CN111890407A - 一种核工业用的机械手 - Google Patents
一种核工业用的机械手 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111890407A CN111890407A CN202010663612.4A CN202010663612A CN111890407A CN 111890407 A CN111890407 A CN 111890407A CN 202010663612 A CN202010663612 A CN 202010663612A CN 111890407 A CN111890407 A CN 111890407A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arm
- bevel gear
- arms
- joint
- articulated
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J18/00—Arms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0075—Means for protecting the manipulator from its environment or vice versa
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/06—Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
- G21C17/07—Leak testing
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F7/00—Shielded cells or rooms
- G21F7/06—Structural combination with remotely-controlled apparatus, e.g. with manipulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明公开一种核工业用的机械手，应用于放射环境下，包括电机和机械臂，所述机械臂设置在放射环境中，电机设置在放射环境外，机械臂包括关节臂和锥齿轮组件，锥齿轮组件安装在关节臂内，关节臂的数量至少为1个,与电机相连的关节臂的一端设有锥齿轮组件，其余的关节臂的两端均设有锥齿轮组件且处于同一关节臂内的两个锥齿轮组件之间的锥齿轮数相差1个；锥齿轮组件包括锥齿轮和支撑件，锥齿轮数至少为1个，同一锥齿轮组件内的锥齿轮的轴线相同，相邻的锥齿轮通过支撑件连接；安装在关节臂末端的锥齿轮组件，处于最外侧的锥齿轮与该关节臂固定连接。
Description
技术领域
本发明属于工业设备领域，特别是核工业用的机械手。
背景技术
在核工业中，许多工作要在密闭的箱室中进行。为防止核辐射泄漏，箱室内各种设备的移动、操作和检维修需要通过机械手以远程方式实现。远程遥控操作技术大幅减轻操作人员的辐照伤害与操作疲劳。
核工业箱室中常常充满辐射和酸雾，内部各类设备很多且工作空间小，这对远程遥控操作的机械手提出了较高的要求。一般工业用的机械手因其不能耐强辐照和耐化学腐蚀，无法在核工业箱室中使用。
CN106932220公开了一种远距离拆装的剑式机械手，其自由度少，只能实现简单的动作，无法适用于复杂环境和多功能操作要求。CN109048989公开了一种用于核环境的机械臂腕关节，但对整个机械手的完整结构未作介绍。CN105904446公开了一种自动平衡式机械手，分为主动臂和从动臂，两者之间需要通过一个穿墙组件连接。这种同构式机械手主动臂与从动臂的主要结构基本相同，采用人工控制，运动精度较低。
发明内容
本发明提供了一种核工业用的机械手，来解决上述问题。
为了解决上述问题，本发明提出一种核工业用的机械手。
本发明所采用的技术方案是：
一种核工业用的机械手，应用于放射环境下，包括电机和机械臂，所述机械臂设置在放射环境中，电机设置在放射环境外，机械臂包括关节臂和锥齿轮组件，锥齿轮组件安装在关节臂内，关节臂的数量至少为1个,与电机相连的关节臂的一端设有锥齿轮组件，其余的关节臂的两端均设有锥齿轮组件且处于同一关节臂内的两个锥齿轮组件之间的锥齿轮数相差1个；锥齿轮组件包括锥齿轮和支撑件，锥齿轮数至少为1个，同一锥齿轮组件内的锥齿轮的轴线相同，相邻的锥齿轮通过支撑件连接；安装在关节臂末端的锥齿轮组件，处于最外侧的锥齿轮与该关节臂固定连接。
进一步的，所述机械臂还包括传动臂，传动臂的数量至少为1个，传动臂两端均设有锥齿轮组件，关节臂末端连接下一个关节臂或传动臂，传动臂两端连接关节臂，传动臂内的两个锥齿轮组件的锥齿轮数相同，安装在传动臂的锥齿轮组件，处于最外侧的锥齿轮通过支撑件与该传动臂连接。
优选的，所述锥齿轮包括齿轮部和连接部，锥齿轮的连接部安装在与其相邻的锥齿轮的齿轮部内。
优选的，还包括减速器，所述减速器安装在电机和机械臂之间。
优选的，还包括密封盖和密封圈，所述关节臂的两端开设圆形或椭圆形凹槽，凹槽内安装密封圈，密封盖安装在相邻关节臂的连接处。
优选的，所述关节臂数量为6，传动臂数量为2，与电机相连的是关节臂，其后依次安装关节臂、传动臂、关节臂、传动臂、关节臂、关节臂、关节臂和操作工具。
优选的，所述6个关节臂内的锥齿轮数依次为6、6和5、5和4、4和3、3和2、2和1，2个传动臂内的锥齿轮数是5和5以及4和4，操作工具内安装1个锥齿轮。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
1、本发明机械手的手臂结构可实现完全密封，可应用于充满放射性的核工业环境中；
2、本发明机械手使用6个关节臂后可以有6个运动自由度，末端执行器的移动、旋转灵活，在箱室中没有运动死区，末端定位精度高，可以替代人工操作；
3、本发明机械手的动力源均设置在放射环境外，且通过电控，维护成本低，工作年限长。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明关节臂和传动臂连接处的剖面图。
图3为本发明传动臂的剖面图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：如图1至3所示，一种核工业用的机械手，应用于放射环境下，包括电机1、减速器2和机械臂，所述机械臂设置在放射环境中，电机1和减速器2设置在放射环境外，减速器2和机械臂间通过墙体隔离辐射。机械臂包括关节臂和锥齿轮组件，锥齿轮组件安装在关节臂内，除与电机相连的以外的关节臂其两端均设有锥齿轮组件，包括关节臂和传动臂，关节臂的数量至少为1个，传动臂为选用，如图1所示，本实施例中关节臂的数量为5个，传动臂的数量为2，与减速器2相连的为一臂3，此后依次连接二臂4、三臂5、四臂6、五臂7、六臂8、七臂9和八臂10，八臂10之后连接执行器11，执行器11通过锥齿轮与八臂10连接，执行器11可以选用直边夹爪、圆边夹爪、异形夹爪等不同型式的抓手，其中一臂3、二臂4、四臂6、六臂8、七臂9和八臂10是关节臂，三臂5和五臂7是传动臂，一臂3一端设有锥齿轮组件且锥齿轮数为6，二臂4、四臂6、六臂8、七臂9和八臂10均为两端设有锥齿轮组件且锥齿轮数依次为6和5、5和4、4和3、3和2、2和1，三臂5和五臂7均为两端设有锥齿轮组件且锥齿轮数为5和5以及4和4，执行器11的锥齿轮数为1。如图2所示，此为四臂6和五臂7的连接处，四臂6末端的锥齿轮数为4，锥齿轮组件包括锥齿轮62a、锥齿轮62b、锥齿轮62c、锥齿轮62d和支撑轴承54a、支撑轴承54b、支撑轴承54c、支撑轴承54d，锥齿轮62a、锥齿轮62b、锥齿轮62c、锥齿轮62d分别同齿轮轴52a、齿轮轴52b、齿轮轴52c、齿轮轴52d固定连接，除了最内侧的锥齿轮62d的齿轮轴52d为实心轴外，剩余的齿轮轴52b、齿轮轴52c、齿轮轴52a均为中空轴，四臂6的首端也采用该设计并且齿轮轴52a、齿轮轴52b、齿轮轴52c、齿轮轴52d也延伸至首端，四臂6的首端有5个锥齿轮，最外侧锥齿轮的齿轮轴只到四臂6中部；同理，其余关节臂内的锥齿轮组件均采用类似设计。图2所示为四臂6末端为与五臂7相连的一端，四臂6为关节臂，五臂7为传动臂，四臂6当中有关节转动件61，关节转动件61为轴承并用于承载四臂6的转动，四臂6在关节转动件61处开槽并放入密封圈55，密封圈55优选弹簧增强型端面内侧密封圈，其中主体材料优选用PEEK(聚醚醚酮)，弹簧为不锈钢。关节转动件61的斜面上开半环形密封圈槽63，密封圈槽63外安装密封盖64，在密封圈槽63内放入O型圈21，O型圈21优选乙丙橡胶或天然橡胶，同理，所有关节臂的末端均为此设计。如图3所示，三臂5为传动臂，关节臂内的锥齿轮组件23与二臂4相同，但三臂5的最外侧锥齿轮23不与三臂5固连，而是通过支撑轴承22与三臂5相连。
电机1连接6根传动轴，分别连接一臂3的6个齿轮轴，通过箱室外的控制系统对电机1加载不同的信号，可分别控制不同的转动轴系转动，如要驱动一臂3转动，则只驱动电机1的最外根传动轴，由于之后的二臂4末端只有5个锥齿轮，二臂4不会转动，即可实现一臂3转动。同理若要驱动六臂8转动，则驱动电机的从内侧数第3根即可。如要实现多根轴同时转，驱动电机1的多根传动轴即可，从而实现机械手不同的运动位置与姿态。原理样机的试验结果表明，这种形式的机械手末端重复定位精度为0.5mm，可满足核工业箱室内部大多数的操作要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种核工业用的机械手，应用于放射环境下，其特征在于，包括电机和机械臂，所述机械臂设置在放射环境中，电机设置在放射环境外，机械臂包括关节臂和锥齿轮组件，锥齿轮组件安装在关节臂内，关节臂的数量至少为1个,与电机相连的关节臂的一端设有锥齿轮组件，其余的关节臂的两端均设有锥齿轮组件且处于同一关节臂内的两个锥齿轮组件之间的锥齿轮数相差1个；锥齿轮组件包括锥齿轮和支撑件，锥齿轮数至少为1个，同一锥齿轮组件内的锥齿轮的轴线相同，相邻的锥齿轮通过支撑件连接；安装在关节臂末端的锥齿轮组件，处于其最外侧的锥齿轮与该关节臂固定连接。
2.根据权利要求1所述的核工业用的机械手，其特征在于，所述机械臂还包括传动臂，传动臂的数量至少为1个，传动臂两端均设有锥齿轮组件，关节臂末端连接下一个关节臂或传动臂，传动臂两端连接关节臂，传动臂内的两个锥齿轮组件的锥齿轮数相同，安装在传动臂的锥齿轮组件，处于其最外侧的锥齿轮通过支撑件与该传动臂连接。
3.根据权利要求1所述的核工业用的机械手，其特征在于，所述锥齿轮包括齿轮部和连接部，锥齿轮的连接部安装在与其相邻的锥齿轮的齿轮部内。
4.根据权利要求1所述的核工业用的机械手，其特征在于，还包括减速器，所述减速器安装在电机和机械臂之间。
5.根据权利要求1所述的核工业用的机械手，其特征在于，还包括密封盖和密封圈，所述关节臂的两端开设圆形或椭圆形凹槽，凹槽内安装密封圈，密封盖安装在相邻关节臂的连接处。
6.根据权利要求2所述的核工业用的机械手，其特征在于，所述关节臂数量为6，传动臂数量为2，与电机相连的是关节臂，其后依次安装关节臂、传动臂、关节臂、传动臂、关节臂、关节臂、关节臂和操作工具。
7.根据权利要求6所述的核工业用的机械手，其特征在于，所述6个关节臂内的锥齿轮数依次为6、6和5、5和4、4和3、3和2、2和1，2个传动臂内的锥齿轮数是5和5以及4和4，操作工具内安装1个锥齿轮。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010663612.4A CN111890407A (zh) | 2020-07-10 | 2020-07-10 | 一种核工业用的机械手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010663612.4A CN111890407A (zh) | 2020-07-10 | 2020-07-10 | 一种核工业用的机械手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111890407A true CN111890407A (zh) | 2020-11-06 |
Family
ID=73192249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010663612.4A Pending CN111890407A (zh) | 2020-07-10 | 2020-07-10 | 一种核工业用的机械手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111890407A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112077853A (zh) * | 2020-11-16 | 2020-12-15 | 杭州景业智能科技股份有限公司 | 主从随动系统的力反馈方法、装置以及主从随动系统 |
| CN114952932A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-08-30 | 杭州景业智能科技股份有限公司 | 驱动结构及机械臂 |
| RU2785920C1 (ru) * | 2021-12-02 | 2022-12-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Манипулятор внутрикамерный |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6478531B1 (en) * | 2000-02-26 | 2002-11-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Article transfer apparatus |
| CN104385295A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-03-04 | 哈尔滨工业大学 | 基于并联差分驱动关节的七自由度仿人机械臂 |
| CN105014663A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-04 | 北京航空航天大学 | 可多方位连接的座载模块化机械臂 |
| CN105114585A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-02 | 浙江宁巍机械科技有限公司 | 一种齿轮传动式制壳机械手 |
| CN105150239A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-16 | 芜湖希美埃机器人技术有限公司 | 一种工业机器人腕部中空偏置结构 |
| CN109397272A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-01 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种六自由度仿生机械手臂 |
| CN109465813A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-15 | 曾林旺 | 一种机械手臂 |
| CN109676595A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-26 | 核动力运行研究所 | 一种适用于水下狭窄空间作业的多关节机械臂结构 |
-
2020
- 2020-07-10 CN CN202010663612.4A patent/CN111890407A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6478531B1 (en) * | 2000-02-26 | 2002-11-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Article transfer apparatus |
| CN104385295A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-03-04 | 哈尔滨工业大学 | 基于并联差分驱动关节的七自由度仿人机械臂 |
| CN105014663A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-04 | 北京航空航天大学 | 可多方位连接的座载模块化机械臂 |
| CN105150239A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-16 | 芜湖希美埃机器人技术有限公司 | 一种工业机器人腕部中空偏置结构 |
| CN105114585A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-02 | 浙江宁巍机械科技有限公司 | 一种齿轮传动式制壳机械手 |
| CN109465813A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-15 | 曾林旺 | 一种机械手臂 |
| CN109397272A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-03-01 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种六自由度仿生机械手臂 |
| CN109676595A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-26 | 核动力运行研究所 | 一种适用于水下狭窄空间作业的多关节机械臂结构 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112077853A (zh) * | 2020-11-16 | 2020-12-15 | 杭州景业智能科技股份有限公司 | 主从随动系统的力反馈方法、装置以及主从随动系统 |
| CN112077853B (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-02 | 杭州景业智能科技股份有限公司 | 主从随动系统的力反馈方法、装置以及主从随动系统 |
| RU2785920C1 (ru) * | 2021-12-02 | 2022-12-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Манипулятор внутрикамерный |
| CN114952932A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-08-30 | 杭州景业智能科技股份有限公司 | 驱动结构及机械臂 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106272399B (zh) | 一种中空偏交型六自由度喷涂机器人 | |
| US7559590B1 (en) | Pressure transmission assembly for mounting to a robotic device having a rotatable end effector | |
| CN108527348B (zh) | 一种多关节机械臂 | |
| CN205363898U (zh) | 可扩展的模块化机械臂 | |
| US4807486A (en) | Three-axes wrist mechanism | |
| CN111890407A (zh) | 一种核工业用的机械手 | |
| CN105479482A (zh) | 一种六轴机械臂的腕部 | |
| CN113459068B (zh) | 一种用于空间站载荷在轨维修的机械臂 | |
| CN110395414A (zh) | 一种面向空间维修作业的机器人 | |
| CN110900592A (zh) | 一种基于绳驱动的可重构冗余机械臂 | |
| CN102501246A (zh) | 三驱动可扩展灵巧机械臂 | |
| CN111347395B (zh) | 一种核应急处置机器人多末端执行机构快换机械手 | |
| CN118322248A (zh) | 一种三自由度机器人关节及机械手 | |
| CN104608146A (zh) | 基于双斜面偏转关节的新型机械臂 | |
| KR102108674B1 (ko) | 회전운동 전달 메카니즘이 구비된 병렬로봇 | |
| CN204487596U (zh) | 基于双斜面偏转关节的新型机械臂 | |
| Benhabib et al. | Mechanical design of a modular robot for industrial applications | |
| CN106625591B (zh) | 一种三平两转五自由度并联机构 | |
| CN209289282U (zh) | 一种scara机器人 | |
| CN214924607U (zh) | 空间站科学手套箱机械臂 | |
| CN104626114B (zh) | 一种多自由度可拆卸轻型分拣机器人 | |
| CN111618886A (zh) | 一种六自由度机械臂力反馈遥操作主手 | |
| Sun et al. | Structure design of an end-effector for the Chinese space station experimental module manipulator | |
| CN216299295U (zh) | 一种具有多自由度的机械臂 | |
| CN113103282A (zh) | 一种空间站科学手套箱机械臂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Room 35001, Yuejiang business center, 857 Xincheng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 310053 Applicant after: Hangzhou Smart Technology Co.,Ltd. Address before: Room 35001, Shimao center, 857 Xincheng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: HANGZHOU JINGYE INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20201106 |