[發明專利]一種兩級增力機構驅動式水下機電解脫裝置

有效

• 申請號: 201711361806.3
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108214542B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 殷寶吉;董亞鵬;唐文獻;張建;蘇世杰;陳斌斌;郭勝
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J15/04;B63C11/52
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種兩級增力機構驅動式水下機電解脫裝置，其工作時，動力源通過蝸桿帶動蝸輪旋轉，蝸輪通過鍵聯接帶動螺母軸旋轉，螺母軸通過其內部的螺紋副推動固定在機械手肩關節上的插頭套筒向下運動，同時帶動插座套筒在密封套筒中向下滑動，當插頭套筒運動到前述螺紋副的盡頭時，螺母軸失去對插頭套筒的懸掛約束，同時插頭套筒與密封套筒之間的密封性被解除，機械手在重力作用下與水下機器人分離，完成機電解脫。該裝置利用蝸輪蝸桿副與絲杠螺母副的串聯實現兩級增力和自鎖，釋放動作所需動力較小，且自鎖連接可靠，適用于水下作業機器人，也可應用于其他水下機電設備。

技術領域

本發明涉及水下作業機器人領域，特別是涉及一種適用于水下機器人與水下機械手進行分離的水下機電解脫裝置。

背景技術

隨著現代經濟的迅速發展，能源消耗不斷加快，陸上資源漸趨不足，越來越多的國家將發展目光投向了海洋，而對海洋的開發和利用，離不開各式各樣的水下機器人。水下機器人工作在復雜的海洋環境中，其自身安全面臨各種各樣的威脅。水下機器人在作業過程中，其配備的機械手可能會被水草、漁網、纜繩纏住或被水下石頭卡住而無法上浮，此時，迅速解脫機械手是水下機器人自救的唯一途徑。由于機械手在解脫前需要牢固的定位安裝，所需預緊力較大，較大的預緊力導致解脫力也較大，此外，水下機器人的可用空間有限，對解脫機構的小型化要求也較高，這些因素增加了機械手解脫裝置的設計難度。

專利號為201410023248.X名稱為“一種水下機器人應急釋放裝置”的專利文件設計的解脫機構，采用蝸輪蝸桿一級增力機構來處理預緊力與動力源之間的矛盾，但該專利未涉及電纜分離問題。專利號為201210404590.5名稱為“一種水下機電解脫裝置”的專利文件設計的解脫裝置，將機械手的解脫過程分成機械分離和電纜拉脫兩部分，占用空間較大。

發明內容

本發明專利的目的是提供一種結構緊湊、所需驅動力小且自鎖性能好，適用于水下機器人機械手的機電解脫裝置。該裝置在水下機器人作業時，為機械手提供牢固的定位安裝和預緊，在水下機器人發生危險時，可靠完成機械手與水下機器人的機電解脫。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種兩級增力機構驅動式水下機電解脫裝置，包括上底板、下底板、密封套筒、插頭套筒、插座套筒、螺母軸和蝸桿蝸輪組件，其特征在于：所述螺母軸為空心結構，且所述螺母軸采用軸承可轉動的設置在所述下底板上，且所述螺母軸由所述蝸桿蝸輪組件驅動轉動；

所述密封套筒固定在上底板上，所述密封套筒可上下移動的同軸套設于所述螺母軸內；

所述插座套筒可在所述插頭套筒的帶動下向下滑動的同軸設置在所述密封套筒內；

所述插頭套筒內設有與機械手線纜連接的電纜插頭，所述插座套筒內設有與電子艙線纜連接的電纜插座，所述電纜插頭與所述電纜插座連接設置；

所述插頭套筒與所述螺母軸的下端采用螺紋副連接，以便通過蝸桿蝸輪組件驅動螺母軸的轉動實現插頭套筒的上下移動，進而使所述插頭套筒懸掛或者脫離于所述螺母軸，實現機械手與水下機器人之間的連接或者解脫。

進一步，作為優選，所述密封套筒底部加工有鍵槽，在鍵槽的頂端加工有進水孔，當插座套筒的上端面與密封套筒的上端面在一個平面上時，插座套筒上的O型密封圈A在密封套筒的進水孔之外。

進一步，作為優選，當所述螺母軸與插頭套筒的螺紋副運動到盡頭時，螺母軸對插頭套筒失去了懸掛約束時，所述插頭套筒上的O型圈B位于所述密封套筒的進水孔之外，以便使得所述插頭套筒兩端壓力相等。

進一步，作為優選，所述蝸桿蝸輪組件的蝸桿的一端為圓形截面，且該圓形截面端通過聯軸器與動力源相連，所述蝸桿的另一端為矩形截面，該矩形截面與扳手配合。