[發(fā)明專利]一種水下電動(dòng)機(jī)械手腕轉(zhuǎn)夾鉗驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310638613.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN104669262A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張奇峰;范云龍;張?bào)糜?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B25J9/12
• 分類號(hào): B25J9/12;B25J17/00;F16H1/04
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人工程中水下機(jī)械手領(lǐng)域，具體地說是一種水下電動(dòng)機(jī)械手腕轉(zhuǎn)夾鉗驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

水下機(jī)械手是海洋開發(fā)或水下作業(yè)的主要工具，面向未來作業(yè)型AUV（自治水下機(jī)器人）/ARV（半自治水下機(jī)器人）及中小型作業(yè)型ROV（遙控型水下機(jī)器人）的應(yīng)用需求，水下機(jī)械手要求具有輕型化、低功耗等特點(diǎn)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)具有體積重量小、功耗低、控制精度高，通過壓力補(bǔ)償器可實(shí)現(xiàn)全海深作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，因此電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水下機(jī)械手具有廣闊的應(yīng)用前景。

目前水下電動(dòng)機(jī)械手腕轉(zhuǎn)采用旋轉(zhuǎn)套筒結(jié)構(gòu)，夾鉗采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此負(fù)載能力低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還存在夾鉗電機(jī)接線繞線問題，而為解決繞線問題加入的導(dǎo)電滑環(huán)增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。要研制出性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、負(fù)載能力較高的水下電動(dòng)機(jī)械手，簡(jiǎn)化腕轉(zhuǎn)夾鉗結(jié)構(gòu)、同時(shí)避免繞線成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水下電動(dòng)機(jī)械手腕轉(zhuǎn)夾鉗驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)解決了夾鉗電機(jī)接線繞線問題，滿足水下電動(dòng)機(jī)械手的要求。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括實(shí)現(xiàn)水下電動(dòng)機(jī)械手腕轉(zhuǎn)功能的腕轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)模塊、實(shí)現(xiàn)水下電動(dòng)機(jī)械手夾鉗功能的夾鉗驅(qū)動(dòng)模塊及關(guān)節(jié)外殼，所述腕轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)模塊及夾鉗驅(qū)動(dòng)模塊分別容置在所述關(guān)節(jié)外殼內(nèi)；所述腕轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)模塊包括腕轉(zhuǎn)電機(jī)與減速箱組件、第一軸、傳動(dòng)裝置及第二軸，其中第一軸、第二軸分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述關(guān)節(jié)外殼內(nèi)，所述第一軸的一端和安裝在關(guān)節(jié)外殼內(nèi)的腕轉(zhuǎn)電機(jī)與減速箱組件相連，另一端通過所述傳動(dòng)裝置與第二軸的一端連動(dòng)，第二軸的另一端由關(guān)節(jié)外殼穿出，所述第二軸通過腕轉(zhuǎn)電機(jī)與減速箱組件的驅(qū)動(dòng)輸出連續(xù)的腕轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述夾鉗驅(qū)動(dòng)模塊包括夾鉗電機(jī)與絲杠軸減速箱組件、滾珠絲杠螺母及滾珠絲杠螺母連桿，該夾鉗電機(jī)與絲杠軸減速箱組件安裝在所述關(guān)節(jié)外殼內(nèi)，所述夾鉗電機(jī)與絲杠軸減速箱組件中的絲杠軸和滾珠絲杠螺母螺紋連接、形成螺旋傳動(dòng)副，所述滾珠絲杠螺母連桿的一端與該滾珠絲杠螺母相連，另一端由所述第二軸穿出，所述滾珠絲杠螺母連桿通過夾鉗電機(jī)與絲杠軸減速箱組件的驅(qū)動(dòng)，隨滾珠絲杠螺母做直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所述水下電動(dòng)機(jī)械手的夾鉗運(yùn)動(dòng)。

其中：所述傳動(dòng)裝置包括相互嚙合傳動(dòng)的第一齒輪及第二齒輪，該第一齒輪連接于所述第一軸的另一端、隨第一軸旋轉(zhuǎn)；所述第二齒輪連接于所述第二軸的一端、帶動(dòng)第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二軸為空心軸，中間沿軸向開有通孔，所述滾珠絲杠螺母連桿的另一端由第二軸中間的通孔穿出；所述滾珠絲杠螺母連桿、第二軸及夾鉗電機(jī)與絲杠軸減速箱組件中的絲杠軸同軸設(shè)置；所述第一軸與第二軸并列放置，該第一軸的軸向中心線與第二軸的軸向中心線相平行；所述關(guān)節(jié)外殼包括依次連接的軸承蓋、關(guān)節(jié)外殼A段、關(guān)節(jié)外殼B段、關(guān)節(jié)外殼C段、關(guān)節(jié)外殼D段及關(guān)節(jié)外殼后端蓋；所述腕轉(zhuǎn)電機(jī)與減速箱組件及夾鉗電機(jī)與絲杠軸減速箱組件并列放置，并分別固定于所述關(guān)節(jié)外殼D段的內(nèi)部，所述腕轉(zhuǎn)電機(jī)與減速箱組件輸出端的軸向中心線和夾鉗電機(jī)與絲杠軸減速箱組件輸出端的軸向中心線相平行。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為：

1.性能穩(wěn)定可靠：本發(fā)明的腕轉(zhuǎn)采用齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)比精確、效率高、壽命長(zhǎng)，使用的功率、速度和尺寸范圍大等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的夾鉗采用滾珠絲杠副，滾珠絲杠副具有傳動(dòng)精度高、輸出的直線力大，使夾鉗有較大的夾持力。

2.結(jié)構(gòu)緊湊：本發(fā)明的齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，而且齒輪傳動(dòng)還使腕轉(zhuǎn)電機(jī)與減速箱組件和輸出腕轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的第二軸不用在一條軸線上，從而使驅(qū)動(dòng)腕轉(zhuǎn)的腕轉(zhuǎn)電機(jī)與減速箱組件和驅(qū)動(dòng)夾鉗夾鉗電機(jī)與絲杠軸減速箱組件能夠并列放置；第二軸是一個(gè)空心軸，滾珠絲杠螺母連桿能夠穿過第二軸驅(qū)動(dòng)夾鉗，使腕轉(zhuǎn)模塊和夾鉗模塊集成到一塊而又避免了互相干涉，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。

3.調(diào)試、維護(hù)方便：本發(fā)明中的關(guān)節(jié)外殼分為幾段，便于零件或組件的安裝和更換。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2A為圖1中的A—A剖視圖；

圖2B為圖1中的B—B剖視圖；

圖3為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1為腕轉(zhuǎn)電機(jī)與減速箱組件，2為聯(lián)軸器，3為第一軸，4為第一齒輪，5為滾珠絲杠螺母連桿，6為第二軸，7為軸承蓋，8為關(guān)節(jié)外殼A段，9為第二齒輪，10為關(guān)節(jié)外殼B段，11為關(guān)節(jié)外殼C段，12為滾珠絲杠螺母，13為夾鉗電機(jī)與絲杠軸減速箱組件，14為關(guān)節(jié)外殼D段，15為關(guān)節(jié)外殼后端蓋。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。