專利名稱：水下機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水下機(jī)器人技術(shù)，具體地說(shuō)是一種強(qiáng)作業(yè)水下機(jī)器人用水下機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前人類開(kāi)發(fā)和利用海洋得到迅速地發(fā)展，所涉及的海洋工程日益增多。具有作業(yè)功能的水下機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。水下機(jī)器人的水下作業(yè)任務(wù)主要靠所攜帶的水下機(jī)械手和裝在機(jī)械手上的作業(yè)工具來(lái)完成。水下機(jī)械手為了有效地進(jìn)行多樣的水下作業(yè)，一般應(yīng)具有5或6個(gè)自由度并外加一個(gè)夾持功能，其中腕轉(zhuǎn)自由度是必需的。在現(xiàn)有技術(shù)中，腕部回轉(zhuǎn)是利用絲杠螺母原理實(shí)現(xiàn)的，既用直線液壓缸驅(qū)動(dòng)絲杠進(jìn)動(dòng)，帶動(dòng)與腕套固連的螺母轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)腕部回轉(zhuǎn)功能。受機(jī)械結(jié)構(gòu)限制這種形式腕部不能進(jìn)行360°連續(xù)回轉(zhuǎn)，無(wú)法滿足在水下像旋緊或旋松螺母等需要機(jī)械手連續(xù)回轉(zhuǎn)的作業(yè)任務(wù)要求。另外，強(qiáng)作業(yè)水下機(jī)器人用水下機(jī)械手腕部需有較高的回轉(zhuǎn)扭矩。高的回轉(zhuǎn)扭矩就需要高的工作油壓，高的工作油壓會(huì)給密封帶來(lái)困難。為滿足強(qiáng)作業(yè)要求，油壓一般應(yīng)為21MPa，在此壓力下，絲杠螺母結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)密封處會(huì)產(chǎn)生泄漏。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種供強(qiáng)作業(yè)水下機(jī)器人使用、可實(shí)現(xiàn)腕部360°連續(xù)回轉(zhuǎn)、在高油壓下安全工作、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的水下機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型技術(shù)方案是由腕后座、腕套、擺線馬達(dá)組件、長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)、軸套、轉(zhuǎn)套、向心滾針軸承、推力滾針軸承、短活塞桿、夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座組成，其中擺線齒輪馬達(dá)組件安裝在腕套一側(cè)空腔中，用密封螺釘將腕后座封在腕套的端面；長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)一端與擺線馬達(dá)組件插接，另一端插入轉(zhuǎn)套一端的內(nèi)花鍵槽中；軸套安裝在轉(zhuǎn)套外、位于與長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)套接的一端；轉(zhuǎn)套一端設(shè)有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿，夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座插裝于轉(zhuǎn)套的柱形空腔內(nèi)，通過(guò)螺釘固連，封內(nèi)置短活塞桿于所述柱形空腔內(nèi)；向心滾針軸承套裝在轉(zhuǎn)套外圓表面，推力滾針軸承安裝在向心滾針軸承與夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座之間，以及軸套與轉(zhuǎn)套之間；其中在所述腕后座上開(kāi)有2個(gè)通過(guò)油管與閥箱連接的腕轉(zhuǎn)油口及一通過(guò)油管與補(bǔ)償器連接的泄油口。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型供強(qiáng)作業(yè)水下機(jī)器人使用，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
2.本實(shí)用新型采用擺線馬達(dá)組件，以滿足強(qiáng)作業(yè)水下機(jī)械手可360°連續(xù)回轉(zhuǎn)的作業(yè)要求，通過(guò)腕轉(zhuǎn)油口改變進(jìn)油方向，就改變了馬達(dá)的回轉(zhuǎn)方向。
3.本實(shí)用新型所述擺線馬達(dá)組件的工作壓力高(可在21MPa油壓下使用)，回轉(zhuǎn)扭矩高，高油壓下無(wú)泄漏，工作安全可靠。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)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(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型由腕后座1、腕套3、擺線馬達(dá)組件4、長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)5、軸套6、轉(zhuǎn)套7、向心滾針軸承8、推力滾針軸承9、短活塞桿10、夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座11組成，其中擺線馬達(dá)組件4安裝在腕套3一側(cè)空腔中，用密封螺釘2將腕后座1封在腕套3的端面；長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)5一端插入擺線馬達(dá)組件4中，另一端插入轉(zhuǎn)套7一端的內(nèi)花鍵槽中；軸套6安裝在轉(zhuǎn)套7外、位于與長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)5套接的一端；轉(zhuǎn)套7一端設(shè)有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿10，夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座11插裝于轉(zhuǎn)套7的柱形空腔內(nèi)，通過(guò)螺釘15固連，封內(nèi)置短活塞桿10于所述柱形空腔內(nèi)；向心滾針軸承8套裝在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)座11之間，以及軸套6與轉(zhuǎn)套7之間；在所述腕后座1上開(kāi)有2個(gè)通過(guò)油管與閥箱連接的腕轉(zhuǎn)油口12及一通過(guò)油管與補(bǔ)償器連接的泄油口13。
本實(shí)用新型工作過(guò)程及原理為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)腕部回轉(zhuǎn)功能的執(zhí)行元件選用重量輕、小排量、低轉(zhuǎn)速、端面配流的擺線齒輪馬達(dá)。擺線馬達(dá)組件4主要由配流盤、輔助配流盤、短花鍵軸、轉(zhuǎn)子、定子等部件組成，該馬達(dá)機(jī)械效率高，噪聲低，工作壓力高(可達(dá)21MP)。擺線馬達(dá)組件4通過(guò)螺釘安裝在腕套3左側(cè)空腔中。腕后座1緊靠腕套3左端面，用6個(gè)密封螺釘2與腕套3固連。在腕后座1上開(kāi)有2個(gè)腕轉(zhuǎn)油口12及泄油口13。腕轉(zhuǎn)油口12，通過(guò)油管與外部閥箱連接，當(dāng)通過(guò)腕轉(zhuǎn)油口12改變進(jìn)油方向時(shí)就可改變機(jī)械手腕的回轉(zhuǎn)方向。泄油口13通過(guò)油管與外部補(bǔ)償器連接，以保證機(jī)械手腕套3內(nèi)部油壓始終高于外部海水壓力。長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)5左端插入擺線馬達(dá)組件4中，右端插入轉(zhuǎn)套7左端內(nèi)花鍵槽中。當(dāng)擺線馬達(dá)組件4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)5帶動(dòng)轉(zhuǎn)套7旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)套7所受徑向負(fù)荷由向心滾針軸承6和軸套7來(lái)承受，其軸向負(fù)荷由推力滾針軸承9來(lái)承受。轉(zhuǎn)套7右端加工有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿10，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手兩個(gè)夾鉗完成開(kāi)閉運(yùn)動(dòng)(夾鉗未畫)。夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座11插入轉(zhuǎn)套7右端柱形空腔內(nèi)并通過(guò)螺釘15與轉(zhuǎn)套7相連，夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座11隨轉(zhuǎn)套7轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，在夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座11上可設(shè)置安裝孔，用于安裝其它水下作業(yè)工具，如液壓剪切器等。
為減少水下機(jī)械手腕部的體積和重量，腕后座1、腕套3、轉(zhuǎn)套7、夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座隨等選用鋁合金制成材料。
權(quán)利要求1.一種水下機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)，其特征在于由腕后座(1)、腕套(3)、擺線馬達(dá)組件(4)、長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)(5)、軸套(6)、轉(zhuǎn)套(7)、向心滾針軸承(8)、推力滾針軸承(9)、短活塞桿(10)、夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座(11)組成，其中擺線馬達(dá)組件(4)安裝在腕套(3)一側(cè)空腔中，用腕后座(1)封住腕套(3)的端面；長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)(5)一端與擺線馬達(dá)組件(4)插接，另一端插入轉(zhuǎn)套(7)一端的內(nèi)花鍵槽中；軸套(6)安裝在轉(zhuǎn)套(7)外、位于與長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)(5)套接的一端；轉(zhuǎn)套(7)一端設(shè)有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿(10)，夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座(11)插裝于轉(zhuǎn)套(7)的柱形空腔內(nèi)，封內(nèi)置短活塞桿(10)于所述柱形空腔內(nèi)；向心滾針軸承(8)套裝在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)座(11)之間，以及軸套(6)與轉(zhuǎn)套(7)之間。
2.按權(quán)利要求1所述水下機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述腕后座(1)上開(kāi)有2個(gè)通過(guò)油管與閥箱連接的腕轉(zhuǎn)油口(12)及一通過(guò)油管與補(bǔ)償器連接的泄油口(13)。
3.按權(quán)利要求1所述水下機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)，其特征在于夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座(11)上設(shè)置有安裝孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種強(qiáng)作業(yè)水下機(jī)器人用水下機(jī)械手腕部結(jié)構(gòu)，包括擺線馬達(dá)組件等，其中擺線馬達(dá)組件安裝在腕套一側(cè)空腔中，用腕后座封住腕套的端面；長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)一端插入擺線馬達(dá)組件中，另一端插入轉(zhuǎn)套一端的內(nèi)花鍵槽中；軸套安裝在轉(zhuǎn)套外、位于與長(zhǎng)花鍵連軸節(jié)套接的一端；轉(zhuǎn)套一端設(shè)有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿，夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座插裝于轉(zhuǎn)套的柱形空腔內(nèi)，封內(nèi)置短活塞桿于所述柱形空腔內(nèi)；向心滾針軸承套裝在轉(zhuǎn)套外圓表面，推力滾針軸承安裝在向心滾針軸承與夾鉗轉(zhuǎn)動(dòng)座之間，以及軸套與轉(zhuǎn)套之間。本實(shí)用新型可供強(qiáng)作業(yè)水下機(jī)器人使用，能實(shí)現(xiàn)腕部360°連續(xù)回轉(zhuǎn)、在高油壓下安全工作，并具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25J17/00GK2875727SQ20052014599
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者張將, 胡克 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所