[發(fā)明專利]一種鋼絲繩張緊裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810196934.1
• 申請日: 2008-09-12
• 公開（公告）號: CN101363521A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊蔡華;陳文斌;葛黎黎;熊有倫
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: F16H7/08
• 分類號: F16H7/08
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 方放

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于主要用于傳動的帶、纜或繩，鏈；其所用的主要附件。具體涉及一種鋼絲繩張緊裝置，尤其適用在康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人中對連接氣動肌肉和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的鋼絲繩進(jìn)行張緊。

背景技術(shù)

在康復(fù)醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中，為了使康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)輕巧，適合穿戴同時(shí)又兼具高安全性，有必要采用與人體肌肉運(yùn)動方式相似的氣動肌肉作為系統(tǒng)的驅(qū)動器，由于氣動肌肉只能夠作直線運(yùn)動，而機(jī)器人關(guān)節(jié)做的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，因而需要通過鋼絲繩纏繞在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上將氣動肌肉的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。由于鋼絲繩較長且存在一定的剛性，在傳動過程中由于受力不均而發(fā)生松弛，如不采取適當(dāng)?shù)膹埦o措施，將導(dǎo)致鋼絲繩從旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的輪轂上跳出和脫落，特別是當(dāng)氣動肌肉充氣和放氣時(shí)，這種跳出和脫落的現(xiàn)象更為明顯，進(jìn)而直接影響到康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人的使用安全性和舒適性。為此，需要設(shè)置鋼絲繩張緊裝置，預(yù)先將鋼絲繩拉緊并使其始終處于張緊狀態(tài)，減少驅(qū)動機(jī)構(gòu)的晃動，保證康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)。

現(xiàn)有的一些大型器械中的鋼絲繩張緊機(jī)構(gòu)，比如起重機(jī)、機(jī)械輸送機(jī)、纜車等，一般采用液壓缸來提供張緊力，整體結(jié)構(gòu)龐大，部件多，使用過程繁瑣，不適用于在工作空間狹小、結(jié)構(gòu)要求緊湊和輕便的康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人中對連接氣動肌肉和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的鋼絲繩進(jìn)行張緊；而在一些小型器械中使用的鋼絲繩張緊機(jī)構(gòu)，比如上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院研制的采用鋼絲繩傳動的四自由度機(jī)械臂，采用手動調(diào)整螺栓的方式來實(shí)現(xiàn)鋼絲繩張緊，見陶俊，袁建軍等，“鋼絲繩傳動四自由度機(jī)械臂的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”機(jī)械與電子，2008/01，P32-33；這種張緊裝置張緊效率低、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、不能滿足康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人使用過程中對連接氣動肌肉和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的鋼絲繩自動張緊的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鋼絲繩張緊裝置，解決現(xiàn)有鋼絲繩張緊裝置存在的張緊效率低、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題，以在使用過程中對鋼絲繩自動張緊。

本發(fā)明的一種鋼絲繩張緊裝置，包括前蓋、后蓋、定滑輪、動滑輪，其特征在于：

所述前蓋頂部開有容納鋼絲繩套進(jìn)入的小孔，前蓋底部開有鋼絲繩的導(dǎo)出孔，所述定滑輪包括鋼絲定滑輪和軟繩定滑輪；

所述前蓋開有通槽，鋼絲定滑輪固定于通槽下端一側(cè)、軟繩定滑輪固定于通槽上端，前蓋背面通槽兩側(cè)固定有兩根導(dǎo)軌，動滑輪固定在與兩根導(dǎo)軌滑動連接的滑塊上，可以沿著導(dǎo)軌在通槽中上下移動；

前蓋上通槽一側(cè)開有豎直槽，豎直槽的下端固定有彈簧，彈簧另一端連接軟繩，軟繩的另一端繞過軟繩定滑輪與固連在滑塊上的拉塊連接；

所述后蓋開有與前蓋上通槽相應(yīng)的透槽，后蓋透槽一側(cè)對應(yīng)前蓋鋼絲定滑輪位置縱向開有螺桿槽，螺桿槽內(nèi)固定有螺桿，螺桿上套有與其螺紋連接的螺母塊，螺母塊上具有允許鋼絲通過的小孔以及固定鋼絲繩套的沉頭孔；

鋼絲繩通過所述鋼絲繩套、所述后蓋螺母塊上的小孔后，依次繞過所述鋼絲定滑輪和所述動滑輪，從所述前蓋底部的導(dǎo)出孔中被牽出；

所述前蓋和后蓋通過螺釘固定為一體。

所述的鋼絲繩張緊裝置，其特征在于：

所述后蓋上透槽兩端對應(yīng)前蓋鋼絲定滑輪、軟繩定滑輪位置分別具有與后蓋螺紋連接的鋼絲定滑輪軸和軟繩定滑輪軸。

所述的鋼絲繩張緊裝置，其特征在于：

所述后蓋螺母塊沉頭孔的軸線與前蓋鋼絲定滑輪的外圓相切；

前蓋底部的導(dǎo)出孔軸線與動滑輪的外圓相切；前蓋豎直槽的軸線與軟繩定滑輪的外圓相切。

使用本發(fā)明時(shí)，連接氣動肌肉和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的鋼絲繩由本發(fā)明頂部的小孔中導(dǎo)入，繞過鋼絲定滑輪和動滑輪，從底部的導(dǎo)出孔中導(dǎo)出。與滑塊固定的拉塊通過軟繩、軟繩定滑輪與一個(gè)處于受拉狀態(tài)的彈簧相連。當(dāng)氣動肌肉充氣時(shí)，鋼絲繩上的張力不斷增大，當(dāng)張力大于當(dāng)前彈簧拉力的二分之一時(shí)，動滑輪將向下移動直到動滑輪的支座與外殼相接觸，鋼絲繩在輸出張力的工作狀態(tài)下動滑輪的位置將不會改變，這時(shí)鋼絲繩在其自身張力的狀態(tài)下始終保持張緊狀態(tài)。當(dāng)氣動肌肉放氣時(shí)鋼絲繩上的張力逐漸消失，在彈簧彈性回復(fù)力的作用下，動滑輪將向上運(yùn)動，鋼絲繩的松弛量被動滑輪的位移所吸收，并使鋼絲繩上繼續(xù)保持一定的張緊力，從而在氣動肌肉舒張的情況下鋼絲繩也能與執(zhí)行機(jī)構(gòu)上旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的輪轂緊貼。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、張緊效率高、制作成本低，并能以任意方向安裝，實(shí)現(xiàn)自動張緊，可以應(yīng)用在工作空間狹小、結(jié)構(gòu)要求緊湊和輕便的小型器械中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明前蓋部分的后視圖；

圖3為本發(fā)明后蓋部分的后視圖；

圖4為彈簧張緊部分的結(jié)構(gòu)原理圖；