一種強作業水下機器人用水下機械手腕部結構的製作方法

2023-04-27 20:54:26 2

專利名稱:一種強作業水下機器人用水下機械手腕部結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及水下機器人技術，具體地說是一種強作業水下機器人用水下機械手腕部結構。
背景技術：
目前人類開發和利用海洋得到迅速地發展，所涉及的海洋工程日益增多。具有作業功能的水下機器人得到了廣泛的應用。水下機器人的水下作業任務主要靠所攜帶的水下機械手和裝在機械手上的作業工具來完成。水下機械手為了有效地進行多樣的水下作業，一般應具有5或6個自由度並外加一個夾持功能，其中腕轉自由度是必需的。在現有技術中，腕部迴轉是利用絲槓螺母原理實現的，既用直線液壓缸驅動絲槓進動，帶動與腕套固連的螺母轉動以實現腕部迴轉功能。受機械結構限制這種形式腕部不能進行360°連續迴轉，無法滿足在水下像旋緊或旋鬆螺母等需要機械手連續迴轉的作業任務要求。另外，強作業水下機器人用水下機械手腕部需有較高的迴轉扭矩。高的迴轉扭矩就需要高的工作油壓，高的工作油壓會給密封帶來困難。為滿足強作業要求，油壓一般應為21MPa，在此壓力下，絲槓螺母結構旋轉密封處會產生洩漏。

發明內容為了克服上述不足，本發明的目的是提供一種供強作業水下機器人使用、可實現腕部360°連續迴轉、在高油壓下安全工作、重量輕、結構簡單的水下機械手腕部結構。
本發明技術方案是由腕後座、腕套、擺線馬達組件、長花鍵連軸節、軸套、轉套、向心滾針軸承、推力滾針軸承、短活塞杆、夾鉗轉動座組成，其中擺線齒輪馬達組件安裝在腕套一側空腔中，用密封螺釘將腕後座封在腕套的端面；長花鍵連軸節一端與擺線馬達組件插接，另一端插入轉套一端的內花鍵槽中；軸套安裝在轉套外、位於與長花鍵連軸節套接的一端；轉套一端設有柱形空腔，內置短活塞杆，夾鉗轉動座插裝於轉套的柱形空腔內，通過螺釘固連，封內置短活塞杆於所述柱形空腔內；向心滾針軸承套裝在轉套外圓表面，推力滾針軸承安裝在向心滾針軸承與夾鉗轉動座之間，以及軸套與轉套之間；其中在所述腕後座上開有2個通過油管與閥箱連接的腕轉油口及一通過油管與補償器連接的洩油口。
本發明具有如下優點1.本發明供強作業水下機器人使用，重量輕，結構簡單。
2.本發明採用擺線馬達組件，以滿足強作業水下機械手可360°連續迴轉的作業要求，通過腕轉油口改變進油方向，就改變了馬達的迴轉方向。
3.本發明所述擺線馬達組件的工作壓力高(可在21MPa油壓下使用)，迴轉扭矩高，高油壓下無洩漏，工作安全可靠。
圖1為本發明結構示意圖。
圖2為圖1的C向視圖。
圖3為圖1的D向視圖。
具體實施方式如圖1所示，本發明由腕後座1、腕套3、擺線馬達組件4、長花鍵連軸節5、軸套6、轉套7、向心滾針軸承8、推力滾針軸承9、短活塞杆10、夾鉗轉動座11組成，其中擺線馬達組件4安裝在腕套3一側空腔中，用密封螺釘2將腕後座1封在腕套3的端面；長花鍵連軸節5一端插入擺線馬達組件4中，另一端插入轉套7一端的內花鍵槽中；軸套6安裝在轉套7外、位於與長花鍵連軸節5套接的一端；轉套7一端設有柱形空腔，內置短活塞杆10，夾鉗轉動座11插裝於轉套7的柱形空腔內，通過螺釘15固連，封內置短活塞杆10於所述柱形空腔內；向心滾針軸承8套裝在轉套7外圓表面，推力滾針軸承9安裝在向心滾針軸承8與夾鉗轉動座11之間，以及軸套6與轉套7之間；在所述腕後座1上開有2個通過油管與閥箱連接的腕轉油口12及一通過油管與補償器連接的洩油口13。
本發明工作過程及原理為本發明實現腕部迴轉功能的執行元件選用重量輕、小排量、低轉速、端面配流的擺線齒輪馬達。擺線馬達組件4主要由配流盤、輔助配流盤、短花鍵軸、轉子、定子等部件組成，該馬達機械效率高，噪聲低，工作壓力高(可達21MP)。擺線馬達組件4通過螺釘安裝在腕套3左側空腔中。腕後座1緊靠腕套3左端面，用6個密封螺釘2與腕套3固連。在腕後座1上開有2個腕轉油口12及洩油口13。腕轉油口12，通過油管與外部閥箱連接，當通過腕轉油口12改變進油方向時就可改變機械手腕的迴轉方向。洩油口13通過油管與外部補償器連接，以保證機械手腕套3內部油壓始終高於外部海水壓力。長花鍵連軸節5左端插入擺線馬達組件4中，右端插入轉套7左端內花鍵槽中。當擺線馬達組件4轉動時，通過長花鍵連軸節5帶動轉套7旋轉。轉套7所受徑向負荷由向心滾針軸承6和軸套7來承受，其軸向負荷由推力滾針軸承9來承受。轉套7右端加工有柱形空腔，內置短活塞杆10，用於驅動機械手兩個夾鉗完成開閉運動(夾鉗未畫)。夾鉗轉動座11插入轉套7右端柱形空腔內並通過螺釘15與轉套7相連，夾鉗轉動座11隨轉套7轉動而轉動，在夾鉗轉動座11上可設置安裝孔，用於安裝其它水下作業工具，如液壓剪切器等。
為減少水下機械手腕部的體積和重量，腕後座1、腕套3、轉套7、夾鉗轉動座隨等選用鋁合金製成材料。
權利要求
1.一種強作業水下機器人用水下機械手腕部結構，其特徵在於由腕後座(1)、腕套(3)、擺線馬達組件(4)、長花鍵連軸節(5)、軸套(6)、轉套(7)、向心滾針軸承(8)、推力滾針軸承(9)、短活塞杆(10)、夾鉗轉動座(11)組成，其中擺線馬達組件(4)安裝在腕套(3)一側空腔中，用腕後座(1)封住腕套(3)的端面；長花鍵連軸節(5)一端與擺線馬達組件(4)插接，另一端插入轉套(7)一端的內花鍵槽中；軸套(6)安裝在轉套(7)外、位於與長花鍵連軸節(5)套接的一端；轉套(7)一端設有柱形空腔，內置短活塞杆(10)，夾鉗轉動座(11)插裝於轉套(7)的柱形空腔內，封內置短活塞杆(10)於所述柱形空腔內；向心滾針軸承(8)套裝在轉套(7)外圓表面，推力滾針軸承(9)安裝在向心滾針軸承(8)與夾鉗轉動座(11)之間，以及軸套(6)與轉套(7)之間。
2.按權利要求
1所述強作業水下機器人用水下機械手腕部結構，其特徵在於在所述腕後座(1)上開有2個通過油管與閥箱連接的腕轉油口(12)及一通過油管與補償器連接的洩油口(13)。
3.按權利要求
1所述強作業水下機器人用水下機械手腕部結構，其特徵在於夾鉗轉動座(11)上設置有安裝孔。
專利摘要
本發明公開一種強作業水下機器人用水下機械手腕部結構，包括擺線馬達組件等，其中擺線馬達組件安裝在腕套一側空腔中，用腕後座封住腕套的端面；長花鍵連軸節一端插入擺線馬達組件中，另一端插入轉套一端的內花鍵槽中；軸套安裝在轉套外、位於與長花鍵連軸節套接的一端；轉套一端設有柱形空腔，內置短活塞杆，夾鉗轉動座插裝於轉套的柱形空腔內，封內置短活塞杆於所述柱形空腔內；向心滾針軸承套裝在轉套外圓表面，推力滾針軸承安裝在向心滾針軸承與夾鉗轉動座之間，以及軸套與轉套之間。本發明可供強作業水下機器人使用，能實現腕部360°連續迴轉、在高油壓下安全工作，並具有重量輕、結構簡單特點。
文檔編號B25J17/00GK1990198SQ200510136710
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日
發明者張將, 胡克 申請人:中國科學院瀋陽自動化研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan