[發明專利]一種支撐式可折疊機械手手臂結構

有效

• 申請號: 201410246881.5
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104162893A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 張銘鈞;楊超;馬小委;趙克楠;劉兵
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B25J18/02
• 分類號: B25J18/02;B25J18/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于一種機械手手臂結構，尤其涉及一種框架式可折疊的支撐式可折疊機械手手臂結構。?

背景技術

水下機器人是現代海洋環境監測及資源開發的重要工具，隨著其工作范圍，作業要求的不斷提高，對其作業工具也提出了更高的要求。目前，無人無纜水下機器人由于其工作范圍大等優點，成為了研究的熱點，對其作業工具的改進和作業能力的完善也將進一步提升其工作效率、擴大應用領域。而由于體積、重量、能源等條件的限制，適用于無人無纜水下機器人的作業機械手很少，特別是現有的水下機械手大多采用“圓筒式”手臂結構，不能滿足水下機械手大范圍作業空間的要求，同時也不能滿足機械手在無人無纜水下機械手收納空間小的要求；而且現有的水下機械手大多結構較為復雜，不利于整體小型化。?

目前，國內水下機械手手臂結構主要為下面兩種形式，水下液壓機械手手臂主要為“U型板框架式”結構，水下電動機械手手臂主要為“圓筒式”結構；如中國專利申請號為201220635024.9名稱為一種機械手手臂結構，采用電機驅動，手臂結構不能滿足機械手展開作業空間廣、回收占用體積小的要求，而且該種機械手手臂結構只適用于陸地機械手，不能滿足水下作業的要求；如中國專利申請號為201120550880.1名稱為一種手臂擺動結構，采用氣壓驅動，該專利主要針對的是單個關節手臂擺動結構，而且其整體結構采用“板狀框架式”，此類結構也同樣不能滿足機械手展開作業空間廣、回收占用體積小的要求。?

發明內容

本發明的目地是提供具有作業空間廣、回收占用體積小的一種支撐式可折疊機械手手臂結構。?

本發明是通過以下技術方案實現的：?

一種支撐式可折疊機械手手臂結構，包括首端關節、中間關節、末端關節、第一級手臂、第二級手臂、手腕、載體連接件，?

中間關節包括：上下兩個連接板、U型連接板、驅動部件，U型連接板鉸接在上下兩個連接板之間，驅動部件安裝在U型連接板內；?

首端關節與中間關節的結構相同，載體連接件與首端關節的上下兩個連接板連接，首端關節的U型連接板與第一級手臂的一端連接，第一級手臂的另一端與中間關節的上下兩個連接板連接；?

末端關節與中間關節的結構相同，手腕安裝在末端關節的U型連接板上；第二級手臂的?一端與中間關節的U型連接板連接，第二級手臂的另一端與末端關節的上下兩個連接板連接。?

本發明一種支撐式可折疊機械手手臂結構還可以包括：?

1、中間關節有N個，第二級手臂有N個，Ｎ≥1，相鄰兩個中間關節之間通過一個第二級手臂連接。?

2、驅動部件為液壓擺缸。?

3、驅動部件包括水液壓驅動部分、位置檢測部分、轉動關節外殼，水液壓驅動部分和位置檢測部分安裝在轉動關節外殼里，水液壓驅動部分包括驅動轉軸、驅動定子、驅動轉子，驅動定子固定在轉動關節外殼內壁上，驅動轉子與驅動轉軸相固連，驅動轉軸設置在驅動定子旁，轉動關節外殼安裝在U型連接板內，驅動轉軸分別通過左滾動軸承和右滑動軸承與U型連接板和轉動關節外殼相配合，位置檢測部分包括旋轉變壓器、卡簧，旋轉變壓器包括旋轉變壓器定子、旋轉變壓器轉子，旋轉變壓器轉子過盈安裝在驅動轉軸上，旋轉變壓器定子位于旋轉變壓器轉子外部，卡簧卡在旋轉變壓器定子和轉動關節外殼上，旋轉變壓器定子通過卡簧螺釘固定在轉動關節外殼上，卡簧螺釘中部穿過卡簧，轉動關節外殼上安裝水液壓管接頭、電纜水密連接頭，水液壓管接頭設置通孔，通孔連通至轉動關節外殼內部，從水液壓管接頭進入的液體驅動驅動轉子和驅動轉軸相對于驅動定子旋轉，電纜水密連接頭通過電纜線連接旋轉變壓器定子。?

4、第一級手臂包括四個支撐桿，四個支撐桿成上下兩行排列，每行有兩個支撐桿，四個支撐桿為的中空結構，第二級手臂結構與第一級手臂的結構相同。?

5、首端關節、N個中間關節、末端關節的安裝角度不同。?

本發明中包括的中間關節個數為N個，第一級手臂的個數也為N個，N＝(1，2，…5)。本發明的有益效果：?

1.通過四根中空的支撐桿組成的機械手手臂結構可以滿足水下機械手在展開作業時機械手作業空間廣，回收于載體水下機器人時機械手占用體較小。?

2.通過中空密封支撐桿組成的機械手手臂提供浮力，可以減少機械手水中重量，同時減少水下機械手運動作業時對其載體水下機器人縱傾和橫傾的影響。?

3.機械手四桿支撐結構組成的關節手臂滿足模塊化設計，可通過各關節之間組合變換改變機械手的組成形式或者改變機械手的自由度安排。?