一種遙控水下機(jī)器人的抓斗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抓斗裝置，具體是指一種適用于遙控水下機(jī)器人的抓斗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]遙控水下機(jī)器人在水下作業(yè)時，時常需要攜帶一些作業(yè)裝備。其中機(jī)械手是常規(guī)的一種配置，其特別適用于進(jìn)行水下操作，例如進(jìn)行水下焊接、水下裝配或水下清洗等。但是在機(jī)械手在抓取一些較大的物體，特別是橢圓形物體時，存在一定的困難，導(dǎo)致水下作業(yè)的效率降低。
[0003]基于上述，目前亟需提出一種適用于遙控水下機(jī)器人的抓斗裝置，其適于抓取一些體積較大的橢圓形物體，以提高水下作業(yè)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種遙控水下機(jī)器人的抓斗裝置，具有體積小、成本低、耐壓等優(yōu)點，適合遙控水下機(jī)器人對圓滑或不規(guī)則物體的水下抓取操作。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種遙控水下機(jī)器人的抓斗裝置，包含:旋轉(zhuǎn)模塊，其通過水密連接器與遙控水下機(jī)器人的控制系統(tǒng)連接，使該旋轉(zhuǎn)模塊產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)形成圓周運(yùn)動;傳動模塊，其與所述的旋轉(zhuǎn)模塊連接，將旋轉(zhuǎn)模塊的圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為橫向運(yùn)動;抓具模塊，其與所述的傳動模塊連接，在傳動模塊橫向運(yùn)動的控制下，使抓具模塊產(chǎn)生開合運(yùn)動，以對水下目標(biāo)進(jìn)行合圍式抓取。
[0006]所述的旋轉(zhuǎn)模塊設(shè)置在密封殼體內(nèi)，包含:水密連接器，其通過電纜與遙控水下機(jī)器人的控制系統(tǒng)連接;電機(jī)控制單元，其與所述的水密連接器通過電路連接，經(jīng)由該水密連接器接收由控制系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)動控制信號，并將其轉(zhuǎn)換為電機(jī)控制信號;直流電機(jī)，其與所述的電機(jī)控制單元通過電路連接，根據(jù)電機(jī)控制單元輸出的電機(jī)控制信號正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動;動力傳動單元，其與所述的直流電機(jī)的輸出軸連接，傳遞直流電機(jī)輸出的驅(qū)動力；轉(zhuǎn)動件，其與所述的動力傳動單元連接，通過動力傳動單元將直流電機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)動力矩傳遞至轉(zhuǎn)動件，使轉(zhuǎn)動件隨直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動。
[0007]所述的密封殼體包含:密封筒，所述的電機(jī)控制單元和直流電機(jī)均設(shè)置在該密封筒內(nèi)，且直流電機(jī)通過電機(jī)支座與密封筒固定連接;端蓋，其設(shè)置在所述的密封筒的一端，且與密封筒之間通過第一 O型密封圈密封連接;所述的電機(jī)控制單元通過連接件與端蓋固定連接;隔套，其截面呈凸形，設(shè)置在所述的密封筒的另一端，且與密封筒之間通過第二O型密封圈密封連接。
[0008]所述的動力傳動單元包含:磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子，其設(shè)置在隔套內(nèi)，且中心開設(shè)有D形孔，直流電機(jī)的輸出軸穿過該D形孔與磁親合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子連接并帶動其轉(zhuǎn)動；內(nèi)磁鐵，其設(shè)置在隔套內(nèi)，且圍繞磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子的周向設(shè)置；內(nèi)陶瓷滾動軸承，其設(shè)置在隔套內(nèi)，且位于磁親合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子與電機(jī)支座之間；磁親合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子，其設(shè)置在隔套外；所述的轉(zhuǎn)動件套設(shè)在該磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子的外部且與其連接;外磁鐵，其設(shè)置在隔套外，且圍繞磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子的周向設(shè)置;外陶瓷滾動軸承，其設(shè)置在磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)一端，且位于磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子與隔套之間;滑動軸承，其設(shè)置在磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)另一端，且位于磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子與隔套之間；所述的內(nèi)陶瓷滾動軸承使磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子繞電機(jī)支座轉(zhuǎn)動，所述的外陶瓷滾動軸承和滑動軸承使磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子繞隔套轉(zhuǎn)動，通過內(nèi)磁鐵和外磁鐵之間的磁力作用，使磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子帶動與其連接的轉(zhuǎn)動件跟隨磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子以及直流電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動，從而將直流電機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)動力矩傳遞至轉(zhuǎn)動件。
[0009]所述的旋轉(zhuǎn)模塊還包含旋轉(zhuǎn)變壓器，其設(shè)置在隔套內(nèi)，且位于直流電機(jī)與磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子之間；該旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)轉(zhuǎn)子與直流電機(jī)的輸出軸之間通過過盈配合，旋轉(zhuǎn)變壓器外轉(zhuǎn)子通過半圓形卡圈與電機(jī)支座固定連接;該旋轉(zhuǎn)變壓器與所述的電機(jī)控制單元通過電路連接，向電機(jī)控制單元傳送其采集到的直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度信號。
[0010]所述的電機(jī)控制單元包含:單片機(jī)，其與所述的水密連接器通過電路連接，經(jīng)由該水密連接器接收由控制系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)動控制信號;變壓器解碼板，其與所述的旋轉(zhuǎn)變壓器通過電路連接，接收處理由旋轉(zhuǎn)變壓器采集到的直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度信號，并將該旋轉(zhuǎn)角度信號傳送至單片機(jī);繼電器電路，其與所述的直流電機(jī)通過電路連接，單片機(jī)根據(jù)接收到的運(yùn)動控制信號和旋轉(zhuǎn)角度信號，控制繼電器電路的導(dǎo)通或關(guān)斷，使直流電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動。
[0011]所述的電機(jī)控制單元還包含電源模塊，其為單片機(jī)、繼電器電路以及變壓器解碼板提供工作電源。
[0012]所述的傳動模塊包含:齒輪，其通過內(nèi)六角螺釘與所述的轉(zhuǎn)動件連接，在轉(zhuǎn)動件帶動下與其同軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動;一對斜齒條，分別設(shè)置在所述的齒輪的兩側(cè)且與齒輪連接，其隨齒輪的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)進(jìn)行伸縮運(yùn)動;輔助固定結(jié)構(gòu)，其套設(shè)在齒輪上，將一對斜齒條限定在輔助固定結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)動件之間的凹槽內(nèi)進(jìn)行橫向運(yùn)動。
[0013]所述的抓具模塊包含:連接支架，其與所述的輔助固定結(jié)構(gòu)固定連接；一對手形架，均與所述的連接支架連接，且每個手形架與對應(yīng)的斜齒條連接，隨斜齒條的伸縮進(jìn)行打開或閉合的運(yùn)動，對水下目標(biāo)進(jìn)行合圍式抓取。
[0014]綜上所述，本發(fā)明所提供的遙控水下機(jī)器人的抓斗裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果:
1、具有手形合圍式抓具模塊，特別適合圓滑或不規(guī)則物體的水下抓取操作；
2、具有較小的體積，減小遙控水下機(jī)器人在水下航行時所受到的阻力，并且降低成本；
3、通信控制采用RS485模式，可滿足遠(yuǎn)程控制的要求；
4、旋轉(zhuǎn)模塊采用商用密封圈進(jìn)行密封，使遙控水下機(jī)器人的抓斗裝置具有良好的密封性和水下耐壓性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明中的遙控水下機(jī)器人的抓斗裝置的外形示意圖；
圖2為本發(fā)明中的旋轉(zhuǎn)模塊的結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖3為本發(fā)明中的旋轉(zhuǎn)模塊的工作原理框圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合圖1?圖3，詳細(xì)說明本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
[0017]如圖1所示，為本發(fā)明提供的遙控水下機(jī)器人的抓斗裝置，包含:旋轉(zhuǎn)模塊，其通過水密連接器與遙控水下機(jī)器人的控制系統(tǒng)連接，以使該旋轉(zhuǎn)模塊產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)形成圓周運(yùn)動；傳動模塊，其與所述的旋轉(zhuǎn)模塊連接，將旋轉(zhuǎn)模塊的圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為橫向運(yùn)動;抓具模塊，其與所述的傳動模塊連接，在傳動模塊橫向運(yùn)動的控制下，使抓具模塊產(chǎn)生開合運(yùn)動，以對水下目標(biāo)進(jìn)行合圍式抓取。
[0018]如圖2和圖3所示，所述的旋轉(zhuǎn)模塊設(shè)置在密封殼體內(nèi)，包含:水密連接器3，其通過電纜與遙控水下機(jī)器人的控制系統(tǒng)連接，以實現(xiàn)與控制系統(tǒng)之間通過RS485進(jìn)行運(yùn)動控制；電機(jī)控制單元18，其與所述的水密連接器3通過電路連接，經(jīng)由該水密連接器3接收由控制系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)動控制信號，并將其轉(zhuǎn)換為電機(jī)控制信號;直流電機(jī)5，其與所述的電機(jī)控制單元18通過電路連接，根據(jù)電機(jī)控制單元18輸出的電機(jī)控制信號正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動;動力傳動單元，其與所述的直流電機(jī)5的輸出軸連接，傳遞直流電機(jī)5輸出的驅(qū)動力;轉(zhuǎn)動件9，其與所述的動力傳動單元連接，通過動力傳動單元將直流電機(jī)5的輸出軸的轉(zhuǎn)動力矩傳遞至轉(zhuǎn)動件9，使轉(zhuǎn)動件9隨直流電機(jī)5正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動。
[0019]所述的密封殼體包含:密封筒4，所述的電機(jī)控制單元18和直流電機(jī)5均設(shè)置在該密封筒4內(nèi)，以確保水密性，且直流電機(jī)5通過電機(jī)支座17與密封筒4固定連接;端蓋I，其設(shè)置在所述的密封筒4的一端，且與密封筒4之間通過第一 O型密封圈2密封連接;所述的電機(jī)控制單元18通過兩個連接件19與端蓋I固定連接;隔套7，其截面呈凸形，設(shè)置在所述的密封筒4的另一端，且與密封筒4之間通過第二 O型密封圈6密封連接。
[0020]所述的動力傳動單元包含:磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子14，其設(shè)置在隔套7內(nèi)，且中心開設(shè)有D形孔，直流電機(jī)5的輸出軸穿過該D形孔與磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子14連接并帶動其轉(zhuǎn)動；內(nèi)磁鐵13，其設(shè)置在隔套7內(nèi)，且圍繞磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子14的周向設(shè)置；內(nèi)陶瓷滾動軸承15，其設(shè)置在隔套7內(nèi)，且位于磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子14與電機(jī)支座17之間，使磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子14能夠繞電機(jī)支座17轉(zhuǎn)動;磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8，其設(shè)置在隔套7外，即隔套7將磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子14和磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8隔離;所述的轉(zhuǎn)動件9套設(shè)在該磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8的外部且與其連接;外磁鐵11，其設(shè)置在隔套7外，且圍繞磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8的周向設(shè)置;外陶瓷滾動軸承12，其設(shè)置在磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8的內(nèi)側(cè)一端，且位于磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8與隔套7之間，也就是該外陶瓷滾動軸承12也設(shè)置在隔套7外;滑動軸承16，其設(shè)置在磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8的內(nèi)側(cè)另一端，且位于磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8與隔套7之間，也就是該滑動軸承16也設(shè)置在隔套7外;所述的外陶瓷滾動軸承12和滑動軸承16能夠使磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8繞隔套7轉(zhuǎn)動;通過內(nèi)磁鐵13和外磁鐵11之間的磁力作用，使磁耦合聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子8帶動與其連接的轉(zhuǎn)動件9跟隨磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子14以及直流電機(jī)5的輸出軸轉(zhuǎn)動，從而將直流電機(jī)5的輸出軸的轉(zhuǎn)動力矩傳遞至轉(zhuǎn)動件9。
[0021]所述的旋轉(zhuǎn)模塊還包含旋轉(zhuǎn)變壓器10，其設(shè)置在隔套7內(nèi)，且位于直流電機(jī)5與磁耦合聯(lián)軸器內(nèi)轉(zhuǎn)子14之間；該旋轉(zhuǎn)變壓器10內(nèi)轉(zhuǎn)子與直流電機(jī)5的輸出軸之間通過過盈配合，旋轉(zhuǎn)變壓器10外轉(zhuǎn)子通過兩個半圓形卡圈與電機(jī)支座17固定連接;該旋轉(zhuǎn)變壓器10與所述的電機(jī)控制單元18通過電路連接，向電機(jī)控制單元18傳送其