一种重力平衡悬吊随动装置、系统及其工作方法.pdf

(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CN106365044A(43)申请公布日2017.02.01(21)申请号201610915789.2(22)申请日2016.10.21(71)申请人南京邮电大学地址210023江苏省南京市亚东新城区文苑路9号(72)发明人王邢波王小涛聂宏(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人李湘群(51)Int.Cl.B66C13/16(2006.01)B66C13/12(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种重力平衡悬吊随动装置、系统及其工作方法(57)摘要本发明公开了一种重力平衡悬吊随动装置、系统及其工作方法，该装置包括系统支架、Y向运动机构、X向运动机构、重力方向悬吊机构。重力方向悬吊机构包含电机齿轮箱组合、卷绕轮、力传感器、缓冲缸、缓冲弹簧、缓冲导向杆、换向缓冲滑轮、导向轮、钢丝绳、吊丝牵引柄、X向倾角传感器、Y向倾角传感器、倾角传感器支架。中间的换向缓冲滑轮将钢丝绳的拉力合成为压力施加到力传感器上；缓冲缸内的缓冲弹簧能够以被动的方式快速响应空间机构位移通过钢丝绳导致的压力的变化。该主动和被动相结合的悬吊机构和系统，将拉力传感器固定在悬吊机构上，解决了传感器串联问题，提高系统的可靠性；同时采用的主动和被动相结合的方式，提高了系统的响应速度。CN106365044ACN106365044A权利要求书1/2页1.一种重力平衡悬吊随动装置，其特征在于：所述包括系统支架、Y向运动机构、X向运动机构、重力方向悬吊机构；Y向运动机构包括Y向电机齿轮箱组合、Y向同步带及Y向同步带轮、Y向运动导轨、Y向运动滑块，其中Y向同步带轮通过轴安装在系统支架上，Y向电机齿轮箱组合、Y向运动导轨固定在系统支架上，Y向同步带绕在Y向同步带轮上，Y向运动滑块固定在X向运动机构上，Y向同步带与X向运动机构连接，Y向电机齿轮箱组合驱动Y向同步带轮，同步带轮带动Y向同步带运动，进一步带动与Y向同步带连接的X向运动机构通过Y向运动滑块沿固定系统支架上的导轨移动；所述X向运动机构包括X向运动机构基板、X向电机齿轮箱组合、X向同步带及X向同步带轮、X向运动导轨、X向运动滑块，其中X向运动机构基板与Y向同步带连接，X向同步带轮通过轴安装在X向运动机构基板上，X向电机齿轮箱组合、、X向运动导轨固定在X向运动机构基板上，X向同步带绕在X向同步带轮上，X向运动滑块安装在重力方向悬吊机构上，X向同步带与重力方向悬吊机构连接，X向电机齿轮箱组合驱动X向同步带轮，同步带轮带动X向同步带运动，进一步带动与X向同步带连接的重力方向悬吊机构通过X向运动滑块沿X向运动导轨移动。2.根据权利要求1所述的一种重力平衡悬吊随动装置，其特征在于：所述重力方向悬吊机构包含底板、电机支架、电机齿轮箱组合、卷绕轮支架、卷绕轮、力传感器、缓冲缸、缓冲弹簧、缓冲导向杆、换向缓冲滑轮、导向轮支架、导向轮、钢丝绳、吊丝牵引柄、X向倾角传感器、Y向倾角传感器、倾角传感器支架，其中底板与X向运动机构的X向同步带连接，电机支架、卷绕轮支架、导向轮支架、倾角传感器支架固定在底板上，电机齿轮箱组合安装在电机支架上，卷绕轮通过轴安装在卷绕轮支架上，电机齿轮箱组合的输出轴通过联轴器和轴驱动卷绕轮转动，卷绕轮通过转动收紧/释放钢丝绳，力传感器一端安装在底板上，另一端与缓冲缸底部连接；缓冲弹簧安装在缓冲缸内，缓冲导向杆一端安装在缓冲缸内，顶住缓冲弹簧；换向缓冲滑轮通过轴安装在缓冲导向杆的另一端，由卷绕轮内侧绕出的钢丝绳，从外侧绕在换向缓冲滑轮上。3.根据权利要求2所述的一种重力平衡悬吊随动装置，其特征在于：当电机齿轮箱组合驱动卷绕轮转动拉动钢丝绳或者与钢丝绳相连的外部负载运动时，通过换向缓冲滑轮两侧拉力合力，钢丝绳依次改变传递到缓冲导向杆、缓冲弹簧和缓冲缸体的压力，进一步改变施加在力传感器上的力，从而通过力传感器测量得到压力的变化。4.根据权利要求3所述的一种重力平衡悬吊随动装置，其特征在于：中间的换向缓冲滑轮将钢丝绳的拉力合成为压力施加到力传感器上；同时缓冲缸内的缓冲弹簧能够以被动的方式快速响应空间机构位移通过钢丝绳导致的压力的变化。5.根据权利要求2所述的一种重力平衡悬吊随动装置，其特征在于：导向轮安装在导向轮支架上，由换向缓冲滑轮外侧绕出的钢丝绳，从内侧绕在导向轮上，穿过吊丝牵引柄上的孔，最后与待测机构的吊挂点连接，倾角传感器支架安装在底板上，Y向倾角传感器的外壳安装在倾角传感器支架，输入轴与X向倾角传感器的外壳相连，X向倾角传感器的输入轴与吊丝牵引柄相连。6.根据权利要求5所述的一种重力平衡悬吊随动装置，其特征在于：当待测的空间机构沿X、Y方向运动时，会使钢丝绳产生偏移，吊丝牵引柄随钢丝绳产生偏移，导致X向倾