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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110340878A(43)申请公布日2019.10.18(21)申请号201910669394.2(22)申请日2019.07.24(71)申请人东南大学地址210000江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人宋爱国石珂(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人唐红(51)Int.Cl.B25J9/10(2006.01)B25J9/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种分布式有源无源混合绳索驱动系统(57)摘要本发明公开一种分布式有源无源混合绳索驱动系统,包含直流电机、磁流变执行器模组、传动齿轮组,系统由直流电机提供动力,磁流变执行器调节输出,通过与输出轴固定连接的卷线轮带动绳索运动,动力通过绳索沿鲍登线传输至末端,末端连接被控物体,实现控制。该分布式有源无源混合绳索驱动系统能够实现大力矩、小惯性、高带宽的可控力输出,且相比纯电机驱动系统,体积小、效率高、成本低。CN110340878ACN110340878A权利要求书1/1页1.一种分布式有源无源混合绳索驱动系统,其特征在于:包括直流电机(1)、电机输出齿轮(2)、若干传动齿轮组和若干磁流变执行器模组,直流电机分别与各传动齿轮组连接传动,各传动齿轮组与对应的磁流变执行器模组联动;各个传动齿轮组均包括电机传动齿轮(3)、传动轴(4)和磁流变传动齿轮(5),电机输出齿轮(2)与直流电机(1)的输出端相连,电机输出齿轮(2)上啮合有对应的电机传动齿轮(3),电机传动齿轮(3)安装于传动轴(4),传动轴(4)设有若干磁流变传动齿轮(5);各个磁流变执行器模组均包括模组框架(7),以及安装于模组框架(7)内的旋转式磁流变执行器(8)、输出卷线轴(9)和磁流变输入齿轮(10);所述磁流变输入齿轮(10)固定于旋转式磁流变执行器(8)且可绕模组框架(7)转动,同时磁流变输入齿轮(10)与对应的磁流变传动齿轮(5)啮合,旋转式磁流变执行器(8)的输出轴与输出卷线轴(9)固接,通过调节磁流变执行器(8)的阻尼来确定输出卷线轴(9)的输出扭矩,输出卷线轴(9)拉动与之相连的绳索(12),绳索(12)受力,并沿鲍登线(13)传递动力至末端被控物体,实现对被控物体(14)的控制。2.根据权利要求1所述的分布式有源无源混合绳索驱动系统,其特征在于:各磁流变执行器模组上还设有编码器(11),编码器(11)安装于模组框架(7)并与输出卷线轴(9)连通,所述编码器(11)测量输出卷线轴(9)旋转角度,从而测量绳索(12)伸缩长度。3.根据权利要求1所述的分布式有源无源混合绳索驱动系统,其特征在于:所述直流电机(1)转动提供动力,通过电机输出齿轮(2)、电机传动齿轮(3)、传动轴(4)和磁流变传动齿轮(5)之间的传递将动力至磁流变执行器模组(6),磁流变执行器模组(6)通过磁流变输入齿轮(10)与磁流变传动齿轮(5)结合,接受动力,然后旋转式磁流变执行器绕模组框架(7)转动,再通过调节磁流变执行器(8))的阻尼来确定输出卷线轴(9)输出扭矩,输出卷线轴(9)拉动绳索(12),绳索(12)受力,并沿鲍登线(13)传递动力至末端被控物体,实现对被控物体(14)的控制。4.根据权利要求1所述的分布式有源无源混合绳索驱动系统,其特征在于:所述传动齿轮组共有两组,磁流变执行器模组共有四组;两组传动齿轮组中的电机传动齿轮(3)分别啮合于电机输出齿轮(2)的两端,各电机传动齿轮(3)分别连接于对应的传动轴(4),各传动轴(4)上分别设有两个磁流变传动齿轮(5),四个磁流变传动齿轮(5)分贝与各磁流变执行器模组中的磁流变输入齿轮(10)相啮合。5.根据权利要求1所述的分布式有源无源混合绳索驱动系统,其特征在于:所述传动轴上设有若干磁流变传动齿轮(5),磁流变传动齿轮(5)的数量与磁流变执行器模组的数量相对应。6.根据权利要求1所述的分布式有源无源混合绳索驱动系统,其特征在于:所述各磁流变执行器模组的输出端输出功率之和小于等于直流电机功率。2CN110340878A说明书1/3页一种分布式有源无源混合绳索驱动系统技术领域[0001]本发明属于智能机器人技术,具体涉及一种分布式有源无源混合绳索驱动系统。背景技术[0002]绳索并联机器人由于其驱动系统后置,输出惯性小,安装使用方便灵活,被广泛应用于工业运载、医疗康复、航空航天等领域。[0003]用于绳索并联机器人的驱动系统通常由电机组成,电机转动,拉动绳索提供所需绳索张力。但是普通直流电机无法长时间工作在反转及堵转模式下(因为普通直流电机在长时间堵转或反转工作时,发热非常严重,线圈绕组会烧毁),不利于绳索机器人的长时间使用,力矩电