[发明专利]一种末端拉力自适应的可变速自动拉线装置

说明书

一种末端拉力自适应的可变速自动拉线装置，包括刚性框架、电机、丝杠、丝母、卷筒、导向限位套、卷簧、第一及第二拉线；电机固装在刚性框架上，丝杠一端与电机轴同轴固连，另一端与刚性框架活动连接；丝母套装在丝杠上；卷筒同轴套装在丝杠上且二者间留有间隙，卷筒与丝母固连；导向限位套同轴套装在丝杠上且二者间留有间隙，卷筒与导向限位套插接配合，卷筒相对于导向限位套仅能够轴向移动；卷簧套装在丝杠上，内端与丝杠固连，外端与导向限位套固连；卷筒两侧刚性框架上分别设有第一和第二定滑轮，第一拉线一端与卷筒固连，另一端绕过第一定滑轮与手爪抓握执行件固连；第二拉线一端与卷筒固连，另一端绕过第二定滑轮与手爪抓握执行件固连。

技术领域

本发明属于机器人关节技术领域，特别是涉及一种末端拉力自适应的可变速自动拉线装置。

背景技术

随着机械、电子、计算机、自动化、人工智能等技术的飞速发展，机器人的研究也越发深入，而机器人关节作为机器人机械硬件中的核心零部件之一，对机器人的运动、控制等方面具有至关重要的作用。

在已知各类机器人中，对于具有手爪的这一类机器人来说，手爪部分的运动性能在机器人各个部分中的要求则是最高的，由于手爪部分直接用于抓取物品，因此手爪的运动控制难度也是最大的。

目前，已知的机器人手爪绝大多数都是采用电机直驱控制方式，或者采用多连杆的方式传递驱动力，但采用上述两种驱动方式后，会无形中增大作为机器人末端执行器的手爪质量，反而会对手爪的运动性能产生负面影响，同时也会增加手爪的制造成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种末端拉力自适应的可变速自动拉线装置，当其应用到机器人手爪的驱动控制时，具有响应速度快、输出扭矩大的特点，可对机器人手爪的运动性能产生积极影响，还可进一步降低机器人手爪的质量和制造成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种末端拉力自适应的可变速自动拉线装置，包括刚性框架、电机、丝杠、丝母、卷筒、导向限位套、卷簧、第一拉线及第二拉线；所述电机固定安装在刚性框架上，电机的动力输出轴朝向刚性框架内侧；所述丝杠一端与电机的动力输出轴同轴固连在一起，丝杠另一端与刚性框架活动连接在一起；所述丝母套装在丝杠上，丝母与丝杠螺接配合；所述卷筒同轴套装在丝杠上，卷筒与丝杠之间留有环向间隙，卷筒一端固定连接在丝母上；所述导向限位套同轴套装在丝杠上，导向限位套与丝杠之间留有环向间隙，所述卷筒另一端与导向限位套插接配合，卷筒相对于导向限位套仅具有轴向移动自由度；所述卷簧套装在丝杠上，且卷簧位于导向限位套与丝杠之间的环向间隙内，卷簧内端与丝杠固定连接在一起，卷簧外端与导向限位套固定连接在一起；在所述卷筒两侧的刚性框架分别安装有第一定滑轮和第二定滑轮，第一定滑轮和第二定滑轮相对于卷筒左右对称分布；所述第一拉线一端与卷筒固定连接在一起，第一拉线另一端绕过第一定滑轮与机器人手爪的抓握执行件固定连接在一起；所述第二拉线一端与卷筒固定连接在一起，第二拉线另一端绕过第二定滑轮与机器人手爪的抓握执行件固定连接在一起。

所述丝杠与刚性框架之间通过轴承进行活动连接。

所述电机的动力输出轴与丝杠之间通过联轴器进行同轴固连。

在所述卷筒的外表面均布设置有若干分线柱。

在所述导向限位套的内表面开设有导向限制滑槽，导向限制滑槽与丝杠相平行。

所述导向限制滑槽数量若干，若干导向限制滑槽在导向限位套内表面沿周向均匀分布。

在所述卷筒的外表面设置有导向滚轮，导向滚轮与导向限制滑槽数量相同。

所述导向滚轮位于导向限制滑槽内，导向滚轮与导向限制滑槽滚动接触配合。

所述第一定滑轮和第二定滑轮的中心轮轴均与刚性框架固定连接在一起，第一定滑轮和第二定滑轮相对于中心轮轴具有回转自由度。

本发明的有益效果：