实用新型内容:
本实用新型目的在于克服现有技术存在的缺点,寻求设计一种水下旋转机械手,解决了现有水下机械手可旋转,稳定运行的问题。
为了实现上述目的,本实用新型涉及的水下旋转机械手包括机械手密封壳、机械手驱动模块和夹爪组件,机械手驱动模块安装在机械手密封壳内,外接机械手组件,驱动夹爪组件开合和旋转;所述机械手驱动模块包括第一轴承、第二轴承、第一电机、第一滚珠丝杆、第二电机、第三齿轮、第四齿轮、第一推杆轴和旋转支架;第三齿轮和第四齿轮啮合,构成的齿轮组置于机械手密封壳前端,第一电机与第一滚珠丝杠连接,第一滚珠丝杠通过第一轴承固定在机械手密封壳内,第二电机输出轴与第三齿轮转动连接,第一推杆轴一端与第一滚珠螺母连接,另一端穿过第四齿轮与旋转支架固定连接,旋转支架后端与第四齿轮周向固定后,与机械手密封壳通过第二轴承转动连接,且连接处周向密封,夹爪组件固定在旋转支架前端。
进一步地,所述机械手驱动模块还包括第一齿轮和第二齿轮,第一齿轮和第二齿轮啮合,构成的齿轮组置于机械手密封壳后端,第一电机输出轴与第一齿轮转动连接,第一滚珠丝杆固定在第二齿轮上,第一电机和第二电机置于第一滚珠丝杆一侧。
进一步地,所述机械手密封壳包括密封尾盖、密封前盖和密封筒体,密封筒体前后两端分别与密封前盖和密封尾盖密封连接。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:结构简单,动作稳定,传动效率高,小巧灵活。
具体实施方式:
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例:
本实施例所述“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”方位词是为了更清楚地描述各部件之间的方位关系,“第一”、“第二”、“第三”等是为了区分相同部件,不应看为对本申请的保护范围的限定。
如图1和2所示,本实施例涉及的水下五自由度旋转机械手,包括水下旋转机械手和三自由度机械臂,水下旋转机械手固定在三自由度机械臂末端,在三自由度机械臂的带动下上下、前后移动完成抓取,所述水下旋转机械手包括机械手密封壳1、机械手驱动模块9和夹爪组件10,机械手驱动模块安装在机械手密封壳1内,外接机械手组件10,驱动夹爪组件10开合和旋转。
所述机械手驱动模块9包括第一轴承901、第二轴承902、第一电机903、第一滚珠丝杆、第二电机908、第三齿轮909、第四齿轮910、第一推杆轴911和旋转支架912;第三齿轮909和第四齿轮910啮合,构成的齿轮组置于机械手密封壳1前端,第一电机903与第一滚珠丝杠906连接,第一滚珠丝杠906通过第一轴承901固定在机械手密封壳1内,第二电机908输出轴与第三齿轮909转动连接,第一推杆轴911一端与第一滚珠螺母907连接,另一端穿过第四齿轮910与旋转支架912固定连接,旋转支架912后端与第四齿轮910周向固定后,与机械手密封壳1通过第二轴承902转动连接,且连接处周向密封,夹爪组件10固定在旋转支架前端。第一电机903带动第一齿轮904转动,进而通过第二齿轮905带动滚珠丝杠将回转运动转换为直线往复运动,从而推动第一推杆轴911往复直线运动,实现夹爪组件13的开合。第二电机908带动第三齿轮909转动,进而通过第四齿轮910带动旋转支架912旋转,实现夹爪组件10的旋转。
具体地,第一滚珠丝杆906和第一滚珠螺母907组成第一滚珠丝杠,第一滚珠螺母907转动连接在第一滚珠丝杆906上,将第一电机903的回转运动转换为往复直线运动。
进一步地,所述机械手驱动模块9还包括第一齿轮904和第二齿轮905,第一齿轮904和第二齿轮905啮合,构成的齿轮组置于机械手密封壳1后端,第一电机903输出轴与第一齿轮904转动连接,第一滚珠丝杆906固定在第二齿轮905上,第一电机903和第二电机908置于第一滚珠丝杆一侧。该结构缩短了机械手驱动模块9的整体长度,提高驱动模块的输出力。
进一步地,所述机械手密封壳1包括密封尾盖101、密封前盖102和密封筒体103,密封筒体103前后两端分别与密封前盖102和密封尾盖101密封连接。
如图3和4所示,所述三自由度机械臂包括第一驱动模块2、第二驱动模块3、第三驱动模块4、上臂组件5、下臂组件6、第一连接件7和第二连接件8;下臂组件6包括第一连接板601和第二连接板602,上臂组件5包括第三连接板501和第四连接板502,第一连接板601和第二连接板602上下设置,后部通过连接块连接固定,前端通过第三铰链11与第一连接件7后端连接,第三连接板501和第四连接板502左右设置,后端通过第四铰链12与第一连接件7前端连接,前端通过第八铰链16与第二连接件8后端连接,第二连接件8前端固定在水下旋转机械手后端;第三驱动模块4安装在第一连接板601和第二连接板602之间,具体地,第三驱动模块4后端通过第一铰链18分别与第一连接板601和第二连接板602转动连接,第三驱动模块4上的第二推杆轴208末端通过第二铰链19与第一连接件7转动连接,第一驱动模块2和第二驱动模块3安装在第三连接板501和第四连接板502中间,第二驱动模块3后端通过第五铰链13与第一连接件7转动连接,第二驱动模块3上的第二推杆轴208末端通过第六铰链14分别与第三连接板501和第四连接板502转动连接,第一驱动模块2后端通过第七铰链15分别与第三连接板501和第四连接板502转动连接,第一驱动模块2上的第二推杆轴208末端通过第九铰链17与第二连接件8转动连接,第三驱动模块4上的第二推杆轴208伸长和收缩,带动第一连接件7绕第三铰链11转动,进而带动上臂组件5左右转动(即,图3中的纸外和纸内),第二驱动模块3上的第二推杆轴208伸长和收缩,带动上臂组件绕第四铰链12转动,第一驱动模块2上的第二推杆轴208末端伸长和收缩,带动第二连接件8绕第八铰链16转动,进而通过上臂组件带动水下旋转机械手前后、上下转动。
进一步地,如图5所示,第一驱动模块2、第二驱动模块3和第三驱动模块4结构相同,包括第三电机202、第二滚珠丝杠、第二推杆轴208和驱动模块密封壳,第三电机202和第二滚珠丝杠固定在驱动模块密封壳内,第三电机202与第二滚珠丝杠转动连接,第二滚珠丝杠通过第三轴承205固定在驱动模块密封壳内,第二推杆轴208一端与第二滚珠丝杠连接,另一端周向密封穿过驱动模块密封壳,第三电机202的正反向转动带动第二推杆轴208的直线往复运动。
具体地,第二滚珠丝杆206和第二滚珠螺母207构成第二滚珠丝杠,第二滚珠丝杆206一端与第三电机202连接,第二滚珠螺母207转动连接在第二滚珠丝杆209上,两者构成滚珠丝杠,将回转运动转换为直线往复运动,第二推杆轴208与第二滚珠螺母207连接。
具体地,第一驱动模块2、第二驱动模块3和第三驱动模块4结构相同,还包括第五齿轮203和第六齿轮204,第五齿轮203和第六齿轮204外齿啮合组成齿轮组置于驱动模块密封壳后端,第三电机202输出轴与第五齿轮203转动连接,第二滚珠丝杆209一端与第六齿轮204连接。该结构缩短了机械手驱动模块9的整体长度,提高驱动模块的输出力。
具体地,密封筒209、前盖210和尾盖201构成驱动模块密封壳,前盖210和尾盖201分别与筒体209两端密封连接。
进一步地,所述水下五自由度旋转机械手,还包括控制舱,控制舱分别与第一驱动模块2、第二驱动模块3、第三驱动模块4和机械手驱动模块9连接,控制舱与水上控制系统连接,接收水上控制系统指令,驱动对应的电机工作。本实施例涉及的水下五自由度旋转机械手,还包括可搭载水下设备,如水下摄像机、水质检测模块、定位模块等。下面以水下摄像机为例进行具体说明,水下摄像机通过卡箍固定在机械手密封壳1外。