[發明專利]一種用于水下作業訓練的大型機械臂

在審

• 申請號: 202110430465.0
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113172612A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 韓亮亮;楊健;卓新;張文奇;谷程鵬;王苑;浣上;晁建剛;王衛軍;王治易;施飛舟
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: B25J9/04
• 分類號: B25J9/04;B25J9/10;B25J9/12;B25J19/00;B25J19/02;B25J19/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

1.一種用于水下作業訓練的大型機械臂，其特征在于，包括：水下基座(1)、多個關節結構、臂桿結構Ⅰ(4)、臂桿結構Ⅱ(6)和末端執行器(10)；其中，多個關節結構，包括：肩回轉關節(2)、肩俯仰關節(3)、肘俯仰關節(5)、腕俯仰關節(7)、腕偏航關節(8)和腕回轉關節(9)；

肩回轉關節(2)、肩俯仰關節(3)、臂桿結構Ⅰ(4)、肘俯仰關節(5)、臂桿結構Ⅱ(6)、腕俯仰關節(7)、腕偏航關節(8)、腕回轉關節(9)和末端執行器(10)依次連接；其中，肩回轉關節(2)豎直安裝在水下基座(1)上，肩回轉關節(2)與肩俯仰關節(3)正交設置，肩俯仰關節(3)與臂桿結構Ⅰ(4)正交設置，臂桿結構Ⅰ(4)與肘俯仰關節(5)正交設置，肘俯仰關節(5)與臂桿結構Ⅱ(6)正交設置，臂桿結構Ⅱ(6)與腕俯仰關節(7)正交設置，腕俯仰關節(7)與腕偏航關節(8)正交設置，腕偏航關節(8)與腕回轉關節(9)正交設置，腕回轉關節(9)與末端執行器(10)同軸設置。

2.根據權利要求1所述的用于水下作業訓練的大型機械臂，其特征在于，還包括：肩部相機(11)；其中，肩部相機(11)通過支架安裝在水下基座(1)上。

3.根據權利要求1所述的用于水下作業訓練的大型機械臂，其特征在于，還包括：肘部相機(12)；其中，肘部相機(12)螺接安裝在肘俯仰關節(5)側面。

4.根據權利要求1所述的用于水下作業訓練的大型機械臂，其特征在于，還包括：腕部相機(13)和末端避障傳感器(14)；其中，腕部相機(13)和末端避障傳感器(14)螺接安裝在末端執行器(10)上。

5.根據權利要求1所述的用于水下作業訓練的大型機械臂，其特征在于，各關節結構的傳動結構相同，包括：直流無刷伺服電機(101)、直角行星減速器(102)、齒輪Ⅰ(103)、齒輪Ⅱ(104)、減速器(105)、絕對位置傳感器(106)、輸出軸(107)、下框蓋(108)、角接觸球軸承(109)、下框體(110)、上框體(111)、上框蓋(112)、控制器(113)、中空軸(114)、中框體(115)、動密封結構Ⅰ(116)和電連接器(117)；其中，齒輪Ⅰ(103)的直徑小于齒輪Ⅱ(104)的直徑；

直流無刷伺服電機(101)集成旋變及抱閘，直流無刷伺服電機(101)與直角行星減速器(102)連接，再通過齒輪Ⅰ(103)和齒輪Ⅱ(104)將旋轉運動傳到減速器(105)的輸入端；減速器(105)的輸出端將旋轉運動傳到輸出軸(107)；輸出軸(107)與中框體(115)之間由一對角接觸球軸承(109)支撐，并通過下框蓋(108)與下框體(110)形成一體結構；下框體(110)與上框體(111)之通過動密封結構Ⅰ(116)連接；輸出軸(107)與中空軸(114)連接，絕對位置傳感器(106)固定在中空軸(114)上；控制器(113)安裝在關節輸入端的上框蓋(112)上，電連接器(117)安裝在下框蓋(108)上，控制器(113)與電連接器(117)之間的電纜通過中空軸(114)連接；其中，絕對位置傳感器(106)用于對關節結構的旋轉角度和位置數據進行采集。

6.根據權利要求5所述的用于水下作業訓練的大型機械臂，其特征在于，動密封結構Ⅰ(116)，包括：靜套(501)、動套(502)、動密封圈Ⅰ(5031)、動密封圈Ⅱ(5032)、靜密封圈Ⅰ(5081)和靜密封圈Ⅱ(5082)；

靜套(501)安裝在中框體(115)上，動套(502)安裝在下框體(110)上；其中，靜套(501)與中框體(115)之間設置有靜密封圈Ⅰ(5081)，動套(502)與下框體(110)之間設置有靜密封圈Ⅱ(5082)；

靜套(501)與動套(502)嵌套安裝，形成密封圈槽體和油槽(504)；動密封圈Ⅰ(5031)和動密封圈Ⅱ(5032)位于密封圈槽體內、油槽(504)左右兩側。