一种水下机械手用谐波减速器的制作方法

本实用新型涉机械自动化领域，涉及一种谐波减速器，尤其是一种水下机械手用谐波减速器。

背景技术：

谐波减速器是水下机器人、水下工程机械等水下装备在水下工作时的重要机械部件，比如水下机械手的转动关节机构等。目前，水下液压机械手及用于浅海的水下电驱动机械手技术已较成熟，但用于深海的水下电驱动机械手技术尚未成熟，其主要原因在于深海环境下机械手结构的复杂性降低了机械手本身的作业能力，并且使水下机械手的设计、制造变得复杂。

通过公开专利检索，发现与本技术方案最相关的如下专利：

一种水下电动机械手旋转关节结构(CN100484727C)公开了一种用于海洋开发和取样的水下电动机械手旋转关节结构，包括静止端外壳、动静外壳过渡件及从动端外壳，中心轴依次由三者中间穿过，静止端外壳的一端固接有静止端端盖，另一端与动静外壳过渡件相连接，从动端外壳的一端固接有从动端端盖，另一端抵接在动静外壳过渡件上；在中心轴上分别套接有制动器、力矩电机组件、谐波减速器组件及旋转编码器，紧固螺母位于旋转编码器与谐波减速器组件之间，与中心轴螺纹连接，保持静止端与从动端连接为一体。本发明具有结构紧凑、故障率低、功能齐全、应用范围广、成本低等优点。

小型水下液压机械手二级驱动关节(CN104440939B)公开了小型水下液压机械手二级驱动关节，包括第一级直线运动的手爪驱动液压缸组件、第二级关节转动组件、位置检测组件，第一级液压缸组件的后端与第二级腕关节的前端通过螺钉连接，组件内部的油路通过O型密封圈密封，位置检测组件与第二级腕关节的后端支撑轴过盈配合；通过二级关节机构中部的进/出油口的液压油驱动腕关节回转运动并带动第一级手爪液压缸组件一起转动，二级关节尾部的进/出油口的液压油通过组件内部油路驱动第一级手爪液压缸直线运动，为手爪提供驱动力矩。本发明避免了传统液压缸前后进出油口形式在第一级液压缸跟随腕关节转动时，与进出油口连接的液压连接头同安装外筒的干涉。

通过对比分析，申请人认为上述公开文献与本方案的结构、功能及具体使用方式均不相同，故可证明本方案的新颖性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种水下机械手用谐波减速器，该谐波减速器可通过向其内部通入带压的惰性保护气，实现控制深水工作条件下谐波减速器壳体内外的压力平衡，减少密封圈载荷，提高谐波减速器使用寿命及深水工作的稳定性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水下机械手用谐波减速器，包括减速器壳体、刚轮、柔轮及谐波发生器，其中减速器壳体顶部同轴固装刚轮，且减速器壳体内部转动安装柔轮及谐波发生器，所述减速器壳体顶部密封固装有壳体封盖，该壳体封盖顶部制有进气口；所述谐波发生器底部密封安装有减速器输出单元，该减速器输出单元的内圈转动并密封套装在谐波发生器的谐波轴上，且减速器输出单元的外圈与减速器壳体底部密封并旋转连接。

本实用新型优选的技术方案为：减速器输出单元包括输出环、内圈交叉轴承及外圈交叉轴承，其中外圈交叉轴承内密封并同轴套装输出环，该输出环内密封并同轴套装内圈交叉轴承；所述外圈交叉轴承顶部制有轴向定位外圈交叉轴承的定位环，该定位环嵌装在减速器壳体内部。

本实用新型优选的技术方案为：谐波轴上部套装有偏心轴承，该偏心轴承的外圈与柔轮内壁转动配合连接。

本实用新型优选的技术方案为：内圈交叉轴承与外圈交叉轴承轴向相反设置，其中内圈交叉轴承顶部及外圈交叉轴承底部均嵌装有密封圈。

本实用新型优选的技术方案为：输出环顶部同轴固装柔轮。

本实用新型的优点和经济效果是：

本实用新型的谐波减速器，通过在减速器壳体顶部密封固装壳体封盖，并在封盖上设有进气口，同时减速器壳体底部密封安装减速器输出单元，使减速器壳体内部形成密封腔体，深水作业前向该密封腔体内通入与作业水深压力相适配的惰性压力气体，保持密封腔体内外的压力相对平衡，实现在保证密封功能的前提下减少密封圈的载荷，从而提高密封圈的使用寿命以及谐波减速器的稳定性。

本实用新型的减速器输出单元，通过内圈交叉轴承及外圈交叉轴承实现谐波减速器输出与输出的分离控制，通过外圈交叉轴承上的定位环，实现对减速器输出单元的轴向定位。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图中：1-减速器壳体；2-刚轮；3-柔轮；4-壳体封盖；5-进气口；6-谐波轴；7-偏心轴承；8-定位环；9-外圈交叉轴承；10-输出环；11-内圈交叉轴承；12-密封圈。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。

一种水下机械手用谐波减速器，包括减速器壳体1、刚轮2、柔轮3及谐波发生器，其中减速器壳体顶部同轴固装刚轮，且减速器壳体内部转动安装柔轮及谐波发生器，所述减速器壳体顶部密封固装有壳体封盖4，该壳体封盖顶部制有进气口5；所述谐波发生器底部密封安装有减速器输出单元，该减速器输出单元的内圈转动并密封套装在谐波发生器的谐波轴6上，且减速器输出单元的外圈与减速器壳体底部密封并旋转连接。

本实用新型优选的技术方案为：减速器输出单元包括输出环10、内圈交叉轴承11及外圈交叉轴承9，其中外圈交叉轴承内密封并同轴套装输出环，该输出环内密封并同轴套装内圈交叉轴承；所述外圈交叉轴承顶部制有轴向定位外圈交叉轴承的定位环8，该定位环嵌装在减速器壳体内部。

本实用新型优选的技术方案为：谐波轴上部套装有偏心轴承7，该偏心轴承的外圈与柔轮内壁转动配合连接。

本实用新型优选的技术方案为：内圈交叉轴承与外圈交叉轴承轴向相反设置，其中内圈交叉轴承顶部及外圈交叉轴承底部均嵌装有密封圈12。

本实用新型优选的技术方案为：输出环顶部同轴固装柔轮。

另外，本实用新型优选的，减速器壳体顶部同轴并密封固装壳体封盖，且减速器壳体与壳体封盖之间夹装固定刚轮，同时壳体封盖、刚轮及减速器壳体的外周通过螺栓依次穿透并固定，强化密封效果。

另外，本实用新型优选的，柔轮底部与输出环螺栓固定连接，且柔轮底部紧密压合在内圈座交叉轴承顶部的密封圈上，进一步强化密封效果。

另外，本实用新型优选的，进气口内设有单向阀。

内圈交叉轴承顶部的密封圈由柔轮底部夹装固定。

为了更清楚地描述本实用新型的具体使用方式，下面提供一种实施例：

本实用新型在使用时，谐波轴连接动力输入端，输出环连接动力输出端，通过偏心轴承的偏心转动以及柔轮外壁的外齿与刚轮内壁的内齿转动啮合，实现谐波减速，通过壳体封盖实现减速器壳体的顶部密封，通过减速器输出单元实现减速器壳体的底部密封，最后依据预计深水工作的作业深度计算预计工作压力，再经进气口向减速器壳体内部冲入适当压力的惰性气体，最后再将带有谐波减速器的设备放入预定水深位置进行作业。

需要注意的是，减速器壳体内的惰性气体压力应略小于当前位置的水压，便于水压压紧谐波减速器内其他部位的密封圈，从而实现水压自密封。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以如下改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。