CN203579678U

CN203579678U - 水下电动机械手夹钳结构

Info

Publication number: CN203579678U
Application number: CN201320804668.2U
Authority: CN
Inventors: 张奇峰; 岳鹏
Original assignee: Shenyang Institute of Automation of CAS
Current assignee: Shenyang Institute of Automation of CAS
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2023-12-06

Abstract

本实用新型属于水下机器人工程领域，具体地说是一种水下电动机械手夹钳结构，包括夹持驱动模块、凸轮、导向板、凸轮从动件、夹钳A、夹钳B及传动螺栓轴承，凸轮安装在夹持驱动模块的输出端，凸轮上开有弧形槽，弧形槽内设有传动螺栓轴承，夹钳A及夹钳B分别通过凸轮从动件A及凸轮从动件B与凸轮上的传动螺栓轴承A相连；凸轮从动件A及凸轮从动件B的外围设有安装在夹持驱动模块上、限制凸轮从动件A及凸轮从动件B转动的导向装置；凸轮由夹持驱动模块驱动旋转，凸轮上的传动螺栓轴承在凸轮的旋转过程中，在弧形槽内作直线运动，实现夹钳A及夹钳B的张开或闭合。本实用新型具有结构新颖紧凑、拆卸方便、功能齐全、可深海作业等优点。

Description

水下电动机械手夹钳结构

技术领域

本实用新型属于水下机器人工程领域，具体地说是一种水下电动机械手夹钳结构。

背景技术

目前在海洋油气勘探开发等领域，多数水下作业具有压力高，负载重等特点，电动机械手具有可控性好、运动平稳、通过压力补偿可实现全海深作业等优点，故电驱动的水下机械手具有广阔的应用前景。

水下电动机械手由于作业环境的特殊性，与陆地上的应用有很大区别，对水下电动机械手要求具有耐高压、耐腐蚀、结构紧凑、密封可靠等要求，研制出性能稳定，结构紧凑的水下电动机械手已成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水下电动机械手夹钳结构。该夹钳结构直接将夹钳驱动模块输出的扭矩转变成水下电动机械手夹钳的张合运动，可应用于海洋开发或水下作业。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括夹持驱动模块、凸轮、导向板、凸轮从动件、夹钳A、夹钳B及传动螺栓轴承，其中凸轮安装在夹持驱动模块的输出端，所述凸轮上分别开有弧形槽A及弧形槽B，该弧形槽A及弧形槽B内分别设有传动螺栓轴承A、传动螺栓轴承B，所述夹钳A及夹钳B分别通过凸轮从动件A及凸轮从动件B与凸轮上的传动螺栓轴承A、传动螺栓轴承B相连；所述凸轮从动件A及凸轮从动件B的外围设有安装在所述夹持驱动模块上、限制凸轮从动件A及凸轮从动件B转动的导向装置；所述凸轮由夹持驱动模块驱动旋转，凸轮上的传动螺栓轴承A、传动螺栓轴承B在凸轮的旋转过程中，分别在弧形槽A及弧形槽B内作直线运动，实现夹钳A及夹钳B的张开或闭合。

其中：所述弧形槽A及弧形槽B形状相同，每个弧形槽的两端均为圆形，四个圆形的圆心共线且经过所述凸轮的圆心，所述弧形槽A及弧形槽B分别位于所述四个圆形的圆心所在线的两侧；所述弧形槽A的两端与弧形槽B的两端间隔设置，所述传动螺栓轴承A及传动螺栓轴承B的轴承分别容置在弧形槽A及弧形槽B中，传动螺栓轴承A及传动螺栓轴承B的传动螺栓分别与所述凸轮从动件A及凸轮从动件B相连；

所述凸轮从动件A的两侧分别安装有导向螺栓轴承组A，凸轮从动件B的两侧分别安装有导向螺栓轴承组B，所述导向螺栓轴承组A及导向螺栓轴承组B分别与所述导向装置滚动接触；所述导向装置包括导向板A、导向板B及导向连接板，该导向板A及导向板B对称设置在夹钳A与夹钳B的两侧，并分别通过夹持固定板固定在所述夹持驱动模块上；所述导向板A及导向板B的两端分别通过导向连接板相连，所述凸轮从动件A及凸轮从动件B容置于由导向板A、导向板B及导向连接板围成的空间内，所述导向螺栓轴承组A及导向螺栓轴承组B分别与导向板A及导向板B滚动接触；

所述凸轮通过连杆连接件与夹持驱动模块的输出端连接，该连杆连接件的一端通过锁紧圈A及锁紧圈B与凸轮连接，另一端通过O形密封圈与夹持驱动模块的输出端静密封连接；所述锁紧圈A及锁紧圈B均为半圆形，两端通过螺栓固接。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.结构新颖：本实用新型采用的是凸轮结构，夹钳驱动模块输出扭矩带动凸轮发生旋转运动，与凸轮连接的传动螺栓轴承做径向直线运动，从而改变夹钳的张合。

2.结构紧凑：本实用新型采用了导向螺栓轴承组、传动螺栓轴承，夹钳结构整体紧凑稳固，使夹钳的张合运动更平稳。

3.功能齐全：本实用新型可以实现众多功能，可完成海水取样、海洋动植物取样、海底热液喷口取样、缆绳夹持等水下作业。

4.调试、维护方便：本实用新型中的夹钳驱动模块与夹钳主体结构通过连杆连接件连接，便于拆卸，使夹钳的调试维护更加便捷。

附图说明

图1A为本实用新型的整体结构示意图；

图1B为本实用新型前端夹钳处的局部结构示意图；

图2A为本实用新型夹钳张开时的工作原理示意图；

图2B为本实用新型夹钳张开时凸轮的工作状态示意图；

图2C为本实用新型夹钳闭合时的工作原理示意图；

图2D为本实用新型夹钳闭合时凸轮的工作状态示意图；

图2E为本实用新型导向螺栓轴承与导向板的工作原理示意图；

其中：1为夹钳驱动模块，2为夹持固定板A，3为连杆连接件，4为锁紧圈A，5为锁紧圈B，6为夹持固定板B，7为凸轮，8为导向板A，9为导向连接板A，10为导向连接板B，11为导向板B，12为导向螺栓轴承组A，13为凸轮从动件A，14为夹钳A，15为导向螺栓轴承组B，16为凸轮从动件B，17为夹钳B，18为传动螺栓轴承A，19为传动螺栓轴承B，20为弧形槽A，21为弧形槽B。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1A、图1B及图2E所示，本实用新型包括夹钳驱动模块1、夹持固定板A2、夹持固定板B6、连杆连接件3、锁紧圈A4、锁紧圈B5、凸轮7、导向板A8、导向板B11、导向连接板A9、导向连接板B10、导向螺栓轴承组A12、导向螺栓轴承组B15、凸轮从动件A13、凸轮从动件B16、夹钳A14、夹钳B17、传动螺栓轴承A18及传动螺栓轴承B19，其中夹钳驱动模块1、连杆连接件3、锁紧圈A4、锁紧圈B5、凸轮7、凸轮从动件A13、凸轮传动件B16与传动螺栓轴承A18、传动螺栓轴承B19依次径向固定连接，夹钳驱动模块1与导向板A8、导向板B11、导向连接板A9、导向连接板B10通过螺栓轴向固定连接。具体为：

凸轮7通过连杆连接件3与夹持驱动模块7的输出端连接，连杆连接件3的一端通过锁紧圈A4及锁紧圈B5与凸轮7连接，该锁紧圈A4及锁紧圈B5均为半圆形，两端通过螺栓固接；连杆连接件3的另一端通过O形密封圈与夹持驱动模块7的输出端静密封连接，满足深海作业的需求。

凸轮7上分别开有弧形槽A20及弧形槽B21，弧形槽A20及弧形槽B21形状相同，每个弧形槽的两端均为圆形，弧形槽A20的两端与弧形槽B21的两端间隔设置；两个弧形槽两端的四个圆形的圆心共线且经过凸轮7的圆心，弧形槽A20及弧形槽B21分别位于四个圆形的圆心所在线的两侧。弧形槽A20及弧形槽B21内分别设有传动螺栓轴承A18、传动螺栓轴承B19，传动螺栓轴承A18及传动螺栓轴承B19的轴承分别容置在弧形槽A20及弧形槽B21中，传动螺栓轴承A18及传动螺栓轴承B19的传动螺栓分别通过螺栓与凸轮从动件A13及凸轮从动件B16相连，凸轮从动件A13及凸轮从动件B16分别螺栓与夹钳A14及夹钳B17固接。

凸轮从动件A13及凸轮从动件B16的外围设有安装在夹持驱动模块1上、限制凸轮从动件A13及凸轮从动件B16转动的导向装置，该导向装置包括导向板A8、导向板B11、导向连接板A9及导向连接板B10，导向板A8及导向板B11对称设置在夹钳A14与夹钳B17的两侧，并分别通过夹持固定板A2、夹持固定板B6固定在夹持驱动模块1上；导向板A8及导向板B11的两端分别通过导向连接板A9、导向连接板板B10连接固定，导向板A8、导向板B11、导向连接板A9及导向连接板板B10围成了一个长方形空间，凸轮从动件A13及凸轮从动件B16容置于该长方形空间内部，并且在凸轮从动件A13的两侧分别安装有导向螺栓轴承组A12，凸轮从动件B16的两侧分别安装有导向螺栓轴承组B15，每组导向螺栓轴承均包括四个轴承，其中两个为一组、上下设置，每个轴承均通过螺栓固接在凸轮从动件上；导向板A8及导向板B11的内壁上分别设有一个滚动支撑板，凸轮从动件A13及凸轮从动件B16上的导向螺栓轴承组A12及导向螺栓轴承组B15中的两组轴承位于该滚动支撑板的上下两侧，并分别与滚动支撑板滚动接触。

本实用新型的工作原理为：

夹钳驱动模块1输出扭矩、通过连杆连接件3带动凸轮7转动，在凸轮7转动的过程中，凸轮从动件A13及凸轮从动件B16由于受到导向板A8、导向板B11的限制无法转动，因此在导向板A8、导向板B11反作用力的作用下，通过凸轮7的转动带动传动螺栓轴承A18、传动螺栓轴承B19在凸轮7的旋转过程中，分别在弧形槽A20及弧形槽B21内作直线运动，从而控制夹钳A14、夹钳B17的张开或闭合。

本实用新型给出了一种水下电动机械手夹钳结构，它具有结构新颖紧凑，功能齐全、便于维护和调试等诸多优点。本实用新型采用的是凸轮结构，夹钳驱动模块输出扭矩带动凸轮发生旋转运动，与凸轮连接的传动螺栓轴承做径向直线运动，从而改变夹钳的张合；本实用新型采用了导向螺栓轴承组、传动螺栓轴承，夹钳结构整体紧凑稳固，使夹钳的张合运动更平稳；本实用新型可以实现众多功能，可完成海水取样、海洋动植物取样、海底热液喷口取样、缆绳夹持等水下作业；夹钳驱动模块与夹钳主体结构通过连杆连接件连接，便于拆卸，使夹钳的调试维护更加便捷。

Claims

1.一种水下电动机械手夹钳结构，其特征在于：包括夹持驱动模块（1）、凸轮（7）、导向板、凸轮从动件、夹钳A（14）、夹钳B（17）及传动螺栓轴承，其中凸轮（7）安装在夹持驱动模块（1）的输出端，所述凸轮（7）上分别开有弧形槽A（20）及弧形槽B（21），该弧形槽A（20）及弧形槽B（21）内分别设有传动螺栓轴承A（18）、传动螺栓轴承B（19），所述夹钳A（14）及夹钳B（17）分别通过凸轮从动件A（13）及凸轮从动件B（16）与凸轮（7）上的传动螺栓轴承A（18）、传动螺栓轴承B（19）相连；所述凸轮从动件A（13）及凸轮从动件B（16）的外围设有安装在所述夹持驱动模块（1）上、限制凸轮从动件A（13）及凸轮从动件B（16）转动的导向装置；所述凸轮（7）由夹持驱动模块（1）驱动旋转，凸轮（7）上的传动螺栓轴承A（18）、传动螺栓轴承B（19）在凸轮（7）的旋转过程中，分别在弧形槽A（20）及弧形槽B（21）内作直线运动，实现夹钳A（14）及夹钳B（17）的张开或闭合。

2.按权利要求1所述的水下电动机械手夹钳结构，其特征在于：所述弧形槽A（20）及弧形槽B（21）形状相同，每个弧形槽的两端均为圆形，四个圆形的圆心共线且经过所述凸轮（7）的圆心，所述弧形槽A（20）及弧形槽B（21）分别位于所述四个圆形的圆心所在线的两侧。

3.按权利要求2所述的水下电动机械手夹钳结构，其特征在于：所述弧形槽A（20）的两端与弧形槽B（21）的两端间隔设置，所述传动螺栓轴承A（18）及传动螺栓轴承B（19）的轴承分别容置在弧形槽A（20）及弧形槽B（21）中，传动螺栓轴承A（18）及传动螺栓轴承B（19）的传动螺栓分别与所述凸轮从动件A（13）及凸轮从动件B（16）相连。

4.按权利要求1所述的水下电动机械手夹钳结构，其特征在于：所述凸轮从动件A（13）的两侧分别安装有导向螺栓轴承组A（12），凸轮从动件B（16）的两侧分别安装有导向螺栓轴承组B（15），所述导向螺栓轴承组A（12）及导向螺栓轴承组B（15）分别与所述导向装置滚动接触。

5.按权利要求4所述的水下电动机械手夹钳结构，其特征在于：所述导向装置包括导向板A（8）、导向板B（11）及导向连接板，该导向板A（8）及导向板B（11）对称设置在夹钳A（14）与夹钳B（17）的两侧，并分别通过夹持固定板固定在所述夹持驱动模块（1）上；所述导向板A（8）及导向板B（11）的两端分别通过导向连接板相连，所述凸轮从动件A（13）及凸轮从动件B（16）容置于由导向板A（8）、导向板B（11）及导向连接板围成的空间内，所述导向螺栓轴承组A（12）及导向螺栓轴承组B（15）分别与导向板A（8）及导向板B（11）滚动接触。

6.按权利要求1至5任一权利要求所述的水下电动机械手夹钳结构，其特征在于：所述凸轮（7）通过连杆连接件（3）与夹持驱动模块（7）的输出端连接，该连杆连接件（3）的一端通过锁紧圈A（4）及锁紧圈B（5）与凸轮（7）连接，另一端通过O形密封圈与夹持驱动模块（7）的输出端静密封连接。

7.按权利要求6所述的水下电动机械手夹钳结构，其特征在于：所述锁紧圈A（4）及锁紧圈B（5）均为半圆形，两端通过螺栓固接。