一种用于线驱动机械手的无级变速装置

1.本发明涉及变速装置技术领域，尤其是涉及一种用于线驱动机械手的无级变速装置。


背景技术：

2.机器人(robot)是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。历史上最早的机器人见于隋炀帝命工匠按照柳抃形象所营造的木偶机器人，施有机关，有坐、起、拜、伏等能力。机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。
3.现有技术中机器人在关节设计上都采用主动驱动，采用电机直接驱动，对电机出力和速度要求高，导致电机体积重量做的很大；且其传动方式为刚性传动，导致关节处绳索承载力度大且收卷速度快，容易断裂。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中关节设计上都采用主动驱动，采用电机直接驱动，对电机出力和速度要求高，导致电机体积重量做的很大；且其传动方式为刚性传动，导致关节处绳索承载力度大且收卷速度快，容易断裂的问题，提供一种用于线驱动机械手的无级变速装置。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于线驱动机械手的无级变速装置，包括固定框架、中间轴、上盘、下盘、传动件、驱动件以及连接件，
6.所述中间轴的输出端与固定框架转动连接，所述中间轴的输入端和驱动件的输出端传动连接；
7.所述上盘套设在中间轴上，并可沿中间轴轴向滑动；
8.所述下盘套设固定在中间轴上，所述上盘和下盘弹性连接；
9.所述连接件环绕设置在上盘和下盘之间并能够带动上盘移动，所述传动件的输出端和连接件传动连接，
10.当传动件上应力增加时，所述连接件绕卷传动件的半径减小；
11.当传动件上应力减小时，所述连接件绕卷传动件的半径增加直至连接件复位，通过固定框架、中间轴、上盘、下盘、传动件、驱动件以及连接件的配合，发生运动，其运动速度除与装置整体转速ω有关，还与缠绕半径r
cvt
有关，当负载增大时，连接件上的拉力增大，使得缠绕半径收紧，带动上盘向下滑动，缠绕半径r
cvt
减小，连接件上的线速度则相应变小。
12.为了解决连接件如何分布的问题，进一步包括该无级变速装置包括连接件，所述连接件为单根尼龙绳时，所述连接件一端固定在上盘或下盘上，所述连接件另一端依次循环绕经上盘和下盘形成环状结构，所述传动件的输出端和位于上盘和下盘之间的连接件固定连接。
13.为了解决连接件如何分布的问题，进一步包括该无级变速装置包括连接件，所述
连接件为若干根尼龙绳时，所述连接件一端固定在上盘上，所述连接件另一端固定在下盘上，且所述连接件沿上盘周向间隔分布并形成环状结构，所述传动件的输出端和位于上盘和下盘之间的连接件的固定连接。
14.为了解决上盘移动后如何复位的问题，进一步包括所述上盘和下盘之间安装有弹性元件，所述弹性元件套设在中间轴上，所述弹性元件一端抵住上盘，另一端抵住下盘。
15.为了解决上盘周向转动的问题，进一步包括所述中间轴上开设有滑槽，所述上盘上凸出有与滑槽相匹配的凸部，所述凸部和滑槽滑动连接。
16.本发明的有益效果是：本发明提供的一种用于线驱动机械手的无级变速装置，通过固定框架、中间轴、上盘、下盘、传动件、驱动件以及连接件的配合，发生运动，其运动速度除与装置整体转速ω有关，还与缠绕半径r
cvt
有关，当负载增大时，连接件上的拉力增大，使得缠绕半径收紧，带动上盘向下滑动，缠绕半径r
cvt
减小，连接件上的线速度则相应变小。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
18.图1是本发明的结构示意图；
19.图2是本发明的俯视结构示意图；
20.图3是本发明图2中a-a处的剖视结构示意图；
21.图4是本发明工作时不同变速状态的结构示意图。
22.图中：1、固定框架，2、中间轴，21、滑槽，3、上盘，31、凸部，4、下盘，5、传动件，6、驱动件，7、连接件，8、弹性元件。
具体实施方式
23.现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
24.实施例1：
25.如图1是本发明的结构示意图，一种用于线驱动机械手的无级变速装置，包括固定框架1、中间轴2、上盘3、下盘4、传动件5、驱动件6以及连接件7，
26.如图1、图3所示，所述中间轴2的输出端与固定框架1转动连接，所述中间轴2的输入端和驱动件6的输出端传动连接；驱动件6为电机，
27.如图1、图3所示，所述上盘3套设在中间轴2上，并可沿中间轴2轴向滑动；
28.如图1、图3所示，所述下盘4套设固定在中间轴2上，所述上盘3和下盘 4弹性连接；
29.如图1、图3所示，所述连接件7环绕设置在上盘3和下盘4之间并能够带动上盘3移动，所述传动件5的输出端和连接件7传动连接，传动件5为绳索，
30.当传动件5上应力增加时，所述连接件7绕卷传动件5的半径减小；
31.当传动件5上应力减小时，所述连接件7绕卷传动件5的半径增加直至连接件7复位，通过固定框架1、中间轴2、上盘3、下盘4、传动件5、驱动件6 以及连接件7的配合，发生运动，其运动速度除与装置整体转速ω有关，还与缠绕半径r
cvt
有关，当负载增大时，连接件上的拉力增大，使得缠绕半径收紧，带动上盘向下滑动，缠绕半径r
cvt
减小，连接件上的线速度则相应变小。
32.如图1、图3所示，该无级变速装置包括连接件7，所述连接件7为单根尼龙绳时，所述连接件7一端固定在上盘3或下盘4上，所述连接件7另一端依次循环绕经上盘3和下盘4形成环状结构，所述传动件5的输出端和位于上盘3 和下盘4之间的连接件7固定连接，连接件7为尼龙绳，。
33.如图1、图3所示，所述上盘3和下盘4之间安装有弹性元件8，所述弹性元件8套设在中间轴2上，所述弹性元件8一端抵住上盘3，另一端抵住下盘4。
34.如图1、图2、图3所示，所述中间轴2上开设有滑槽21，所述上盘3上凸出有与滑槽21相匹配的凸部31，所述凸部31和滑槽21滑动连接。
35.如图4所示，随着传动件5上应力减小时，所述连接件7绕卷传动件5的半径增加直至连接件7复位，通过固定框架1、中间轴2、上盘3、下盘4、传动件5、驱动件6以及连接件7的配合，发生运动，其运动速度除与装置整体转速ω有关，还与缠绕半径r
cvt
有关，当负载增大时，连接件上的拉力增大，使得缠绕半径收紧，带动上盘向下滑动，缠绕半径r
cvt
减小，连接件上的线速度则相应变小。
36.工作原理：
37.一种用于线驱动机械手的无级变速装置，该变速装置具有负载敏感的特征，即在恒定的马达输入转速时，其驱动绳索的输出速度随着负载的增大而减小。
38.一种用于线驱动机械手的无级变速装置，包括一个固定框架1，驱动件6安装在固定框架1上，其输出轴通过螺栓和下盘4连接，并将转动传递到下盘4，中间轴2与下盘4固定连接并随之转动，中间轴2的上部存在滑槽21，并与上盘3做间隙配合，使得上盘3被中间轴2带动转动的同时还能沿着滑槽21上下滑动。
39.上盘3与下盘4中间夹住弹簧6，盘上分布有孔，通过连接件7串联，传动件5连接在连接件7的中部，并缠绕在连接件7上，向外输出速度。
40.工作时，马达输入转速带动下盘4，中间轴2，上盘3，连接件7转动，传动件5缠绕在连接件7上，发生运动，其运动速度除与装置整体转速ω有关，还与缠绕半径r
cvt
有关，当负载增大时，传动件5上的拉力增大，使得缠绕半径收紧，带动上盘3向下滑动，缠绕半径r
cvt
减小，传动件5上的线速度则相应变小。
41.实施例2：
42.该无级变速装置包括连接件7，所述连接件7为若干根尼龙绳时，所述连接件7一端固定在上盘3上，所述连接件7另一端固定在下盘4上，且所述连接件7沿上盘3周向间隔分布并形成环状结构，所述传动件5的输出端和位于上盘3和下盘4之间的连接件7的固定连接。
43.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。