CN204414112U

CN204414112U - 水下机械手

Info

Publication number: CN204414112U
Application number: CN201420826923.8U
Authority: CN
Inventors: 宋晓暖; 温泉; 曹雪峰
Original assignee: QINGDAO HISUN OCEAN EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: QINGDAO HISUN OCEAN EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2024-12-23

Abstract

本实用新型公开了一种主要针对中小型缆控无人水下机器人(ROV)的专业水下机械手，具体说是一种安装在ROV上可更换作业工具的用于水下切割、水下打磨和水下钻孔的电动作业工具。这种水下多功能机械手臂包括机械手臂安装座、依次铰接的至少一节机械手臂骨架、直线驱动机构、及作业部分，作业部分包括回转座、用于驱动回转座回转的回转座电机、安装于回转座的作业工具、驱动作业工具回转的作业回转电机，回转座电机通过工具安装座固定于最末一节机械手臂骨架的端部，回转座通过紧固件固定于工具安装座，回转座电机、回转座分别位于工具安装座的两侧。本实用新型结构简单、功能多样、维修成本低。

Description

水下机械手

技术领域

本实用新型涉及水下作业设备，具体涉及一种安装在ROV上可更换作业工具的用于水下切割、水下打磨和水下钻孔的水下机械手。

背景技术

水下机器人主要分为无缆自主水下机器人(AUV)和有缆水下机器人(ROV)，AUV通常是作为观察型机械人使用，ROV既可以作为观察用，也可以为水下作业使用，主要可以应用在江河湖海进行水下观察、搜救打捞、渔业资源开发、海洋矿产勘探等领域。ROV执行作业任务就需要作业设备，一般作业设备可以分为通用型作业设备(如通用机械手)和专用型作业设备(如切割设备、钻孔设备)。现在通用型的水下机械手比较常见，但是专业型的水下机械手比较少，而在一些特殊的作业环境中，必须使用专业、小型的作业设备才能完成作业任务。现有的专业、小型的作业设备的功能也非常单一，只能进行切割、打磨、钻孔等作业的其中一种。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可用于水下各类切割、打磨、钻孔作业的结构简单的专业型水下机械手。

本实用新型为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种水下机械手，包括机械手臂安装座、依次铰接的至少一节机械手臂骨架、用于驱动水下机械手弯曲和伸展的至少一个直线驱动机构、及安装于所述机械手臂骨架的作业部分，第一节机械手臂骨架安装于机械手臂安装座，作业部分安装于最末一节机械手臂骨架的端部。所述作业部分包括回转座、用于驱动回转座回转的回转座电机、安装于回转座的作业工具、驱动作业工具回转的作业回转电机，所述回转座电机通过工具安装座固定于最末一节机械手臂骨架的端部，所述回转座通过紧固件固定于工具安装座，回转座电机、回转座分别位于工具安装座的两侧。

上述结构的水下机械手可作为水下的专业作业设备，通过机械手臂安装座将水下机械手安装在作业ROV的合适位置，直线驱动机构的驱动实现机械手臂的弯曲和伸展，调整姿态从而调节作业工具的位置，回转座电机带动回转座来回转动从而带动作业工具整体旋转，作业回转电机驱动作业工具动作进行作业，使用方便。其中回转座通过紧固件安装于工具安装座，通过紧固件的拆下、安装可实现回转座的更换，要使用另外一种作业工具，只要将当前的回转座拆下，安装上带有另一种作业工具的回转座即可实现作业工具的更换，因此该种水下机械手功能多样。

为了应对水下的工作环境中机械手臂易腐蚀、损坏的问题，所述机械手臂骨架为由至少三块金属骨架拼装成的框架，如此可方便地拆卸安装损坏的金属骨架。这样无须更换整条的机械手臂，可有效降低成本。优选的，该金属手臂骨架为由四块金属骨架拼装成的矩形框架。

如上所述的水下机械手，所述作业工具为打磨盘或切割片或钻头，回转座的可拆卸安装实现了打磨、切割、钻孔作业功能之间的切换。

如上所述的水下机械手，所述直线驱动机构为电动推杆。

如上所述的水下机械手，相邻两节机械手臂骨架通过连接架、连接轴实现连接，具体为，相邻两节机械手臂骨架的连接处分别设有连接架，该两节机械手臂骨架的连接架通过连接轴连接从而实现相邻两节机械手臂骨架的连接。

如上所述的水下机械手，优选的，所述水下机械手设有三节依次铰接的机械手臂骨架。为了实现即可实现水平方向的运动又可实现垂直方向的运动，第一节机械手臂骨架与第二节机械手臂骨架之间的连接轴的轴线和第二节机械手臂骨架与第三节机械手臂骨架之间的连接轴的轴线互相垂直。

如上所述的水下机械手，紧固件选择使用紧固螺母。

为了结构紧凑，所述直线驱动机构安装于金属骨架拼装成的框架内部。

本实用新型能够产生的有益效果：本水下机械手均是由各个零部件、配件组装而成，可更换性强，并且作业工具的可更换使得功能多样，既可以安装水下使用的切割片用于水下切割作业，又可以换装水下打磨盘用于水下打磨或者换装钻头用于水下钻孔；结构简单，本水下机械手主要是搭载在中小型作业型ROV上，由于机械手臂骨架由金属骨架拼装而成，直线驱动机构就可以安装于拼装成的框架内部，结构紧凑；维修成本低，由于每节金属手臂骨架均是由至少三块的金属骨架拼装而成，在其中一块或多块金属骨架损坏时，只需更换掉损坏的金属骨架，无须整体更换，可大大降低成本。

附图说明

附图1为作业工具为切割片的水下机械手的结构示意图；

附图2为作业工具为钻头的水下机械手的结构示意图；

附图3为作业工具为打磨盘的水下机械手的结构示意图。

其中：1、机械手臂安装座；2、机械手臂安装座孔；3、机械手臂骨架；31、金属骨架；4、电动推杆安装座孔、轴；5、连接架；6、连接孔；7、电动推杆；8、电动推杆安装座；9、连接轴；10、回转座电机；11、回转座；12、切割片；13、作业回转电机；14、紧固螺母；15、工具安装座；16、钻头；17、打磨盘。

具体实施方式

下面结合附图1～3对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1、2、3所示的多自由度的水下机械手，包括机械手臂安装座1、依次铰接的三节机械手臂骨架3、用于驱动水下机械手弯曲和伸展的两个电动推杆7、及安装于机械手臂骨架3的作业部分。

每节机械手臂骨架3由至少三块金属骨架31拼装成的框架。三块金属骨架31拼装成横截面为三角形的框架。四块金属骨架31拼装成横截面为长方形的框架，即矩形框架，如图1、2、3中所示。第一节机械手臂骨架3安装于机械手臂安装座1，可以通过机械手臂安装座孔2与ROV固定连接。

电动推杆7安装于金属骨架31拼装成的框架内部。第一节机械手臂骨架的头部安装有电动推杆安装座8，电动推杆7的安装孔与电动推杆安装座孔、轴4连接，从而实现电动推杆与第一节机械手臂骨架的连接，电动推杆7的推杆与第二节机械手臂骨架的电动推杆安装座8连接；同时第一节机械手臂骨架安装有连接架5，通过连接架5上的连接孔6和连接轴9与第二节机械手臂骨架的连接架5实现铰接。此时若第一节机械手臂骨架上的电动推杆7工作，电动推杆7的伸长和缩短可以实现与之相连的第二节机械手臂骨架的水平弯曲和伸展动作。第二节机械手臂骨架除了没有与ROV连接安装的机械手臂安装座1外，其余部分均与第一节机械手臂骨架相同，都具有至少3块金属骨架31、连接架5、电动推杆7、电动推杆安装座8、连接轴9，第二节机械手臂骨架上的电动推杆7的推杆安装孔与第三节机械手臂骨架上的电动推杆安装座孔、轴4连接，同时第二节机械手臂骨架上的连接架5通过连接轴9与第三节机械手臂骨架的连接架5实现铰接。此时若第二节机械手臂骨架上的电动推杆7工作，电动推杆7的伸长和缩短可以带动与之相连的第三节机械手臂骨架的竖直弯曲和伸展。第三节机械手臂骨架除了与第二节机械手臂骨架连接，并具有第二节机械手臂骨架相同的结构之外，其端部安装有作业部分。第一节机械手臂骨架与第二节机械手臂骨架之间的连接轴9的轴线和第二节机械手臂骨架与第三节机械手臂骨架之间的连接轴9的轴线相互垂直。

作业部分包括回转座11、用于驱动回转座11回转的回转座电机10、安装于回转座11的可更换作业工具、驱动作业工具回转的作业回转电机13，回转座电机10通过工具安装座15固定于第三节机械手臂骨架的末端，回转座11通过紧固螺母14与工具安装座15紧固连接，回转座电机10、回转座11分别位于工具安装座15的两侧。此时若回转座电机10工作就可以带动回转座11的启停和顺逆时针转动。作业回转电机13通过螺栓安装于回转座11，作业工具也安装于回转座11、并且与作业回转电机13的电机轴连接。此时若作业回转电机13工作，就可以带动与之相连的作业工具实现启停和顺逆时针转动工作。可更换作业工具，可以更换为切割片12、打磨盘17或者钻头16，分别如图1、2、3所示。

机械手臂中所使用的回转座电机10、作业回转电机13和电动推杆7均具有防水和防腐等功能，满足水下甚至海水中使用要求，机械臂的控制通过密封在机器人密封舱内的控制单元实现机械臂的弯曲、伸展等动作和作业工具的启停。本实用新型主要采用模块化、标准化的配件，结构简单，材料使用防腐蚀材料，电机采用密封耐海水腐蚀处理，水密接插件连接线路，故障率低。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种水下机械手，包括机械手臂安装座、依次铰接的至少一节机械手臂骨架、用于驱动水下机械手弯曲和伸展的至少一个直线驱动机构、及安装于所述机械手臂骨架的作业部分，第一节机械手臂骨架安装于机械手臂安装座，作业部分安装于最末一节机械手臂骨架的端部，其特征在于：所述作业部分包括回转座、用于驱动回转座回转的回转座电机、安装于回转座的作业工具、驱动作业工具回转的作业回转电机，所述回转座电机通过工具安装座固定于最末一节机械手臂骨架的端部，所述回转座通过紧固件固定于工具安装座，回转座电机、回转座分别位于工具安装座的两侧。

2.根据权利要求1所述水下机械手，其特征在于：所述机械手臂骨架为由至少三块金属骨架拼装成的框架。

3.根据权利要求1所述水下机械手，其特征在于：所述作业工具为打磨盘或切割片或钻头。

4.根据权利要求1所述水下机械手，其特征在于：所述直线驱动机构为电动推杆。

5.根据权利要求1或2所述水下机械手，其特征在于：相邻两节机械手臂骨架的连接处分别设有连接架，该两节机械手臂骨架的连接架通过连接轴连接从而实现相邻两节机械手臂骨架的连接。

6.根据权利要求5所述水下机械手，其特征在于：所述水下机械手设有三节依次铰接的机械手臂骨架，第一节机械手臂骨架与第二节机械手臂骨架之间的连接轴的轴线和第二节机械手臂骨架与第三节机械手臂骨架之间的连接轴的轴线互相垂直。

7.根据权利要求1所述水下机械手，其特征在于：所述紧固件为紧固螺母。

8.根据权利要求2所述水下机械手，其特征在于：所述直线驱动机构安装于金属骨架拼装成的框架内部。