專利名稱：小型電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種水下作業(yè)機(jī)械手，具體地說是一種采用電動機(jī)為驅(qū)動元件的小型機(jī)械手的擺動關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
水下機(jī)器人是現(xiàn)代海洋環(huán)境監(jiān)測及資源開發(fā)的重要工具，隨著其工作范圍，作業(yè)要求的不斷提高，對其作業(yè)工具也提出了更高的要求。目前，無人無纜水下機(jī)器人由于其工作范圍大、隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)，成為了研究的熱點(diǎn)，對其作業(yè)工具的改進(jìn)和作業(yè)能力的完善也將進(jìn)一步提升其工作效率、擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。而由于體積、重量、能源等條件的限制，適用于無人無纜水下機(jī)器人的作業(yè)機(jī)械手很少，現(xiàn)有的水下電動機(jī)械手關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于整體的小型化，且在深度較大時，密封殼內(nèi)通常需要充油進(jìn)行壓力補(bǔ)償，既影響電機(jī)效率，又容易污染環(huán)境，如專利申請?zhí)枮?00610046218. 6、名稱為“一種水下電動機(jī)械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)”和專利申請?zhí)枮?008102^973. 7、名稱為“一種水下電動機(jī)械手關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)”的專利文件中公開的技術(shù)方案等。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可適應(yīng)于大深度微小型水下機(jī)器人的不需充油壓力補(bǔ)償?shù)乃码妱訖C(jī)械手的擺動關(guān)節(jié)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括機(jī)械臂、設(shè)置在機(jī)械臂一端的擺動機(jī)構(gòu)和設(shè)置在機(jī)械臂另一端的擺動連接板；擺動機(jī)構(gòu)包括擺動機(jī)構(gòu)外殼、擺動機(jī)構(gòu)殼蓋、由蝸輪蝸桿組成的傳動裝置；所述機(jī)械臂包括機(jī)械臂外殼、設(shè)置在機(jī)械臂外殼中的驅(qū)動電機(jī)和水密電纜插座，驅(qū)動電機(jī)的輸出通過聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動蝸桿；擺動連接板設(shè)置在機(jī)械臂外殼的殼蓋上；聯(lián)軸節(jié)上安裝格萊圈實(shí)現(xiàn)動密封；水密電纜插座穿過機(jī)械臂外殼實(shí)現(xiàn)靜密封；機(jī)械臂外殼的殼蓋上安裝0型圈實(shí)現(xiàn)靜密封。本實(shí)用新型還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征1、所述聯(lián)軸節(jié)由角接觸軸承支撐，所述蝸桿由兩端的蝸桿滑動軸承支撐，滑動軸承安裝在擺動機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)。2、所述蝸輪兩端有蝸輪滑動軸承，一個蝸輪滑動軸承安裝于擺動機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)，另一個蝸輪滑動軸承安裝與擺動機(jī)構(gòu)殼蓋上。本實(shí)用新型所描述的擺動關(guān)節(jié)直接在電機(jī)輸出軸方向進(jìn)行動密封，減小了關(guān)節(jié)尺寸，采用角接觸球軸承可以承受很大的環(huán)境外壓，并通過蝸輪蝸桿傳動，在使關(guān)節(jié)具有自鎖功能的同時，又可以通過調(diào)整其安裝方向來改變關(guān)節(jié)擺動方向，使多個擺動關(guān)節(jié)串聯(lián)組成的整個機(jī)械手自由度具有更大的靈活性。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是采用角接觸軸承和格萊圈的承載與動密封方式，利用格萊圈密封可以承受較大壓差的優(yōu)勢，可使機(jī)械臂不用進(jìn)行充油壓力補(bǔ)償，同時將外部壓力通過聯(lián)軸節(jié)傳遞到角接觸軸承上，減小了電機(jī)軸上的軸向力，這樣的結(jié)構(gòu)大大簡化了關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)， 減輕了關(guān)節(jié)重量，進(jìn)一步減小了電機(jī)的功率、體積，更有利于機(jī)械手關(guān)節(jié)的小型化；采用蝸輪蝸桿傳動可實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)自鎖，擺動連接板的連接方式更有利于機(jī)械手關(guān)節(jié)的模塊化。

圖1是本小型水下電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)的整體結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是本小型水下電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)的整體剖面圖；圖3是本小型水下電動機(jī)械手?jǐn)[動機(jī)構(gòu)剖面圖；圖4是本小型水下電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)的擺動機(jī)構(gòu)外殼1結(jié)構(gòu)簡圖；圖5是本小型水下電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)的擺動機(jī)構(gòu)殼蓋沈結(jié)構(gòu)簡圖；圖6是本小型水下電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)的機(jī)械臂外殼31結(jié)構(gòu)簡圖；圖7是本小型水下電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)的機(jī)械臂殼蓋19結(jié)構(gòu)簡圖；圖8是本小型水下電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)的擺動連接板20結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖1、圖2，本實(shí)用新型的主要構(gòu)成包括擺動機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂及擺動連接等主要部分，機(jī)械臂是本實(shí)用新型的主體，包括機(jī)械臂外殼31、驅(qū)動電機(jī)12、電機(jī)連接板11、角接觸軸承8、聯(lián)軸節(jié)6、格萊圈7、水密電纜插座14等主要部件，擺動機(jī)構(gòu)包括擺動機(jī)構(gòu)外殼1、 擺動機(jī)構(gòu)殼蓋沈、蝸桿3、蝸輪22、蝸輪軸23、以及蝸桿、蝸輪軸的滑動軸承等，擺動連接部分包括機(jī)械臂殼蓋19和擺動連接板20。其中驅(qū)動電機(jī)12通過電機(jī)連接螺釘10安裝到電機(jī)連接板11上，再由電機(jī)連接板螺釘9將其安裝到機(jī)械臂外殼31中，角接觸軸承8安裝到機(jī)械臂外殼31中，聯(lián)軸節(jié)6安裝到角接觸軸承8中，聯(lián)軸節(jié)6上安裝格萊圈7，實(shí)現(xiàn)與機(jī)械臂外殼31的動密封，水密電纜21 通過機(jī)械臂外殼31定位孔中的水密電纜插座14與驅(qū)動電機(jī)12電纜連接，并通過電纜插座密封圈16實(shí)現(xiàn)靜密封，通過電纜插座墊片13定向，通過和電纜插座螺母15鎖緊，機(jī)械臂殼蓋19通過機(jī)械臂殼蓋連接螺栓30和機(jī)械臂密封圈17與機(jī)械臂外殼31連接并實(shí)現(xiàn)靜密封， 擺動連接板20通過擺動連接板連接螺釘18與機(jī)械臂殼蓋19連接。結(jié)合圖2、圖3，擺動機(jī)構(gòu)外殼1內(nèi)安裝蝸桿內(nèi)側(cè)滑動軸承2和蝸輪內(nèi)側(cè)滑動軸承 25，蝸桿3 —端安裝在蝸桿內(nèi)側(cè)滑動軸承2中，另一端由安裝在擺動機(jī)構(gòu)外殼1內(nèi)的蝸桿外側(cè)滑動軸承4定位，同時蝸桿外側(cè)滑動軸承4也支撐聯(lián)軸節(jié)6，蝸輪軸23 —端安裝在蝸輪內(nèi)側(cè)滑動軸承25中，通過蝸輪連接鍵M連接蝸輪22，蝸輪軸23另一端通過安裝在擺動機(jī)構(gòu)殼蓋沈中的蝸輪外側(cè)滑動軸承27定位，擺動機(jī)構(gòu)殼蓋沈通過擺動機(jī)構(gòu)殼蓋連接螺釘28 與擺動機(jī)構(gòu)外殼1連接，擺動機(jī)構(gòu)外殼1通過擺動機(jī)構(gòu)連接螺栓5和擺動機(jī)構(gòu)連接螺釘四與機(jī)械臂外殼31連接。本實(shí)用新型的工作原理如下驅(qū)動電機(jī)12為帶絕對式編碼器的直流減速電機(jī)，可按具體轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)矩要求選型， 通過水密電纜21傳遞控制信號并反饋位置信息，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)12的轉(zhuǎn)動位置控制，水密電纜21、水密電纜插座14和電纜插座螺母15可選購浩瀚電子科技有限公司代理的Subcorm水密連接器的微型扁平9芯水密連接器；電機(jī)正反轉(zhuǎn)會帶動蝸桿3轉(zhuǎn)動，蝸桿3與蝸輪22 嚙合傳動，并實(shí)現(xiàn)蝸輪軸23擺動運(yùn)動，進(jìn)而驅(qū)動下一關(guān)節(jié)的運(yùn)動；而本關(guān)節(jié)的運(yùn)動方向由機(jī)械臂殼蓋19的安裝方向決定，擺動連接板20與上一關(guān)節(jié)的蝸輪軸23連接即可實(shí)現(xiàn)本關(guān)節(jié)的擺動運(yùn)動。
權(quán)利要求1.一種小型電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)，包括機(jī)械臂、設(shè)置在機(jī)械臂一端的擺動機(jī)構(gòu)和設(shè)置在機(jī)械臂另一端的擺動連接板；其特征是擺動機(jī)構(gòu)包括擺動機(jī)構(gòu)外殼、擺動機(jī)構(gòu)殼蓋、由蝸輪蝸桿組成的傳動裝置；所述機(jī)械臂包括機(jī)械臂外殼、設(shè)置在機(jī)械臂外殼中的驅(qū)動電機(jī)和水密電纜插座，驅(qū)動電機(jī)的輸出通過聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動蝸桿；擺動連接板設(shè)置在機(jī)械臂外殼的殼蓋上；聯(lián)軸節(jié)上安裝格萊圈；水密電纜插座穿過機(jī)械臂外殼；機(jī)械臂外殼的殼蓋上安裝0 型圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)，其特征是所述聯(lián)軸節(jié)由角接觸軸承支撐，所述蝸桿由兩端的蝸桿滑動軸承支撐，滑動軸承安裝在擺動機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)，其特征是所述蝸輪兩端有蝸輪滑動軸承，一個蝸輪滑動軸承安裝于擺動機(jī)構(gòu)外殼內(nèi)，另一個蝸輪滑動軸承安裝與擺動機(jī)構(gòu)殼蓋上。
專利摘要本實(shí)用新型提供的是一種小型電動機(jī)械手?jǐn)[動關(guān)節(jié)。包括機(jī)械臂、擺動機(jī)構(gòu)和擺動連接板；擺動機(jī)構(gòu)包括擺動機(jī)構(gòu)外殼、殼蓋、由蝸輪蝸桿組成的傳動裝置；所述機(jī)械臂包括機(jī)械臂外殼、設(shè)置在機(jī)械臂外殼中的驅(qū)動電機(jī)和水密電纜插座，驅(qū)動電機(jī)的輸出通過聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動蝸桿；擺動連接板設(shè)置在機(jī)械臂外殼的殼蓋上；聯(lián)軸節(jié)上安裝格萊圈；水密電纜插座穿過機(jī)械臂外殼；機(jī)械臂外殼的殼蓋上安裝O型圈。本實(shí)用新型直接在電機(jī)輸出軸方向進(jìn)行動密封，減小了關(guān)節(jié)尺寸，采用角接觸球軸承可以承受很大的環(huán)境外壓，并通過蝸輪蝸桿傳動，在使關(guān)節(jié)具有自鎖功能的同時，又可以通過調(diào)整其安裝方向來改變關(guān)節(jié)擺動方向，使多個擺動關(guān)節(jié)串聯(lián)組成的整個機(jī)械手自由度具有更大的靈活性。
文檔編號B25J17/00GK202129799SQ20112015685
公開日2012年2月1日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者張銘鈞, 彭生全, 徐建安, 殷寶吉, 王玉甲, 褚振忠, 趙文德 申請人:哈爾濱工程大學(xué)