一種帶制動器的液壓機械手擺動關(guān)節(jié)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種水下機器人，具體地說是水下作業(yè)的液壓機械手關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類對海洋開發(fā)和利用的深入，水下作業(yè)任務(wù)呈現(xiàn)出多樣化和復雜化，對水下機械手的結(jié)構(gòu)和功能都提出了更高的要求。對于微小型作業(yè)水下機器人，需配置小型的水下液壓機械手，來滿足體積、重量和能源的要求。因此，研制結(jié)構(gòu)緊湊、低成本、模塊化的機械手，對微小型作業(yè)水下機器人完成多種成水下任務(wù)具有很大的實用價值。
[0003]水下液壓機械手關(guān)節(jié)的制動自鎖性，對于機械手不管是處于收藏狀態(tài)還是作業(yè)狀態(tài)都有很重要的作用。目前，水下液壓機械手關(guān)節(jié)大多通過液壓鎖實現(xiàn)自鎖，增加了系統(tǒng)能源損耗及液壓控制結(jié)構(gòu)的復雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供采用電磁制動器實現(xiàn)機械自鎖的一種帶制動器的液壓機械手擺動關(guān)節(jié)。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明一種帶制動器的液壓機械手擺動關(guān)節(jié)，其特征是:包括液壓驅(qū)動機械臂擺動模塊、角度檢測模塊、液壓驅(qū)動轉(zhuǎn)軸制動模塊，液壓驅(qū)動機械臂擺動模塊包括液壓擺動缸、前臂固定件、后臂轉(zhuǎn)動件、后臂連接件，前臂固定件與液壓擺動缸相固定，后臂轉(zhuǎn)動件和后臂連接件相固定，角度檢測模塊通過傳感器連接件固定在角度傳感器固定件上，角度傳感器固定件與前臂固定件相固定，角度檢測模塊的檢測軸通過角度檢測模塊聯(lián)軸器與液壓擺動缸的轉(zhuǎn)軸相連，角度檢測模塊聯(lián)軸器與后臂轉(zhuǎn)動件相固定，液壓驅(qū)動轉(zhuǎn)軸制動模塊包括電磁鐵、制動盤、制動盤聯(lián)軸器、電磁鐵固定盤、制動器模塊連接塊，電磁鐵與電磁鐵固定盤相固定，電磁鐵固定盤和制動器模塊連接塊相固定，制動盤和制動盤聯(lián)軸器相固定，制動盤設(shè)置在電磁鐵的端部，液壓擺動缸和制動盤聯(lián)軸器相固定。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0008]1、針對大部分中小型液壓驅(qū)動的水下機械手擺動關(guān)節(jié)保持力矩不足的問題，本發(fā)明專利可提供足以完成作業(yè)任務(wù)的力矩。
[0009]2、針對大部分水下機械手的制動結(jié)構(gòu)冗余復雜、制動可靠性差的問題，本發(fā)明專利提供了一種簡單可靠的關(guān)節(jié)制動方案。
[0010]3、針對大多數(shù)水下機械手體積過大，質(zhì)量過重的問題，本發(fā)明專利能夠大幅降低水下作業(yè)機械手關(guān)節(jié)體積過大的問題，減輕機械手整體重量。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的主視圖；
[0012]圖2為本發(fā)明的后視圖；
[0013]圖3為本發(fā)明的剖視圖；
[0014]圖4為本發(fā)明的俯視圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0016]結(jié)合圖1?4，液壓驅(qū)動擺動關(guān)節(jié)執(zhí)行及制動裝置由三個模塊組成:液壓驅(qū)動機械臂擺動模塊、角度檢測模塊、液壓驅(qū)動轉(zhuǎn)軸制動模塊。液壓驅(qū)動機械臂擺動模塊由液壓擺動缸11、前臂固定件件1、后臂轉(zhuǎn)動件6和后臂連接件7構(gòu)成，其中前臂固定件I與液壓擺動缸11通過螺栓固定，后臂轉(zhuǎn)動件6與后臂連接件7通過螺栓固定；角度檢測模塊3通過傳感器連接件5固定在角度傳感器固定件2上，并且通過螺紋固定在前臂固定件I上，角度檢測模塊檢測軸通過角度檢測模塊聯(lián)軸器4與擺動缸轉(zhuǎn)軸連接且與后臂轉(zhuǎn)動件6固定；液壓驅(qū)動轉(zhuǎn)軸制動模塊由電磁鐵9、制動盤10、制動盤聯(lián)軸器8、電磁鐵固定盤13以及制動器模塊連接塊12構(gòu)成，其中，電磁鐵9與電磁鐵固定盤13通過螺栓連接，電磁鐵固定盤13和制動器模塊連接塊12通過螺栓連接，制動盤10和制動盤聯(lián)軸器8通過螺栓連接，擺動缸11和制動盤聯(lián)軸器8通過螺栓連接。
[0017]結(jié)合圖3、圖4，前臂固定件1、角度傳感器固定件2、角度檢測模塊3、傳感器連接件5、液壓擺動缸11、電磁鐵9、電磁鐵固定盤13、制動器模塊連接塊12均固定在液壓驅(qū)動關(guān)節(jié)前臂上，角度檢測模塊聯(lián)軸器4、后臂轉(zhuǎn)動件6、后臂連接件7、制動盤聯(lián)軸器8、制動盤10跟隨后臂繞液壓擺動缸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。當需要液壓驅(qū)動擺動關(guān)節(jié)運動時，液壓能驅(qū)動擺動缸11轉(zhuǎn)軸帶動后臂轉(zhuǎn)動件6、后臂連接件7運動，從而帶動機械臂轉(zhuǎn)動；當需要液壓驅(qū)動擺動關(guān)節(jié)角度保持時，液壓能停止驅(qū)動擺動缸11，電磁鐵9上電，電磁鐵9吸合制動盤10并且產(chǎn)生制動力矩，由于制動盤10通過制動盤聯(lián)軸器8與擺動缸11連接，從而完成對液壓擺動關(guān)節(jié)制動。
[0018]本發(fā)明所述的裝置包括液壓擺動缸、角度傳感器模塊、制動器模塊等組件。液壓擺動缸通過連接件固定在前向機械臂上，液壓擺動缸轉(zhuǎn)軸與后向機械臂通過聯(lián)軸器及連接件進行連接。角度傳感器模塊通過連接件固定在擺動缸上，角度傳感器輸入軸與液壓擺動缸通過聯(lián)軸器連接；制動器模塊通過連接件固定在擺動缸上，制動器模塊的制動盤與液壓擺動缸通過聯(lián)軸器連接。
[0019]當需要機械臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動時，制動器處于非工作狀態(tài)，帶有能量的液壓介質(zhì)驅(qū)動擺動缸運動從而帶動機械臂轉(zhuǎn)動；當需要機械臂關(guān)節(jié)角度保持時，帶有能量的液壓介質(zhì)停止驅(qū)動擺動缸并且制動器上電，制動盤吸合在電磁鐵上，制動盤通過聯(lián)軸器鎖死液壓驅(qū)動關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸，使得關(guān)節(jié)制動并且角度保持。
[0020]本發(fā)明主體由是液壓驅(qū)動擺動關(guān)節(jié)執(zhí)行及制動裝置，液壓擺動缸與制動器配合使用，制動器通過固定盤及連接件固定在與擺動缸連接的關(guān)節(jié)本體結(jié)構(gòu)上，角度檢測模塊也通過連接件固定在擺動缸本體結(jié)構(gòu)上，擺動缸固定部分與機械手前臂相連，擺動缸轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器及連接件與機械手后臂連接件。
[0021]當需要機械手的機械臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動時，擺動缸轉(zhuǎn)軸及于此連接的機械臂關(guān)節(jié)的后臂在帶有能量的液壓介質(zhì)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，使得機械手關(guān)節(jié)實現(xiàn)展開或者回收運動，在此過程中擺動缸的兩側(cè)轉(zhuǎn)軸分別與角度檢測模塊、關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動模塊通過聯(lián)軸器連接，角度檢測傳感器，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動模塊的制動盤跟隨液壓擺動缸轉(zhuǎn)軸同步運動；當需要液壓驅(qū)動關(guān)節(jié)實現(xiàn)角度保持時，液壓站停止給液壓驅(qū)動擺動缸提供液壓能，關(guān)節(jié)制動模塊工作，制動器的電磁鐵部分上電，與液壓擺動缸轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器連接的制動制動盤吸合在制動器的電磁鐵上并產(chǎn)生制動力矩，從而使得擺動關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸被鎖死。
[0022]液壓驅(qū)動擺動關(guān)節(jié)執(zhí)行及制動裝置，其實現(xiàn)關(guān)節(jié)驅(qū)動及制動分別通過液壓能和電磁能實現(xiàn)，機械手關(guān)節(jié)驅(qū)動由液壓能實現(xiàn)，機械手關(guān)節(jié)角度保持或制動由電磁能實現(xiàn)。
[0023]液壓驅(qū)動擺動關(guān)節(jié)執(zhí)行及制動裝置，由三個功能模塊組成，分別是關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動模塊、角度檢測模塊和關(guān)節(jié)制動模塊。關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動模塊實現(xiàn)機械手關(guān)機基本的運動功能，角度檢測模塊完成對機械手關(guān)節(jié)運動角度的檢測，關(guān)節(jié)制動模塊實現(xiàn)機械手關(guān)節(jié)角度保持。
[0024]三個模塊均固定于機械手關(guān)節(jié)的上臂，三個模塊又以關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動模塊為主，角度檢測模塊實現(xiàn)角位移檢測，制動器模塊實現(xiàn)角度保持。
【主權(quán)項】
1.一種帶制動器的液壓機械手擺動關(guān)節(jié)，其特征是:包括液壓驅(qū)動機械臂擺動模塊、角度檢測模塊、液壓驅(qū)動轉(zhuǎn)軸制動模塊，液壓驅(qū)動機械臂擺動模塊包括液壓擺動缸、前臂固定件、后臂轉(zhuǎn)動件、后臂連接件，前臂固定件與液壓擺動缸相固定，后臂轉(zhuǎn)動件和后臂連接件相固定，角度檢測模塊通過傳感器連接件固定在角度傳感器固定件上，角度傳感器固定件與前臂固定件相固定，角度檢測模塊的檢測軸通過角度檢測模塊聯(lián)軸器與液壓擺動缸的轉(zhuǎn)軸相連，角度檢測模塊聯(lián)軸器與后臂轉(zhuǎn)動件相固定，液壓驅(qū)動轉(zhuǎn)軸制動模塊包括電磁鐵、制動盤、制動盤聯(lián)軸器、電磁鐵固定盤、制動器模塊連接塊，電磁鐵與電磁鐵固定盤相固定，電磁鐵固定盤和制動器模塊連接塊相固定，制動盤和制動盤聯(lián)軸器相固定，制動盤設(shè)置在電磁鐵的端部，液壓擺動缸和制動盤聯(lián)軸器相固定。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種帶制動器的液壓機械手擺動關(guān)節(jié)，前臂固定件與液壓擺動缸相固定，后臂轉(zhuǎn)動件和后臂連接件相固定，角度檢測模塊通過傳感器連接件固定在角度傳感器固定件上，角度傳感器固定件與前臂固定件相固定，角度檢測模塊的檢測軸通過角度檢測模塊聯(lián)軸器與液壓擺動缸的轉(zhuǎn)軸相連，角度檢測模塊聯(lián)軸器與后臂轉(zhuǎn)動件相固定，電磁鐵與電磁鐵固定盤相固定，電磁鐵固定盤和制動器模塊連接塊相固定，制動盤和制動盤聯(lián)軸器相固定，制動盤設(shè)置在電磁鐵的端部，液壓擺動缸和制動盤聯(lián)軸器相固定。本發(fā)明可提供足以完成作業(yè)任務(wù)的力矩，能夠大幅降低水下作業(yè)機械手關(guān)節(jié)體積過大的問題，減輕機械手整體重量。
【IPC分類】B25J17/00, B25J19/00, B25J9/14, B25J9/08, B25J9/04
【公開號】CN105171735
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張銘鈞, 張強, 郭炳岐, 趙文德, 王玉甲, 李開飛, 范騰濤
【申請人】哈爾濱工程大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月23日