專利名稱：預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種纏繞裝置，特別涉及一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鋼絲纏繞技術(shù)是由被固定于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)上的被纏繞結(jié)構(gòu)自身轉(zhuǎn)動(dòng)，拖動(dòng)一端 固定于其上而另一端自鋼絲盤(pán)引出的纏繞鋼絲，并且纏繞鋼絲以一定張力平穩(wěn)釋放的方 式來(lái)完成對(duì)被纏繞結(jié)構(gòu)的纏繞施工的技術(shù)，當(dāng)結(jié)構(gòu)過(guò)大(十幾米至幾十米)、過(guò)重(數(shù)百 噸-數(shù)千噸)時(shí)，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)盤(pán)纏繞將無(wú)能為力，同時(shí)大多數(shù)情況下幾十米、數(shù)千噸的重型纏繞 結(jié)構(gòu)(機(jī)架)是在垂直放置狀態(tài)使用，水平纏繞后還需要兩次翻轉(zhuǎn)和吊裝，其操作非常困 難、費(fèi)時(shí)，且成本高昂。

實(shí)用新型內(nèi)容為了彌補(bǔ)以上不足，本實(shí)用新型提供了一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其可在 計(jì)算機(jī)控制下完成對(duì)被纏繞結(jié)構(gòu)的自動(dòng)預(yù)緊纏繞，操作方便、安全，節(jié)省纏繞成本。本實(shí)用新型為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞 機(jī)器人，包括張力系統(tǒng)、排線系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)，其中張力系統(tǒng)用于控制纏繞鋼絲張力，張力系統(tǒng)包括鋼絲盤(pán)、增阻器、張力輪和張力閉 環(huán)控制裝置，纏繞鋼絲預(yù)先纏繞于鋼絲盤(pán)上，纏繞鋼絲一端從鋼絲盤(pán)上引出通過(guò)增阻器產(chǎn) 生設(shè)定的張力，其再經(jīng)過(guò)張力輪被放大到設(shè)定的張力后，再進(jìn)入張力閉環(huán)控制裝置并引出， 張力閉環(huán)控制裝置可檢測(cè)和分析纏繞鋼絲所帶張力及其波動(dòng)值，并隨時(shí)調(diào)整張力輪放大纏 繞鋼絲張力倍數(shù)使其輸出的纏繞鋼絲達(dá)到設(shè)定的張力；排線系統(tǒng)用于將帶有設(shè)定張力的纏繞鋼絲一端整齊的固定排列在被纏繞結(jié)構(gòu)需 纏繞部位表面，排線系統(tǒng)包括步進(jìn)排線電機(jī)、減速機(jī)、滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌和排線梁，步進(jìn)排 線電機(jī)和直線導(dǎo)軌相對(duì)固定定位，步進(jìn)排線電機(jī)通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，排線梁軸 向可滑動(dòng)且徑向止動(dòng)定位于直線導(dǎo)軌上，排線梁與滾珠絲杠螺紋連接，這樣通過(guò)步進(jìn)排線 電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，排線梁就在滾珠絲杠帶動(dòng)下沿直線導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)，這樣只需要控 制步進(jìn)排線電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向就可以控制排線梁移動(dòng)的速度和方向，可有效保證纏繞 鋼絲的排列間距和纏繞方向，可防止纏繞鋼絲間距過(guò)大或重疊；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于帶動(dòng)張力系統(tǒng)和排線系統(tǒng)沿需纏繞結(jié)構(gòu)需纏繞部位表面運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)鏈條、驅(qū)動(dòng)鏈輪組、主鏈輪和傳動(dòng)鏈條，驅(qū)動(dòng)鏈條固定纏繞于被纏 繞結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)的非纏繞面上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主鏈輪，主鏈輪通過(guò)傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪 組，驅(qū)動(dòng)鏈輪組與驅(qū)動(dòng)鏈條嚙合；纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)用于保障纏繞機(jī)器人任意姿態(tài)下可靠地圍繞在需纏繞結(jié)構(gòu)的 需纏繞部位表面進(jìn)行公轉(zhuǎn)，纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)包括主動(dòng)行走體、從動(dòng)行走體和鉸接連桿，主 動(dòng)行走體與從動(dòng)行走體及從動(dòng)行走體與從動(dòng)行走體之間通過(guò)鉸接連桿順序鉸接形成一環(huán) 狀并排列于需纏繞結(jié)構(gòu)表面，主動(dòng)行走體和從動(dòng)行走體又包括框架、內(nèi)約束輪、外約束輪和側(cè)向約束輪，內(nèi)約束輪、外約束輪和側(cè)向約束輪分別可轉(zhuǎn)動(dòng)定位于框架位于需纏繞部位兩側(cè)的位置上，內(nèi)約束輪、外約束輪和側(cè)向約束輪相互靠近的圓周面形成一凹槽狀，需纏繞結(jié) 構(gòu)位于其需纏繞部位兩側(cè)分別設(shè)有一圈環(huán)狀凸臺(tái)，內(nèi)約束輪和外約束輪的圓周面分別與該 環(huán)狀凸臺(tái)徑向內(nèi)、外兩側(cè)面相切，側(cè)向約束輪的圓周面與該環(huán)狀凸臺(tái)軸向端面相切，當(dāng)機(jī)器 人為水平纏繞時(shí)，側(cè)向約束輪又分為承重側(cè)向約束輪和非承重側(cè)向約束輪，位于需纏繞結(jié) 構(gòu)上方的側(cè)向約束輪為承重側(cè)向約束輪，位于需纏繞結(jié)構(gòu)下方的側(cè)向約束輪為非承重側(cè)向 約束輪；當(dāng)機(jī)器人為垂直纏繞時(shí)，內(nèi)約束輪和外約束輪為分別為承重內(nèi)約束輪、非承重內(nèi) 約束輪、非承重外約束輪和承重外約束輪，當(dāng)主、從動(dòng)行走體位于需纏繞結(jié)構(gòu)上方時(shí)，外約 束輪為承重外約束輪，而此時(shí)內(nèi)約束輪為非承重內(nèi)約束輪，當(dāng)主、從動(dòng)行走體位于需纏繞結(jié) 構(gòu)下方時(shí)，外約束輪為非承重外約束輪，而此時(shí)內(nèi)約束輪為承重內(nèi)約束輪；所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的主鏈輪、傳動(dòng)鏈條和驅(qū)動(dòng)鏈輪組均固定定位 于主動(dòng)行走體上，張力系統(tǒng)和排線系統(tǒng)均固定定位于從動(dòng)行走體上，張力系統(tǒng)輸出的帶有 設(shè)定張力的纏繞鋼絲一端經(jīng)過(guò)排線系統(tǒng)的排線梁與需纏繞結(jié)構(gòu)的需纏繞部位固連。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)纏繞機(jī)器人進(jìn)行任意姿態(tài)纏繞時(shí)，所述張力系 統(tǒng)、排線系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)的數(shù)量均為偶數(shù)個(gè)，且沿需纏繞結(jié)構(gòu)表面呈對(duì) 稱分布狀態(tài)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述增阻器包括兩平行排列的壓板，該兩平行排 列的壓板通過(guò)拉簧連接，兩壓板相互靠近的側(cè)壁上設(shè)有平行交錯(cuò)排列的滾輪，滾輪圓周面 間相互靠近，滾輪圓周面上設(shè)有第一溝槽，纏繞鋼絲多次反復(fù)彎曲而通過(guò)滾輪的第一溝槽， 使鋼絲獲得初張力。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在更換鋼絲盤(pán)時(shí)，需在增阻器前完成新舊纏繞鋼 絲接頭無(wú)張力對(duì)接，新舊纏繞鋼絲接頭無(wú)張力對(duì)接采用電阻焊方式完成。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，張力輪為“8”字輪，“8”字輪包括主動(dòng)輪和從動(dòng)輪， 該主、從動(dòng)輪上分別設(shè)有數(shù)量和寬度相同的第二溝槽，“8”字輪的主動(dòng)輪具有逆鋼絲滑動(dòng)方 向的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，纏繞鋼絲相互交錯(cuò)呈“8”字狀纏繞于主、從動(dòng)輪上表面的第二溝槽中，主動(dòng) 輪有逆纏繞鋼絲滑動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，纏繞鋼絲經(jīng)過(guò)“8”字輪后在摩擦力作用下張力增加達(dá) 到設(shè)定值，具體如下設(shè)纏繞鋼絲在主、從動(dòng)輪上纏繞η圈，從第二圈到第n-1圈上的包角為α C1，纏繞鋼 絲001進(jìn)入“8”字輪前所具有的初張力為T(mén)tl則經(jīng)過(guò)“8”字輪后纏繞鋼絲張力達(dá)到設(shè)定值，當(dāng) 纏繞機(jī)器人處于纏繞狀態(tài)時(shí)，纏繞鋼絲經(jīng)“8”字輪被不斷拉出，故“8”字輪的主、從動(dòng)輪均順 纏繞鋼絲滑動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)與主動(dòng)輪相連的直流電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生阻力矩，保證纏繞 鋼絲的張力為T(mén)K，當(dāng)纏繞機(jī)器人處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，“8”字輪的主、從動(dòng)輪為停轉(zhuǎn)狀態(tài)，直流電 機(jī)工作在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，收緊鋼絲，兩種狀態(tài)的輸出轉(zhuǎn)矩為同一方向，只是因纏繞鋼絲送進(jìn)方向不 同，才產(chǎn)生發(fā)電和驅(qū)動(dòng)兩種狀態(tài)，發(fā)電時(shí)，電能可通過(guò)調(diào)制器回饋到電網(wǎng)，從根本上解決發(fā)熱 問(wèn)題，停車(chē)和倒車(chē)時(shí)能主動(dòng)收卷纏繞鋼絲，保證纏繞過(guò)程中纏繞鋼絲張力的連續(xù)性。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，張力閉環(huán)控制裝置包括三組滑輪、張力檢測(cè)傳感 器、前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、終端執(zhí)行器(直流電機(jī))和人機(jī)控制終端，三組滑輪呈對(duì)稱三 角形方式排列，纏繞鋼絲依次呈內(nèi)外交替狀態(tài)繞過(guò)該三組滑輪圓周表面，張力檢測(cè)傳感器可感應(yīng)鋼絲引起的壓力值并將該壓力值轉(zhuǎn)換成電壓模擬量輸出，該電壓模擬量經(jīng)過(guò)前置放 大器和A/D轉(zhuǎn)換器傳輸給人機(jī)控制終端，人機(jī)控制終端通過(guò)計(jì)算控制終端執(zhí)行器，從而控 制張力輪主動(dòng)輪逆鋼絲運(yùn)動(dòng)方向的扭矩。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，排線系統(tǒng)的排線梁上還設(shè)有導(dǎo)向輪和排線輪，所 述導(dǎo)向輪與張力輪方向一致排列，排線輪與導(dǎo)向輪呈軸向垂直狀態(tài)排列或呈平行狀態(tài)排列 的一種，導(dǎo)向輪和排線輪可以將與纏繞方向具有偏差的纏繞鋼絲校正方向，且使纏繞鋼絲 與被纏繞部位表面良好貼合，在水平纏繞時(shí)，導(dǎo)向輪與排線輪軸向正交，鋼絲被扭轉(zhuǎn)九十 度，對(duì)于垂直纏繞導(dǎo)向輪軸與排線輪軸平行放置。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，排線系統(tǒng)兩直線導(dǎo)軌平行于滾珠絲杠并分別排列 于滾珠絲杠徑向兩側(cè)，該兩直線導(dǎo)軌軸向兩端分別固定定位于同一從動(dòng)行走體的框架上， 排線梁沿纏繞鋼絲運(yùn)動(dòng)方向的兩端分別軸向可滑動(dòng)套設(shè)于兩直線導(dǎo)軌外側(cè)，這樣可保證滾 珠絲杠只承受軸向力，同時(shí)保證排線梁帶動(dòng)纏繞鋼絲按平面直角坐標(biāo)移動(dòng)，使纏繞鋼絲排 列整齊。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)鏈條為兩條雙排驅(qū)動(dòng)鏈條，分別 固定纏繞于需纏繞結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)需纏繞部位兩側(cè)的非纏繞面上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量也為 兩個(gè)，呈對(duì)稱狀態(tài)定位于主動(dòng)行走體上，其動(dòng)力輸出端的主鏈輪通過(guò)傳動(dòng)鏈條分別帶動(dòng)雙 排的驅(qū)動(dòng)鏈輪組，該雙排的驅(qū)動(dòng)鏈輪組分別與一條雙排的驅(qū)動(dòng)鏈條嚙合，該結(jié)構(gòu)安裝方便， 易于調(diào)整，用兩條雙排驅(qū)動(dòng)鏈條分別布置在需纏繞部位兩側(cè)，用雙排驅(qū)動(dòng)鏈輪同時(shí)嚙合，降 低了驅(qū)動(dòng)鏈輪組的載荷。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為調(diào)頻交流電機(jī)，其能 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中無(wú)級(jí)變速的功能，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，不需附加啟動(dòng)設(shè)備，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍 寬，利于機(jī)器人帶張力啟動(dòng)。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)有制動(dòng)裝置，該制動(dòng)裝置用于斷電后 仍能保持纏繞鋼絲上的張力率。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還設(shè)有行走導(dǎo)向輪，行走導(dǎo)向輪可轉(zhuǎn)動(dòng)定位于框 架位于需纏繞部位的兩側(cè)，行走導(dǎo)向輪平行于內(nèi)約束輪并位于內(nèi)約束輪位于運(yùn)動(dòng)方向的前 方和后方，因外約束輪行走的半徑與內(nèi)約束輪行走的半徑不同，通過(guò)行走導(dǎo)向輪產(chǎn)生一附 加力矩使外約束輪與內(nèi)約束輪同步，而不致發(fā)生圓弧段運(yùn)行時(shí)卡死現(xiàn)象。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還設(shè)有平衡輪，平衡輪可轉(zhuǎn)動(dòng)定位于框架位于需 纏繞部位的兩側(cè)，平衡輪圓周面與需纏繞結(jié)構(gòu)的環(huán)狀凸臺(tái)徑向側(cè)面間存有設(shè)定距離，平衡 輪平行位于外約束輪運(yùn)動(dòng)方向的前方和后方，該平衡輪用來(lái)平衡驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的反 作用力矩，使得主、從動(dòng)行走體平穩(wěn)運(yùn)行。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還設(shè)有調(diào)節(jié)伸縮節(jié)，該調(diào)節(jié)伸縮節(jié)分別與主動(dòng)行 走體和從動(dòng)行走體鉸接連接，該調(diào)節(jié)伸縮節(jié)軸向長(zhǎng)度可伸縮，其用于調(diào)節(jié)與需纏繞結(jié)構(gòu)導(dǎo) 軌周長(zhǎng)匹配的運(yùn)動(dòng)鏈總長(zhǎng)度，傳遞非水平纏繞時(shí)因重力產(chǎn)生的附加力矩，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、張力 系統(tǒng)和排線系統(tǒng)對(duì)稱配制的情況下，使因重力產(chǎn)生的附加力矩大小相等，方向相反互相抵 消，從而大大簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，調(diào)節(jié)伸縮節(jié)采用螺旋扣式正、反螺紋結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)伸 縮節(jié)能隨纏繞過(guò)程中需纏繞結(jié)構(gòu)的幾何尺寸變化而隨時(shí)調(diào)節(jié)以保證驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不與需纏繞 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。[0025]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在水平纏繞時(shí)，框架包括第一框架和第二框架，其中第一框架與第二框架鉸接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)鏈輪組和內(nèi)、外和側(cè)向約束輪均固設(shè)于第一框 架上；鋼絲盤(pán)，排線系統(tǒng)、張力系統(tǒng)均固設(shè)于第二框架上，垂直纏繞時(shí)無(wú)第二框架。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，垂直纏繞時(shí)，外約束輪和側(cè)向約束輪合并成為階 梯承重側(cè)向約束輪，其為一端直徑小于另一端直徑的階梯狀輪體，需纏繞結(jié)構(gòu)的環(huán)狀凸臺(tái) 徑向外側(cè)面也呈軸向外側(cè)直徑小于軸向內(nèi)側(cè)直徑的階梯狀凸起，階梯承重側(cè)向約束輪恰與 需纏繞結(jié)構(gòu)的環(huán)狀凸臺(tái)徑向外側(cè)面的階梯狀凸起匹配，該結(jié)構(gòu)如火車(chē)輪與火車(chē)軌道一樣， 這樣就實(shí)現(xiàn)一個(gè)輪子同時(shí)起到承重和外約束兩種功能。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，階梯承重側(cè)向約束輪的圓周面上設(shè)有油槽，油槽 內(nèi)設(shè)有潤(rùn)滑油脂，可有效減少階梯承重側(cè)向約束輪和需纏繞結(jié)構(gòu)的階梯狀凸起的磨損。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還設(shè)有至少兩條安全繩索，該安全繩索活動(dòng)穿置 于主、從動(dòng)行走體及其上承載的張力系統(tǒng)、排線系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上形成鋼絲環(huán)，主、從動(dòng)行 走體及其上承載的張力系統(tǒng)、排線系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可沿安全繩索長(zhǎng)度方向滑動(dòng)，這樣可防 止運(yùn)動(dòng)鏈突然斷裂等意外情況發(fā)生，以確保運(yùn)行安全，避免人員和設(shè)備事故。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是本實(shí)用新型從根本上解決了重型需纏繞結(jié)構(gòu)的纏 繞技術(shù)難題，可進(jìn)行原位纏繞施工，當(dāng)采用垂直纏繞時(shí)，纏繞后無(wú)需翻轉(zhuǎn)或搬動(dòng)，同時(shí)其具 有操作方便、安全、控制精度高、方便運(yùn)輸、纏繞效率高、大大節(jié)省纏繞施工成本的優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型使用狀態(tài)圖；圖2為圖1中A部放大圖；圖3為圖1中B部放大圖；圖4為本實(shí)用新型水平纏繞方式示意圖；圖5為本實(shí)用新型任意姿態(tài)纏繞方式示意圖；圖6為本實(shí)用新型系統(tǒng)原理圖；圖7為張力系統(tǒng)原理圖；圖8為增阻器結(jié)構(gòu)原理圖；圖9為“8”字輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為排線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖11為排線系統(tǒng)原理圖；圖12為水平纏繞方式纏繞鋼絲走向示意圖；圖13為垂直纏繞方式纏繞鋼絲走向示意圖；圖14為水平纏繞方式纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖15為水平纏繞方式纏繞姿態(tài)保障系側(cè)向原理圖；圖16為垂直纏繞方式纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；圖17為階梯承重側(cè)向約束輪結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，包括張力系統(tǒng)200、排線系統(tǒng)300、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)400和纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)100，其中張力系統(tǒng)200用于控制纏繞鋼絲001張力，張力系統(tǒng)200包括鋼絲盤(pán)201、增阻器202、張力輪203和張力閉環(huán)控制裝置204，纏繞鋼絲001預(yù)先纏繞于鋼絲盤(pán)201上，纏繞鋼 絲001 —端從鋼絲盤(pán)201上引出通過(guò)增阻器202產(chǎn)生設(shè)定的張力，其再經(jīng)過(guò)張力輪203被 放大到設(shè)定的張力后，再進(jìn)入張力閉環(huán)控制裝置204并引出，張力閉環(huán)控制裝置204可檢測(cè) 和分析纏繞鋼絲001所帶張力及其波動(dòng)值，并隨時(shí)調(diào)整張力輪203放大纏繞鋼絲001張力 倍數(shù)使其輸出的纏繞鋼絲001達(dá)到設(shè)定的張力；排線系統(tǒng)300用于將帶有設(shè)定張力的纏繞鋼絲001 —端整齊的固定排列在被纏繞 結(jié)構(gòu)需纏繞部位502表面，排線系統(tǒng)300包括步進(jìn)排線電機(jī)301、減速機(jī)302、滾珠絲杠303、 直線導(dǎo)軌304和排線梁305，步進(jìn)排線電機(jī)301和直線導(dǎo)軌304相對(duì)固定定位，步進(jìn)排線電 機(jī)301通過(guò)減速機(jī)302帶動(dòng)滾珠絲杠303旋轉(zhuǎn)，排線梁305軸向可滑動(dòng)且徑向止動(dòng)定位于 直線導(dǎo)軌304上，排線梁305與滾珠絲杠303螺紋連接，這樣通過(guò)步進(jìn)排線電機(jī)301帶動(dòng)滾 珠絲杠303旋轉(zhuǎn)，排線梁305就在滾珠絲杠303帶動(dòng)下沿直線導(dǎo)軌304直線運(yùn)動(dòng)，這樣只需 要控制步進(jìn)排線電機(jī)301的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向就可以控制排線梁305移動(dòng)的速度和方向，可 有效保證纏繞鋼絲001的排列間距和纏繞方向，可防止纏繞鋼絲001間距過(guò)大或重疊；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)400用于帶動(dòng)張力系統(tǒng)200和排線系統(tǒng)300沿需纏繞結(jié)構(gòu)500需纏繞部 位502表面運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)400包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)401、驅(qū)動(dòng)鏈條405、驅(qū)動(dòng)鏈輪組404、主鏈輪 402和傳動(dòng)鏈條403，驅(qū)動(dòng)鏈條405固定纏繞于被纏繞結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)的非纏繞面上，驅(qū)動(dòng)電 機(jī)401驅(qū)動(dòng)主鏈輪402，主鏈輪402通過(guò)傳動(dòng)鏈條403帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪組404，驅(qū)動(dòng)鏈輪組404 與驅(qū)動(dòng)鏈條405嚙合；纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)100用于保障纏繞機(jī)器人任意姿態(tài)下可靠地圍繞在需纏繞結(jié) 構(gòu)的需纏繞部位502表面進(jìn)行公轉(zhuǎn)，纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)100包括主動(dòng)行走體101、從動(dòng)行走 體102和鉸接連桿103，主動(dòng)行走體101與從動(dòng)行走體102及從動(dòng)行走體102與從動(dòng)行走體 102之間通過(guò)鉸接連桿103順序鉸接形成一環(huán)狀并排列于需纏繞結(jié)構(gòu)500表面，主動(dòng)行走 體101和從動(dòng)行走體102又包括框架104、內(nèi)約束輪105、外約束輪106和側(cè)向約束輪107， 內(nèi)約束輪105、外約束輪106和側(cè)向約束輪107分別可轉(zhuǎn)動(dòng)定位于框架104位于需纏繞部位 502兩側(cè)的位置上，內(nèi)約束輪105、外約束輪106和側(cè)向約束輪107相互靠近的圓周面形成 一凹槽狀，需纏繞結(jié)構(gòu)500位于其需纏繞部位502兩側(cè)分別設(shè)有一圈環(huán)狀凸臺(tái)501，內(nèi)約束 輪105和外約束輪106的圓周面分別與該環(huán)狀凸臺(tái)501徑向內(nèi)、外兩側(cè)面相切，側(cè)向約束輪 107的圓周面與該環(huán)狀凸臺(tái)501軸向端面相切，當(dāng)機(jī)器人為水平纏繞時(shí)，側(cè)向約束輪107又 分為承重側(cè)向約束輪和非承重側(cè)向約束輪，位于需纏繞結(jié)構(gòu)500上方的側(cè)向約束輪107為 承重側(cè)向約束輪，位于需纏繞結(jié)構(gòu)500下方的側(cè)向約束輪107為非承重側(cè)向約束輪；當(dāng)機(jī)器人為垂直纏繞時(shí)，內(nèi)約束輪105和外約束輪106為分別為承重內(nèi)約束輪、非 承重內(nèi)約束輪、非承重外約束輪和承重外約束輪，當(dāng)主、從動(dòng)行走體101、102位于需纏繞結(jié) 構(gòu)500上方時(shí)，外約束輪106為承重外約束輪，而此時(shí)內(nèi)約束輪105為非承重內(nèi)約束輪，當(dāng) 主、從動(dòng)行走體101、102位于需纏繞結(jié)構(gòu)500下方時(shí)，外約束輪106為非承重外約束輪，而 此時(shí)內(nèi)約束輪105為承重內(nèi)約束輪；所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)400的驅(qū)動(dòng)電機(jī)401及其驅(qū)動(dòng)的主鏈輪402、傳動(dòng)鏈條403和驅(qū)動(dòng) 鏈輪組404均固定定位于主動(dòng)行走體101上，張力系統(tǒng)200和排線系統(tǒng)300均固定定位于從動(dòng)行走體102上，張力系統(tǒng)200輸出的帶有設(shè)定張力的纏繞鋼絲001 —端經(jīng)過(guò)排線系統(tǒng) 300的排線梁305與需纏繞結(jié)構(gòu)500的需纏繞部位502固連。當(dāng)纏繞機(jī)器人進(jìn)行任意姿態(tài)纏繞時(shí)，所述張力系統(tǒng)200、排線系統(tǒng)300、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 400和纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)100的數(shù)量均為偶數(shù)個(gè)，且沿需纏繞結(jié)構(gòu)500表面呈對(duì)稱分布狀 態(tài)。 所述增阻器202包括兩平行排列的壓板2021，該兩平行排列的壓板2021通過(guò)拉簧 2022連接，兩壓板2021相互靠近的側(cè)壁上設(shè)有平行交錯(cuò)排列的滾輪2023，滾輪2023圓周 面間相互靠近，滾輪2023圓周面上設(shè)有第一溝槽2024，纏繞鋼絲001多次反復(fù)彎曲而通過(guò) 滾輪2023的第一溝槽2024，使鋼絲獲得初張力。在更換鋼絲盤(pán)201時(shí)，需在增阻器202前完成新舊纏繞鋼絲001接頭無(wú)張力對(duì)接， 新舊纏繞鋼絲001接頭無(wú)張力對(duì)接采用電阻焊方式完成。所述張力輪203為“8”字輪，“8”字輪包括主動(dòng)輪2031和從動(dòng)輪2032，該主、從動(dòng) 輪2031、2032上分別設(shè)有數(shù)量和寬度相同的第二溝槽2033，“8”字輪的主動(dòng)輪2031具有逆 鋼絲滑動(dòng)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，纏繞鋼絲001相互交錯(cuò)呈“8”字狀纏繞于主、從動(dòng)輪2031、2032 上表面的第二溝槽2033中，主動(dòng)輪有逆纏繞鋼絲001滑動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，纏繞鋼絲001經(jīng) 過(guò)“8”字輪后在摩擦力作用下張力增加達(dá)到設(shè)定值，具體如下設(shè)纏繞鋼絲001在主、從動(dòng)輪2031、2032上纏繞η圈，從第二圈到第n-1圈上的包 角為α C1，纏繞鋼絲001進(jìn)入“8”字輪前所具有的初張力為T(mén)tl則經(jīng)過(guò)“8”字輪后纏繞鋼絲 001張力達(dá)到設(shè)定值，當(dāng)纏繞機(jī)器人處于纏繞狀態(tài)時(shí)，纏繞鋼絲001經(jīng)“8”字輪被不斷拉出， 故“8”字輪的主、從動(dòng)輪2031、2032均順纏繞鋼絲001滑動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)與主動(dòng)輪2031 相連的直流電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生阻力矩，保證纏繞鋼絲001的張力為Τκ，當(dāng)纏繞機(jī)器人 處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，“8”字輪的主、從動(dòng)輪2031、2032為停轉(zhuǎn)狀態(tài)，直流電機(jī)工作在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)， 收緊鋼絲，兩種狀態(tài)的輸出轉(zhuǎn)矩為同一方向，只是因纏繞鋼絲001送進(jìn)方向不同，才產(chǎn)生發(fā) 電和驅(qū)動(dòng)兩種狀態(tài)，發(fā)電時(shí)，電能可通過(guò)調(diào)制器回饋到電網(wǎng)，從根本上解決發(fā)熱問(wèn)題，停車(chē) 和倒車(chē)時(shí)能主動(dòng)收卷纏繞鋼絲001，保證纏繞過(guò)程中纏繞鋼絲001張力的連續(xù)性。所述張力閉環(huán)控制裝置204包括三組滑輪2041、張力檢測(cè)傳感器2042、前置放大 器2043、A/D轉(zhuǎn)換器2044、終端執(zhí)行器2045 (直流電機(jī))和人機(jī)控制終端2046，三組滑輪 2041呈對(duì)稱三角形方式排列，纏繞鋼絲001依次呈內(nèi)外交替狀態(tài)繞過(guò)該三組滑輪2041圓周 表面，張力檢測(cè)傳感器2042可感應(yīng)鋼絲引起的壓力值并將該壓力值轉(zhuǎn)換成電壓模擬量輸 出，該電壓模擬量經(jīng)過(guò)前置放大器2043和A/D轉(zhuǎn)換器2044傳輸給人機(jī)控制終端2046，人機(jī) 控制終端2046通過(guò)計(jì)算控制終端執(zhí)行器2045，從而控制張力輪203主動(dòng)輪2031逆鋼絲運(yùn) 動(dòng)方向的扭矩。所述排線系統(tǒng)300的排線梁305上還設(shè)有導(dǎo)向輪3051和排線輪3052，所述導(dǎo)向輪 3051與張力輪203方向一致排列，排線輪3052與導(dǎo)向輪3051呈軸向垂直狀態(tài)排列或呈平 行狀態(tài)排列的一種，導(dǎo)向輪3051和排線輪3052可以將與纏繞方向具有偏差的纏繞鋼絲001 校正方向，且使纏繞鋼絲001與被纏繞部位表面良好貼合，在水平纏繞時(shí)，導(dǎo)向輪3051與排 線輪3052軸向正交，鋼絲被扭轉(zhuǎn)九十度，對(duì)于垂直纏繞導(dǎo)向輪3051軸與排線輪3052軸平 行放置。所述排線系統(tǒng)300兩直線導(dǎo)軌304平行于滾珠絲杠303并分別排列于滾珠絲杠303徑向兩側(cè)，該兩直線導(dǎo)軌304軸向兩端分別固定定位于同一從動(dòng)行走體102的框架104上，排線梁305沿纏繞鋼絲001運(yùn)動(dòng)方向的兩端分別軸向可滑動(dòng)套設(shè)于兩直線導(dǎo)軌304外 側(cè)，這樣可保證滾珠絲杠303只承受軸向力，同時(shí)保證排線梁305帶動(dòng)纏繞鋼絲001按平面 直角坐標(biāo)移動(dòng)，使纏繞鋼絲001排列整齊。所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)400的驅(qū)動(dòng)鏈條405為兩條雙排驅(qū)動(dòng)鏈條405，分別固定纏繞于需 纏繞結(jié)構(gòu)500徑向外側(cè)需纏繞部位502兩側(cè)的非纏繞面上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)401的數(shù)量也為 兩個(gè)，呈對(duì)稱狀態(tài)定位于主動(dòng)行走體101上，其動(dòng)力輸出端的主鏈輪402通過(guò)傳動(dòng)鏈條403 分別帶動(dòng)雙排的驅(qū)動(dòng)鏈輪組404，該雙排的驅(qū)動(dòng)鏈輪組404分別與一條雙排的驅(qū)動(dòng)鏈條405 嚙合，該結(jié)構(gòu)安裝方便，易于調(diào)整，用兩條雙排驅(qū)動(dòng)鏈條405分別布置在需纏繞部位兩側(cè)， 用雙排驅(qū)動(dòng)鏈輪同時(shí)嚙合，降低了驅(qū)動(dòng)鏈輪組的載荷。所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)400的驅(qū)動(dòng)電機(jī)401為調(diào)頻交流電機(jī)，其能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中 無(wú)級(jí)變速的功能，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，不需附加啟動(dòng)設(shè)備，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍寬，利于機(jī)器人帶張力 啟動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)401設(shè)有制動(dòng)裝置，該制動(dòng)裝置用于斷電后仍能保持纏繞鋼絲001 上的張力率。還設(shè)有行走導(dǎo)向輪109，行走導(dǎo)向輪109轉(zhuǎn)動(dòng)定位于框架104位于需纏繞部位502 的兩側(cè)，行走導(dǎo)向輪109平行于內(nèi)約束輪105并位于內(nèi)約束輪105位于運(yùn)動(dòng)方向的前方和 后方，因外約束輪106行走的半徑與內(nèi)約束輪105行走的半徑不同，通過(guò)行走導(dǎo)向輪109產(chǎn) 生一附加力矩使外約束輪106與內(nèi)約束輪105同步，而不致發(fā)生圓弧段運(yùn)行時(shí)卡死現(xiàn)象。還設(shè)有平衡輪108，平衡輪108可轉(zhuǎn)動(dòng)定位于框架104位于需纏繞部位502的兩 側(cè)，平衡輪108圓周面與需纏繞結(jié)構(gòu)500的環(huán)狀凸臺(tái)501徑向側(cè)面間存有設(shè)定距離，平衡輪 108平行位于外約束輪106運(yùn)動(dòng)方向的前方和后方，該平衡輪108用來(lái)平衡驅(qū)動(dòng)電機(jī)401工 作時(shí)產(chǎn)生的反作用力矩，使得主、從動(dòng)行走體101、102平穩(wěn)運(yùn)行。還設(shè)有調(diào)節(jié)伸縮節(jié)110，該調(diào)節(jié)伸縮節(jié)110分別與主動(dòng)行走體101和從動(dòng)行走體 102鉸接連接，該調(diào)節(jié)伸縮節(jié)110軸向長(zhǎng)度可伸縮，其用于調(diào)節(jié)與需纏繞結(jié)構(gòu)500導(dǎo)軌周長(zhǎng) 匹配的運(yùn)動(dòng)鏈總長(zhǎng)度，傳遞非水平纏繞時(shí)因重力產(chǎn)生的附加力矩，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)400、張力系 統(tǒng)200和排線系統(tǒng)300對(duì)稱配制的情況下，使因重力產(chǎn)生的附加力矩大小相等，方向相反 互相抵消，從而大大簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，調(diào)節(jié)伸縮節(jié)110采用螺旋扣式正、反螺紋結(jié) 構(gòu)，調(diào)節(jié)伸縮節(jié)110能隨纏繞過(guò)程中需纏繞結(jié)構(gòu)500的幾何尺寸變化而隨時(shí)調(diào)節(jié)以保證驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)400不與需纏繞結(jié)構(gòu)500產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。在水平纏繞時(shí)，框架包括第一框架113和第二框架114，其中第一框架113與第二 框架114鉸接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)401、驅(qū)動(dòng)鏈輪組404和內(nèi)、外和側(cè)向約束輪105、106、107均固設(shè)于 第一框架113上；鋼絲盤(pán)201，排線系統(tǒng)300、張力系統(tǒng)200均固設(shè)于第二框架114上，垂直 纏繞時(shí)無(wú)第二框架114。垂直纏繞時(shí)，外約束輪106和側(cè)向約束輪107合并成為階梯承重側(cè)向約束輪112， 其為一端直徑小于另一端直徑的階梯狀輪體，需纏繞結(jié)構(gòu)500的環(huán)狀凸臺(tái)501徑向外側(cè)面 也呈軸向外側(cè)直徑小于軸向內(nèi)側(cè)直徑的階梯狀凸起503，階梯承重側(cè)向約束輪112恰與需 纏繞結(jié)構(gòu)500的環(huán)狀凸臺(tái)501徑向外側(cè)面的階梯狀凸起503匹配，該結(jié)構(gòu)如火車(chē)輪與火車(chē) 軌道一樣，這樣就實(shí)現(xiàn)一個(gè)輪子同時(shí)起到承重和外約束兩種功能。[0070]所述階梯承重側(cè)向約束輪112的圓周面上設(shè)有油槽1121，油槽1121內(nèi)設(shè)有潤(rùn)滑油 月旨，這樣可有效減少階梯承重側(cè)向約束輪112和需纏繞結(jié)構(gòu)500的階梯狀凸起503的磨損。還設(shè)有至少兩條安全繩索600，該安全繩索600活動(dòng)穿置于主、從動(dòng)行走體101、102及其上承載的張力系統(tǒng)200、排線系統(tǒng)300和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)400上形成鋼絲環(huán)，主、從動(dòng)行走 體101、102及其上承載的張力系統(tǒng)200、排線系統(tǒng)300和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)400可沿安全繩索600長(zhǎng) 度方向滑動(dòng)，這樣可防止運(yùn)動(dòng)鏈突然斷裂等意外情況發(fā)生，以確保運(yùn)行安全，避免人員和設(shè) 備事故。
權(quán)利要求一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是包括張力系統(tǒng)(200)、排線系統(tǒng)(300)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(400)和纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)(100)，其中張力系統(tǒng)(200)用于控制纏繞鋼絲(001)張力，張力系統(tǒng)(200)包括鋼絲盤(pán)(201)、增阻器(202)、張力輪(203)和張力閉環(huán)控制裝置(204)，纏繞鋼絲(001)預(yù)先纏繞于鋼絲盤(pán)(201)上，纏繞鋼絲(001)一端從鋼絲盤(pán)(201)上引出通過(guò)增阻器(202)產(chǎn)生設(shè)定的張力，其再經(jīng)過(guò)張力輪(203)被放大到設(shè)定的張力后，再進(jìn)入張力閉環(huán)控制裝置(204)并引出，張力閉環(huán)控制裝置(204)可檢測(cè)和分析纏繞鋼絲(001)所帶張力及其波動(dòng)值，并隨時(shí)調(diào)整張力輪(203)放大纏繞鋼絲(001)張力倍數(shù)使其輸出的纏繞鋼絲(001)達(dá)到設(shè)定的張力；排線系統(tǒng)(300)用于將帶有設(shè)定張力的纏繞鋼絲(001)一端整齊的固定排列在被纏繞結(jié)構(gòu)需纏繞部位(502)表面，排線系統(tǒng)(300)包括步進(jìn)排線電機(jī)(301)、減速機(jī)(302)、滾珠絲杠(303)、直線導(dǎo)軌(304)和排線梁(305)，步進(jìn)排線電機(jī)(301)和直線導(dǎo)軌(304)相對(duì)固定定位，步進(jìn)排線電機(jī)(301)通過(guò)減速機(jī)(302)帶動(dòng)滾珠絲杠(303)旋轉(zhuǎn)，排線梁(305)軸向可滑動(dòng)且徑向止動(dòng)定位于直線導(dǎo)軌(304)上，排線梁(305)與滾珠絲杠(303)螺紋連接；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(400)用于帶動(dòng)張力系統(tǒng)(200)和排線系統(tǒng)(300)沿需纏繞結(jié)構(gòu)(500)需纏繞部位(502)表面運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(400)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)(401)、驅(qū)動(dòng)鏈條(405)、驅(qū)動(dòng)鏈輪組(404)、主鏈輪(402)和傳動(dòng)鏈條(403)，驅(qū)動(dòng)鏈條(405)固定纏繞于被纏繞結(jié)構(gòu)徑向外側(cè)的非纏繞面上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(401)驅(qū)動(dòng)主鏈輪(402)，主鏈輪(402)通過(guò)傳動(dòng)鏈條(403)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)鏈輪組(404)，驅(qū)動(dòng)鏈輪組(404)與驅(qū)動(dòng)鏈條(405)嚙合；纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)(100)用于保障纏繞機(jī)器人任意姿態(tài)下可靠地圍繞在需纏繞結(jié)構(gòu)的需纏繞部位(502)表面進(jìn)行公轉(zhuǎn)，纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)(100)包括主動(dòng)行走體(101)、從動(dòng)行走體(102)和鉸接連桿(103)，主動(dòng)行走體(101)與從動(dòng)行走體(102)及從動(dòng)行走體(102)與從動(dòng)行走體(102)之間通過(guò)鉸接連桿(103)順序鉸接形成一環(huán)狀并排列于需纏繞結(jié)構(gòu)(500)表面，主動(dòng)行走體(101)和從動(dòng)行走體(102)又包括框架(104)、內(nèi)約束輪(105)、外約束輪(106)和側(cè)向約束輪(107)，內(nèi)約束輪(105)、外約束輪(106)和側(cè)向約束輪(107)分別可轉(zhuǎn)動(dòng)定位于框架(104)位于需纏繞部位(502)兩側(cè)的位置上，內(nèi)約束輪(105)、外約束輪(106)和側(cè)向約束輪(107)相互靠近的圓周面形成一凹槽狀，需纏繞結(jié)構(gòu)(500)位于其需纏繞部位(502)兩側(cè)分別設(shè)有一圈環(huán)狀凸臺(tái)(501)，內(nèi)約束輪(105)和外約束輪(106)的圓周面分別與該環(huán)狀凸臺(tái)(501)徑向內(nèi)、外兩側(cè)面相切，側(cè)向約束輪(107)的圓周面與該環(huán)狀凸臺(tái)(501)軸向端面相切；所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(400)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(401)及其驅(qū)動(dòng)的主鏈輪(402)、傳動(dòng)鏈條(403)和驅(qū)動(dòng)鏈輪組(404)均固定定位于主動(dòng)行走體(101)上，張力系統(tǒng)(200)和排線系統(tǒng)(300)均固定定位于從動(dòng)行走體(102)上，張力系統(tǒng)(200)輸出的帶有設(shè)定張力的纏繞鋼絲(001)一端經(jīng)過(guò)排線系統(tǒng)(300)的排線梁(305)與需纏繞結(jié)構(gòu)(500)的需纏繞部位(502)固連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是當(dāng)纏繞機(jī)器人進(jìn) 行任意姿態(tài)纏繞時(shí)，所述張力系統(tǒng)(200)、排線系統(tǒng)(300)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(400)和纏繞姿態(tài)保障 系統(tǒng)(100)的數(shù)量均為偶數(shù)個(gè)，且沿需纏繞結(jié)構(gòu)(500)表面呈對(duì)稱分布狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是所述增阻器(202) 包括兩平行排列的壓板(2021)，該兩平行排列的壓板(2021)通過(guò)拉簧(2022)連接，兩壓板(2021)相互靠近的側(cè)壁上設(shè)有平行交錯(cuò)排列的滾輪(2023)，滾輪(2023)圓周面間相互靠 近，滾輪(2023)圓周面上設(shè)有第一溝槽(2024)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是在更換鋼絲盤(pán) (201)時(shí)，需在增阻器(202)前完成新舊纏繞鋼絲(001)接頭無(wú)張力對(duì)接，新舊纏繞鋼絲 (001)接頭無(wú)張力對(duì)接采用電阻焊方式完成。
5.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是張力輪(203)為 “8”字輪，“8”字輪包括主動(dòng)輪(2031)和從動(dòng)輪(2032)，該主、從動(dòng)輪(2031、2032)上分別 設(shè)有數(shù)量和寬度相同的第二溝槽(2033)，“8”字輪的主動(dòng)輪(2031)具有逆鋼絲滑動(dòng)方向的 轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是張力閉環(huán)控制裝 置(204)包括三組滑輪(2041)、張力檢測(cè)傳感器(2042)、前置放大器(2043)、A/D轉(zhuǎn)換器 (2044)、終端執(zhí)行器(2045)和人機(jī)控制終端(2046)，三組滑輪(2041)呈對(duì)稱三角形方式排 列，纏繞鋼絲(001)依次呈內(nèi)外交替狀態(tài)繞過(guò)該三組滑輪(2041)圓周表面，張力檢測(cè)傳感 器(2042)可感應(yīng)鋼絲引起的壓力值并將該壓力值轉(zhuǎn)換成電壓模擬量輸出，該電壓模擬量 經(jīng)過(guò)前置放大器(2043)和A/D轉(zhuǎn)換器(2044)傳輸給人機(jī)控制終端(2046)，人機(jī)控制終端 (2046)通過(guò)計(jì)算控制終端執(zhí)行器(2045)，從而控制張力輪(203)主動(dòng)輪(2031)逆鋼絲運(yùn) 動(dòng)方向的扭矩。
7.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是排線系統(tǒng)(300) 的排線梁(305)上還設(shè)有導(dǎo)向輪(3051)和排線輪(3052)，所述導(dǎo)向輪(3051)與張力輪 (203)方向一致排列，排線輪(3052)與導(dǎo)向輪(3051)呈軸向垂直狀態(tài)排列或 呈平行狀態(tài)排 列的一種。
8.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是排線系統(tǒng)(300) 兩直線導(dǎo)軌(304)平行于滾珠絲杠(303)并分別排列于滾珠絲杠(303)徑向兩側(cè)，該兩 直線導(dǎo)軌(304)軸向兩端分別固定定位于同一從動(dòng)行走體(102)的框架(104)上，排線梁 (305)沿纏繞鋼絲(001)運(yùn)動(dòng)方向的兩端分別軸向可滑動(dòng)套設(shè)于兩直線導(dǎo)軌(304)外側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(400) 的驅(qū)動(dòng)鏈條(405)為兩條雙排驅(qū)動(dòng)鏈條(405)，分別固定纏繞于需纏繞結(jié)構(gòu)(500)徑向外側(cè) 需纏繞部位(502)兩側(cè)的非纏繞面上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(401)的數(shù)量也為兩個(gè)，呈對(duì)稱狀態(tài)定 位于主動(dòng)行走體(101)上，其動(dòng)力輸出端的主鏈輪(402)通過(guò)傳動(dòng)鏈條(403)分別帶動(dòng)雙 排的驅(qū)動(dòng)鏈輪組(404)，該雙排的驅(qū)動(dòng)鏈輪組(404)分別與一條雙排的驅(qū)動(dòng)鏈條(405)嚙合
10.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) (400)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(401)為調(diào)頻交流電機(jī)。
11.如權(quán)利要求10所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是驅(qū)動(dòng)電機(jī)(401) 設(shè)有制動(dòng)裝置。
12.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是還設(shè)有行走導(dǎo)向 輪(109)，行走導(dǎo)向輪(109)可轉(zhuǎn)動(dòng)定位于框架(104)位于需纏繞部位(502)的兩側(cè)，行走 導(dǎo)向輪(109)平行于內(nèi)約束輪(105)并位于內(nèi)約束輪(105)位于運(yùn)動(dòng)方向的前方和后方。
13.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是還設(shè)有平衡輪(108)，平衡輪(108)可轉(zhuǎn)動(dòng)定位于框架(104)位于需纏繞部位(502)的兩側(cè)，平衡輪(108) 圓周面與需纏繞結(jié)構(gòu)(500)的環(huán)狀凸臺(tái)(501)徑向側(cè)面間存有設(shè)定距離，平衡輪(108)平 行位于外約束輪(106)運(yùn)動(dòng)方向的前方和后方。
14.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是還設(shè)有調(diào)節(jié)伸縮 節(jié)(110)，該調(diào)節(jié)伸縮節(jié)(110)分別與主動(dòng)行走體(101)和從動(dòng)行走體(102)鉸接連接，該 調(diào)節(jié)伸縮節(jié)(110)軸向長(zhǎng)度可伸縮。
15.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是在水平纏繞時(shí)， 框架包括第一框架(113)和第二框架(114)，其中第一框架(113)與第二框架(114)鉸接， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)(401)、驅(qū)動(dòng)鏈輪組(404)和內(nèi)、外和側(cè)向約束輪(105、106、107)均固設(shè)于第一框 架(113)上；鋼絲盤(pán)(201)，排線系統(tǒng)(300)、張力系統(tǒng)(200)均固設(shè)于第二框架(114)上， 垂直纏繞時(shí)無(wú)第二框架(114)。
16.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是垂直纏繞時(shí)，夕卜 約束輪(106)和側(cè)向約束輪(107)合并成為階梯承重側(cè)向約束輪(112)，其為一端直徑小于 另一端直徑的階梯狀輪體，需纏繞結(jié)構(gòu)(500)的環(huán)狀凸臺(tái)(501)徑向外側(cè)面也呈軸向外側(cè) 直徑小于軸向內(nèi)側(cè)直徑的階梯狀凸起(503)，階梯承重側(cè)向約束輪(112)恰與需纏繞結(jié)構(gòu) (500)的環(huán)狀凸臺(tái)(501)徑向外側(cè)面的階梯狀凸起(503)匹配。
17.如權(quán)利要求16所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是階梯承重側(cè)向 約束輪(112)的圓周面上設(shè)有油槽(1121)，油槽(1121)內(nèi)設(shè)有潤(rùn)滑油脂。
18.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，其特征是還設(shè)有至少兩條 安全繩索(600)，該安全繩索(600)活動(dòng)穿置于主、從動(dòng)行走體(101、102)及其上承載的張 力系統(tǒng)(200)、排線系統(tǒng)(300)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(400)上形成鋼絲環(huán)，主、從動(dòng)行走體(101、102) 及其上承載的張力系統(tǒng)(200)、排線系統(tǒng)(300)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(400)可沿安全繩索(600)長(zhǎng)度 方向滑動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)緊纏繞機(jī)器人，包括用于控制纏繞鋼絲張力的張力系統(tǒng)、用于將帶有設(shè)定張力的纏繞鋼絲一端整齊的固定排列在被纏繞結(jié)構(gòu)需纏繞部位表面的排線系統(tǒng)、用于帶動(dòng)張力系統(tǒng)和排線系統(tǒng)沿需纏繞結(jié)構(gòu)的需纏繞部位表面運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和用于保障纏繞機(jī)器人任意姿態(tài)下可靠地圍繞在需纏繞結(jié)構(gòu)的需纏繞部位表面進(jìn)行公轉(zhuǎn)的纏繞姿態(tài)保障系統(tǒng)，本實(shí)用新型從根本上解決了重型需纏繞結(jié)構(gòu)的纏繞技術(shù)難題，可進(jìn)行原位纏繞施工，垂直纏繞時(shí)，纏繞后無(wú)需翻轉(zhuǎn)或搬動(dòng)，其具有操作方便、安全、控制精度高、方便運(yùn)輸、纏繞效率高、大大節(jié)省纏繞施工成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B65H54/74GK201587757SQ201020022660
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者尹利平, 張曉松, 李罡, 汪洋, 陳振東, 顏永年 申請(qǐng)人:蘇州昆侖先進(jìn)制造技術(shù)裝備有限公司;顏永年