[發明專利]一種小型化水下液壓機械手手臂關節結構

有效

• 申請號: 201410246899.5
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104029215A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 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: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02;B25J13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種機械手手臂關節結構，特別是一種搭載于水下機器人的一種小型化水下液壓機械手手臂關節結構。

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。目前自治式水下機器人(AUV)由于其使用環境廣泛等優點，成為研究的熱點，但由于體積、重量以及能源等限制，適用于AUV的作業機械手很少；特別是搭載于AUV上驅動能力較強的小型化液壓機械手尤其少見。

目前，國內機械手臂結構大多采用“U型板框架式”和“圓筒式”結構，而且機械手驅動方式大多采用電機驅動和液壓驅動；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，其結構較為簡單，靈活性好，但該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，而且不能滿足機械手小型化的要求；如中國專利申請號為200620086859.X名稱為機械手手臂，該機械手采用幾組平行四連桿結構，液壓油缸驅動實現機械手近似垂直升降和近似水平伸縮的運動；但無法實現機械手關節轉動180°，而且機械手結構不能實現小型化。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠實現機械手關節180°轉動，且便于實現自動控制、結構緊湊的小型化水下液壓機械手手臂關節結構。

本發明的目的是這樣實現的：包括第一機械臂、第二機械臂、驅動機構，第一機械臂的前端與第二機械臂的后端通過轉動軸連接，驅動機構設置在第一機械臂與第二機械臂之間，其特征在于：所述驅動機構包括液壓缸、C型板和直板，液壓缸的缸體鉸接在第一機械臂上、缸桿與C型板中部鉸接，C型板的一端與第一機械臂鉸接、另一端與直板的一端鉸接，直板的另一端與第二機械臂鉸接。

本發明還可以包括：

1、第一機械臂是由兩個側板A和一個底板A連接組成，所述的第二機械臂是由兩個側板B和一個底板B連接組成，液壓缸的缸體鉸接在兩個側板A之間，驅動機構包括兩個C型板和兩個直板，兩個C型板的中部通過支撐桿連接，液壓缸的缸桿與支撐桿鉸接，每個C型板的一端與一個側板A鉸接、另一端與一個直板的一端鉸接且該直板的另一端與側板B鉸接。

2、轉動軸上設置位置檢測裝置，位置檢測裝置包括旋轉變壓器轉子、旋轉變壓器定子、外殼和旋轉變壓器輸出信號線，旋轉變壓器轉子與轉動軸過盈配合，旋轉變壓器定子套于旋轉變壓器轉子的外側并固定在外殼內側，外殼安裝在第二機械臂的兩個側板B上，旋轉變壓器輸出信號線從外殼中部通孔走線，并密封通孔。

3、直板的一端帶有Y形叉，C型板的一端插在Y形叉中通過連接銷釘實現C型板與直板的鉸接。

本發明的有益效果為：

1.通過將機械手手臂關節的小型化設計以及采用液壓驅動方式，使機械手手臂關節具有結構緊湊、體積重量小、驅動能力強等優點。

2.采用直線油缸與六鉸點機構實現關節的轉動，使關節轉動可達180°，實現了直線油缸驅動關節得到更大的轉動角度。

3.機械手關節內部集成位置檢測裝置，利用位置檢測裝置采集水下機械手關節作業的角度、角加速度信號，并將其傳遞回機械手控制系統中，有利于實現水下機械手閉環反饋控制。

4.采用模塊化原理設計機械手手臂關節結構，通過將本發明機械手手臂結構的自由組合，可改變機械手自由度形式或可滿足機械手多種結構組合方案。

附圖說明

圖1為本發明的結構三維視圖。

圖2為本發明的結構主視圖。

圖3為D處轉動軸軸向截面圖。

圖4為A處螺栓連接軸向截面圖。

圖5為C處支撐軸連接軸向截面圖。

圖6為B處支撐桿連接軸向截面圖。

圖7為E處支撐軸連接軸向截面圖。

圖8-a為外殼零件結構簡圖，圖8-b為外殼零件截面圖。

圖9為C型板零件結構簡圖。

圖10-a為Y形板零件截面圖，圖10-b為Y形板零件結構簡圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

本發明水下液壓機械手的重要組成部分，為機械手提供水下作業的驅動力，并且通過自身的位置檢測裝置反饋機械手作業關節的角度、角加速度等作業參數以便于上位機對機械手關節的控制；本發明專利采用油液壓驅動六絞點機構，使關節轉動可達180°，能夠為機械手提供較大的、平穩性強的驅動力矩，并且結構緊湊、體積重量小，滿足機械手小型化的設計要求。