专利名称：一种用于索驱动并联雕刻机的滚筒排索机构的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于雕刻机技术领域，具体涉及一种用于索驱动并联雕刻机的滚筒排 索机构。
背景技术：
雕刻机种类繁多，按结构可以分为悬臂雕刻机和龙门雕刻机两种，悬臂雕刻机采 用串联刚性杆支撑机构，与并联机构相比，刚性小，结构不稳定，相同自重或体积下，承载能 力弱；而且串联式末端件上的误差是各个关节误差的积累和放大，因而误差大而精度低； 悬臂雕刻机的驱动电机及传动系统不固定，增大了系统的运动负荷。龙门结构虽然被广泛 应用到各种用途的雕刻机上，但其体积庞大，灵活性弱，其驱动部分一般为液压缸、气缸或 由电机带动的齿轮齿条，因而其附加装置复杂，控制系统实现困难，制造成本高，并不能适 应日益发展的多样性需求[1]。而索驱动并联机构机器人系统具有结构简单、重量轻、惯性 小、响应快、工作空间大、驱动器并联工作、精度高、机械效率高、柔性大等优点[2_3]。虽然，大射电望远镜的50m模型中在滚筒上开索槽来实现悬索的有序排放[4]，但 悬索的收放仅通过滚筒的旋转来达到，从而导致出索口发生了变化，索驱动并联机构的结 构参数改变、控制精度降低，在实验中，必须修正模型来降低结构的参数误差。而且，该收放 索机构对直径小的悬索不适合，因为索槽加工困难。在机床中常使用滚珠丝杠副将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋 转运动[5]，极大地推动了机床行业的数控化发展，提高了定位精度，但是滚珠丝杠副一般尺 寸大，且不能同时实现旋转和直线运动，所以，开发研制一种收放悬索的机构对提高索驱动 并联机构的控制精度非常重要。参考文献[1] 吴光明.CNC电脑雕刻机及其与数控铣床和加工中心的联合应用策略 [J]· CAD/CAM 与制造业信息化，2005，(11): 94-97[2]Motoji Y, Noritaka Y, Akira M. Trajectory control of incompletely restrained parallel wire-suspended mechanism based on inverse dynamics [J]. IEEE transactions on robotics. 2004, 20(5): 840-850[3] Albus J S, Bostelman R V, Dagalakis N G. The NIST Robocrane [J], Journal of Robotics System. 1993, 10(5): 709-724[4] 赵泽.大射电望远镜悬索馈源支撑系统的机械结构设计与分析 [Master],硕士学位论文.西安电子科技大学.2003[5] 贾亚洲.金属切削机床概论[M].机械工业出版社.1994。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于索驱动并联雕刻机的滚筒排索机构，解决现有 技术雕刻机收放索过程中索的紊乱无序给结构模型造成误差大的问题。[0012]本实用新型所采用的技术方案是一种用于索驱动并联雕刻机的滚筒排索机构， 包括滚索套、滚筒轴、轴套和缸盖；滚索套固定连接在滚筒轴上，位于滚索套一侧的滚筒轴 与缸盖连接，位于滚索套另一侧的滚筒轴上设置有轴套；滚筒轴的一端与缸盖通过螺纹连 接，滚筒轴的另一端上设置有长条导行键，轴套内圆周面上设置有与长条导行键对应的长 条导行槽，长条导行键内嵌在长条导行槽内。其中，滚筒轴与缸盖呈垂直设置。本实用新型的有益效果是，结构简单，使用方便，能够实现柔性悬索的有序排放和 悬索的出索口的唯一，使得模型结构参数的准确，还能保证动平台(刀具)位姿控制的精确 性。在其他索驱动并联机构和对索牵拉位置要求高的场合都可应用此机构。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的A向视图；图3是图2的B-B视图图4是本实用新型实现悬索排放的原理图；图5是本实用新型球铰装置的结构示意图。图中，1.滚索套，2.滚筒轴，3.轴套，4.缸盖，5.长条导行键，6.长条导行槽， 7.伺服电机，8.刀具移动端，9.刀具，10.悬索，11.基座，12.定滑轮，13.支杆，14.顶盘， 15.球铰套，16.球铰球，17.中心孔，18.索结。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。如图1和图2所示，本实用新型公开了一种用于索驱动并联雕刻机的滚筒排索机 构包括滚索套1、滚筒轴2、轴套3和与滚筒轴2呈垂直设置的缸盖4 ；滚索套1固定连接在 滚筒轴2上，位于滚索套1 一侧的滚筒轴2与缸盖4连接，位于滚索套1另一侧的滚筒轴2 上设置有轴套3 ；滚筒轴2的一端与缸盖4通过螺纹连接，滚筒轴2的另一端上设置有长条 导行键5，轴套3内圆周面上设置有与长条导行键5对应的长条导行槽6 ；如图3所示，长条 导行键5内嵌在长条导行槽6内。本实用新型的工作原理是如图4所示，索驱动并联雕刻机的动平台包括刀具移 动端8、设置在刀具移动端8上端的支杆13和设置在支杆13顶端的顶盘14。刀具移动端8 下端设置有刀具9。刀具移动端8和顶盘14上各设置有多根悬索10，与之对应的，基座11 上设置有多个定滑轮12。每根悬索10端部各连接有一个本实用新型滚筒排索机构。每根 悬索10绕过一个定滑轮12，一端连接在刀具移动端8或顶盘14上，另一端绕在本实用新型 的滚筒排索机构上。悬索10与刀具移动端8通过球铰装置连接，如图5所示，球铰装置包 括球铰套15和设置在球铰套15内的球铰球16，球铰球16上设置有中心孔17，悬索10穿 过中心孔17，设置在悬索10末端的索结18能防止悬索10从中心孔17中抽出，球铰套15 通过螺纹与刀具移动端8连接。设置球铰装置的原因是为了确保机构的完整性和控制模型 的精确性，使得动平台在理论工作空间动作时，悬索10能够在球铰开口锥角范围内运动， 如此构建的结构模型能够接近理论分析模型。当伺服电机7驱动轴套3转动时，轴套3带动滚筒轴2转动，滚筒轴2再带动滚索套1转动。由于滚筒轴2与缸盖4是通过螺纹连接 的，滚筒轴2边旋转边带动滚索套1作直线运动。设置在滚筒轴2上的长条导行键5沿着 轴套3上的长条导行槽6滑动，约束滚筒轴2作直线运动。这样，滚索套1即可以作旋转运 动，也可以作直线运动，以确保出索口位置的相对固定以及排索的有序性。如图4所示，理论上，如果雕刻机排索机构的出索口 C点与定滑轮12端J点的连 线与地面垂直。起始位姿时，设定滑轮12到球铰装置之间的索长为Ji 或设定滑轮12到顶 盘14之间的索长为Ji ，则总的索长i =』5 + JC ;终止点时，设定滑轮12到球铰装置之 间的索长为45'或设定滑轮12到顶盘14之间的索长为,则起始到终止时索长的变化
量为
ΔΙ = (AB + AC)-{AB' + AC) = ΛΒ-ΛΒ'因此，理论上并不需要考虑出索口到定滑轮12端索长JC的长度。如果收放索机构设计不合理，出索口 C点发生异位变为C，点，会导致起始到终止 时索长变化量为
Ll = (AB + ACHABt + AC')= AB-AB1 + (AC — AC)可见，出索口 C固定以及索的有序排放对机构的模型误差影响很大。使用时，已知雕刻机刀具9运行的起始点、终止点的位姿，将空间轨迹离散，依据 机构运动学逆解模型分别求解出各离散点对应的理论悬索10索长，控制系统将后一时刻 与前一时刻索长的变化量转化为脉冲控制信号驱动每根悬索10上的本实用新型排索机构 以协调收、放悬索，从而实现动刀具9按照规划轨迹运动的目的。本实用新型排索机构既保 证了柔性悬索10的有序排放，避免索紊乱带来的末端(动平台)定位精度的降低，又保证了 悬索10出索的位置相对地面垂直且固定以避免索倾斜造成模型误差。 已知悬索10直径为d,滚索套1直径为D,滚筒轴2螺纹段直径为M,导程为S ；则收放索长度:1=2 ν/ ，其中TP= Φ+d) /2 ；电机每转过一圈，滚筒轴2带动滚索套1转过一圈，同时滚索套1和轴套3沿滚筒 轴2移动一个螺距(螺距=悬索的直径)，以此可以使悬索10顺序排列无重叠，出索口相对 固定。通过以上分析可知，工作时，电机转速不发生改变，移动由滚筒轴2上的螺距大小 决定，而滚筒轴2螺纹段直径大小对滚索套1收放索无影响，只要确保螺距与悬索10直径 一致即可实现出索口唯一且有序排放。
权利要求一种用于索驱动并联雕刻机的滚筒排索机构，其特征在于包括滚索套(1)、滚筒轴(2)、轴套(3)和缸盖(4)；滚索套(1)固定连接在滚筒轴(2)上，位于滚索套(1)一侧的滚筒轴(2)与缸盖(4)连接，位于滚索套(1)另一侧的滚筒轴(2)上设置有轴套(3)；所述滚筒轴(2)的一端与缸盖(4)通过螺纹连接，滚筒轴(2)的另一端上设置有长条导行键(5)，轴套(3)内圆周面上设置有与长条导行键(5)对应的长条导行槽(6)，所述的长条导行键(5)内嵌在长条导行槽(6)内。
2.根据权利要求1所述的滚筒排索机构，其特征在于所述的滚筒轴(2)与缸盖(4)呈 垂直设置。
专利摘要本实用新型公开了一种用于索驱动并联雕刻机的滚筒排索机构，包括滚索套、滚筒轴、轴套和缸盖；滚索套固定连接在滚筒轴上，位于滚索套一侧的滚筒轴与缸盖连接，位于滚索套另一侧的滚筒轴上设置有轴套；滚筒轴的一端与缸盖通过螺纹连接，滚筒轴的另一端上设置有长条导行键，轴套内圆周面上设置有与长条导行键对应的长条导行槽，长条导行键内嵌在长条导行槽内。有益效果是，结构简单，使用方便，能够实现柔性悬索的有序排放和悬索的出索口的唯一，使得模型结构参数的准确，还能保证动平台位姿控制的精确性。在其他索驱动并联机构和对索牵拉位置要求高的场合都可应用此机构。
文档编号B44B1/00GK201659820SQ20102015063
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月6日 优先权日2010年4月6日
发明者屈昊, 李言, 汤奥斐, 肖继明, 郑建明 申请人:西安理工大学