强作业型水下机器人用水下机械手伸缩关节

摘要

本发明公开一种强作业型水下机器人用水下机械手伸缩关节。包括伸缩臂，导向方套，伸缩油缸，其伸缩臂为一等壁厚中空的长方柱体，其截面为矩形；在伸缩臂一端的柱体与前段关节连接，用以驱动前段关节进行伸缩运动；在伸缩臂另一端的柱体的四条棱的顶角处，沿棱边设有直角状槽，用于放置后角支承；导向方套由前后、上下挡板构成，套在伸缩臂外表面；伸缩油缸布置在伸缩臂空腔内，其中心与伸缩臂中心处在同一铅垂平面内；用后支撑轴、前支撑轴连接伸缩臂，并用于支撑伸缩油缸。本发明可供强作业型水下机器人使用、持重能力大、伸缩距离长、重量轻、结构简单的水下机械手伸缩关节。

说明书

技术领域

本发明涉及水下机械手，具体是一种强作业型水下机器人用水下机械手伸缩关节。

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。水下机器人的作业任务主要靠所携带的水下机械手和专用水下工具来完成。水下机械手为了有效地进行多样的水下作业，一般应具有4或6个自由度并外加一个夹持功能，其中5功能水下机械手多数具有伸缩自由度。在现有技术中，机械手的伸缩是利用直线液压缸带动一个圆柱状的伸缩套筒实现的，但液压缸与伸缩套筒为偏心布置，既直线液压缸作用力方向不在伸缩套筒中心所处的铅垂面内。对于强作业型水下机器人使用的水下机械手，由于持重能力增大，伸缩距离增长，当伸缩臂全部伸出时，如仍然采用上述结构，由于有较大的偏心力距作用，会导致伸缩套筒无法回缩。

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型水下机器人使用、持重能力大、伸缩距离长、重量轻、结构简单的水下机械手伸缩关节。

为了实现上述目的，本发明的技术方案包括：

伸缩臂，为一等壁厚中空的长方柱体，其截面为矩形；在伸缩臂一端的柱体与前段关节连接，用以驱动前段关节进行伸缩运动；在伸缩臂另一端的柱体的四条棱的顶角处，沿棱边设有直角状槽，用于放置后角支承；

导向方套，由前后、上下挡板构成，套在伸缩臂外表面；

伸缩油缸，布置在伸缩臂空腔内，其中心与伸缩臂中心处在同一铅垂平面内；包括后支撑轴、前支撑轴，其后支撑轴两端与导向方套一端固连，中部穿入伸缩油缸尾座，用于支撑伸缩油缸；前支撑轴两端与伸缩臂柱体框架一端固连，中部与伸缩油缸活塞杆相连；

伸缩臂长方柱体的矩形截面为上下边长于前后边；在伸缩臂一端的柱体四边设有连接孔，通过螺钉与前段关节连接；所述后角支承为直角状垫片；

所述导向方套的具体连接结构：在前后挡板的内表面两边纵向设有两条定位用长方形槽道，在上下挡板两侧边缘设有长方形突缘，与所述槽道扣合且滑动连接；导向方套端部内侧设有可嵌入的支承方槽，容置有用于支撑伸缩臂的垫片；前后挡板上容置有前长支承，上下挡板上容置有前短支承，前短支承为长方形薄垫片，短于前长支承的尺寸；

前短支承、前长支承、后角支承构成了伸缩臂沿导向方套作伸缩运动的滑动平面轴承；在挡板外表面设有减重用浅方槽；所述伸缩臂、前后挡板、上下挡板均采用经强阳极化处理的铝合金材料；前短支承、前长支承及后角支承抗挤压强度高的铝青铜材料。

本发明优点：

1.持重能力大。由于伸缩油缸布置在伸缩臂空腔内，且中心与伸缩臂中心处在同一铅垂平面内，所以持重大，伸缩距离长。

2.重量轻。本发明伸缩臂、前后挡板、上下挡板均采用铝合金材料，并在挡板外表面开有减重浅方槽。且伸缩臂、前后挡板、上下挡板经强阳极化处理，抗腐蚀能力较强，可满足在海水中的使用要求。

3.本发明结构简单，可降低成本。所述前短支承、前长支承及后角支承由抗挤压强度高的铝青铜材料制成，使用寿命长。

4.本发明能满足强作业型水下机器人使用要求，适用性强。

附图说明

图1为本发明结构主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的右视图。

图4-1为图1的A-A剖视图。

图4-2为图1的B-B剖视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、2、3、4-1、4-2所示，本发明强作业型水下机器人用水下机械手伸缩关节在结构上主要包括伸缩臂1、导向方套、伸缩油缸4，其中：

伸缩臂1为一等壁厚中空的长方柱体，其截面为矩形(上下边长于前后边)。在伸缩臂1一端的柱体四边设有连接孔，通过螺钉与前段关节连接，用以驱动前段关节进行伸缩运动；在伸缩臂1另一端的柱体的四条棱的顶角处，沿棱边加工有直角状短槽，用于放置后角支承6；其中后角支承6为直角状垫片；

导向方套，由前后、上下挡板3构成，套在伸缩臂1外表面，在前后挡板2的内表面两边纵向开有两条定位用长方形槽道，在上下挡板3两侧边缘设有长方形突缘，用于与前后挡板2两侧槽道扣合且滑动连接(伸缩臂1的上下挡板3长方形突缘可沿前后挡板2两条定位用长方形槽道滑动，通过六角头螺栓将上下挡板3和前后挡板2组装成中空长方柱体，伸缩臂1外导向用)；框架端部内侧设有可嵌入的支承方槽，容置有垫片，用于支撑伸缩臂1(前后挡板2上容置有前长支承8，上下挡板3上容置有前短支承7，前短支承7为长方形薄垫片，短于前长支承8的尺寸)；

前短支承7、前长支承8、后角支承6构成了伸缩臂1沿导向方套作伸缩运动的滑动平面轴承；

伸缩油缸4布置在伸缩臂1空腔内，其中心与伸缩臂1中心处在同一铅垂平面内；包括后支撑轴5、前支撑轴5′，其后支撑轴5两端与导向方套一端固连，中部穿入伸缩油缸4的尾座，用于支撑伸缩油缸4；前支撑轴5′两端与伸缩臂1的柱体一端固连，中部与伸缩油缸4的活塞杆相连；

为减轻重量，伸缩臂1、前后挡板2、上下挡板3均采用铝合金材料，并经强阳极化处理，并在挡板外表面开有减重浅方槽；经强阳极化处理的铝合金抗腐蚀能力较强可满足在海水中的使用要求。前短支承7、前长支承8及后角支承6由抗挤压强度高的铝青铜材料制成。