,具體將安裝槽131設在轉動環130上,不再贅述。
89.另外,如圖4所示,轉子120和轉動環130同軸設置。
90.可選地,轉動環130可以通過膠體粘接在轉子120的外圍,相比單獨轉子120的設置,后續的拆卸和維護更為便捷。
91.轉子120與轉動環130固定在一起直接驅動,無需額外提供驅動以及傳動裝置,實現了結構的緊湊輕量化設計;而定子110為中空轉軸結構,便于走線和安裝驅動板,最大程度上節約了占用空間。
92.在一個實施例中,請參照圖4和圖5,所述轉動環130還設有導向槽132,所述安裝槽131設在所述導向槽132的底壁,所述導向槽132用于對所述卡位件320的移動進行導向。
93.安裝槽131便于進行彈性件310的安裝,而導向槽132用于對卡位件320的移動進行導向,當然,也能夠起到對彈性件310的部分導向作用。
94.如圖5所示的實施例中,安裝槽131為圓形槽,圓形槽為盲槽,并不貫通轉動環130,彈性件310的另一端可以通過膠接或焊接等方式固定在安裝槽131內。導向槽132為矩形槽,安裝槽131開設在導向槽132的底部,導向槽132用于對卡位件320隨著彈性件310的移動進行限位和導向。
95.如圖5所示的實施例中,導向槽132的一個側部貫穿轉動環130的側部設置。
96.在一個實施例中,請參照圖6,所述固定座200呈環狀設置,所述卡位槽210沿所述固定座200的內環呈圓周均布設置。
97.所述轉子120設有繞線槽133,所述繞線槽133環繞所述轉子120的外周設置,所述拉繩500能夠繞設在所述繞線槽133內。
98.卡位槽210均布設置,卡位組件300與卡位槽210對應設置,以便于進行卡位;拉繩500的一端能夠固定在繞線槽133內,轉子120轉動時,拉繩500繞設在繞線槽133內,從而對拉繩500的張力進行調節;由于轉子120只能單向轉動,在多次調節拉繩500的張力之后,拉繩500的一部分繞設在繞線槽133內。
99.如圖5所示的實施例中,轉子120和轉動環130形成轉子結構,此時,繞線槽133則設在轉動環130的外周,不再贅述。
100.進一步地,請參照圖3和圖5,轉動環130設有固定耳134,固定耳134固定在繞線槽133的底壁上,固定耳134用于固定拉繩500的一端。
101.可選地,如圖3和圖5所示的實施例中,固定耳134為圓形耳。
102.如圖6所示的實施例中,固定座200呈環狀設置,卡位槽210設有八個并沿固定座200的內環圓周均布設置。相應地,如圖1和圖4所示,安裝槽131和導向槽132均設有八個并對應設置,卡位組件300設有八個并對應設置。
103.在一個實施例中,所述張力調節機構10還包括控制件。
104.當所述控制件接收到第一信號時,所述控制件控制所述轉子120開始轉動,以使所述轉子120開始拉動所述拉繩500;
105.當所述控制件接收到第二信號時,所述控制件控制所述轉子120停止轉動,以使所述轉子120停止拉動所述拉繩500。
106.第一信號的等效信息為拉繩500的張力不夠,需要增加張力,需要轉子120轉動;而第二信號的等效信息為拉繩500的張力已夠,需要停止增加張力,停止轉子500轉動,從而時刻保持對張力的調整。
107.轉子120和定子110相當于形成一個電機(可以是定制電機),第一信號和第二信號
與電機的驅動扭矩有關,當電機的驅動扭矩較小時,說明拉繩500的張力小,無法滿足要求,從而使監測電機的驅動扭矩的監測傳感器發出第一信號給控制件,以使轉子轉動并增大張力;反之,當電機的驅動扭矩達到一定的大小時,說明拉繩500的張力已達到預期,從而使監測電機的驅動扭矩的監測傳感器發出第二信號給控制件,以使轉子停止轉動并利用卡位組件與卡位槽的配合保持當前的拉繩的張力。
108.電機的驅動扭矩為拉繩500繞在轉子120上的繞設半徑r與拉繩500的張力f的乘積。
109.需要說明的是:
110.當應用在腿部機器人(利用繩索驅動)時,通過繩索驅動移動,此時,若足部的傳感器檢測到外部壓力變化較大且超過安全值時,則說明工作環境復雜,在運動過程中容易遇到沖擊、碰撞等突發情況,此時電機的扭矩的設定值應該調小,這樣,拉繩500內拉力小,等效剛度變小,腿部承受外部沖擊時變形大,雖然控制精度會相應降低,但其吸收沖擊能保護自己的能力提升;而當腿部機器人進入平地以及開闊地帶時,此時電機的扭矩的設定值應該調大,這樣,拉繩500內拉力較大,等效剛度變大,腿部承受外部沖擊時變形減小,控制精度提高,當然,此時,吸收沖擊能保護自己的能力會下降。如此,來適應不同的工作模式,并調整腿部機器人的剛度和工作情況。
111.在一個實施例中,請參照圖4,張力調節機構10還包括第一防塵蓋141和第二防塵蓋142,第一防塵蓋141和第二防塵蓋142分別固定在轉動環130的兩端,從而起到防塵的作用。
112.請參照圖8和圖9,另一個實施例提供了一種驅動裝置,包括:
113.第一構件410、第二構件420和安裝軸430,所述第一構件410和所述第二構件420通過所述安裝軸430轉動連接;
114.如上述任一個實施例所述的張力調節機構10,所述張力調節機構10設有兩個并設在所述第二構件420上,兩個所述張力調節機構10分別設在所述安裝軸430的相對兩側;
115.驅動器440及繞設在所述驅動器440上的所述拉繩500,所述驅動器440固定在所述第一構件410上并能夠驅動所述拉繩500轉動,所述拉繩500的兩端分別與對應的所述張力調節機構10的所述轉子120固定。
116.在驅動器440驅動拉繩500帶動第二構件420轉動之前,對拉動第二構件420的拉繩500的一端通過張力調節機構10進行張力調節,并通過卡位組件300和對應卡位槽210的卡位配合將拉繩500的一端張力鎖定在所需范圍內,之后,啟動驅動器440拉動拉繩500,以使拉繩500的一端拉動第二構件420,從而使第二構件420在拉繩500的一端的拉動下相對第一構件410轉動;由于拉繩500處于張緊狀態,從而避免了拉繩500松弛導致驅動器拉動拉繩500控制第二構件420轉動時控制精度差的問題,從而提高了控制精度和運動精度。
117.另外,由于兩個張力調節機構10分別設在安裝軸430的相對兩側,因而兩個張力調節機構分別調節安裝軸的不同側的拉繩張力,也即同一條拉繩的兩個端部的拉力,且拉繩的不同端部被拉動時,分別帶動第二構件相對第一構件做不同方向的轉動。
118.采用兩個張力調節機構10分別進行拉繩500的兩個端部的張力調節,不僅能夠保證張力始終滿足所需的要求,而且張力調節機構的體積小,結構更為緊湊。
119.具體地:
120.張力調節機構10的固定座200和定子110均固定在第二構件420上,其中,固定座200可以通過螺栓固定。
121.如圖8和圖9所示的實施例,該驅動裝置為腿部驅動裝置,第一構件410可以是大腿,第二構件420可以是小腿,大腿和小腿之間通過安裝軸430鉸接,張力調節機構10在安裝軸430的上方和下方均設有一個,拉繩500的兩個端部分別與上下的兩個張力調節機構10的轉子120(具體為轉動環130)固定,拉繩500的中部繞設在固定在大腿上的驅動器的驅動軸上。
122.如圖8所示視角,當驅動器440需要拉動小腿朝左側擺動時,則需要拉動位于上側的拉繩500,此時,首先通過上方的張力調節機構10調整上方的拉繩500,并使拉繩500的張力處于預設范圍內,該過程中,下側的張力調節機構10并不啟動;之后,驅動器440啟動,并拉動上側的拉繩500朝右側移動(相當于驅動器440順時針轉動拉動上側的拉繩500朝右側移動),由于小腿與大腿轉動連接,當通過上方的拉繩500拉動位于安裝軸430的上方的小腿部位時,小腿通過安裝軸430繞大腿順時針轉動,從而實現左側擺動的動作。由于驅動器440在拉動拉繩500的時候,上方的拉繩500處于正常的張力范圍,因此,保證了驅動器驅動拉繩500時的驅動精度。當驅動器需要拉動小腿朝右側擺動時,下方的張力調節機構10調整下方的拉繩500,原理相同,不再贅述。
123.在一個實施例中,驅動器440包括第一驅動件、第二驅動件和驅動輪,第一驅動件固定在第一構件410上,第二驅動件固定在其他結構上,第二驅動件與第一驅動件連接并用于驅動第一驅動件轉動,驅動輪與第一驅動件傳動連接,拉繩500繞過驅動輪設置。
124.大腿擺動時,第二驅動件驅動第一驅動件轉動,從而帶動與第一驅動件固定的第一構件410進行擺動;小腿擺動時,第一驅動件轉動,從而帶動驅動輪轉動,驅動輪轉動從而帶動繞在其上的拉繩500移動,從而通過正反轉實現小腿的不同方向擺動運動,不再贅述。
125.還有一個實施例提供了一種機器人,包括如上述實施例所述的驅動裝置。
126.該機器人,采用前述的驅動裝置,控制精度和運動精度更高。
127.該機器人能夠應用于通過拉繩進行驅動的繩索機器人,尤其能夠應用于利用繩索驅動的小型四足機器人。在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。
128.此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發明的描述中,“多個”的含義是至少兩個,例如兩個,三個等,除非另有明確具體的限定。
129.在本發明中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系,除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員
而言,可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
130.在本發明中,除非另有明確的規定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸,或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
131.需要說明的是,當元件被稱為“固定于”或“設置于”另一個元件,它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件,它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,并不表示是唯一的實施方式。
132.以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述,然而,只要這些技術特征的組合不存在矛盾,都應當認為是本說明書記載的范圍。
133.以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發明的保護范圍。因此,本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。

技術特征:


1.一種張力調節機構,其特征在于,包括:定子和轉子,拉繩的一端與所述轉子固定;卡位組件,所述卡位組件設在所述轉子的外周;固定座,所述固定座設有卡位槽,所述卡位槽與所述卡位組件對應設置,所述卡位槽設有至少兩個并呈圓周排布;所述轉子繞所述定子轉動并調節所述拉繩的張力;調節所述拉繩的張力之后,所述卡位組件與對應的所述卡位槽卡位配合。2.根據權利要求1所述的張力調節機構,其特征在于,所述卡位組件包括彈性件和卡位件,所述卡位件設在所述彈性件的一端,所述卡位件與所述卡位槽對應設置;所述轉子具有安裝槽,所述彈性件的另一端設在所述安裝槽內,所述彈性件能夠沿所述安裝槽的深度方向往復移動,以使所述卡位件卡入或脫離所述卡位槽。3.根據權利要求2所述的張力調節機構,其特征在于,所述卡位件具有配合部,所述卡位槽的槽壁具有弧形部和傾斜部,所述弧形部能夠與所述配合部限位配合,所述傾斜部由所述弧形部的邊緣延伸得到,所述轉子轉動并使所述配合部到達另一個所述卡位槽的所述弧形部進行限位配合。4.根據權利要求2所述的張力調節機構,其特征在于,所述卡位組件設有至少兩個并與所述卡位槽一一對應,所述安裝槽設有至少兩個并與所述卡位組件一一對應。5.根據權利要求2所述的張力調節機構,其特征在于,所述轉子上固設有轉動環,所述轉子與所述轉動環同軸設置,所述安裝槽設在所述轉動環上并沿所述轉動環的外周設置。6.根據權利要求5所述的張力調節機構,其特征在于,所述轉動環還設有導向槽,所述安裝槽設在所述導向槽的底壁,所述導向槽用于對所述卡位件的移動進行導向。7.根據權利要求1-6任一項所述的張力調節機構,其特征在于,所述固定座呈環狀設置,所述卡位槽沿所述固定座的內環呈圓周均布設置;所述轉子設有繞線槽,所述繞線槽環繞所述轉子的外周設置,所述拉繩能夠繞設在所述繞線槽內。8.根據權利要求1-6任一項所述的張力調節機構,其特征在于,所述張力調節機構還包括控制件;當所述控制件接收到第一信號時,所述控制件控制所述轉子開始轉動,以使所述轉子開始拉動所述拉繩;當所述控制件接收到第二信號時,所述控制件控制所述轉子停止轉動,以使所述轉子停止拉動所述拉繩。9.一種驅動裝置,其特征在于,包括:第一構件、第二構件和安裝軸,所述第一構件和所述第二構件通過所述安裝軸轉動連接;如權利要求1-8任一項所述的張力調節機構,所述張力調節機構設有兩個并設在所述第二構件上,兩個所述張力調節機構分別設在所述安裝軸的相對兩側;驅動器及繞設在所述驅動器上的所述拉繩,所述驅動器固定在所述第一構件上并能夠驅動所述拉繩轉動,所述拉繩的兩端分別與對應的所述張力調節機構的所述轉子固定。10.一種機器人,其特征在于,包括如權利要求9所述的驅動裝置。

技術總結


本發明公開了一種張力調節機構、驅動裝置及繩索機器人,包括定子和轉子,拉繩的一端與轉子固定;卡位組件設在轉子的外周;固定座設有卡位槽,卡位槽與卡位組件對應設置,卡位槽設有至少兩個并呈圓周排布;轉子繞定子轉動并調節拉繩的張力;調節拉繩的張力之后,卡位組件與對應的卡位槽卡位配合。該張力調節機構,當拉繩的張力小于所需的張力時,轉子能夠繞定子轉動,從而拉動拉繩,以增大拉繩的張力;當拉繩的張力達到的張力時,轉子不再轉動,此時,卡位組件與對應位置的卡位槽卡位配合,以對轉子進行卡位,避免調節張力后轉子異動導致拉繩的張力再度變化,從而保證張力調節的可靠性,并使拉繩的張力為所需的張力或處于所需的張力范圍內。范圍內。范圍內。


技術研發人員:

梁風勇 洪克城 李葉松 李曉華 向星燦

受保護的技術使用者:

廣東博智林機器人有限公司

技術研發日:

2021.06.17

技術公布日:

2022/12/19


文章投稿或轉載聲明

本文鏈接:http://m.newhan.cn/zhuanli/patent-1-55232-0.html

來源:專利查詢檢索下載-實用文體寫作網版權所有,轉載請保留出處。本站文章發布于 2022-12-21 23:31:00

發表評論

驗證碼:
用戶名: 密碼: 匿名發表
評論列表 (有 條評論
,2人圍觀
參與討論