专利名称：水下电动机械手关节机构的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及水下机器人作业领域，具体地说是一种可覆盖全 海深、用于海洋作业和取样的水下电动机械手关节机构。
背景技术：
目前，在海洋开发领域，用于水下作业的商用水下机械手均为液 压驱动。其优点是负载/自重比高、负载能力强，通过压力补偿，容 易实现深海密封。但液压驱动的水下机械手系统体积庞大，能量转换 率低，由于元器件限制及支持系统复杂，难以实现小型化。为实现高 自主性的海洋作业，海底作业系统将逐渐由目前的由人遥控操作方式 向自主/半自主作业方式发展，即由自治水下机器人载体携带机械手 进行取样和作业。对于自治水下机器人系统，自身携带能源，从动力 和系统支持等方面考虑，无法配置液压系统，要装备机械手，只能是 电动机械手。
水下电动机械手与陆地上使用的电动机械手有较大区别，除了大 深度的密封难以实现以外，常规的外部走线将增加水下系统出现故障 的可能性，况且机械手的重量、尺寸等机械方面还要受到其安装载体 的限制。为实现可接受的负载/自重量比、降低作业故障率，并可实 现大深度作业，需设计一种可覆盖全海深、内部走线的紧凑型机械手 关节机构已成为亟待解决的问题。
实用新型内容
为了解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可覆 盖全海深、结构紧凑、内部走线的水下电动机械手关节机构。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的 本实用新型包括关节固定法兰、齿轮箱、齿轮输出轴承法兰及旋 转输出套简，关节固定法兰与齿轮箱密封连接，齿轮输出轴承法兰密 封安装在齿轮箱的上方，在齿轮输出轴承法兰的外部设有可相对转动
的旋转输出套简；齿轮箱内分别设有带锥齿轮的齿轮输入轴及齿轮输
出轴，两锥齿轮啮合传动，齿轮输入轴与安装于关节固定法兰内的驱 动装置相连接，旋转输出套简与齿轮输出轴连动。
其中所述齿轮输出轴承法兰上设有关节限位块，旋转输出套简 上设有与关节限位块相对应的突起，旋转输出套简可相对齿轮输出轴承法兰在360。内转动；齿轮输出轴承法兰的圆周外表面上设有沉孔， 关节限位块设置于沉孔内；所述齿轮输入轴的 一端通过轴承安装在齿 轮箱的齿轮箱盖上，另一端由齿轮箱穿出与关节固定法兰内的驱动装
置相连接；齿轮输入轴上安装有第一锥齿轮及旋转电位计；旋转电位 计由电位计本体止动杆及电位计中空轴组成，电位计中空轴固接在齿 轮输出轴上，电位计本体止动杆套设于电位计中空轴的外部，电位计 本体止动杆插入齿轮箱盖上的限位孔中，电位计中空轴可相对电位计 本体止动杆随齿轮输入轴旋转；所述齿轮输出轴的一端通过轴承与齿 轮输出轴承法兰连接、并插入齿轮箱内固接有与第一锥齿轮啮合传动 的第二锥齿轮，另一端固接于旋转输出套简上的后端盖；齿轮输出轴 承法兰与旋转输出套简之间设有滑动轴承；齿轮输出轴承法兰与旋转 输出套简之间、滑动轴承下方设有旋转密封圈；机构的外层固连处均 为静密封；该关节机构在关节固定法兰、齿轮箱、齿轮输出轴承法兰 及旋转输出套筒内走线。
本实用新型的优点与积极效果为
1. 结构紧凑。本实用新型的电机、减速机组件为一体结构，设 置于关节固定法兰内；第一锥齿轮和旋转电位计共用一个齿轮输入 轴，避免了使用联轴器带来的轴向尺寸加大；釆用滑动轴承，大大减 小了整个关节的径向尺寸；以上均使得设计结构紧凑。
2. 故障率低。本实用新型釆用内部走线，极大地降低了水下未 知环境中工作出现故障的可能性。
3. 功能齐全。本实用新型的电机、减速机釆用行星齿轮传动， 可以大扭矩驱动；通过旋转电位计进行位置检测；电机、减速机、旋 转电位计均可浸油使用，可以实现大深度水下作业。
4. 应用范围广。本实用新型尺寸、作业深度和强度易扩展，便 于在水下电动机械手及其它作业工具上推广安装使用。
5. 成本低。本实用新型不需要特殊加工和特殊零部件，磨损零 部件易于更换。
图l为本实用新型的外形结构示意图2为本实用新型的内部结构示意图3为图2中齿轮输出轴承法兰的结构示意其中l为关节固定法兰，2为电机，3为齿轮输入轴，4为第一 锥齿轮，5为第二锥齿轮，6为齿轮箱，7为电位计本体止动杆，8为 电位计中空轴，9为齿轮箱盖，10为齿轮输出轴，11为齿轮输出轴 承法兰，12为旋转密封圈，13为旋转输出套简，14为滑动轴承，15为后端盖，16为关节限位块，17为突起，18为沉孔，19为减速机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图l、图2所示，本实用新型外层包括腔体结构件和盖板结构 件，其中腔体结构件包括关节固定法兰1、齿轮箱6、齿轮输出轴承 法兰11及旋转输出套简13，盖板结构件包括齿轮箱盖9和后端盖15, 齿轮箱盖密封固接于齿轮箱6上，后端盖15固接于旋转输出套简13 的顶部。关节固定法兰1与齿轮箱6密封连接，齿轮输出轴承法兰 11密封安装在齿轮箱6的上方，在齿轮输出轴承法兰11的外部设有 可相对转动的旋转输出套简13。齿轮箱6内分别设有齿轮输入轴3 及齿轮输出轴10，齿轮输入轴3的一端通过镶嵌在齿轮箱盖9内的 深沟球轴承安装在齿轮箱6的齿轮箱盖9上，另 一端由齿轮箱6穿出 与关节固定法兰l内的驱动装置相连接；驱动装置由电机2及减速机 19组成，分别固设在关节固定法兰1的腔内，齿轮输入轴3与减速 机19输出轴键连接。齿轮输入轴3上安装有第一锥齿轮4及旋转电 位计，第一锥齿轮4与齿轮输入轴3键连接；旋转电位计用于检测关 节机构的旋转角度，由电位计本体止动杆7及电位计中空轴8组成， 电位计中空轴8固接在齿轮输出轴3上，电位计本体止动杆7套设于 电位计中空轴8的外部，电位计本体止动杆7插入齿轮箱盖9上的限 位孔中，电位计中空轴8可相对电位计本体止动杆7随齿轮输入轴3 旋转。齿轮输出轴10与齿轮输入轴3垂直，齿轮输出轴10的一端通 过轴承与齿轮输出轴承法兰11连接，由齿轮输出轴承法兰11穿过后 插入齿轮箱6内，该端键连接有与第一锥齿轮4啮合传动的第二锥齿 轮5，另一端通过平键连接于旋转输出套简13顶部的后端盖15,旋 转输出套简13通过后端盖15与齿轮输出轴IO连动。
如图3所示，齿轮输出轴承法兰11的圆周外表面上设有沉孔18, 沉孔18内固设有关节限位块16，关节限位块16外露于沉孔18的部 分起到限位作用，用于限制关节机构的旋转范围；旋转输出套简13 上设有与关节限位块16相对应的突起17,关节限位块16可阻挡旋 转输出套简13上的突起17，限制旋转输出套简13进行360°旋转。
齿轮输出轴承法兰11与旋转输出套简13之间设有滑动轴承14, 滑动轴承14外侧与旋转输出套简13内侧形成过盈配合；齿轮输出轴 承法兰ll由滑动轴承14内侧穿过，两者重合部分为间隙配合。
齿轮输出轴承法兰11与旋转输出套简13之间、滑动轴承14下 方还设有旋转密封圈12，整个关节机构中只有此外为旋转动密封， 其余的机构外层固连处均为静密封，即O形密封圈。如图2中的A所
6示，关节机构在关节固定法兰l、齿轮箱6、齿轮输出轴承法兰ll及
旋转输出套简13内走线。无论关节机构工作与否，固接在关节固定
法兰l上的各部件均保持不动。
本实用新型的工作原理为
本实用新型的电机、减速机釆用行星齿轮传动，工作时，电机2 上电，电机2的输出轴驱动减速机19，减速机19输出轴驱动齿轮输 入轴3旋转，齿轮输入轴3带动第一锥齿轮4和电位计中空轴8旋转； 第一锥齿轮4通过与第二锥齿轮5的啮合，驱动第二锥齿轮5旋转， 齿轮输出轴IO、后端盖15、旋转输出套简13及滑动轴承14与第二 锥齿轮5共同旋转，使得旋转输出套简13与齿轮输出轴承法兰11形 成相对转动，旋转关节驱动效果形成。
关节机构在旋转时，电位计中空轴8随齿轮输入轴3转动，电位 计本体止动杆7保持不动，用于检测关节转动的角度；齿轮输出轴承 法兰11上的关节限位块16阻挡旋转输出套简13的突起17，限制旋 转输出套简13进行360。旋转，保护内部走线。
本实用新型的旋转电位计为巿购产品，可购置于美国 Novotechnik公司生产的型号为WAL300的电位计；滑动轴承也为巿 购产品，可购置于德国igus公司生产的型号为GFM—5055 —10的滑 动轴承。
权利要求1.一种水下电动机械手关节机构，其特征在于包括关节固定法兰(1)、齿轮箱(6)、齿轮输出轴承法兰(11)及旋转输出套筒(13)，关节固定法兰(1)与齿轮箱(6)密封连接，齿轮输出轴承法兰(11)密封安装在齿轮箱(6)的上方，在齿轮输出轴承法兰(11)的外部设有可相对转动的旋转输出套筒(13)；齿轮箱(6)内分别设有带锥齿轮的齿轮输入轴(3)及齿轮输出轴(10)，两锥齿轮啮合传动，齿轮输入轴(3)与安装于关节固定法兰(1)内的驱动装置相连接，旋转输出套筒(13)与齿轮输出轴(10)连动。
2. 按权利要求l所述的水下电动机械手关节机构，其特征在于 所述齿轮输出轴承法兰(11)上设有关节限位块(16)，旋转输出套 简(13)上设有与关节限位块(16)相对应的突起(17)，旋转输出 套简(13)可相对齿轮输出轴承法兰(11)在360°内转动。
3. 按权利要求2所述的水下电动机械手关节机构，其特征在于 所述齿轮输出轴承法兰(11)的圆周外表面上设有沉孔(18)，关节 限位块(16)设置于沉孔(18)内。
4. 按权利要求l所述的水下电动机械手关节机构，其特征在于 所述齿轮输入轴(3)的一端通过轴承安装在齿轮箱(6)的齿轮箱盖(9)上，另一端由齿轮箱(6)穿出与关节固定法兰(1)内的驱动 装置相连接；齿轮输入轴(3 )上安装有第一锥齿轮(4 )及旋转电位 计。
5. 按权利要求4所述的水下电动机械手关节机构，其特征在于 所述旋转电位计由电位计本体止动杆(7 )及电位计中空轴(8 )组成， 电位计中空轴(8 )固接在齿轮输出轴(3 )上，电位计本体止动杆(7 ) 套设于电位计中空轴(8)的外部，电位计本体止动杆(7)插入齿轮 箱盖(9)上的限位孔中，电位计中空轴(8)可相对电位计本体止动 杆(7)随齿轮输入轴(3)旋转。
6. 按权利要求1或4所述的水下电动机械手关节机构，其特征 在于所述齿轮输出轴(10 )的一端通过轴承与齿轮输出轴承法兰(11) 连接、并插入齿轮箱(6)内固接有与第一锥齿轮(4)啮合传动的第 二锥齿轮(5),另一端固接于旋转输出套简(13)上的后端盖(15)。
7. 按权利要求l所述的水下电动机械手关节机构，其特征在于 所述齿轮输出轴承法兰(11)与旋转输出套筒(13)之间设有滑动轴 承(14)。
8. 按权利要求7所述的水下电动机械手关节机构，其特征在于 所述齿轮输出轴承法兰(11)与旋转输出套简(13)之间、滑动轴承(14)下方设有旋转密封圈(U)。
9. 按权利要求l所述的水下电动机械手关节机构，其特征在于: 所述机构的外层固连处均为静密封。
10. 按权利要求1所述的水下电动机械手关节机构，其特征在于 该关节机构在关节固定法兰(1 )、齿轮箱(6 )、齿轮输出轴承法兰(11) 及旋转输出套简(13)内走线。
专利摘要本实用新型涉及水下机器人作业领域，具体地说是一种可覆盖全海深、用于海洋作业和取样的水下电动机械手关节机构，包括关节固定法兰、齿轮箱、齿轮输出轴承法兰及旋转输出套筒，关节固定法兰与齿轮箱密封连接，齿轮输出轴承法兰密封安装在齿轮箱的上方，在齿轮输出轴承法兰的外部设有可相对转动的旋转输出套筒；齿轮箱内分别设有带锥齿轮的齿轮输入轴及齿轮输出轴，两锥齿轮啮合传动，齿轮输入轴与安装于关节固定法兰内的驱动装置相连接，旋转输出套筒与齿轮输出轴连动。本实用新型具有结构紧凑、故障率低、功能齐全、应用范围广、成本低等优点。
文档编号B25J19/00GK201329586SQ200820231888
公开日2009年10月21日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者张奇峰, 张竺英, 张艾群 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所