CN102179820A - 小型电动机械手摆动关节 - Google Patents

小型电动机械手摆动关节 Download PDF

Info

Publication number
CN102179820A
CN102179820A CN 201110127109 CN201110127109A CN102179820A CN 102179820 A CN102179820 A CN 102179820A CN 201110127109 CN201110127109 CN 201110127109 CN 201110127109 A CN201110127109 A CN 201110127109A CN 102179820 A CN102179820 A CN 102179820A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mechanical arm
shell
swinging
joint
worm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201110127109
Other languages
English (en)
Other versions
CN102179820B (zh
Inventor
王玉甲
张铭钧
彭生全
褚振忠
赵文德
徐建安
殷宝吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN2011101271098A priority Critical patent/CN102179820B/zh
Publication of CN102179820A publication Critical patent/CN102179820A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102179820B publication Critical patent/CN102179820B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明提供的是一种小型电动机械手摆动关节。包括机械臂、摆动机构和摆动连接板；摆动机构包括摆动机构外壳、壳盖、由蜗轮蜗杆组成的传动装置；所述机械臂包括机械臂外壳、设置在机械臂外壳中的驱动电机和水密电缆插座，驱动电机的输出通过联轴节驱动蜗杆；摆动连接板设置在机械臂外壳的壳盖上；联轴节上安装格莱圈；水密电缆插座穿过机械臂外壳；机械臂外壳的壳盖上安装O型圈。本发明直接在电机输出轴方向进行动密封，减小了关节尺寸，采用角接触球轴承可以承受很大的环境外压，并通过蜗轮蜗杆传动，在使关节具有自锁功能的同时，又可以通过调整其安装方向来改变关节摆动方向，使多个摆动关节串联组成的整个机械手自由度具有更大的灵活性。

Description

小型电动机械手摆动关节
技术领域
本发明涉及的是一种水下作业机械手，具体地说是一种采用电动机为驱动元件的小型机械手的摆动关节结构。
背景技术
水下机器人是现代海洋环境监测及资源开发的重要工具，随着其工作范围，作业要求的不断提高，对其作业工具也提出了更高的要求。目前，无人无缆水下机器人由于其工作范围大、隐蔽性好等优点，成为了研究的热点，对其作业工具的改进和作业能力的完善也将进一步提升其工作效率、扩大应用领域。而由于体积、重量、能源等条件的限制，适用于无人无缆水下机器人的作业机械手很少，现有的水下电动机械手关节结构复杂，不利于整体的小型化，且在深度较大时，密封壳内通常需要充油进行压力补偿，既影响电机效率，又容易污染环境，如专利申请号为200610046218.6、名称为“一种水下电动机械手旋转关节结构”和专利申请号为200810229973.7、名称为“一种水下电动机械手关节机构”的专利文件中公开的技术方案等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可适应于大深度微小型水下机器人的不需充油压力补偿的水下电动机械手的摆动关节。
本发明的目的是这样实现的：
包括机械臂、设置在机械臂一端的摆动机构和设置在机械臂另一端的摆动连接板；摆动机构包括摆动机构外壳、摆动机构壳盖、由蜗轮蜗杆组成的传动装置；所述机械臂包括机械臂外壳、设置在机械臂外壳中的驱动电机和水密电缆插座，驱动电机的输出通过联轴节驱动蜗杆；摆动连接板设置在机械臂外壳的壳盖上；联轴节上安装格莱圈实现动密封；水密电缆插座穿过机械臂外壳实现静密封；机械臂外壳的壳盖上安装O型圈实现静密封。
本发明还可以包括这样一些结构特征：
1、所述联轴节由角接触轴承支撑，所述蜗杆由两端的蜗杆滑动轴承支撑，滑动轴承安装在摆动机构外壳内。
2、所述蜗轮两端有蜗轮滑动轴承，一个蜗轮滑动轴承安装于摆动机构外壳内，另一个蜗轮滑动轴承安装与摆动机构壳盖上。
本发明所描述的摆动关节直接在电机输出轴方向进行动密封，减小了关节尺寸，采用角接触球轴承可以承受很大的环境外压，并通过蜗轮蜗杆传动，在使关节具有自锁功能的同时，又可以通过调整其安装方向来改变关节摆动方向，使多个摆动关节串联组成的整个机械手自由度具有更大的灵活性。
本发明的优点是采用角接触轴承和格莱圈的承载与动密封方式，利用格莱圈密封可以承受较大压差的优势，可使机械臂不用进行充油压力补偿，同时将外部压力通过联轴节传递到角接触轴承上，减小了电机轴上的轴向力，这样的结构大大简化了关节结构，减轻了关节重量，进一步减小了电机的功率、体积，更有利于机械手关节的小型化；采用蜗轮蜗杆传动可实现机构自锁，摆动连接板的连接方式更有利于机械手关节的模块化。
附图说明
图1是本小型水下电动机械手摆动关节的整体结构简图；
图2是本小型水下电动机械手摆动关节的整体剖面图；
图3是本小型水下电动机械手摆动机构剖面图；
图4是本小型水下电动机械手摆动关节的摆动机构外壳1结构简图；
图5是本小型水下电动机械手摆动关节的摆动机构壳盖26结构简图；
图6是本小型水下电动机械手摆动关节的机械臂外壳31结构简图；
图7是本小型水下电动机械手摆动关节的机械臂壳盖19结构简图；
图8是本小型水下电动机械手摆动关节的摆动连接板20结构简图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1、图2，本发明的主要构成包括摆动机构、机械臂及摆动连接等主要部分，机械臂是本发明的主体，包括机械臂外壳31、驱动电机12、电机连接板11、角接触轴承8、联轴节6、格莱圈7、水密电缆插座14等主要部件，摆动机构包括摆动机构外壳1、摆动机构壳盖26、蜗杆3、蜗轮22、蜗轮轴23、以及蜗杆、蜗轮轴的滑动轴承等，摆动连接部分包括机械臂壳盖19和摆动连接板20。
其中驱动电机12通过电机连接螺钉10安装到电机连接板11上，再由电机连接板螺钉9将其安装到机械臂外壳31中，角接触轴承8安装到机械臂外壳31中，联轴节6安装到角接触轴承8中，联轴节6上安装格莱圈7，实现与机械臂外壳31的动密封，水密电缆21通过机械臂外壳31定位孔中的水密电缆插座14与驱动电机12电缆连接，并通过电缆插座密封圈16实现静密封，通过电缆插座垫片13定向，通过和电缆插座螺母15锁紧，机械臂壳盖19通过机械臂壳盖连接螺栓30和机械臂密封圈17与机械臂外壳31连接并实现静密封，摆动连接板20通过摆动连接板连接螺钉18与机械臂壳盖19连接。
结合图2、图3，摆动机构外壳1内安装蜗杆内侧滑动轴承2和蜗轮内侧滑动轴承25，蜗杆3一端安装在蜗杆内侧滑动轴承2中，另一端由安装在摆动机构外壳1内的蜗杆外侧滑动轴承4定位，同时蜗杆外侧滑动轴承4也支撑联轴节6，蜗轮轴23一端安装在蜗轮内侧滑动轴承25中，通过蜗轮连接键24连接蜗轮22，蜗轮轴23另一端通过安装在摆动机构壳盖26中的蜗轮外侧滑动轴承27定位，摆动机构壳盖26通过摆动机构壳盖连接螺钉28与摆动机构外壳1连接，摆动机构外壳1通过摆动机构连接螺栓5和摆动机构连接螺钉29与机械臂外壳31连接。
本发明的工作原理如下：
驱动电机12为带绝对式编码器的直流减速电机，可按具体转数、转矩要求选型，通过水密电缆21传递控制信号并反馈位置信息，实现驱动电机12的转动位置控制，水密电缆21、水密电缆插座14和电缆插座螺母15可选购浩瀚电子科技有限公司代理的Subconn水密连接器的微型扁平9芯水密连接器；电机正反转会带动蜗杆3转动，蜗杆3与蜗轮22啮合传动，并实现蜗轮轴23摆动运动，进而驱动下一关节的运动；而本关节的运动方向由机械臂壳盖19的安装方向决定，摆动连接板20与上一关节的蜗轮轴23连接即可实现本关节的摆动运动。

Claims (3)

1.一种小型电动机械手摆动关节，包括机械臂、设置在机械臂一端的摆动机构和设置在机械臂另一端的摆动连接板；其特征是：摆动机构包括摆动机构外壳、摆动机构壳盖、由蜗轮蜗杆组成的传动装置；所述机械臂包括机械臂外壳、设置在机械臂外壳中的驱动电机和水密电缆插座，驱动电机的输出通过联轴节驱动蜗杆；摆动连接板设置在机械臂外壳的壳盖上；联轴节上安装格莱圈；水密电缆插座穿过机械臂外壳；机械臂外壳的壳盖上安装O型圈。
2.根据权利要求1所述的小型电动机械手摆动关节，其特征是：所述联轴节由角接触轴承支撑，所述蜗杆由两端的蜗杆滑动轴承支撑，滑动轴承安装在摆动机构外壳内。
3.根据权利要求1或2所述的小型电动机械手摆动关节，其特征是：所述蜗轮两端有蜗轮滑动轴承，一个蜗轮滑动轴承安装于摆动机构外壳内，另一个蜗轮滑动轴承安装与摆动机构壳盖上。
CN2011101271098A 2011-05-17 2011-05-17 小型电动机械手摆动关节 Expired - Fee Related CN102179820B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101271098A CN102179820B (zh) 2011-05-17 2011-05-17 小型电动机械手摆动关节

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101271098A CN102179820B (zh) 2011-05-17 2011-05-17 小型电动机械手摆动关节

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102179820A true CN102179820A (zh) 2011-09-14
CN102179820B CN102179820B (zh) 2012-08-22

Family

ID=44566207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101271098A Expired - Fee Related CN102179820B (zh) 2011-05-17 2011-05-17 小型电动机械手摆动关节

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102179820B (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102729258A (zh) * 2011-12-12 2012-10-17 戴文钟 双马达运动模块
CN104180968A (zh) * 2014-08-12 2014-12-03 中船重工特种设备有限责任公司 一种高水压环境下三自由度运动的试验装置
CN104385276A (zh) * 2014-10-09 2015-03-04 兰州理工大学 单电机三自由度机械手臂机构
CN104440938A (zh) * 2014-10-23 2015-03-25 重庆交通大学 欠驱动三自由度复合关节
CN104637388A (zh) * 2015-01-09 2015-05-20 广西大学 一种五自由度非偏置式步进电机驱动教学机械手
CN104802183A (zh) * 2015-04-02 2015-07-29 西北工业大学 一种自锁式机器人关节
CN105710894A (zh) * 2014-11-30 2016-06-29 中国科学院沈阳自动化研究所 一种主手摆动关节结构
CN107738271A (zh) * 2017-10-13 2018-02-27 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种设有观察窗的机器人关节臂主壳
CN107738272A (zh) * 2017-10-13 2018-02-27 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种带有注液润滑结构的机器人关节臂辅壳
CN107825462A (zh) * 2017-10-13 2018-03-23 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种带有观察窗的机器人关节臂辅壳
CN107825463A (zh) * 2017-10-13 2018-03-23 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种递进式机器人关节臂主壳
CN107856062A (zh) * 2017-10-13 2018-03-30 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种递进式机器人关节臂辅壳
CN110005807A (zh) * 2019-04-12 2019-07-12 埃夫特智能装备股份有限公司 一种工业机器人密封关节
CN111358669A (zh) * 2018-12-26 2020-07-03 北京大艾机器人科技有限公司 用于外骨骼机器人的驱动装置及外骨骼机器人

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2844854B1 (fr) * 2002-09-19 2006-04-28 Orflam Ind Ressort a gaz depourvu de chambre de lubrification ou comportant une chambre de lubrification de volume reduit
CN101045301A (zh) * 2006-03-31 2007-10-03 中国科学院沈阳自动化研究所 一种水下电动机械手旋转关节结构
CN201002714Y (zh) * 2007-01-19 2008-01-09 哈尔滨工程大学 一种水下仿水翼推进装置
CN101434071A (zh) * 2007-11-14 2009-05-20 中国科学院沈阳自动化研究所 一种用于水中活动关节的密封机构
CN201329583Y (zh) * 2008-07-14 2009-10-21 陶泽文 水下机械手
CN201621275U (zh) * 2010-04-28 2010-11-03 大庆油田有限责任公司 一种井下水平钻孔机用旋转和往复运动密封装置
CN202129799U (zh) * 2011-05-17 2012-02-01 哈尔滨工程大学 小型电动机械手摆动关节

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2844854B1 (fr) * 2002-09-19 2006-04-28 Orflam Ind Ressort a gaz depourvu de chambre de lubrification ou comportant une chambre de lubrification de volume reduit
CN101045301A (zh) * 2006-03-31 2007-10-03 中国科学院沈阳自动化研究所 一种水下电动机械手旋转关节结构
CN201002714Y (zh) * 2007-01-19 2008-01-09 哈尔滨工程大学 一种水下仿水翼推进装置
CN101434071A (zh) * 2007-11-14 2009-05-20 中国科学院沈阳自动化研究所 一种用于水中活动关节的密封机构
CN201329583Y (zh) * 2008-07-14 2009-10-21 陶泽文 水下机械手
CN201621275U (zh) * 2010-04-28 2010-11-03 大庆油田有限责任公司 一种井下水平钻孔机用旋转和往复运动密封装置
CN202129799U (zh) * 2011-05-17 2012-02-01 哈尔滨工程大学 小型电动机械手摆动关节

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102729258A (zh) * 2011-12-12 2012-10-17 戴文钟 双马达运动模块
CN104180968B (zh) * 2014-08-12 2017-01-25 中船重工特种设备有限责任公司 一种高水压环境下三自由度运动的试验装置
CN104180968A (zh) * 2014-08-12 2014-12-03 中船重工特种设备有限责任公司 一种高水压环境下三自由度运动的试验装置
CN104385276A (zh) * 2014-10-09 2015-03-04 兰州理工大学 单电机三自由度机械手臂机构
CN104385276B (zh) * 2014-10-09 2015-11-04 兰州理工大学 单电机三自由度机械手臂机构
CN104440938A (zh) * 2014-10-23 2015-03-25 重庆交通大学 欠驱动三自由度复合关节
CN104440938B (zh) * 2014-10-23 2016-02-24 重庆交通大学 欠驱动三自由度复合关节
CN105710894B (zh) * 2014-11-30 2017-09-29 中国科学院沈阳自动化研究所 一种主手摆动关节结构
CN105710894A (zh) * 2014-11-30 2016-06-29 中国科学院沈阳自动化研究所 一种主手摆动关节结构
CN104637388A (zh) * 2015-01-09 2015-05-20 广西大学 一种五自由度非偏置式步进电机驱动教学机械手
CN104802183A (zh) * 2015-04-02 2015-07-29 西北工业大学 一种自锁式机器人关节
CN107738271A (zh) * 2017-10-13 2018-02-27 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种设有观察窗的机器人关节臂主壳
CN107738272A (zh) * 2017-10-13 2018-02-27 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种带有注液润滑结构的机器人关节臂辅壳
CN107825462A (zh) * 2017-10-13 2018-03-23 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种带有观察窗的机器人关节臂辅壳
CN107825463A (zh) * 2017-10-13 2018-03-23 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种递进式机器人关节臂主壳
CN107856062A (zh) * 2017-10-13 2018-03-30 江苏捷帝机器人股份有限公司 一种递进式机器人关节臂辅壳
CN111358669A (zh) * 2018-12-26 2020-07-03 北京大艾机器人科技有限公司 用于外骨骼机器人的驱动装置及外骨骼机器人
CN111358669B (zh) * 2018-12-26 2023-07-14 北京大艾机器人科技有限公司 用于外骨骼机器人的驱动装置及外骨骼机器人
CN110005807A (zh) * 2019-04-12 2019-07-12 埃夫特智能装备股份有限公司 一种工业机器人密封关节

Also Published As

Publication number Publication date
CN102179820B (zh) 2012-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102179820B (zh) 小型电动机械手摆动关节
CN104440939B (zh) 小型水下液压机械手二级驱动关节
CN100484727C (zh) 一种水下电动机械手旋转关节结构
CN104029215B (zh) 一种小型化水下液压机械手手臂关节结构
CN202185919U (zh) 用于搭建水下电动机械手的驱动模块
CN202129799U (zh) 小型电动机械手摆动关节
CN102935640B (zh) 一种用于搭建水下电动机械手的驱动模块
CN111300476A (zh) 一种水下关节驱动模块
CN104802183A (zh) 一种自锁式机器人关节
CN103921283A (zh) 一种水下水液压机械手关节驱动装置
US20220407385A1 (en) Underwater Transmission Device with Lead Screw Sliding Block Mechanism
CN104029219B (zh) 一种支撑式可折叠机械手手臂结构
CN202129798U (zh) 小型电动机械手二级回转机构
CN102225547B (zh) 小型电动机械手二级回转机构
CN104162893B (zh) 一种支撑式可折叠机械手手臂结构
CN113715014B (zh) 适用于深海机器人的大力矩一体化驱动关节
CN110125973B (zh) 一种带位置和速度反馈的水下电动关节结构
CN114744820A (zh) 一种基于编码器位置反馈的水下电动直线缸机构
CN109623870B (zh) 一种矢量控制旋转关节
CN113002737A (zh) 一种水下电动机械手串联式腕转夹钳模块
CN211223813U (zh) 水下电动机械手串联式腕转夹钳模块
KR101306766B1 (ko) 리니어 액추에이터 방식 관절 모듈 및 이를 포함하는 로봇 암
CN203887862U (zh) 一种小型化水下液压机械手手臂关节结构
CN214643775U (zh) 一种钻孔机器人复合自由度球关节结构
CN106003134B (zh) 一种用于真空高温环境下的转动关节

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120822

Termination date: 20180517