專利名稱：水下機械手腕部結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水下機器人技術，具體地說是一種強作業(yè)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(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)功能的水下機器人得到了廣泛的應用。水下機器人的水下作業(yè)任務主要靠所攜帶的水下機械手和裝在機械手上的作業(yè)工具來完成。水下機械手為了有效地進行多樣的水下作業(yè)，一般應具有5或6個自由度并外加一個夾持功能，其中腕轉(zhuǎn)自由度是必需的。在現(xiàn)有技術中，腕部回轉(zhuǎn)是利用絲杠螺母原理實現(xiàn)的，既用直線液壓缸驅(qū)動絲杠進動，帶動與腕套固連的螺母轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)腕部回轉(zhuǎn)功能。受機械結構限制這種形式腕部不能進行360°連續(xù)回轉(zhuǎn)，無法滿足在水下像旋緊或旋松螺母等需要機械手連續(xù)回轉(zhuǎn)的作業(yè)任務要求。另外，強作業(yè)水下機器人用水下機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，高的工作油壓會給密封帶來困難。為滿足強作業(yè)要求，油壓一般應為21MPa，在此壓力下，絲杠螺母結構旋轉(zhuǎn)密封處會產(chǎn)生泄漏。
實用新型內(nèi)容為了克服上述不足，本實用新型的目的是提供一種供強作業(yè)水下機器人使用、可實現(xiàn)腕部360°連續(xù)回轉(zhuǎn)、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。
本實用新型技術方案是由腕后座、腕套、擺線馬達組件、長花鍵連軸節(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，用密封螺釘將腕后座封在腕套的端面；長花鍵連軸節(jié)一端與擺線馬達組件插接，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、位于與長花鍵連軸節(jié)套接的一端；轉(zhuǎn)套一端設有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿，夾鉗轉(zhuǎn)動座插裝于轉(zhuǎn)套的柱形空腔內(nèi)，通過螺釘固連，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)動座之間，以及軸套與轉(zhuǎn)套之間；其中在所述腕后座上開有2個通過油管與閥箱連接的腕轉(zhuǎn)油口及一通過油管與補償器連接的泄油口。
本實用新型具有如下優(yōu)點1.本實用新型供強作業(yè)水下機器人使用，重量輕，結構簡單。
2.本實用新型采用擺線馬達組件，以滿足強作業(yè)水下機械手可360°連續(xù)回轉(zhuǎn)的作業(yè)要求，通過腕轉(zhuǎn)油口改變進油方向，就改變了馬達的回轉(zhuǎn)方向。
3.本實用新型所述擺線馬達組件的工作壓力高(可在21MPa油壓下使用)，回轉(zhuǎn)扭矩高，高油壓下無泄漏，工作安全可靠。


圖1為本實用新型結構示意圖。
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，本實用新型由腕后座1、腕套3、擺線馬達組件4、長花鍵連軸節(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將腕后座1封在腕套3的端面；長花鍵連軸節(jié)5一端插入擺線馬達組件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、位于與長花鍵連軸節(jié)5套接的一端；轉(zhuǎn)套7一端設有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿10，夾鉗轉(zhuǎn)動座11插裝于轉(zhuǎn)套7的柱形空腔內(nèi)，通過螺釘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上開有2個通過油管與閥箱連接的腕轉(zhuǎn)油口12及一通過油管與補償器連接的泄油口13。
本實用新型工作過程及原理為本實用新型實現(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。擺線馬達組件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。腕后座1緊靠腕套3左端面，用6個密封螺釘2與腕套3固連。在腕后座1上開有2個腕轉(zhuǎn)油口12及泄油口13。腕轉(zhuǎn)油口12，通過油管與外部閥箱連接，當通過腕轉(zhuǎn)油口12改變進油方向時就可改變機械手腕的回轉(zhuǎn)方向。泄油口13通過油管與外部補償器連接，以保證機械手腕套3內(nèi)部油壓始終高于外部海水壓力。長花鍵連軸節(jié)5左端插入擺線馬達組件4中，右端插入轉(zhuǎn)套7左端內(nèi)花鍵槽中。當擺線馬達組件4轉(zhuǎn)動時，通過長花鍵連軸節(jié)5帶動轉(zhuǎn)套7旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)套7右端加工有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿10，用于驅(qū)動機械手兩個夾鉗完成開閉運動(夾鉗未畫)。夾鉗轉(zhuǎn)動座11插入轉(zhuǎn)套7右端柱形空腔內(nèi)并通過螺釘15與轉(zhuǎn)套7相連，夾鉗轉(zhuǎn)動座11隨轉(zhuǎn)套7轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，在夾鉗轉(zhuǎn)動座11上可設置安裝孔，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)動座隨等選用鋁合金制成材料。
權利要求1.一種水下機械手腕部結構，其特征在于由腕后座(1)、腕套(3)、擺線馬達組件(4)、長花鍵連軸節(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，用腕后座(1)封住腕套(3)的端面；長花鍵連軸節(jié)(5)一端與擺線馬達組件(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、位于與長花鍵連軸節(jié)(5)套接的一端；轉(zhuǎn)套(7)一端設有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿(10)，夾鉗轉(zhuǎn)動座(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)動座(11)之間，以及軸套(6)與轉(zhuǎn)套(7)之間。
2.按權利要求1所述水下機械手腕部結構，其特征在于在所述腕后座(1)上開有2個通過油管與閥箱連接的腕轉(zhuǎn)油口(12)及一通過油管與補償器連接的泄油口(13)。
3.按權利要求1所述水下機械手腕部結構，其特征在于夾鉗轉(zhuǎn)動座(11)上設置有安裝孔。
專利摘要本實用新型公開一種強作業(yè)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，用腕后座封住腕套的端面；長花鍵連軸節(jié)一端插入擺線馬達組件中，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、位于與長花鍵連軸節(jié)套接的一端；轉(zhuǎn)套一端設有柱形空腔，內(nèi)置短活塞桿，夾鉗轉(zhuǎn)動座插裝于轉(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)動座之間，以及軸套與轉(zhuǎn)套之間。本實用新型可供強作業(yè)水下機器人使用，能實現(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、結構簡單特點。
文檔編號B25J17/00GK2875727SQ20052014599
公開日2007年3月7日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權日2005年12月27日
發(fā)明者張將, 胡克 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所