本發明涉及一種用于套索的微型可控夾頭機構，屬于機器人應用領域。

背景技術：

隨著機器人技術的發展，輕型，柔順，安全的機器人驅動方式逐漸成為研究的熱點。“套索”是由細索和套管組成的細長柔軟傳動副，利用套管和繩索的相對運動傳遞力和位移，具有傳遞力大、路徑靈活細小的特點，是機器人驅動的一種常見方式。在基于套索傳動的機器人應用中，常見的驅動方式為在電機與目標關節之間設置一段固定長度的傳動套索，這種傳動方式使得驅動目標單一，且在電機斷電的情況下，限制了關節的自由擺動，尤其是在人機交互的助力外骨骼中，在無需助力的關節自由擺動階段，限制關節的自由運動。

為了解決上述問題，提出在傳統的套索傳動路徑中，通過控制可控夾頭機構實現對傳動過程中繩索的夾持與放松，每個夾頭可連接一個關節或負載，因此一套傳動套索利用多個可控夾頭機構可以實現驅動多個關節或負載，釋放夾頭即可實現關節的自由擺動，此時不受電機運動狀態的影響。傳統的夾持設備或離合器體積大，并通常采用液壓或大型電磁鐵驅動，無法滿足輕小、柔順的應用場所，并且不適合夾持繩索這種具有特殊光滑表面的物體，因此需要設計套索專用的微型夾頭。

本發明的微型可控夾頭機構，結構輕巧，夾持力度大，響應時間快的微型可控夾頭機構拓展了套索傳動的應用范圍，在機器人傳動技術領域上有很大的應用前景。

技術實現要素：

技術問題：本發明提供一種控制簡單，響應時間快，體積小，質量輕，夾持繩索力度大的用于套索的微型可控夾頭機構。

技術方案：本發明是用于套索的微型可控夾頭機構，包括滑塊導向機構、設置在滑塊導向機構中的滑塊、設置在滑塊導向機構上的夾頭機構和驅動電機，滑塊導向機構包括導槽、設置在導槽上的端蓋、設置在導槽中的第一銷軸和第二銷軸，滑塊設置在導槽中并安裝在第一銷軸和第二銷軸外部，滑塊能在驅動電機的驅動下沿兩個銷軸滑動，夾頭機構包括一側與導槽連接的夾頭底座、設置在與夾頭底座另一側的彈簧夾頭和安裝在彈簧夾頭外部并與夾頭底座連接的夾頭螺帽。端蓋和滑塊上均設置有用以穿過繩索的通孔，兩個通孔均與彈簧夾頭、夾頭螺帽同軸設置，彈簧夾頭上端穿過夾頭底座并與滑塊接觸，下端設置在夾頭螺帽內，夾頭螺帽的內徑沿遠離彈簧夾頭的方向遞減。

本發明的優選方案中，滑塊上的通孔與第一銷軸和第二銷軸間隙配合。

本發明的優選方案中，夾頭螺帽與夾頭底座通過螺紋連接，夾頭螺帽內壁光滑且底部為楔形圓孔面。

本發明中，驅動電機帶動螺紋輸出桿產生旋轉運動；滑塊通過螺紋連接在螺紋輸出桿上；滑塊導向機構利用限位將滑塊的螺旋運動轉化為直線往復運動，同時用于連接外部裝置；夾頭機構中的彈簧夾頭內有夾持孔，所夾繩索貫穿其中，彈簧夾頭的一端與滑塊凸臺面接觸，另一端與夾頭螺帽內壁配合，往復運動的滑塊壓緊或放松彈簧夾頭，從而實現夾緊或放松繩索。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1.區別于傳統的氣動或液動夾緊裝置，本發明采用電機搭配輕小螺紋傳動機構實現自動夾緊繩索，各傳動機構間緊湊布置，結構上集成度高，在保證夾緊力的情況下，與傳統夾緊裝置相比顯著減小了機構整體體積，減輕了總體重量，使得該機構可實現夾緊繩索后跟隨繩索運動，適用于套索傳動等中小型拉力范圍且對繩索夾緊機構有輕小要求的應用場合；

2.微型可控夾頭機構通過驅動電機螺桿旋轉引起滑塊擠壓或放松彈簧夾頭實現夾緊或放松繩索，采用兩個銷軸配合導槽作為滑塊運動的導向機構，保證了滑塊的直線運動，結構簡單，穩定可靠，控制方便，利用螺紋的自鎖原理，本發明在斷電后也可以保持可靠夾緊力；

3.本發明的夾頭機構中采用彈簧夾頭，易變形易回復，對繩索表面破壞力小，且在不改變其他結構的基礎上，對于不同直徑的目標夾持繩索，只需更換不同夾持孔徑的彈簧夾頭即可，因此適用于市場上存在的所有直徑系列的套索配套繩索；

4.彈簧夾頭由收縮夾緊到放松狀態的變形量小，由于該變形量通過滑塊運動擠壓彈簧夾頭上端面產生，因此滑塊運動行程短，電機作用時間極短，可控夾頭機構響應快，滑塊與電機螺桿間采用螺紋傳動，可實現位置的精密控制。

5.本發明基于電機的驅動模塊簡單，控制方便，便于安裝使用。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明的整體結構分解圖。

圖3為彈簧夾頭外形圖。

圖4為夾頭螺帽剖視圖。

圖5為本發明的局部剖視圖。

圖中有：驅動電機1、滑塊2、導槽31、端蓋32、第一銷軸33、第二銷軸34、夾頭底座41、彈簧夾頭42、夾頭螺帽43、繩索5。

具體實施方式

下面結合實施例和說明書附圖對本發明作進一步的說明。

如圖1至圖5所示，設計了一種用于套索的微型可控夾頭機構，該機構包括滑塊導向機構3、設置在滑塊導向機構3中的滑塊2、設置在滑塊導向機構3上的夾頭機構4和驅動電機1。

如圖2所示，滑塊導向機構3包括導槽31、設置在導槽31上的端蓋32、設置在導槽31中的第一銷軸33和第二銷軸34，兩個銷軸分別與端蓋32以及夾頭底座41的對應孔配合定位，滑塊2設置在導槽31中并安裝在第一銷軸33和第二銷軸34外部，滑塊2能在驅動電機1的驅動下沿兩個銷軸上下滑動，導槽31兩側設置了用于連接外部導軌裝置的通孔，該微型可控夾頭機構夾住繩索后可跟隨繩索在預定的外部導軌上運動，端蓋32上關于繩索穿入孔軸線對稱設置了兩個帶有圓孔的凸臺，用于連接外部負載，夾頭機構4包括一側與導槽31連接的夾頭底座41、設置在夾頭底座41另一側的彈簧夾頭42和安裝在彈簧夾頭42外部并與夾頭底座41連接的夾頭螺帽43，繩索5依次穿過端蓋32、滑塊2、彈簧夾頭42、夾頭螺帽43上同軸設置的通孔。

如圖3所示，彈簧夾頭42下端夾持口外部為楔形圓面。

如圖4所示，夾頭螺帽43內壁光滑且底部為楔形圓孔面。

如圖5所示，彈簧夾頭42上端穿過夾頭底座41并與滑塊2接觸，下端設置在夾頭螺帽43內，夾頭螺帽43的內徑沿遠離彈簧夾頭42的方向遞減。

驅動電機1正轉，滑塊2沿兩個銷軸向下運動，彈簧夾頭42上端受到滑塊2的擠壓，下端沿夾頭螺帽43內徑減小的方向運動，彈簧夾頭42夾持口收縮從而夾住繩索5；驅動電機1反轉，滑塊2沿兩個銷軸向上運動，滑塊2遠離彈簧夾頭42上端面，彈簧夾頭42恢復變形，從而放松繩索5。

上述實施例僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和等同替換，這些對本發明權利要求進行改進和等同替換后的技術方案，均落入本發明的保護范圍。