CN108518464B - 一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统 - Google Patents

一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于远距离操作技术领域，涉及一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统。所述的传动系统包括依次连接的主动传动链、穿墙传动轴与从动传动链，所述的主动传动链包括主动传动链内管、第一钢带、第二钢带、主动传动链定带轮、主动传动链锥齿轮卷筒，所述从动传动链包括由彼此独立而又关联的从动传动链内管与从动传动链中管构成的套管、第三钢带、第四钢带、从动传动链定带轮、动带轮、从动传动链锥齿轮卷筒、齿轮组件、中管穿墙传动轴、电机。利用本发明的传动系统，能够在保障操作人员的人身安全前提下，便于实现穿墙管的密封而不影响机械手的运动传动。

Description

一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统
技术领域
本发明属于远距离操作技术领域，涉及一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统。
背景技术
在远距离操作技术领域中，从事核科学研究及生产的行业必不可少的需要机械手这一类特殊的远距离操作设备，以能够通过一些屏蔽体，将操作人员与危险的环境隔离开，保证操作人员安全的对危险的物质进行操作。在机械手中，采用机械传动的主从机械手操作灵活、轻便，操作能力大，适用范围广，因此是普遍应用的一类机械手。
主从机械手主要由主动臂、穿墙管及从动臂三大部分组成。一般情况下，主从机械手的传动链是整体式直接传动，即三部分通过钢丝绳、钢带连接为一体进行传动。但这种传动形式不便于在穿墙管部分的密封设计，而且从动臂一般不设置电动中管。为满足热室密封和操作范围要求，将机械手整体传动链改为由三个可分离的传动链组合形式以及设置从动臂部分的电动中管是必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，以能够在保障操作人员的人身安全前提下，便于实现穿墙管的密封而不影响机械手的运动传动。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，所述的传动系统包括依次连接的主动传动链、穿墙传动轴与从动传动链，其中：
所述的主动传动链包括主动传动链内管、第一钢带、第二钢带、主动传动链定带轮、主动传动链锥齿轮卷筒；所述的主动传动链锥齿轮卷筒的外表面开有双槽，所述第一钢带的一端固定在主动传动链锥齿轮卷筒所述的双槽中靠外的一个开槽中，另一端固定在所述的主动传动链内管的上端；所述第二钢带的一端固定在主动传动链锥齿轮卷筒所述的双槽中靠内的一个开槽中，另一端通过位于所述的主动传动链内管外部的所述的主动传动链定带轮后固定在所述的主动传动链内管的上端；所述主动传动链锥齿轮卷筒与所述的穿墙传动轴连接，
所述从动传动链包括由彼此独立而又关联的从动传动链内管与从动传动链中管构成的套管、第三钢带、第四钢带、从动传动链定带轮、动带轮、从动传动链锥齿轮卷筒、齿轮组件、中管穿墙传动轴、电机；所述的从动传动链锥齿轮卷筒的外表面开有双槽，所述第三钢带、第四钢带的一端分别固定在从动传动链锥齿轮卷筒的外表面所述的双槽中的一个开槽中，另一端分别通过位于所述的从动传动链中管外部交替排列的从动传动链定带轮、动带轮后固定在所述的从动传动链内管的上端；所述从动传动链锥齿轮卷筒与所述的穿墙传动轴连接；所述的从动传动链中管依次连接所述的齿轮组件、中管穿墙传动轴、电机。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，其中所述的主动传动链还包括第一小锥齿轮，所述的主动传动链锥齿轮卷筒通过所述的第一小锥齿轮与所述的穿墙传动轴连接。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，其中所述的从动传动链还包括第二小锥齿轮，所述的从动传动链锥齿轮卷筒通过所述的第二小锥齿轮与所述的穿墙传动轴连接。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，其中所述的穿墙传动轴包括位于两端的两个接头与两个接头之间的轴管，其中轴管的一端为带半圆形开口的管叉结构，用于通过接头与主动传动链连接；轴管的另一端为带销轴的球头结构，用于通过接头与从动传动链连接。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，其中所述的主动传动链定带轮固定在所述的主动传动链内管外部的支板上。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，其中所述的从动传动链定带轮固定在所述的从动传动链中管外部的支板上；所述的动带轮为半速滑轮，固定在所述的从动传动链中管外部的滑动架上。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，其中所述的齿轮组件包括依次连接的第三小锥齿轮、第一大锥齿轮、多个圆柱齿轮、第二大锥齿轮、锥齿轮丝杆，其中所述的第三小锥齿轮与所述的中管穿墙传动轴连接，所述的锥齿轮丝杆与所述的从动传动链中管连接。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，其中所述的从动传动链还包括换向齿轮组，其两端分别与所述的中管穿墙传动轴与所述的电机连接。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，其中所述的从动传动链还包括管架螺母，其两端分别与所述的齿轮组件与所述的从动传动链中管连接。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，其中所述的中管穿墙传动轴包括位于两端的两个接头与两个接头之间的轴管，其中轴管的一端为带半圆形开口的管叉结构，用于通过接头与所述的电机连接；轴管的另一端为带销轴的球头结构，用于通过接头与所述的齿轮组件连接。
本发明的有益效果在于，利用本发明的可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，能够在保障操作人员的人身安全前提下，便于实现穿墙管的密封而不影响机械手的运动传动。
本发明的有益效果具体体现在：
(1)操作范围大：从动传动链(即从动臂)侧增加了电动的从动传动链中管，增大了机械手在热室内的操作范围；
(2)检修方便快捷、安装空间小且便于运输：传动链的分离性便于主动传动链(即主动臂)和从动传动链(即从动臂)与穿墙管结构分离，可快速拆卸机械手及检修；同时解决了机械手整体拆卸或安装时操作区需要较大空间的问题，也给运输带来了便利。
附图说明
图1为示例性的本发明的可分离的主从机械手伸缩运动传动系统的组成结构图(不包括从动传动链中管传动部分)。
图2为示例性的本发明的可分离的主从机械手伸缩运动传动系统中从动传动链中管传动部分的组成结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
示例性的本发明的可分离的主从机械手伸缩运动传动系统的组成如图1-2所示，包括依次连接的主动传动链、穿墙传动轴8与从动传动链。
主动传动链包括主动传动链内管2、第一钢带5、第二钢带3、第一定带轮4(第一定带轮4固定在主动传动链内管2外部上端的支板上)、第二定带轮1(第二定带轮1固定在主动传动链内管2外部下端的支板上)、主动传动链锥齿轮卷筒6(为由多个零件构成的一体组件)、第一小锥齿轮7(为由多个零件构成的一体组件，轴端为一带销轴的球头结构，用于与穿墙传动轴8连接)。主动传动链锥齿轮卷筒6的外表面开有双槽，第一钢带5的一端固定在主动传动链锥齿轮卷筒6的双槽中靠外的一个开槽中，另一端固定在主动传动链内管2的上端。第二钢带3的一端固定在主动传动链锥齿轮卷筒6的双槽中靠内的一个开槽中，另一端通过位于主动传动链内管2外部的第一定带轮4、第二定带轮1后固定在主动传动链内管2的上端。主动传动链锥齿轮卷筒6通过第一小锥齿轮7与穿墙传动轴8连接。
从动传动链包括由彼此独立而又关联的从动传动链内管22与从动传动链中管21构成的套管、第三钢带11、第四钢带12、第三定带轮13、第四定带轮14、第五定带轮15、第六定带轮16、第七定带轮17(第三定带轮13、第四定带轮14、第五定带轮15、第六定带轮16、第七定带轮17固定在从动传动链中管21外部不同高度处的支板上)、第一动带轮18、第二动带轮19、第三动带轮20(第一动带轮18、第二动带轮19为半速滑轮，固定在从动传动链中管21外部的滑动架上，第三动带轮20固定在从动传动链中管21上，三个动带轮可随从动传动链中管21的运动进行关联的运动)、从动传动链锥齿轮卷筒10(为由多个零件构成的一体组件)、第二小锥齿轮9(为由多个零件构成的一体组件，轴端为一带销轴的球头结构，用于与穿墙传动轴8连接)、管架螺母34(为由多个零件构成的一体组件)、齿轮组件(又包括依次连接的第三小锥齿轮27、第一大锥齿轮28、第一圆柱齿轮29、第二圆柱齿轮30、第三圆柱齿轮31、第二大锥齿轮32、锥齿轮丝杆33)、中管穿墙传动轴26、换向齿轮组23、电机24。从动传动链锥齿轮卷筒10的外表面开有双槽，第三钢带11的一端固定在从动传动链锥齿轮卷筒10的外表面双槽中靠内的一个开槽中，另一端通过位于从动传动链中管21外部依次排列的第三定带轮13、第一动带轮18、第六定带轮16、第五定带轮15、第三动带轮20后固定在从动传动链内管22的上端。第四钢带12的一端固定在从动传动链锥齿轮卷筒10的外表面双槽中靠外的一个开槽中，另一端通过位于从动传动链中管21外部依次排列的第四定带轮14、第二动带轮19、第七定带轮17后固定在从动传动链内管22的上端。从动传动链锥齿轮卷筒10通过第二小锥齿轮9与穿墙传动轴8连接。从动传动链中管21依次连接管架螺母34(管架螺母34与从动传动链中管21固定在一起)、锥齿轮丝杆33、第二大锥齿轮32、第三圆柱齿轮31、第二圆柱齿轮30、第一圆柱齿轮29、第一大锥齿轮28、第三小锥齿轮27(为由多个零件构成的一体组件，轴端为一带半圆形开口的管叉结构，用于与中管穿墙传动轴26连接)、中管穿墙传动轴26、换向齿轮组23、电机24。
穿墙传动轴8包括位于两端的两个接头与两个接头之间的轴管，其中轴管的一端为带半圆形开口的管叉结构，用于通过接头与第一小锥齿轮7连接；轴管的另一端为带销轴的球头结构，用于通过接头与第二小锥齿轮9连接。
中管穿墙传动轴26包括位于两端的两个接头与两个接头之间的轴管，其中轴管的一端为带半圆形开口的管叉结构，用于通过接头25与换向齿轮组23连接；轴管的另一端为带销轴的球头结构，用于通过接头与第三小锥齿轮27连接。
上述主动传动链的运动原理是：手动拉伸主动传动链内管2进行上下伸缩运动，当主动传动链内管2伸缩时带动主动传动链锥齿轮卷筒6一起转动，而正反缠绕在卷筒上的两条钢带随着主动传动链锥齿轮卷筒6的转动实现一条缠绕收紧、另一条释放，以满足主动传动链内管2伸缩长度的需求。同时利用主动传动链锥齿轮卷筒6上的锥齿轮和第一小锥齿轮7啮合，达到运动换向目的。
上述从动传动链的运动原理是：从动传动链是由从动传动链中管21运动和从动传动链内管22运动两个即独立又关联的传动链组成。从动传动链内管22的运动动力是由主动传动链内管2带动，而从动传动链中管21的运动是由主端侧的电机24带动。当从动传动链锥齿轮卷筒10转动时，正反缠绕在从动传动链锥齿轮卷筒10上的两条钢带随着从动传动链锥齿轮卷筒10的转动实现一条缠绕收紧另一条释放，从而通过钢带带动从动传动链内管22进行伸缩运动。从动传动链中管21的运动与从动传动链内管22的运动是互不干涉的，当电机24通电后带动主端侧的换向齿轮组23转动，并通过轴接头25、中管穿墙传动轴26带动第三小锥齿轮27转动，第三小锥齿轮27与第一大锥齿轮28啮合换向的同时带动第一圆柱齿轮29、第二圆柱齿轮30、第三圆柱齿轮31这三个圆柱齿轮将运动转为第二大锥齿轮32的转动，第二大锥齿轮32与锥齿轮丝杆33啮合换向后，通过管架螺母34将转动运动转变为从动传动链中管21的上下伸缩运动(见图2)；此时从动传动链内管22可静止也可以与从动传动链中管21同时运动。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种可分离的主从机械手伸缩运动传动系统，包括依次连接的主动传动链、穿墙传动轴与从动传动链，其中所述的主动传动链包括主动传动链内管、主动传动链定带轮，所述从动传动链包括由彼此独立而又关联的从动传动链内管与从动传动链中管构成的套管、从动传动链定带轮、中管穿墙传动轴、电机，
其特征在于：
所述的主动传动链还包括第一钢带、第二钢带、主动传动链锥齿轮卷筒；所述的主动传动链锥齿轮卷筒的外表面开有双槽，所述第一钢带的一端固定在主动传动链锥齿轮卷筒所述的双槽中靠外的一个开槽中，另一端固定在所述的主动传动链内管的上端；所述第二钢带的一端固定在主动传动链锥齿轮卷筒所述的双槽中靠内的一个开槽中，另一端通过位于所述的主动传动链内管外部的所述的主动传动链定带轮后固定在所述的主动传动链内管的上端；所述主动传动链锥齿轮卷筒与所述的穿墙传动轴连接，
所述从动传动链还包括第三钢带、第四钢带、动带轮、从动传动链锥齿轮卷筒、齿轮组件；所述的从动传动链锥齿轮卷筒的外表面开有双槽，所述第三钢带、第四钢带的一端分别固定在从动传动链锥齿轮卷筒的外表面所述的双槽中的一个开槽中，另一端分别通过位于所述的从动传动链中管外部交替排列的从动传动链定带轮、动带轮后固定在所述的从动传动链内管的上端；所述从动传动链锥齿轮卷筒与所述的穿墙传动轴连接；所述的从动传动链中管依次连接所述的齿轮组件、中管穿墙传动轴、电机。
2.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于：所述的主动传动链还包括第一小锥齿轮，所述的主动传动链锥齿轮卷筒通过所述的第一小锥齿轮与所述的穿墙传动轴连接。
3.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于：所述的从动传动链还包括第二小锥齿轮，所述的从动传动链锥齿轮卷筒通过所述的第二小锥齿轮与所述的穿墙传动轴连接。
4.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于：所述的穿墙传动轴包括位于两端的两个接头与两个接头之间的轴管，其中轴管的一端为带半圆形开口的管叉结构，用于通过接头与主动传动链连接；轴管的另一端为带销轴的球头结构，用于通过接头与从动传动链连接。
5.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于：所述的主动传动链定带轮固定在所述的主动传动链内管外部的支板上。
6.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于：所述的从动传动链定带轮固定在所述的从动传动链中管外部的支板上；所述的动带轮为半速滑轮，固定在所述的从动传动链中管外部的滑动架上。
7.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于：所述的齿轮组件包括依次连接的第三小锥齿轮、第一大锥齿轮、多个圆柱齿轮、第二大锥齿轮、锥齿轮丝杆，其中所述的第三小锥齿轮与所述的中管穿墙传动轴连接，所述的锥齿轮丝杆与所述的从动传动链中管连接。
8.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于：所述的从动传动链还包括换向齿轮组，其两端分别与所述的中管穿墙传动轴与所述的电机连接。
9.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于：所述的从动传动链还包括管架螺母，其两端分别与所述的齿轮组件与所述的从动传动链中管连接。
10.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于：所述的中管穿墙传动轴包括位于两端的两个接头与两个接头之间的轴管，其中轴管的一端为带半圆形开口的管叉结构，用于通过接头与所述的电机连接；轴管的另一端为带销轴的球头结构，用于通过接头与所述的齿轮组件连接。
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