专利名称:一种强作业水下机器人用水下机械手腕部结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及水下机器人技术，具体地说是一种强作业水下机器人用水下机械手腕部结构。
背景技术：
目前人类开发和利用海洋得到迅速地发展，所涉及的海洋工程日益增多。具有作业功能的水下机器人得到了广泛的应用。水下机器人的水下作业任务主要靠所携带的水下机械手和装在机械手上的作业工具来完成。水下机械手为了有效地进行多样的水下作业，一般应具有5或6个自由度并外加一个夹持功能，其中腕转自由度是必需的。在现有技术中，腕部回转是利用丝杠螺母原理实现的，既用直线液压缸驱动丝杠进动，带动与腕套固连的螺母转动以实现腕部回转功能。受机械结构限制这种形式腕部不能进行360°连续回转，无法满足在水下像旋紧或旋松螺母等需要机械手连续回转的作业任务要求。另外，强作业水下机器人用水下机械手腕部需有较高的回转扭矩。高的回转扭矩就需要高的工作油压，高的工作油压会给密封带来困难。为满足强作业要求，油压一般应为21MPa，在此压力下，丝杠螺母结构旋转密封处会产生泄漏。
发明内容为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种供强作业水下机器人使用、可实现腕部360°连续回转、在高油压下安全工作、重量轻、结构简单的水下机械手腕部结构。
本发明技术方案是由腕后座、腕套、摆线马达组件、长花键连轴节、轴套、转套、向心滚针轴承、推力滚针轴承、短活塞杆、夹钳转动座组成，其中摆线齿轮马达组件安装在腕套一侧空腔中，用密封螺钉将腕后座封在腕套的端面；长花键连轴节一端与摆线马达组件插接，另一端插入转套一端的内花键槽中；轴套安装在转套外、位于与长花键连轴节套接的一端；转套一端设有柱形空腔，内置短活塞杆，夹钳转动座插装于转套的柱形空腔内，通过螺钉固连，封内置短活塞杆于所述柱形空腔内；向心滚针轴承套装在转套外圆表面，推力滚针轴承安装在向心滚针轴承与夹钳转动座之间，以及轴套与转套之间；其中在所述腕后座上开有2个通过油管与阀箱连接的腕转油口及一通过油管与补偿器连接的泄油口。
本发明具有如下优点1.本发明供强作业水下机器人使用，重量轻，结构简单。
2.本发明采用摆线马达组件，以满足强作业水下机械手可360°连续回转的作业要求，通过腕转油口改变进油方向，就改变了马达的回转方向。
3.本发明所述摆线马达组件的工作压力高(可在21MPa油压下使用)，回转扭矩高，高油压下无泄漏，工作安全可靠。
图1为本发明结构示意图。
图2为图1的C向视图。
图3为图1的D向视图。
具体实施方式如图1所示，本发明由腕后座1、腕套3、摆线马达组件4、长花键连轴节5、轴套6、转套7、向心滚针轴承8、推力滚针轴承9、短活塞杆10、夹钳转动座11组成，其中摆线马达组件4安装在腕套3一侧空腔中，用密封螺钉2将腕后座1封在腕套3的端面；长花键连轴节5一端插入摆线马达组件4中，另一端插入转套7一端的内花键槽中；轴套6安装在转套7外、位于与长花键连轴节5套接的一端；转套7一端设有柱形空腔，内置短活塞杆10，夹钳转动座11插装于转套7的柱形空腔内，通过螺钉15固连，封内置短活塞杆10于所述柱形空腔内；向心滚针轴承8套装在转套7外圆表面，推力滚针轴承9安装在向心滚针轴承8与夹钳转动座11之间，以及轴套6与转套7之间；在所述腕后座1上开有2个通过油管与阀箱连接的腕转油口12及一通过油管与补偿器连接的泄油口13。
本发明工作过程及原理为本发明实现腕部回转功能的执行元件选用重量轻、小排量、低转速、端面配流的摆线齿轮马达。摆线马达组件4主要由配流盘、辅助配流盘、短花键轴、转子、定子等部件组成，该马达机械效率高，噪声低，工作压力高(可达21MP)。摆线马达组件4通过螺钉安装在腕套3左侧空腔中。腕后座1紧靠腕套3左端面，用6个密封螺钉2与腕套3固连。在腕后座1上开有2个腕转油口12及泄油口13。腕转油口12，通过油管与外部阀箱连接，当通过腕转油口12改变进油方向时就可改变机械手腕的回转方向。泄油口13通过油管与外部补偿器连接，以保证机械手腕套3内部油压始终高于外部海水压力。长花键连轴节5左端插入摆线马达组件4中，右端插入转套7左端内花键槽中。当摆线马达组件4转动时，通过长花键连轴节5带动转套7旋转。转套7所受径向负荷由向心滚针轴承6和轴套7来承受，其轴向负荷由推力滚针轴承9来承受。转套7右端加工有柱形空腔，内置短活塞杆10，用于驱动机械手两个夹钳完成开闭运动(夹钳未画)。夹钳转动座11插入转套7右端柱形空腔内并通过螺钉15与转套7相连，夹钳转动座11随转套7转动而转动，在夹钳转动座11上可设置安装孔，用于安装其它水下作业工具，如液压剪切器等。
为减少水下机械手腕部的体积和重量，腕后座1、腕套3、转套7、夹钳转动座随等选用铝合金制成材料。
权利要求
1.一种强作业水下机器人用水下机械手腕部结构，其特征在于由腕后座(1)、腕套(3)、摆线马达组件(4)、长花键连轴节(5)、轴套(6)、转套(7)、向心滚针轴承(8)、推力滚针轴承(9)、短活塞杆(10)、夹钳转动座(11)组成，其中摆线马达组件(4)安装在腕套(3)一侧空腔中，用腕后座(1)封住腕套(3)的端面；长花键连轴节(5)一端与摆线马达组件(4)插接，另一端插入转套(7)一端的内花键槽中；轴套(6)安装在转套(7)外、位于与长花键连轴节(5)套接的一端；转套(7)一端设有柱形空腔，内置短活塞杆(10)，夹钳转动座(11)插装于转套(7)的柱形空腔内，封内置短活塞杆(10)于所述柱形空腔内；向心滚针轴承(8)套装在转套(7)外圆表面，推力滚针轴承(9)安装在向心滚针轴承(8)与夹钳转动座(11)之间，以及轴套(6)与转套(7)之间。
2.按权利要求
1所述强作业水下机器人用水下机械手腕部结构，其特征在于在所述腕后座(1)上开有2个通过油管与阀箱连接的腕转油口(12)及一通过油管与补偿器连接的泄油口(13)。
3.按权利要求
1所述强作业水下机器人用水下机械手腕部结构，其特征在于夹钳转动座(11)上设置有安装孔。
专利摘要
本发明公开一种强作业水下机器人用水下机械手腕部结构，包括摆线马达组件等，其中摆线马达组件安装在腕套一侧空腔中，用腕后座封住腕套的端面；长花键连轴节一端插入摆线马达组件中，另一端插入转套一端的内花键槽中；轴套安装在转套外、位于与长花键连轴节套接的一端；转套一端设有柱形空腔，内置短活塞杆，夹钳转动座插装于转套的柱形空腔内，封内置短活塞杆于所述柱形空腔内；向心滚针轴承套装在转套外圆表面，推力滚针轴承安装在向心滚针轴承与夹钳转动座之间，以及轴套与转套之间。本发明可供强作业水下机器人使用，能实现腕部360°连续回转、在高油压下安全工作，并具有重量轻、结构简单特点。
文档编号B25J17/00GK1990198SQ200510136710
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月27日
发明者张将, 胡克 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan