【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人驱动，特别涉及一种用于重载平行绳索的驱动装置。
技术介绍
1、索驱动机器人利用轻量化绳索驱动终端，具有显著的低成本、大工作空间、高负载特性，以应用于码垛等工业场景。现有索驱动机器人利用平行绳索驱动实现终端的平动自由度，避免了驱动冗余。
2、然而，面向高负载场景，所需的电机扭矩和功率显著增大；同时，传统的平行绳索驱动采用单个滚筒驱动两根绳索，在机器人安装过程中保证平行绳索的长度难度较大。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种用于重载平行绳索的驱动装置，可以使用单个伺服驱动来驱动两根平行的驱动绳索，且可以利用传动切换模块实现两根平行的驱动绳索的相对长度的调节；同时，利用合理设计的配重和配重卷扬滚筒，可以显著的降低伺服驱动所需的驱动力和功率。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种用于重载平行绳索的驱动装置，包括伺服驱动、传动切换模块、卷扬出索模块、驱动绳索、配重卷扬模块、配重牵引绳索和配重；伺服驱动安装驱动传动切换模块的主动齿轮运动，进而带动传动切换模块的两个从动齿轮运动；传动切换模块的两个从动齿轮分别安装在两个卷扬出索模块上，驱动两个卷扬出索模块同步运动，进而带动两根平行的驱动绳索运动；配重牵引绳索一端缠绕在配重卷扬模块，另一端悬挂配重，卷扬出索模块的滚筒轴与配重卷扬模块的滚筒轴相连接，进而带动配重卷扬模块、配重牵引绳索和配重运动；当需要调节两根平行的驱动绳索相对运动
4、优选的，传动切换模块由花键轴、主动齿轮、直线电机、抱闸块和两个从动齿轮组成，花键轴一端与伺服驱动轴相连，由伺服驱动带动花键轴进而带动主动齿轮转动，两个从动齿轮分别安装在两个卷扬出索模块上，直线电机轴末端与主动齿轮相连，可以控制主动齿轮在花键轴上滑动，抱闸块安装在直线电机上，随着直线电机运动。
5、优选的，两个从动齿轮的厚度均小于等于主动齿轮的一半，其安装位置应沿轴方向错开，当伺服驱动同时驱动两根驱动绳索时，主动齿轮位于中位，主动齿轮与两个从动齿轮同时啮合，当伺服驱动单独驱动一根驱动绳索时，直线电机驱动主动齿轮沿花键轴运动，使其仅与一个从动齿轮啮合，同时另一个从动齿轮被抱闸块卡住。
6、优选的，卷扬出索模块由卷扬出索安装座、卷扬出索滚筒、同步传动机构、索力传感器、绳索导向机构和出索滑轮组成，卷扬出索滚筒缠绕驱动绳索，并通过同步传动机构带动绳索导向机构运动，保证驱动绳索方向始终与滚筒切向平行，驱动绳索经由绳索导向机构改变方向后，由出索滑轮引出，索力传感器安装在绳索导向机构底部，用于测量驱动绳索索力。
7、优选的，两个卷扬出索模块对称分布于驱动模块的两侧，其滚筒尺寸一致，旋转方向一致，当电机同时驱动两根平行的驱动绳索运动时，两根驱动绳索的收放量相同，两根驱动绳索始终保持长度相同。
8、优选的，配重卷扬模块由配重卷扬滚筒和配重卷扬安装座组成，配重卷扬滚筒安装在配重卷扬安装座上，且其一段的轴与卷扬出索模块的滚筒轴相连接，配重卷扬滚筒与卷扬出索模块的滚筒同步运动，收放配重牵引绳索，进而带动配重运动。
9、优选的，配重通过配重牵引绳索施加力于配重卷扬滚筒，与驱动绳索施加于卷扬出索模块的滚筒上的力一定程度的抵消，进而减少伺服驱动所需的力矩和功率。
10、优选的，卷扬出索滚筒和配重卷扬滚筒的直径成比例，若卷扬出索滚筒直径：配重卷扬滚筒直径该比例为k，则驱动绳索每收缩k米，配重下降1米，根据驱动装置安装位置下配重可移动的高度确定尽可能小的比例k。
11、优选的，若驱动绳索上平均索力为f千克力，则配重的质量应为f*k千克。
12、优选的，还包括底板5，所述伺服驱动2、传动切换模块3、卷扬出索模块1、驱动绳索6、配重卷扬模块4均安装在底板5上。
13、与现有技术相比较，本专利技术具备如下优点：
14、本专利技术所述的用于重载平行绳索的驱动装置，可以使用单个伺服驱动来驱动两根平行的驱动绳索，且可以利用传动切换模块实现两根平行的驱动绳索的相对长度的调节，以便于使用本驱动装置的装备在安装环节可用通过电机调节初始索长以保证平行绳索的长度相同，形成有效的平行四边形约束，避免了人工手动调节的操作困难性和误差。
15、本专利技术所述的用于重载平行绳索的驱动装置，利用合理设计的配重和配重卷扬滚筒，可以显著的降低伺服驱动所需的驱动力和功率。
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1.一种用于重载平行绳索的驱动装置，其特征在于：包括伺服驱动(2)、传动切换模块(3)、卷扬出索模块(1)、驱动绳索(6)、配重卷扬模块(4)、配重牵引绳索(7)和配重(8)；伺服驱动(2)驱动传动切换模块(3)的主动齿轮运动，进而带动传动切换模块(3)的两个从动齿轮运动；传动切换模块(3)的两个从动齿轮分别安装在两个卷扬出索模块(1)上，驱动两个卷扬出索模块(1)同步运动，进而带动两根平行的驱动绳索(6)运动；配重牵引绳索(7)一端缠绕在配重卷扬模块(4)，另一端悬挂配重(8)，卷扬出索模块(1)的滚筒轴与配重卷扬模块(4)的滚筒轴相连接，进而带动配重卷扬模块(4)、配重牵引绳索(7)和配重(8)运动；当需要调节两根平行的驱动绳索(6)相对运动时，传动切换模块(3)切换传动模式，使伺服驱动的运动仅传递至一套卷扬出索模块(1)和驱动绳索(6)上，实现两根平行的驱动绳索(6)中一根绳索的单独运动。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，传动切换模块(3)由花键轴(301)、主动齿轮(303)、直线电机(304)、抱闸块(302)和两个从动齿轮(305)组成，花键
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，两个从动齿轮(305)的厚度均小于等于主动齿轮的一半，两个从动齿轮(305)安装位置沿轴方向错开，当伺服驱动(2)同时驱动两根驱动绳索(6)时，主动齿轮(303)位于中位，主动齿轮(303)与两个从动齿轮(305)同时啮合，当伺服驱动(2)单独驱动一根驱动绳索(6)时，直线电机(304)驱动主动齿轮(303)沿花键轴(301)运动，使其仅与一个从动齿轮啮合，同时另一个从动齿轮被抱闸块(302)卡住。
4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，卷扬出索模块(1)由卷扬出索安装座(101)、卷扬出索滚筒(103)、同步传动机构(102)、索力传感器(104)、绳索导向机构(105)和出索滑轮(106)组成，卷扬出索滚筒(103)缠绕驱动绳索，并通过同步传动机构(102)带动绳索导向机构(105)运动，保证驱动绳索(6)方向始终与滚筒(103)切向平行，驱动绳索(6)经由绳索导向机构(105)改变方向后，由出索滑轮(106)引出，索力传感器(104)安装在绳索导向机构(105)底部，用于测量驱动绳索(6)索力。
5.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，两个卷扬出索模块(1)对称分布于伺服驱动模块(2)的两侧，其滚筒尺寸一致，旋转方向一致，当同时驱动两根平行的驱动绳索(6)运动时，两根驱动绳索(6)的收放量相同，两根驱动绳索(6)始终保持长度相同。
6.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，配重卷扬模块(4由配重卷扬滚筒和配重卷扬安装座组成，配重卷扬滚筒安装在配重卷扬安装座上，且其一段的轴与卷扬出索模块(1)的滚筒轴相连接，配重卷扬滚筒与卷扬出索模块的滚筒同步运动，收放配重牵引绳索(7)，进而带动配重(8运动。
7.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，配重(8)通过配重牵引绳索(7)施加力于配重卷扬滚筒，与驱动绳索(6)施加于卷扬出索模块的滚筒上的力一定程度的抵消，进而减少伺服驱动所需的力矩和功率。
8.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，卷扬出索模块的滚筒和配重卷扬滚筒的直径成比例，若卷扬出索模块的滚筒直径：配重卷扬滚筒直径比例为k，则驱动绳索(6)每收缩k米，配重(8)下降1米，根据驱动装置安装位置下配重能移动的高度确定尽可能小的比例k。
9.根据权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，若驱动绳索(6)上平均索力为F千克力，则配重的质量为F*k千克。
10.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包括底板(5)，所述伺服驱动(2)、传动切换模块(3)、卷扬出索模块(1)、驱动绳索(6)、配重卷扬模块(4)均安装在底板(5)上。
...【技术特征摘要】
1.一种用于重载平行绳索的驱动装置，其特征在于：包括伺服驱动(2)、传动切换模块(3)、卷扬出索模块(1)、驱动绳索(6)、配重卷扬模块(4)、配重牵引绳索(7)和配重(8)；伺服驱动(2)驱动传动切换模块(3)的主动齿轮运动，进而带动传动切换模块(3)的两个从动齿轮运动；传动切换模块(3)的两个从动齿轮分别安装在两个卷扬出索模块(1)上，驱动两个卷扬出索模块(1)同步运动，进而带动两根平行的驱动绳索(6)运动；配重牵引绳索(7)一端缠绕在配重卷扬模块(4)，另一端悬挂配重(8)，卷扬出索模块(1)的滚筒轴与配重卷扬模块(4)的滚筒轴相连接，进而带动配重卷扬模块(4)、配重牵引绳索(7)和配重(8)运动；当需要调节两根平行的驱动绳索(6)相对运动时，传动切换模块(3)切换传动模式，使伺服驱动的运动仅传递至一套卷扬出索模块(1)和驱动绳索(6)上，实现两根平行的驱动绳索(6)中一根绳索的单独运动。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，传动切换模块(3)由花键轴(301)、主动齿轮(303)、直线电机(304)、抱闸块(302)和两个从动齿轮(305)组成，花键轴(301)一端与伺服驱动(2)轴相连，由伺服驱动(2)带动花键轴(301)进而带动主动齿轮(303)转动，两个从动齿轮(305)分别安装在两个卷扬出索模块(1)上，直线电机(304)轴末端与主动齿轮(303)相连，控制主动齿轮(303)在花键轴(301)上滑动，抱闸块(302)安装在直线电机(304)上，随着直线电机(304)运动。
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，两个从动齿轮(305)的厚度均小于等于主动齿轮的一半，两个从动齿轮(305)安装位置沿轴方向错开，当伺服驱动(2)同时驱动两根驱动绳索(6)时，主动齿轮(303)位于中位，主动齿轮(303)与两个从动齿轮(305)同时啮合，当伺服驱动(2)单独驱动一根驱动绳索(6)时，直线电机(304)驱动主动齿轮(303)沿花键轴(301)运动，使其仅与一个从动齿轮啮合，同时另一个从动齿轮被抱闸块(302)卡住。
4.根据权利要求1所述的驱...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵珠峰，曹怀志，刘汉擎，霍晔，姚铭，杭旸，陈永报，曾沛崑，吴志远，周翔，段金昊，贺小伟，丛榕，唐永清，刘璇，韩亚涛，兰远健，
申请(专利权)人：成渝地区双城经济圈泸州先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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