[发明专利]包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构及其使用方法

权利要求书

1.包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构，其特征在于包括动平衡机构、偏心摇把底座(4)、偏心摇把(5)、旋转机构、料带(8)、料盘底座(9)、料盘(10)、料盘撑块I(11)、料盘撑块Ⅱ(12)、料盘轴(13)、旋转体底座(14)；

动平衡机构包括动平衡块(1)、动平衡块固定机构(2)、旋转体(3)；动平衡块(1)固定在动平衡块固定机构(2)上，动平衡块固定机构(2)固定在旋转体(3)的一个侧面；旋转体(3)镶嵌在旋转体底座(14)内，且旋转体(3)能够绕旋转体底座(14)旋转，即旋转体(3)和偏心摇把底座(4)能够相对轴向转动，从而形成第一个旋转自由度机构；

偏心摇把(5)的一端设置在偏心摇把底座(4)的通孔内，偏心摇把底座(4)固定在旋转体(3)的侧面，该侧面同时固定有动平衡块固定机构(2)，偏心摇把(5)绕偏心摇把底座(4)旋转，形成第二个旋转自由度机构；

旋转机构包括导向轴套(6)和导向轴(7)，导向轴(7)设置在导向轴套(6)内，且导向轴(7)与偏心摇把(5)的另一端相连接，从而允许导向轴套(6)、导向轴(7)和偏心摇把(5)形成第三个旋转自由度机构；

料带(8)绕过导向轴套(6)后能够改变方向；料盘(10)中间的内孔由料盘撑块I(11)、料盘撑块Ⅱ(12)共同撑开，形成第一径向自由度机构；料盘撑块I(11)和料盘撑块Ⅱ(12)组成一个轴套与料盘轴(13)相互配合，进而保证料盘(10)与料盘轴(13)的相对旋转，形成第四旋转自由度机构。

2.根据权利要求1所述的包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构，其特征在于料盘撑块I(11)和料盘撑块Ⅱ(12)为半圆环形，两个料盘撑块之间内置弹性部件向外撑开，形成第一径向自由度机构，从而与料盘(10)组合成一个具有径向预紧力的整体。

3.根据权利要求2所述的包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构，其特征在于所述的弹性部件为橡胶或者弹簧。

4.根据权利要求1所述的包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构，其特征在于所述的旋转体(3)为环形，且开有一个与中间通孔连通的U型开口；旋转体(3)的U型开口内包含被包扎物体，从而产生旋转体(3)对该被包扎物体的相对旋转运动。

5.根据权利要求1所述的包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构，其特征在于所述的第二个旋转自由度机构的作用是在偏心摇把(5)受到切向力的时候，能够绕偏心摇把底座(4)旋转，从而抵消来自导向轴套(6)的切向力；所述的切向力来自于料带(8)的方向改变。

6.根据权利要求1所述的包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构，其特征在于所述的第三个旋转自由度机构能够产生导向轴套(6)与导向轴(7)的相对旋转；导向轴(7)与偏心摇把(5)不产生旋转；导向轴套(6)能够自由旋转，从而减少导向轴套(6)对料带(8)的阻力，保障料带(8)能够顺畅地改变方向。

7.根据权利要求1所述的包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构，其特征在于所述的第四旋转自由度机构的作用是允许料盘(10)绕料盘轴(13)自由转动，从而减少供料过程的阻力。

8.根据权利要求1所述的包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构，其特征在于弹性部件的拆卸力F大于料盘撑块I(11)和料盘撑块Ⅱ(12)之间的预紧力，从而保证快速安装料盘和拆卸料盘。

9.根据权利要求1所述的包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构，其特征在于料带绕过导向轴套(6)的过程中，偏心摇把(5)能够自适应地产生偏转角度θ，从而消除对偏心摇把底座(4)的轴心所产生的旋转扭矩T；同时料盘(10)的旋转速度ω1、导向轴套(6)的旋转速度ω2以及旋转体(3)的旋转速度ω3之间能够自适应地产生合适的比例系数，适应料盘外径R的变化，保障供料过程的良好动力学和静力学特性。

10.根据权利要求1所述的包扎胶带或料带的多自由度自适应供料机构的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1.将旋转体底座(4)安装在固定位置，或者由夹具、机械手或者人手把持；

步骤2.将料盘(10)套在料盘撑块I(11)和料盘撑块Ⅱ(12)形成的环形外壁上，形成一体；

步骤3.从料盘(10)拉出料带(8)绕过导向轴套(6)直至旋转体(3)的中心，与被包扎物体贴合并粘接；

步骤4.启动机器使得旋转体(3)绕旋转体底座(4)产生相对旋转，激活第一旋转自由度的持续性的相对运动；在此主动运动作用下，料带(8)产生拉力，需要给出一定的进给量，才能适应包扎过程对料带(8)的需求；因为存在第二、第三、第四旋转自由度，料带(8)能够持续地从料盘中拉扯出来，所以料带(8)能够被动地、自适应地为包扎过程供料，并具有良好的力学特性和偏转角度适应性，保持合适的供料角度和速度，保证料带(8)进给的柔顺性，不重叠、不翻转、不卡死。