[发明专利]一种两级增力机构驱动式水下机电解脱装置

说明书

本发明公开了一种两级增力机构驱动式水下机电解脱装置，其工作时，动力源通过蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮通过键联接带动螺母轴旋转，螺母轴通过其内部的螺纹副推动固定在机械手肩关节上的插头套筒向下运动，同时带动插座套筒在密封套筒中向下滑动，当插头套筒运动到前述螺纹副的尽头时，螺母轴失去对插头套筒的悬挂约束，同时插头套筒与密封套筒之间的密封性被解除，机械手在重力作用下与水下机器人分离，完成机电解脱。该装置利用蜗轮蜗杆副与丝杠螺母副的串联实现两级增力和自锁，释放动作所需动力较小，且自锁连接可靠，适用于水下作业机器人，也可应用于其他水下机电设备。

技术领域

本发明涉及水下作业机器人领域，特别是涉及一种适用于水下机器人与水下机械手进行分离的水下机电解脱装置。

背景技术

随着现代经济的迅速发展，能源消耗不断加快，陆上资源渐趋不足，越来越多的国家将发展目光投向了海洋，而对海洋的开发和利用，离不开各式各样的水下机器人。水下机器人工作在复杂的海洋环境中，其自身安全面临各种各样的威胁。水下机器人在作业过程中，其配备的机械手可能会被水草、渔网、缆绳缠住或被水下石头卡住而无法上浮，此时，迅速解脱机械手是水下机器人自救的唯一途径。由于机械手在解脱前需要牢固的定位安装，所需预紧力较大，较大的预紧力导致解脱力也较大，此外，水下机器人的可用空间有限，对解脱机构的小型化要求也较高，这些因素增加了机械手解脱装置的设计难度。

专利号为201410023248.X名称为“一种水下机器人应急释放装置”的专利文件设计的解脱机构，采用蜗轮蜗杆一级增力机构来处理预紧力与动力源之间的矛盾，但该专利未涉及电缆分离问题。专利号为201210404590.5名称为“一种水下机电解脱装置”的专利文件设计的解脱装置，将机械手的解脱过程分成机械分离和电缆拉脱两部分，占用空间较大。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种结构紧凑、所需驱动力小且自锁性能好，适用于水下机器人机械手的机电解脱装置。该装置在水下机器人作业时，为机械手提供牢固的定位安装和预紧，在水下机器人发生危险时，可靠完成机械手与水下机器人的机电解脱。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种两级增力机构驱动式水下机电解脱装置，包括上底板、下底板、密封套筒、插头套筒、插座套筒、螺母轴和蜗杆蜗轮组件，其特征在于：所述螺母轴为空心结构，且所述螺母轴采用轴承可转动的设置在所述下底板上，且所述螺母轴由所述蜗杆蜗轮组件驱动转动；

所述密封套筒固定在上底板上，所述密封套筒可上下移动的同轴套设于所述螺母轴内；

所述插座套筒可在所述插头套筒的带动下向下滑动的同轴设置在所述密封套筒内；

所述插头套筒内设有与机械手线缆连接的电缆插头，所述插座套筒内设有与电子舱线缆连接的电缆插座，所述电缆插头与所述电缆插座连接设置；

所述插头套筒与所述螺母轴的下端采用螺纹副连接，以便通过蜗杆蜗轮组件驱动螺母轴的转动实现插头套筒的上下移动，进而使所述插头套筒悬挂或者脱离于所述螺母轴，实现机械手与水下机器人之间的连接或者解脱。

进一步，作为优选，所述密封套筒底部加工有键槽，在键槽的顶端加工有进水孔，当插座套筒的上端面与密封套筒的上端面在一个平面上时，插座套筒上的O型密封圈A在密封套筒的进水孔之外。

进一步，作为优选，当所述螺母轴与插头套筒的螺纹副运动到尽头时，螺母轴对插头套筒失去了悬挂约束时，所述插头套筒上的O型圈B位于所述密封套筒的进水孔之外，以便使得所述插头套筒两端压力相等。

进一步，作为优选，所述蜗杆蜗轮组件的蜗杆的一端为圆形截面，且该圆形截面端通过联轴器与动力源相连，所述蜗杆的另一端为矩形截面，该矩形截面与扳手配合。