[发明专利]一种用于核辐射环境的机械臂腕关节

说明书

本发明涉及一种机械臂，特别涉及一种用于核辐射环境的机械臂腕关节。包括夹钳、旋转伸缩筒、花键Ⅰ、壳体、丝杠、丝母Ⅰ、旋转驱动机构及伸缩驱动机构，其中花键Ⅰ、丝杠、丝母Ⅰ、旋转驱动机构及伸缩驱动机构均设置于壳体内，旋转伸缩筒与壳体的一端滑动连接，夹钳设置于壳体的外侧、且与旋转伸缩筒的外侧端连接，旋转伸缩筒的内侧端与丝杠连接，花键Ⅰ和丝母Ⅰ均套设于丝杠上，伸缩驱动机构与丝母Ⅰ连接，用于驱动丝母Ⅰ旋转，从而通过丝杠带动旋转伸缩筒伸缩，旋转驱动机构与花键Ⅰ连接，用于驱动花键Ⅰ和丝杠同步旋转，从而带动旋转伸缩筒旋转。本发明具有旋转和伸缩自由度，并兼具夹钳平行开闭功能，机械结构寿命较长，整体稳定性比较好。

技术领域

本发明涉及一种机械臂，特别涉及一种用于核辐射环境的机械臂腕关节。

背景技术

随着我国核工业技术的不断发展，相关的产业对于应用于核辐射环境的机械手、机器人等设备的要求也逐渐提高。动力机械手是一种广泛应用于热室等典型核辐射环境的机械手设备，该设备一方面满足相应的核辐射环境的防护要求，另一方面具有特殊的自由度设计以满足此类环境的一般性操作需求。

动力机械手设备需要在狭小的空间内完成复杂的操作，为满足该需求，需要对动力机械手的手腕关节做特殊设计，使其具有满足操作所需的自由度，同时还要保证设备体积小，便于维护等特性。现有技术的腕关节的旋转和伸缩机构通过内外双层套筒实现，机械结构较为复杂，装配调试和后期维护难度较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于核辐射环境的机械臂腕关节，该腕关节具有旋转和伸缩自由度，并具有夹钳平行开闭功能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于核辐射环境的机械臂腕关节，包括夹钳、旋转伸缩筒、花键Ⅰ、壳体、丝杠、丝母Ⅰ、旋转驱动机构及伸缩驱动机构，其中花键Ⅰ、丝杠、丝母Ⅰ、旋转驱动机构及伸缩驱动机构均设置于所述壳体内，所述旋转伸缩筒与所述壳体的一端滑动连接，所述夹钳设置于所述壳体的外侧、且与所述旋转伸缩筒的外侧端连接，所述旋转伸缩筒的内侧端与所述丝杠连接，所述花键Ⅰ和丝母Ⅰ均套设于丝杠上，所述丝母Ⅰ与丝杠形成螺纹副，所述伸缩驱动机构与所述丝母Ⅰ传动连接，用于驱动所述丝母Ⅰ旋转，从而通过所述丝杠带动所述旋转伸缩筒伸缩，所述旋转驱动机构与所述花键Ⅰ传动连接，用于驱动所述花键Ⅰ和丝杠同步旋转，从而带动所述旋转伸缩筒旋转。

所述花键Ⅰ和丝母Ⅰ的外侧设有花键丝母座，所述花键丝母座与所述壳体连接。

所述伸缩驱动机构包括丝杠直齿轮组和丝杠驱动电机，所述丝杠驱动电机的输出端与丝杠直齿轮组连接，所述丝杠直齿轮组与所述丝母Ⅰ连接，所述丝杠驱动电机通过丝杠直齿轮组驱动所述丝母Ⅰ转动，从而驱动所述丝杠作直线运动。

所述旋转驱动机构包括花键驱动电机和花键齿轮组，所述花键驱动电机的输出端与花键齿轮组连接，所述花键齿轮组与所述花键Ⅰ连接，所述花键驱动电机通过花键齿轮组驱动所述花键Ⅰ转动，从而带动所述丝杠同步旋转。

所述旋转伸缩筒与所述壳体之间设有自润滑轴承。

所述的用于核辐射环境的机械臂腕关节，还包括用于驱动所述夹钳张开或闭合的夹钳开闭驱动机构，所述夹钳包括第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和所述第二夹爪通过两组平行四边形连杆连接在所述旋转伸缩筒的端部，所述夹钳开闭驱动机构通过两个连杆分别与两组所述平行四边形连杆铰接。

所述夹钳开闭驱动机构包括滚珠花键、夹钳丝杠、连接筒、丝母Ⅱ及夹钳动力装置，其中滚珠花键穿过所述丝杠的中心孔，且一端插设于所述旋转伸缩筒内，另一端与所述夹钳动力装置连接；所述夹钳丝杠设置于所述旋转伸缩筒内、且一端通过花键组件与所述滚珠花键连接，另一端通过螺纹配合的丝母Ⅱ与两个所述连杆铰接。