[實(shí)用新型]水下電動(dòng)機(jī)械手關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820231888.X
• 申請(qǐng)日: 2008-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201329586Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張奇峰;張艾群;張?bào)糜?/a>
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B25J17/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J17/00;B25J19/00;B63C11/52
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及水下機(jī)器人作業(yè)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種可覆蓋全海深、用于海洋作業(yè)和取樣的水下電動(dòng)機(jī)械手關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，在海洋開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，用于水下作業(yè)的商用水下機(jī)械手均為液壓驅(qū)動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是負(fù)載/自重比高、負(fù)載能力強(qiáng)，通過(guò)壓力補(bǔ)償，容易實(shí)現(xiàn)深海密封。但液壓驅(qū)動(dòng)的水下機(jī)械手系統(tǒng)體積龐大，能量轉(zhuǎn)換率低，由于元器件限制及支持系統(tǒng)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)小型化。為實(shí)現(xiàn)高自主性的海洋作業(yè)，海底作業(yè)系統(tǒng)將逐漸由目前的由人遙控操作方式向自主/半自主作業(yè)方式發(fā)展，即由自治水下機(jī)器人載體攜帶機(jī)械手進(jìn)行取樣和作業(yè)。對(duì)于自治水下機(jī)器人系統(tǒng)，自身攜帶能源，從動(dòng)力和系統(tǒng)支持等方面考慮，無(wú)法配置液壓系統(tǒng)，要裝備機(jī)械手，只能是電動(dòng)機(jī)械手。

水下電動(dòng)機(jī)械手與陸地上使用的電動(dòng)機(jī)械手有較大區(qū)別，除了大深度的密封難以實(shí)現(xiàn)以外，常規(guī)的外部走線(xiàn)將增加水下系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性，況且機(jī)械手的重量、尺寸等機(jī)械方面還要受到其安裝載體的限制。為實(shí)現(xiàn)可接受的負(fù)載/自重量比、降低作業(yè)故障率，并可實(shí)現(xiàn)大深度作業(yè)，需設(shè)計(jì)一種可覆蓋全海深、內(nèi)部走線(xiàn)的緊湊型機(jī)械手關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)已成為亟待解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可覆蓋全海深、結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)部走線(xiàn)的水下電動(dòng)機(jī)械手關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型包括關(guān)節(jié)固定法蘭、齒輪箱、齒輪輸出軸承法蘭及旋轉(zhuǎn)輸出套筒，關(guān)節(jié)固定法蘭與齒輪箱密封連接，齒輪輸出軸承法蘭密封安裝在齒輪箱的上方，在齒輪輸出軸承法蘭的外部設(shè)有可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)輸出套筒；齒輪箱內(nèi)分別設(shè)有帶錐齒輪的齒輪輸入軸及齒輪輸出軸，兩錐齒輪嚙合傳動(dòng)，齒輪輸入軸與安裝于關(guān)節(jié)固定法蘭內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置相連接，旋轉(zhuǎn)輸出套筒與齒輪輸出軸連動(dòng)。

其中：所述齒輪輸出軸承法蘭上設(shè)有關(guān)節(jié)限位塊，旋轉(zhuǎn)輸出套筒上設(shè)有與關(guān)節(jié)限位塊相對(duì)應(yīng)的突起，旋轉(zhuǎn)輸出套筒可相對(duì)齒輪輸出軸承法蘭在360°內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；齒輪輸出軸承法蘭的圓周外表面上設(shè)有沉孔，關(guān)節(jié)限位塊設(shè)置于沉孔內(nèi)；所述齒輪輸入軸的一端通過(guò)軸承安裝在齒輪箱的齒輪箱蓋上，另一端由齒輪箱穿出與關(guān)節(jié)固定法蘭內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置相連接；齒輪輸入軸上安裝有第一錐齒輪及旋轉(zhuǎn)電位計(jì)；旋轉(zhuǎn)電位計(jì)由電位計(jì)本體止動(dòng)桿及電位計(jì)中空軸組成，電位計(jì)中空軸固接在齒輪輸出軸上，電位計(jì)本體止動(dòng)桿套設(shè)于電位計(jì)中空軸的外部，電位計(jì)本體止動(dòng)桿插入齒輪箱蓋上的限位孔中，電位計(jì)中空軸可相對(duì)電位計(jì)本體止動(dòng)桿隨齒輪輸入軸旋轉(zhuǎn)；所述齒輪輸出軸的一端通過(guò)軸承與齒輪輸出軸承法蘭連接、并插入齒輪箱內(nèi)固接有與第一錐齒輪嚙合傳動(dòng)的第二錐齒輪，另一端固接于旋轉(zhuǎn)輸出套筒上的后端蓋；齒輪輸出軸承法蘭與旋轉(zhuǎn)輸出套筒之間設(shè)有滑動(dòng)軸承；齒輪輸出軸承法蘭與旋轉(zhuǎn)輸出套筒之間、滑動(dòng)軸承下方設(shè)有旋轉(zhuǎn)密封圈；機(jī)構(gòu)的外層固連處均為靜密封；該關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)在關(guān)節(jié)固定法蘭、齒輪箱、齒輪輸出軸承法蘭及旋轉(zhuǎn)輸出套筒內(nèi)走線(xiàn)。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

1.結(jié)構(gòu)緊湊。本實(shí)用新型的電機(jī)、減速機(jī)組件為一體結(jié)構(gòu)，設(shè)置于關(guān)節(jié)固定法蘭內(nèi)；第一錐齒輪和旋轉(zhuǎn)電位計(jì)共用一個(gè)齒輪輸入軸，避免了使用聯(lián)軸器帶來(lái)的軸向尺寸加大；采用滑動(dòng)軸承，大大減小了整個(gè)關(guān)節(jié)的徑向尺寸；以上均使得設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊。

2.故障率低。本實(shí)用新型采用內(nèi)部走線(xiàn)，極大地降低了水下未知環(huán)境中工作出現(xiàn)故障的可能性。

3.功能齊全。本實(shí)用新型的電機(jī)、減速機(jī)采用行星齒輪傳動(dòng)，可以大扭矩驅(qū)動(dòng)；通過(guò)旋轉(zhuǎn)電位計(jì)進(jìn)行位置檢測(cè)；電機(jī)、減速機(jī)、旋轉(zhuǎn)電位計(jì)均可浸油使用，可以實(shí)現(xiàn)大深度水下作業(yè)。

4.應(yīng)用范圍廣。本實(shí)用新型尺寸、作業(yè)深度和強(qiáng)度易擴(kuò)展，便于在水下電動(dòng)機(jī)械手及其它作業(yè)工具上推廣安裝使用。

5.成本低。本實(shí)用新型不需要特殊加工和特殊零部件，磨損零部件易于更換。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中齒輪輸出軸承法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1為關(guān)節(jié)固定法蘭，2為電機(jī)，3為齒輪輸入軸，4為第一錐齒輪，5為第二錐齒輪，6為齒輪箱，7為電位計(jì)本體止動(dòng)桿，8為電位計(jì)中空軸，9為齒輪箱蓋，10為齒輪輸出軸，11為齒輪輸出軸承法蘭，12為旋轉(zhuǎn)密封圈，13為旋轉(zhuǎn)輸出套筒，14為滑動(dòng)軸承，15為后端蓋，16為關(guān)節(jié)限位塊，17為突起，18為沉孔，19為減速機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。