[发明专利]一种水下电动机械手腕转夹钳驱动结构

说明书

技术领域

本发明属于机器人工程中水下机械手领域，具体地说是一种水下电动机械手腕转夹钳驱动结构。

背景技术

水下机械手是海洋开发或水下作业的主要工具，面向未来作业型AUV（自治水下机器人）/ARV（半自治水下机器人）及中小型作业型ROV（遥控型水下机器人）的应用需求，水下机械手要求具有轻型化、低功耗等特点。电机驱动具有体积重量小、功耗低、控制精度高，通过压力补偿器可实现全海深作业等优点，因此电机驱动的水下机械手具有广阔的应用前景。

目前水下电动机械手腕转采用旋转套筒结构，夹钳采用直线电机驱动，因此负载能力低，结构复杂，还存在夹钳电机接线绕线问题，而为解决绕线问题加入的导电滑环增加了结构的复杂性。要研制出性能稳定、结构紧凑、负载能力较高的水下电动机械手，简化腕转夹钳结构、同时避免绕线成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下电动机械手腕转夹钳驱动结构。该驱动结构解决了夹钳电机接线绕线问题，满足水下电动机械手的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括实现水下电动机械手腕转功能的腕转驱动模块、实现水下电动机械手夹钳功能的夹钳驱动模块及关节外壳，所述腕转驱动模块及夹钳驱动模块分别容置在所述关节外壳内；所述腕转驱动模块包括腕转电机与减速箱组件、第一轴、传动装置及第二轴，其中第一轴、第二轴分别转动安装在所述关节外壳内，所述第一轴的一端和安装在关节外壳内的腕转电机与减速箱组件相连，另一端通过所述传动装置与第二轴的一端连动，第二轴的另一端由关节外壳穿出，所述第二轴通过腕转电机与减速箱组件的驱动输出连续的腕转运动；所述夹钳驱动模块包括夹钳电机与丝杠轴减速箱组件、滚珠丝杠螺母及滚珠丝杠螺母连杆，该夹钳电机与丝杠轴减速箱组件安装在所述关节外壳内，所述夹钳电机与丝杠轴减速箱组件中的丝杠轴和滚珠丝杠螺母螺纹连接、形成螺旋传动副，所述滚珠丝杠螺母连杆的一端与该滚珠丝杠螺母相连，另一端由所述第二轴穿出，所述滚珠丝杠螺母连杆通过夹钳电机与丝杠轴减速箱组件的驱动，随滚珠丝杠螺母做直线运动，驱动所述水下电动机械手的夹钳运动。

其中：所述传动装置包括相互啮合传动的第一齿轮及第二齿轮，该第一齿轮连接于所述第一轴的另一端、随第一轴旋转；所述第二齿轮连接于所述第二轴的一端、带动第二轴转动；所述第二轴为空心轴，中间沿轴向开有通孔，所述滚珠丝杠螺母连杆的另一端由第二轴中间的通孔穿出；所述滚珠丝杠螺母连杆、第二轴及夹钳电机与丝杠轴减速箱组件中的丝杠轴同轴设置；所述第一轴与第二轴并列放置，该第一轴的轴向中心线与第二轴的轴向中心线相平行；所述关节外壳包括依次连接的轴承盖、关节外壳A段、关节外壳B段、关节外壳C段、关节外壳D段及关节外壳后端盖；所述腕转电机与减速箱组件及夹钳电机与丝杠轴减速箱组件并列放置，并分别固定于所述关节外壳D段的内部，所述腕转电机与减速箱组件输出端的轴向中心线和夹钳电机与丝杠轴减速箱组件输出端的轴向中心线相平行。

本发明的优点与积极效果为：

1.性能稳定可靠：本发明的腕转采用齿轮传动，齿轮传动具有传动平稳、传动比精确、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大等优点；本发明的夹钳采用滚珠丝杠副，滚珠丝杠副具有传动精度高、输出的直线力大，使夹钳有较大的夹持力。

2.结构紧凑：本发明的齿轮传动具有结构紧凑的优点，而且齿轮传动还使腕转电机与减速箱组件和输出腕转转矩的第二轴不用在一条轴线上，从而使驱动腕转的腕转电机与减速箱组件和驱动夹钳夹钳电机与丝杠轴减速箱组件能够并列放置；第二轴是一个空心轴，滚珠丝杠螺母连杆能够穿过第二轴驱动夹钳，使腕转模块和夹钳模块集成到一块而又避免了互相干涉，使结构简单紧凑。

3.调试、维护方便：本发明中的关节外壳分为几段，便于零件或组件的安装和更换。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图；

图2A为图1中的A—A剖视图；

图2B为图1中的B—B剖视图；

图3为本发明的立体结构示意图；

其中：1为腕转电机与减速箱组件，2为联轴器，3为第一轴，4为第一齿轮，5为滚珠丝杠螺母连杆，6为第二轴，7为轴承盖，8为关节外壳A段，9为第二齿轮，10为关节外壳B段，11为关节外壳C段，12为滚珠丝杠螺母，13为夹钳电机与丝杠轴减速箱组件，14为关节外壳D段，15为关节外壳后端盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。