[發明專利]強作業型水下機器人用水下機械手伸縮關節

有效

• 申請號: 200610155820.3
• 申請日: 2006-12-29
• 公開（公告）號: CN101209555A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 張將;張竺英;孫斌;胡克
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J18/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發明涉及水下機械手，具體是一種強作業型水下機器人用水下機械手伸縮關節。

背景技術

目前人類開發和利用海洋得到迅速地發展，所涉及的海洋工程日益增多。具有作業功能的水下機器人得到了廣泛的應用。水下機器人的作業任務主要靠所攜帶的水下機械手和專用水下工具來完成。水下機械手為了有效地進行多樣的水下作業，一般應具有4或6個自由度并外加一個夾持功能，其中5功能水下機械手多數具有伸縮自由度。在現有技術中，機械手的伸縮是利用直線液壓缸帶動一個圓柱狀的伸縮套筒實現的，但液壓缸與伸縮套筒為偏心布置，既直線液壓缸作用力方向不在伸縮套筒中心所處的鉛垂面內。對于強作業型水下機器人使用的水下機械手，由于持重能力增大，伸縮距離增長，當伸縮臂全部伸出時，如仍然采用上述結構，由于有較大的偏心力距作用，會導致伸縮套筒無法回縮。

發明內容

為了克服上述不足，本發明的目的是提供一種供強作業型水下機器人使用、持重能力大、伸縮距離長、重量輕、結構簡單的水下機械手伸縮關節。

為了實現上述目的，本發明的技術方案包括：

伸縮臂，為一等壁厚中空的長方柱體，其截面為矩形；在伸縮臂一端的柱體與前段關節連接，用以驅動前段關節進行伸縮運動；在伸縮臂另一端的柱體的四條棱的頂角處，沿棱邊設有直角狀槽，用于放置后角支承；

導向方套，由前后、上下擋板構成，套在伸縮臂外表面；

伸縮油缸，布置在伸縮臂空腔內，其中心與伸縮臂中心處在同一鉛垂平面內；包括后支撐軸、前支撐軸，其后支撐軸兩端與導向方套一端固連，中部穿入伸縮油缸尾座，用于支撐伸縮油缸；前支撐軸兩端與伸縮臂柱體框架一端固連，中部與伸縮油缸活塞桿相連；

伸縮臂長方柱體的矩形截面為上下邊長于前后邊；在伸縮臂一端的柱體四邊設有連接孔，通過螺釘與前段關節連接；所述后角支承為直角狀墊片；

所述導向方套的具體連接結構：在前后擋板的內表面兩邊縱向設有兩條定位用長方形槽道，在上下擋板兩側邊緣設有長方形突緣，與所述槽道扣合且滑動連接；導向方套端部內側設有可嵌入的支承方槽，容置有用于支撐伸縮臂的墊片；前后擋板上容置有前長支承，上下擋板上容置有前短支承，前短支承為長方形薄墊片，短于前長支承的尺寸；

前短支承、前長支承、后角支承構成了伸縮臂沿導向方套作伸縮運動的滑動平面軸承；在擋板外表面設有減重用淺方槽；所述伸縮臂、前后擋板、上下擋板均采用經強陽極化處理的鋁合金材料；前短支承、前長支承及后角支承抗擠壓強度高的鋁青銅材料。

本發明優點：

1.持重能力大。由于伸縮油缸布置在伸縮臂空腔內，且中心與伸縮臂中心處在同一鉛垂平面內，所以持重大，伸縮距離長。

2.重量輕。本發明伸縮臂、前后擋板、上下擋板均采用鋁合金材料，并在擋板外表面開有減重淺方槽。且伸縮臂、前后擋板、上下擋板經強陽極化處理，抗腐蝕能力較強，可滿足在海水中的使用要求。

3.本發明結構簡單，可降低成本。所述前短支承、前長支承及后角支承由抗擠壓強度高的鋁青銅材料制成，使用壽命長。

4.本發明能滿足強作業型水下機器人使用要求，適用性強。

附圖說明

圖1為本發明結構主視圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為圖1的右視圖。

圖4-1為圖1的A-A剖視圖。

圖4-2為圖1的B-B剖視圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳細說明。

如圖1、2、3、4-1、4-2所示，本發明強作業型水下機器人用水下機械手伸縮關節在結構上主要包括伸縮臂1、導向方套、伸縮油缸4，其中：

伸縮臂1為一等壁厚中空的長方柱體，其截面為矩形(上下邊長于前后邊)。在伸縮臂1一端的柱體四邊設有連接孔，通過螺釘與前段關節連接，用以驅動前段關節進行伸縮運動；在伸縮臂1另一端的柱體的四條棱的頂角處，沿棱邊加工有直角狀短槽，用于放置后角支承6；其中后角支承6為直角狀墊片；