本文作者:kaifamei

张力调节机构、驱动装置及机器人的制作方法

更新时间:2025-12-19 16:28:42 0条评论

张力调节机构、驱动装置及机器人的制作方法



1.本发明涉及驱动装置技术领域,特别是涉及一种张力调节机构、驱动装置及机器人。


背景技术:



2.随着科技的不断发展,足式机器人的研究得到了国内外众多企业和研究所的广泛关注,腿部驱动结构是足式机器人的重要研究方向。足式机器人的腿部驱动结构的驱动方式通常是连杆驱动或带传动,少数采用绳索驱动(即线驱动)。绳索驱动的方式能够使腿部驱动结构具有更小的质量与惯量;绳索驱动采用的绳索具有高柔性,在腿部承受外部冲击时能够通过变形吸收冲击能,达到缓冲效果并保护核心部件。
3.然而,绳索驱动的腿部驱动结构存在固有缺点:由于绳索驱动采用的是柔性绳索,在长期使用之后,绳索难免产生变形,这种变形会导致绳索的长度发生变化,导致腿部驱动结构的控制精度降低,甚至可能会由于绳索过于松弛而导致足式机器人无法正常工作。


技术实现要素:



4.基于此,有必要提供一种张力调节机构、驱动装置及机器人;该张力调节机构能够调节拉绳的张力,并通过卡位组件和卡位槽的卡位配合,使得调节张力后的拉绳保持预设的张力范围,避免调节后转子异动导致张力变化,保证张力调节的可靠性;该驱动装置采用前述的调节机构,保证拉绳的张力,提高控制精度;该机器人包括前述的驱动装置,运动精度高。
5.其技术方案如下:
6.一个实施例提供了一种张力调节机构,包括:
7.定子和转子,拉绳的一端与所述转子固定;
8.卡位组件,所述卡位组件设在所述转子的外周;
9.固定座,所述固定座设有卡位槽,所述卡位槽与所述卡位组件对应设置,所述卡位槽设有至少两个并呈圆周排布;
10.所述转子绕所述定子转动并调节所述拉绳的张力;调节所述拉绳的张力之后,所述卡位组件与对应的所述卡位槽卡位配合。
11.上述张力调节机构,当拉绳的张力小于所需的张力时,转子能够绕定子转动,从而拉动拉绳,以增大拉绳的张力;当拉绳的张力达到所述的张力时,转子不再转动,此时,卡位组件与对应位置的卡位槽卡位配合,以对转子进行卡位,避免调节张力后转子异动导致拉绳的张力再度变化,从而保证张力调节的可靠性,并使拉绳的张力为所需的张力或处于所需的张力范围内。
12.下面进一步对技术方案进行说明:
13.在其中一个实施例中,所述卡位组件包括弹性件和卡位件,所述卡位件设在所述弹性件的一端,所述卡位件与所述卡位槽对应设置;
14.所述转子具有安装槽,所述弹性件的另一端设在所述安装槽内,所述弹性件能够沿所述安装槽的深度方向往复移动,以使所述卡位件卡入或脱离所述卡位槽。
15.当转子转动时,转子带动弹性件移动,弹性件带动卡位件移动,由于卡位件能够通过弹性件的收缩进行移动,从而不会阻碍转子转动,避免发生干涉;当转子转动后完成对拉绳的张力调节之后,卡位件与对应区域的安装槽卡位配合,从而锁定转子的当前位置,避免转子在意外情况下出现异动,以保证调整张力的效果和可靠性。
16.在其中一个实施例中,所述卡位件具有配合部,所述卡位槽的槽壁具有弧形部和倾斜部,所述弧形部能够与所述配合部限位配合,所述倾斜部由所述弧形部的边缘延伸得到,所述转子转动并使所述配合部到达另一个所述卡位槽的所述弧形部进行限位配合。
17.卡位槽的槽壁具有弧形部和倾斜部,转子在转动的过程中,带动卡位件的配合部移动,以离开当前卡位槽的弧形部,并到达另一个卡位槽的弧形部,从而使配合部与另一个弧形部限位配合,相当于通过弧形部卡住配合部,限定死当前的卡位件所在位置,从而实现单向旋转,以确保调节拉力后转子不会回退,确保张力调节的结果可靠性。
18.在其中一个实施例中,所述卡位组件设有至少两个并与所述卡位槽一一对应,所述安装槽设有至少两个并与所述卡位组件一一对应。
19.卡位组件和安装槽均设有至少两个并与卡位槽一一对应,当调节拉绳的张力之后,每个卡位组件均对应有一个卡位槽并进行卡位配合,从而实现更为可靠的锁定效果。
20.在其中一个实施例中,所述转子上固设有转动环,所述转子与所述转动环同轴设置,所述安装槽设在所述转动环上。
21.转子上设置转动环,且安装槽设在转动环上,以进行卡位组件的安装,以便于拆卸和维护。
22.在其中一个实施例中,所述转动环还设有导向槽,所述安装槽设在所述导向槽的底壁,所述导向槽用于对所述卡位件的移动进行导向。
23.安装槽便于进行弹性件的安装,而导向槽用于对卡位件的移动进行导向,当然,也能够起到对弹性件的部分导向作用。
24.在其中一个实施例中,所述固定座呈环状设置,所述卡位槽沿所述固定座的内环呈圆周均布设置;
25.所述转子设有绕线槽,所述绕线槽环绕所述转子的外周设置,所述拉绳能够绕设在所述绕线槽内。
26.卡位槽均布设置,卡位组件与卡位槽对应设置,以便于进行卡位;拉绳的一端能够固定在绕线槽内,转子转动时,拉绳绕设在绕线槽内,从而对拉绳的张力进行调节;由于转子只能单向转动,在多次调节拉绳的张力之后,拉绳的一部分绕设在绕线槽内。
27.在其中一个实施例中,所述张力调节机构还包括控制件;
28.当所述控制件接收到第一信号时,所述控制件控制所述转子开始转动,以使所述转子开始拉动所述拉绳;
29.当所述控制件接收到第二信号时,所述控制件控制所述转子停止转动,以使所述转子停止拉动所述拉绳。
30.第一信号的等效信息为拉绳的张力不够,需要增加张力,需要转子转动;而第二信号的等效信息为拉绳的张力已够,需要停止增加张力,停止转子转动,从而时刻保持对张力
的调整。
31.另一个实施例提供了一种驱动装置,包括:
32.第一构件、第二构件和安装轴,所述第一构件和所述第二构件通过所述安装轴转动连接;
33.如上述任一个技术方案所述的张力调节机构,所述张力调节机构设有两个并设在所述第二构件上,两个所述张力调节机构分别设在所述安装轴的相对两侧;
34.驱动器及绕设在所述驱动器上的所述拉绳,所述驱动器固定在所述第一构件上并能够驱动所述拉绳转动,所述拉绳的两端分别与对应的所述张力调节机构的所述转子固定。
35.上述驱动装置,在驱动器驱动拉绳带动第二构件转动之前,对拉动第二构件的拉绳的一端通过张力调节机构进行张力调节,并通过卡位组件和对应卡位槽的卡位配合将拉绳的一端张力锁定在所需范围内,之后,启动驱动器拉动拉绳,以使拉绳的一端拉动第二构件,从而使第二构件在拉绳的一端的拉动下相对第一构件转动;由于拉绳处于张紧状态,从而避免了拉绳松弛导致驱动器拉动拉绳控制第二构件转动时控制精度差的问题,从而提高了控制精度和运动精度;同时,由于两个张力调节机构分别设在安装轴的相对两侧,因而两个张力调节机构分别调节安装轴的不同侧的拉绳张力,也即同一条拉绳的两个端部的拉力,且拉绳的不同端部被拉动时,分别带动第二构件相对第一构件做不同方向的转动。
36.还有一个实施例提供了一种机器人,包括如上述技术方案所述的驱动装置。
37.上述机器人,采用前述的驱动装置,控制精度和运动精度更高。
附图说明
38.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
39.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.此外,附图并不是以1:1的比例绘制,并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制,而不一定按照真实比例绘制。
41.图1为本发明实施例中张力调节机构的第一视角示意图;
42.图2为本发明图1实施例中张力调节机构的第二视角示意图;
43.图3为本发明图1实施例中张力调节机构的第三视角示意图;
44.图4为本发明图1实施例中张力调节机构的整体爆炸示意图;
45.图5为本发明图1实施例中转动环的整体结构侧视图;
46.图6为本发明图1实施例中固定座的整体结构示意图;
47.图7为本发明图1实施例中卡位组件的整体结构示意图;
48.图8为本发明一个实施例中驱动装置的整体结构示意图;
49.图9为本发明图8实施例中的a局部结构放大图。
50.附图标注说明:
51.10、张力调节机构;110、定子;120、转子;130、转动环;131、安装槽;132、导向槽;133、绕线槽;134、固定耳;141、第一防尘盖;142、第二防尘盖;200、固定座;210、卡位槽;211、弧形部;212、倾斜部;300、卡位组件;310、弹性件;320、卡位件;321、配合部;410、第一构件;420、第二构件;430、安装轴;440、驱动器;500、拉绳。
具体实施方式
52.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明:
53.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
54.请参照图1至图4,本发明的一个实施例提供了一种张力调节机构10,包括定子110、转子120、卡位组件300和固定座200。其中:
55.转子120与定子110转动连接并能够绕定子110转动,卡位组件300设在转子120上,固定座200固定设置并设有卡位槽210,以使转动后的转子120通过卡位组件300与对应卡位槽210的配合实现卡位,以避免转子120在转动后出现异动导致额外的转动,并影响对拉绳500的张力调节精度和调节可靠性。
56.具体地:
57.请参照图1至图4,定子110呈中空转轴结构设置,且固定设置,以便于进出线等的布置;转子120设在定子110的外周并能够在通电的情况下绕定子110转动。
58.在应用于绳索驱动装置时,拉绳500的一端与所述转子120固定。在拉动拉绳500以带动构件进行活动之前,先通过张力调节机构10对拉绳500的张力进行调节,以确保拉绳500的张力处于所需的张力范围内或张力值,以使后续驱动器拉动拉绳500时不会由于拉绳500张力不足导致控制精度差,从而提高控制精度。
59.需要说明的是:
60.这里的转子120,可以是一体的转子结构,也可以是与其他构件固定设置形成的结构。如图4和图5所示的实施例中,转子上固定有转动环130,该种情况下,相当于转子和转动环为一体件,整体充当转子,不再赘述。
61.请参照图1和图4,所述卡位组件300设在所述转子120的外周。
62.可以理解的是:
63.当转子120为一体结构时,卡位组件300直接设在转子120的外周,而当转子120为转子与转动环130固定的结构时,相当于整体形成了一个转子结构,卡位组件300可以根据实际的情况设在转子结构的外周,如图4设在转动环130的外周,由于转动环是固定在转子上的,实质上仍然相当于设在转子上,不再赘述。
64.请参照图1、图4和图6,固定座200固定设置,所述固定座200设有卡位槽210,所述卡位槽210与所述卡位组件300对应设置,所述卡位槽210设有至少两个并呈圆周排布。
65.工作时,所述转子120绕所述定子110转动并调节所述拉绳500的张力;调节所述拉绳500的张力之后,所述卡位组件300与对应的所述卡位槽210卡位配合。
66.当拉绳500的张力小于所需的张力时,转子120能够绕定子110转动,从而拉动拉绳
500,以增大拉绳500的张力;当拉绳500的张力达到所述的张力时,转子120不再转动,此时,卡位组件300与对应位置的卡位槽210卡位配合,以对转子120进行卡位,避免调节张力后转子120异动导致拉绳500的张力再度变化,从而保证张力调节的可靠性,并使拉绳500的张力为所需的张力或处于所需的张力范围内。
67.在一个实施例中,请参照图1、图4和图7,所述卡位组件300包括弹性件310和卡位件320,所述卡位件320设在所述弹性件310的一端,所述卡位件320与所述卡位槽210对应设置。
68.所述转子120具有安装槽131,所述弹性件310的另一端设在所述安装槽131内,所述弹性件310能够沿所述安装槽131的深度方向往复移动,以使所述卡位件320卡入或脱离所述卡位槽210。当转子120转动时,转子120带动弹性件310移动,弹性件310带动卡位件320移动,由于卡位件320能够通过弹性件310的收缩进行移动,从而不会阻碍转子120转动,避免发生干涉;当转子120转动后完成对拉绳500的张力调节之后,卡位件320与对应区域的安装槽131卡位配合,从而锁定转子120的当前位置,避免转子120在意外情况下出现异动,以保证调整张力的效果和可靠性。
69.可选地,弹性件310的另一端可以通过胶接或焊接等方式固定在安装槽131内。
70.如图4和图7所示的实施例中,弹性件310为弹簧,卡位件320固定在弹性件310的一端,弹性件310的另一端通过安装槽131设在转子120上,当转子120转动时,卡位件320受到抵压并通过挤压弹性件310进行移动,以避免出现干涉,而在转子120转动之后,卡位件320与对应位置的卡位槽210卡位配合,以锁定张力调节结果。
71.需要说明的是:
72.由于在调节拉绳500的张力之后,卡位件320可能并不能与卡位槽210的位置恰好对应,此时,在转子120停止转动后,在可能的情况下,转子120可能会适当活动,以使卡位件320恰好与卡位槽210匹配,以锁定张力调节结果,由于该转动幅度较小,因而并不影响张力调节结果,从而使调节后的拉绳500张力始终处于所需的张力范围内。
73.在一个实施例中,请参照图1、图4和图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和倾斜部212,所述弧形部211能够与所述配合部321限位配合,所述倾斜部212由所述弧形部211的边缘延伸得到,所述转子120转动并使所述配合部321到达另一个所述卡位槽210的所述弧形部211进行限位配合。
74.卡位槽210的槽壁具有弧形部211和倾斜部212,转子120在转动的过程中,带动卡位件320的配合部321移动,以离开当前卡位槽210的弧形部211,并到达另一个卡位槽210的弧形部211,从而使配合部321与另一个弧形部211限位配合,相当于通过弧形部211卡住配合部321,限定死当前的卡位件320所在位置,从而实现单向旋转,以确保调节拉力后转子120不会回退,确保张力调节的结果可靠性。
75.如图1所示的实施例并结合图6,转子120只能顺时针转动,当转子120转动前,其上卡位件320的配合部321与对应的卡位槽210的弧形部211限位配合,从而卡死转子120的当前位置,无法进行逆时针旋转;而当转子转动时,卡位件320的配合部321开始离开当前的弧形部211,并沿倾斜部211移动,移动过程中,通过弹性件310的伸缩实现卡位件320始终与卡位槽210抵触,在转动到某个位置时,拉绳500的张力达到要求,此时卡位件320的配合部321对应另一个卡位槽210,配合部321与该卡位槽210的弧形部211限位配合,从而卡死卡位件
320,确保转子无法回退,从而保证张力调节结果的可靠性。
76.如图6所示的实施例中,卡位槽210大致由半圆形的弧形部211和与半圆形的弧形部211的边缘相切的倾斜部212(斜面)组成。
77.转子120转动并使配合部321到达另一个卡位槽210的弧形部211进行限位配合,在实施时大致分为两种情况,具体如下:
78.第一种情况,转子120转动后,卡位件320的配合部321仍处于转动前所对应的卡位槽210内(如配合部321与弧形部211抵接配合或与倾斜部212抵接配合),此时,调节后仍可能会在意外情况下回退,直至回退到转子120转动前的所在位置,即回退到与转动前多对应的卡位槽210的弧形部211进行卡位配合,由于无法逆转,从而限定死。这种情况下相当于最终并未实现拉绳500张力的实际调节,因此,在该情况下,通过后台控制转子120转动,直到卡位件320与当前卡位槽210相邻的下一个卡位槽210对应时停止转动,以使卡位件320最终达到的效果是实现有效的移动并与新的卡位槽210卡位,实现对拉绳500的有效调节。
79.该种情况下,可以设置控制器控制转子120的转动幅度,如果幅度过小(即卡位件320仍然处于当前的卡位槽210),则控制器控制转子120至少转动预设的幅度,以使卡位件320到达相邻的下一个卡位槽210内,以实现对拉绳500的有效张紧。
80.第二种情况,转子120转动后,卡位件320的配合部321到达另一个卡位槽210内(可以是相邻的下一个卡位槽210,也可以是间隔几个卡位槽210后的另一个卡位槽210),此时,配合部321具体对应的为另一个卡位槽210内的弧形部211或倾斜部212,如果配合部321对应的位置是弧形部211,则恰好卡位配合,实现有效张紧,如果配合部321对应的位置是倾斜部212,则即使发生异动,配合部321顶多回退到与该倾斜部212对应的弧形部211位置,进而卡死,而无法进一步回退,这时,由于卡位件320卡死在不属于转子120转动前所对应的卡位槽210内,因而实际上实现了对拉绳500的张力加紧效果,从而保证了张力调节效果。
81.需要说明的是:
82.在具体设定的时候,拉绳500的预设张力可以是一个具体数值,也可以是一个范围,以进行具体适配,保证系统具备足够的灵活度。
83.在一个实施例中,请参照图1、图4至图6,所述卡位组件300设有至少两个并与所述卡位槽210一一对应,所述安装槽131设有至少两个并与所述卡位组件300一一对应。
84.卡位组件300和安装槽131均设有至少两个并与卡位槽210一一对应,当调节拉绳500的张力之后,每个卡位组件300均对应有一个卡位槽210并进行卡位配合,从而实现更为可靠的锁定效果。
85.在一个实施例中,请参照图1、图4和图5,所述转子120上固设有转动环130,所述转子120与所述转动环130同轴设置,所述安装槽131设在所述转动环130上。
86.转子120上设置转动环130,且安装槽131设在转动环130上,以进行卡位组件300的安装,以便于拆卸和维护。
87.可以理解的是:
88.当转子120和转动环130一体设置的时候,相当于一个构件,因此,安装槽131设在转子120上;而当转子120和转动环130固定时,具体将安装槽131设在转动环130上,不再赘述。
89.另外,如图4所示,转子120和转动环130同轴设置。
90.可选地,转动环130可以通过胶体粘接在转子120的外围,相比单独转子120的设置,后续的拆卸和维护更为便捷。
91.转子120与转动环130固定在一起直接驱动,无需额外提供驱动以及传动装置,实现了结构的紧凑轻量化设计;而定子110为中空转轴结构,便于走线和安装驱动板,最大程度上节约了占用空间。
92.在一个实施例中,请参照图4和图5,所述转动环130还设有导向槽132,所述安装槽131设在所述导向槽132的底壁,所述导向槽132用于对所述卡位件320的移动进行导向。
93.安装槽131便于进行弹性件310的安装,而导向槽132用于对卡位件320的移动进行导向,当然,也能够起到对弹性件310的部分导向作用。
94.如图5所示的实施例中,安装槽131为圆形槽,圆形槽为盲槽,并不贯通转动环130,弹性件310的另一端可以通过胶接或焊接等方式固定在安装槽131内。导向槽132为矩形槽,安装槽131开设在导向槽132的底部,导向槽132用于对卡位件320随着弹性件310的移动进行限位和导向。
95.如图5所示的实施例中,导向槽132的一个侧部贯穿转动环130的侧部设置。
96.在一个实施例中,请参照图6,所述固定座200呈环状设置,所述卡位槽210沿所述固定座200的内环呈圆周均布设置。
97.所述转子120设有绕线槽133,所述绕线槽133环绕所述转子120的外周设置,所述拉绳500能够绕设在所述绕线槽133内。
98.卡位槽210均布设置,卡位组件300与卡位槽210对应设置,以便于进行卡位;拉绳500的一端能够固定在绕线槽133内,转子120转动时,拉绳500绕设在绕线槽133内,从而对拉绳500的张力进行调节;由于转子120只能单向转动,在多次调节拉绳500的张力之后,拉绳500的一部分绕设在绕线槽133内。
99.如图5所示的实施例中,转子120和转动环130形成转子结构,此时,绕线槽133则设在转动环130的外周,不再赘述。
100.进一步地,请参照图3和图5,转动环130设有固定耳134,固定耳134固定在绕线槽133的底壁上,固定耳134用于固定拉绳500的一端。
101.可选地,如图3和图5所示的实施例中,固定耳134为圆形耳。
102.如图6所示的实施例中,固定座200呈环状设置,卡位槽210设有八个并沿固定座200的内环圆周均布设置。相应地,如图1和图4所示,安装槽131和导向槽132均设有八个并对应设置,卡位组件300设有八个并对应设置。
103.在一个实施例中,所述张力调节机构10还包括控制件。
104.当所述控制件接收到第一信号时,所述控制件控制所述转子120开始转动,以使所述转子120开始拉动所述拉绳500;
105.当所述控制件接收到第二信号时,所述控制件控制所述转子120停止转动,以使所述转子120停止拉动所述拉绳500。
106.第一信号的等效信息为拉绳500的张力不够,需要增加张力,需要转子120转动;而第二信号的等效信息为拉绳500的张力已够,需要停止增加张力,停止转子500转动,从而时刻保持对张力的调整。
107.转子120和定子110相当于形成一个电机(可以是定制电机),第一信号和第二信号
与电机的驱动扭矩有关,当电机的驱动扭矩较小时,说明拉绳500的张力小,无法满足要求,从而使监测电机的驱动扭矩的监测传感器发出第一信号给控制件,以使转子转动并增大张力;反之,当电机的驱动扭矩达到一定的大小时,说明拉绳500的张力已达到预期,从而使监测电机的驱动扭矩的监测传感器发出第二信号给控制件,以使转子停止转动并利用卡位组件与卡位槽的配合保持当前的拉绳的张力。
108.电机的驱动扭矩为拉绳500绕在转子120上的绕设半径r与拉绳500的张力f的乘积。
109.需要说明的是:
110.当应用在腿部机器人(利用绳索驱动)时,通过绳索驱动移动,此时,若足部的传感器检测到外部压力变化较大且超过安全值时,则说明工作环境复杂,在运动过程中容易遇到冲击、碰撞等突发情况,此时电机的扭矩的设定值应该调小,这样,拉绳500内拉力小,等效刚度变小,腿部承受外部冲击时变形大,虽然控制精度会相应降低,但其吸收冲击能保护自己的能力提升;而当腿部机器人进入平地以及开阔地带时,此时电机的扭矩的设定值应该调大,这样,拉绳500内拉力较大,等效刚度变大,腿部承受外部冲击时变形减小,控制精度提高,当然,此时,吸收冲击能保护自己的能力会下降。如此,来适应不同的工作模式,并调整腿部机器人的刚度和工作情况。
111.在一个实施例中,请参照图4,张力调节机构10还包括第一防尘盖141和第二防尘盖142,第一防尘盖141和第二防尘盖142分别固定在转动环130的两端,从而起到防尘的作用。
112.请参照图8和图9,另一个实施例提供了一种驱动装置,包括:
113.第一构件410、第二构件420和安装轴430,所述第一构件410和所述第二构件420通过所述安装轴430转动连接;
114.如上述任一个实施例所述的张力调节机构10,所述张力调节机构10设有两个并设在所述第二构件420上,两个所述张力调节机构10分别设在所述安装轴430的相对两侧;
115.驱动器440及绕设在所述驱动器440上的所述拉绳500,所述驱动器440固定在所述第一构件410上并能够驱动所述拉绳500转动,所述拉绳500的两端分别与对应的所述张力调节机构10的所述转子120固定。
116.在驱动器440驱动拉绳500带动第二构件420转动之前,对拉动第二构件420的拉绳500的一端通过张力调节机构10进行张力调节,并通过卡位组件300和对应卡位槽210的卡位配合将拉绳500的一端张力锁定在所需范围内,之后,启动驱动器440拉动拉绳500,以使拉绳500的一端拉动第二构件420,从而使第二构件420在拉绳500的一端的拉动下相对第一构件410转动;由于拉绳500处于张紧状态,从而避免了拉绳500松弛导致驱动器拉动拉绳500控制第二构件420转动时控制精度差的问题,从而提高了控制精度和运动精度。
117.另外,由于两个张力调节机构10分别设在安装轴430的相对两侧,因而两个张力调节机构分别调节安装轴的不同侧的拉绳张力,也即同一条拉绳的两个端部的拉力,且拉绳的不同端部被拉动时,分别带动第二构件相对第一构件做不同方向的转动。
118.采用两个张力调节机构10分别进行拉绳500的两个端部的张力调节,不仅能够保证张力始终满足所需的要求,而且张力调节机构的体积小,结构更为紧凑。
119.具体地:
120.张力调节机构10的固定座200和定子110均固定在第二构件420上,其中,固定座200可以通过螺栓固定。
121.如图8和图9所示的实施例,该驱动装置为腿部驱动装置,第一构件410可以是大腿,第二构件420可以是小腿,大腿和小腿之间通过安装轴430铰接,张力调节机构10在安装轴430的上方和下方均设有一个,拉绳500的两个端部分别与上下的两个张力调节机构10的转子120(具体为转动环130)固定,拉绳500的中部绕设在固定在大腿上的驱动器的驱动轴上。
122.如图8所示视角,当驱动器440需要拉动小腿朝左侧摆动时,则需要拉动位于上侧的拉绳500,此时,首先通过上方的张力调节机构10调整上方的拉绳500,并使拉绳500的张力处于预设范围内,该过程中,下侧的张力调节机构10并不启动;之后,驱动器440启动,并拉动上侧的拉绳500朝右侧移动(相当于驱动器440顺时针转动拉动上侧的拉绳500朝右侧移动),由于小腿与大腿转动连接,当通过上方的拉绳500拉动位于安装轴430的上方的小腿部位时,小腿通过安装轴430绕大腿顺时针转动,从而实现左侧摆动的动作。由于驱动器440在拉动拉绳500的时候,上方的拉绳500处于正常的张力范围,因此,保证了驱动器驱动拉绳500时的驱动精度。当驱动器需要拉动小腿朝右侧摆动时,下方的张力调节机构10调整下方的拉绳500,原理相同,不再赘述。
123.在一个实施例中,驱动器440包括第一驱动件、第二驱动件和驱动轮,第一驱动件固定在第一构件410上,第二驱动件固定在其他结构上,第二驱动件与第一驱动件连接并用于驱动第一驱动件转动,驱动轮与第一驱动件传动连接,拉绳500绕过驱动轮设置。
124.大腿摆动时,第二驱动件驱动第一驱动件转动,从而带动与第一驱动件固定的第一构件410进行摆动;小腿摆动时,第一驱动件转动,从而带动驱动轮转动,驱动轮转动从而带动绕在其上的拉绳500移动,从而通过正反转实现小腿的不同方向摆动运动,不再赘述。
125.还有一个实施例提供了一种机器人,包括如上述实施例所述的驱动装置。
126.该机器人,采用前述的驱动装置,控制精度和运动精度更高。
127.该机器人能够应用于通过拉绳进行驱动的绳索机器人,尤其能够应用于利用绳索驱动的小型四足机器人。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
128.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
129.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
130.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,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触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。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,或仅仅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,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
131.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
132.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
133.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征:


1.一种张力调节机构,其特征在于,包括:定子和转子,拉绳的一端与所述转子固定;卡位组件,所述卡位组件设在所述转子的外周;固定座,所述固定座设有卡位槽,所述卡位槽与所述卡位组件对应设置,所述卡位槽设有至少两个并呈圆周排布;所述转子绕所述定子转动并调节所述拉绳的张力;调节所述拉绳的张力之后,所述卡位组件与对应的所述卡位槽卡位配合。2.根据权利要求1所述的张力调节机构,其特征在于,所述卡位组件包括弹性件和卡位件,所述卡位件设在所述弹性件的一端,所述卡位件与所述卡位槽对应设置;所述转子具有安装槽,所述弹性件的另一端设在所述安装槽内,所述弹性件能够沿所述安装槽的深度方向往复移动,以使所述卡位件卡入或脱离所述卡位槽。3.根据权利要求2所述的张力调节机构,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倾斜部,所述弧形部能够与所述配合部限位配合,所述倾斜部由所述弧形部的边缘延伸得到,所述转子转动并使所述配合部到达另一个所述卡位槽的所述弧形部进行限位配合。4.根据权利要求2所述的张力调节机构,其特征在于,所述卡位组件设有至少两个并与所述卡位槽一一对应,所述安装槽设有至少两个并与所述卡位组件一一对应。5.根据权利要求2所述的张力调节机构,其特征在于,所述转子上固设有转动环,所述转子与所述转动环同轴设置,所述安装槽设在所述转动环上并沿所述转动环的外周设置。6.根据权利要求5所述的张力调节机构,其特征在于,所述转动环还设有导向槽,所述安装槽设在所述导向槽的底壁,所述导向槽用于对所述卡位件的移动进行导向。7.根据权利要求1-6任一项所述的张力调节机构,其特征在于,所述固定座呈环状设置,所述卡位槽沿所述固定座的内环呈圆周均布设置;所述转子设有绕线槽,所述绕线槽环绕所述转子的外周设置,所述拉绳能够绕设在所述绕线槽内。8.根据权利要求1-6任一项所述的张力调节机构,其特征在于,所述张力调节机构还包括控制件;当所述控制件接收到第一信号时,所述控制件控制所述转子开始转动,以使所述转子开始拉动所述拉绳;当所述控制件接收到第二信号时,所述控制件控制所述转子停止转动,以使所述转子停止拉动所述拉绳。9.一种驱动装置,其特征在于,包括:第一构件、第二构件和安装轴,所述第一构件和所述第二构件通过所述安装轴转动连接;如权利要求1-8任一项所述的张力调节机构,所述张力调节机构设有两个并设在所述第二构件上,两个所述张力调节机构分别设在所述安装轴的相对两侧;驱动器及绕设在所述驱动器上的所述拉绳,所述驱动器固定在所述第一构件上并能够驱动所述拉绳转动,所述拉绳的两端分别与对应的所述张力调节机构的所述转子固定。10.一种机器人,其特征在于,包括如权利要求9所述的驱动装置。

技术总结


本发明公开了一种张力调节机构、驱动装置及绳索机器人,包括定子和转子,拉绳的一端与转子固定;卡位组件设在转子的外周;固定座设有卡位槽,卡位槽与卡位组件对应设置,卡位槽设有至少两个并呈圆周排布;转子绕定子转动并调节拉绳的张力;调节拉绳的张力之后,卡位组件与对应的卡位槽卡位配合。该张力调节机构,当拉绳的张力小于所需的张力时,转子能够绕定子转动,从而拉动拉绳,以增大拉绳的张力;当拉绳的张力达到的张力时,转子不再转动,此时,卡位组件与对应位置的卡位槽卡位配合,以对转子进行卡位,避免调节张力后转子异动导致拉绳的张力再度变化,从而保证张力调节的可靠性,并使拉绳的张力为所需的张力或处于所需的张力范围内。范围内。范围内。


技术研发人员:

梁风勇 洪克城 李叶松 李晓华 向星灿

受保护的技术使用者:

广东博智林机器人有限公司

技术研发日:

2021.06.17

技术公布日:

2022/12/19


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来源:专利查询检索下载-实用文体写作网版权所有,转载请保留出处。本站文章发布于 2022-12-21 23:31:00

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