水下液压机械手叶片式摆动关节结构制造技术

本实用新型专利技术属于水下液压机械手领域，具体地说是一种水下液压机械手叶片式摆动关节结构，可应用于海洋开发或水下作业，机械臂底座固连于摆动缸输出轴上，机械臂安装在机械臂底座上，液压油通过管接头和内部通油轴将动力液压油输送给叶片式摆动缸组件和后续的关节驱动器，实现关节驱动和内部通油；关节装有内置全海深接触式角度传感器，满足深海作业的需求。本实用新型专利技术具有结构紧凑、质量轻、体积小、负载能力强、转角范围大、故障率低、可全海深作业等优点。

Wobble joint structure of underwater hydraulic manipulator

The utility model belongs to the field of underwater hydraulic mechanical hand, in particular a kind of underwater hydraulic mechanical hand blade swing joint structure, which can be applied to marine development or underwater operation, the base of the manipulator is attached to the output shaft of the oscillating cylinder, the manipulator is mounted on the base of the mechanical arm, and the liquid pressure oil will pass through the pipe joint and the inner oil shaft. The power hydraulic oil is transmitted to the vane wobble cylinder component and the subsequent joint drive to achieve joint drive and internal oil delivery; the joint is equipped with a built-in full sea depth contact angle sensor to meet the needs of deep-sea operations. The utility model has the advantages of compact structure, light weight, small volume, strong load capacity, large rotation angle, low failure rate, and deep sea operation.

【技术实现步骤摘要】
水下液压机械手叶片式摆动关节结构
本技术属于水下液压机械手领域，具体地说是一种水下液压机械手叶片式摆动关节结构。
技术介绍
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，液压驱动具有负载能力强，负载/自重比高、通过压力补偿器，可适应全海深环境压力，可实现全海深作业等优点，故液压驱动的水下机械手具有广阔的应用前景。水下液压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，对水下液压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，结构紧凑的水下液压机械手已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
为了满足水下液压机械手的使用要求，本技术的目的在于提供一种水下液压机械手叶片式摆动关节结构。该水下液压机械手叶片式摆动关节结构由叶片式摆动缸驱动，具有位置反馈功能，可内部通油走线。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本技术包括摆动缸端盖、压紧端盖、密封端盖、摆动缸输出轴、内部通油轴、转子叶片、定子叶片、关节外壳、机械臂底座及机械臂，其中关节外壳的一端与摆动缸端盖密封连接，另一端与机械臂底座密封转动连接，机械臂安装在该机械臂底座上；所述摆动缸输出轴与内部通油轴均容置于关节外壳内，该内部通油轴的一端通过空心螺栓与摆动缸端盖相连，所述摆动缸输出轴可相对转动地套设在内部通油轴外部，摆动缸输出轴的两端外表面均转动连接有与所述关节外壳内壁密封抵接的密封端盖，所述摆动缸输出轴的一端连动有位于该端密封端盖与摆动缸端盖之间的压紧端盖，另一端与所述机械臂底座相连；两端所述密封端盖与摆动缸输出轴围成的腔体内分别设有转子叶片及定子叶片，该转子叶片的一端安装在所述摆动缸输出轴上，另一端与所述关节外壳的内壁密封抵接，所述定子叶片的一端安装在关节外壳上，另一端与所述摆动缸输出轴的外表面密封抵接，所述转子叶片和定子叶片将腔体分成两个相互隔离的密封腔体；所述摆动缸端盖上及机械臂底座上分别安装有带走线体的接线盒，电线由摆动缸端盖上的接线盒穿入、经过所述空心螺栓、内部通油轴的中间通孔，由所述机械臂底座上的接线盒穿出；所述摆动缸端盖上安装有多个组合式铰接管接头，所述摆动缸输出轴及内部通油轴上均开设有与该组合式铰接管接头数量相同的工艺孔，所述摆动缸输出轴上的工艺孔中有两个分别与被转子叶片两侧的密封腔体相连通、通过转子叶片带动摆动缸输出轴摆动，其余的工艺孔分别与所述机械臂底座上安装的直通管接头一一连通；其中：两端所述密封端盖的外侧均套有压紧环及弹性挡圈，该弹性挡圈对所述压紧环和密封端盖轴向限位；所述压紧环上沿圆周方向均布了多个用于安装紧定螺钉的螺纹通孔，通过旋紧紧定螺钉将密封端盖压紧在关节外壳上；所述密封端盖与摆动缸输出轴之间装有起到支撑作用的滚针轴承和起到密封作用的组合密封；所述转子叶片的另一端安装有叶片密封挡圈和矩形圈组合密封，通过该叶片密封挡圈和矩形圈组合密封与所述关节外壳的内壁密封抵接；所述定子叶片的另一端安装有叶片密封挡圈和矩形圈组合密封，通过该叶片密封挡圈和矩形圈组合密封与所述摆动缸输出轴的外表面密封抵接；所述摆动缸端盖的外侧开设有多个螺纹孔，每个螺纹孔内均安装有组合式铰接管接头，该摆动缸端盖上还开设有数量与所述螺纹孔相同的工艺孔，摆动缸端盖上每个工艺孔的入口分别连通于一个螺纹孔，摆动缸端盖上每个工艺孔的出口与内部通油轴上的一个工艺孔入口对应连通，所述内部通油轴的每个工艺孔的出口与摆动缸输出轴上的一个工艺孔入口对应连通，摆动缸输出轴上有两个工艺孔出口连通至所述转子叶片两侧的密封腔体、驱动摆动缸输出轴，摆动缸输出轴上的其余工艺孔出口与所述机械臂底座上的一个工艺孔入口对应连通，机械臂底座上的每个工艺孔出口均与一个直通管接头对应连通；所述内部通油轴上每个工艺孔的出口两侧均安装有用于隔绝相邻管路油液的旋转密封圈；所述内部通油轴的另一端安装有传感器电刷，所述机械臂底座上安装有传感器膜片，该传感器膜片随所述机械臂底座由摆动缸输出轴带动相对传感器电刷转动，通过测量传感器压力变化获取所述摆动缸输出轴的转角变化；所述关节外壳上螺纹连接有排放关节外壳内气体的放气孔螺栓；所述组合式铰接管接头的外部设有安装在摆动缸端盖上的关节防护罩。本技术的优点与积极效果为：1.性能稳定：本技术采用关节内部通油和走线，避免了外部通油、走线引起的管线折弯缠绕等故障的发生，并且传感器置于关节内部，具有更高的可靠性。2.结构紧凑：本技术中的驱动器采用液压叶片式摆动缸组件，液压叶片式摆动缸组件可在很小的空间里产生非常高的扭矩；内部通油轴实现了液压管路的内部联通，走线孔可通过多根传感器数据线；传感器位于关节内部，这些设计使整个关节机构非常紧凑。3.功能齐全：本技术可以实现众多功能，如产生大扭矩驱动、液压管路的联通、数据线的内部联通、关节位置信息的检测、液压管接头统一布置、压力补偿。4.调试、维护方便：本技术中的管接头布置统一，走线盒可单独拆卸，传感器置于关节末端的双孔走线盒的一侧，这些都便于关节的调试与维护。附图说明图1为图2的B—B剖视图；图2为图1中的局部放大图；图3为图1的A—A剖视图；图4为图1的C—C剖视图；图5为图1中的D向视图；其中：1为关节防护罩，2为组合式铰接管接头，201为第一组合式铰接管接头，202为第二组合式铰接管接头，203为第三组合式铰接管接头，204为第四组组合式铰接管接头，205为第五组组合式铰接管接头，206为第六组组合式铰接管接头，207为第七组组合式铰接管接头，208为第八组组合式铰接管接头，3为走线体，4为单孔走线盒，5为空心螺栓，6为摆动缸端盖，7为压紧端盖，8为压紧环，9为密封端盖，10为摆动缸输出轴，11为内部通油轴，12转子叶片，13为定子叶片，14为组合密封，15为紧定螺钉，16为弹性挡圈，17为关节外壳，18为机械臂底座，19为传感器电刷，20为传感器膜片，21为叶片密封挡圈，22为矩形圈组合密封，23为放气孔螺栓，24为旋转密封圈，25为滚针轴承，26为双孔走线体，27为直通管接头，271为第一直通管接头，272为第二直通管接头，273为第三直通管接头，274为第四直通管接头，275为第五直通管接头，276为第六直通管接头，28为机械臂。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详述。如图1～5所示，本技术包括关节防护罩1、组合式铰接管接头2、走线体3、单孔接线盒4、空心螺栓5、摆动缸端盖6、压紧端盖7、压紧环8、密封端盖9、摆动缸输出轴10、内部通油轴11、转子叶片12、定子叶片13、组合密封14、紧定螺钉15、弹性挡圈16、关节外壳17、机械臂底座18、传感器电刷19、传感器膜片20、叶片密封挡圈21、矩形圈组合密封22、放气孔螺栓23、旋转密封圈24、滚针轴承25、双孔接线盒26、端直通管接头27及机械臂28，其中压紧端盖7、弹性挡圈16、紧定螺钉15、压紧环8、摆动缸端盖9、摆动缸输出轴10、关节外壳17、转子叶片12、定子叶片13、组合密封14、叶片密封挡圈21、矩形圈组合密封22、放气孔螺栓23及滚针轴承25构成了关节驱动机构；组合式铰接管接头2、空心螺栓5、摆动缸端盖6、内部通油轴11、摆动缸输出轴10、机械臂底座18、旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下液压机械手叶片式摆动关节结构，其特征在于：包括摆动缸端盖(6)、压紧端盖(7)、密封端盖(9)、摆动缸输出轴(10)、内部通油轴(11)、转子叶片(12)、定子叶片(13)、关节外壳(17)、机械臂底座(18)及机械臂(28)，其中关节外壳(17)的一端与摆动缸端盖(6)密封连接，另一端与机械臂底座(18)密封转动连接，机械臂(28)安装在该机械臂底座(18)上；所述摆动缸输出轴(10)与内部通油轴(11)均容置于关节外壳(17)内，该内部通油轴(11)的一端通过空心螺栓(5)与摆动缸端盖(6)相连，所述摆动缸输出轴(10)可相对转动地套设在内部通油轴(11)外部，摆动缸输出轴(10)的两端外表面均转动连接有与所述关节外壳(17)内壁密封抵接的密封端盖(9)，所述摆动缸输出轴(10)的一端连动有位于该端密封端盖(9)与摆动缸端盖(6)之间的压紧端盖(7)，另一端与所述机械臂底座(18)相连；两端所述密封端盖(9)与摆动缸输出轴(10)围成的腔体内分别设有转子叶片(12)及定子叶片(13)，该转子叶片(12)的一端安装在所述摆动缸输出轴(10)上，另一端与所述关节外壳(17)的内壁密封抵接，所述定子叶片(13)的一端安装在关节外壳(17)上，另一端与所述摆动缸输出轴(10)的外表面密封抵接，所述转子叶片(12)和定子叶片(13)将腔体分成两个相互隔离的密封腔体；所述摆动缸端盖(6)上及机械臂底座(18)上分别安装有带走线体(3)的接线盒，电线由摆动缸端盖(6)上的接线盒穿入、经过所述空心螺栓(5)、内部通油轴(11)的中间通孔，由所述机械臂底座(18)上的接线盒穿出；所述摆动缸端盖(6)上安装有多个组合式铰接管接头(2)，所述摆动缸输出轴(10)及内部通油轴(11)上均开设有与该组合式铰接管接头(2)数量相同的工艺孔，所述摆动缸输出轴(10)上的工艺孔中有两个分别与被转子叶片(12)两侧的密封腔体相连通、通过转子叶片(12)带动摆动缸输出轴(10)摆动，其余的工艺孔分别与所述机械臂底座(18)上安装的直通管接头(27)一一连通。...

【技术特征摘要】
1.一种水下液压机械手叶片式摆动关节结构，其特征在于：包括摆动缸端盖(6)、压紧端盖(7)、密封端盖(9)、摆动缸输出轴(10)、内部通油轴(11)、转子叶片(12)、定子叶片(13)、关节外壳(17)、机械臂底座(18)及机械臂(28)，其中关节外壳(17)的一端与摆动缸端盖(6)密封连接，另一端与机械臂底座(18)密封转动连接，机械臂(28)安装在该机械臂底座(18)上；所述摆动缸输出轴(10)与内部通油轴(11)均容置于关节外壳(17)内，该内部通油轴(11)的一端通过空心螺栓(5)与摆动缸端盖(6)相连，所述摆动缸输出轴(10)可相对转动地套设在内部通油轴(11)外部，摆动缸输出轴(10)的两端外表面均转动连接有与所述关节外壳(17)内壁密封抵接的密封端盖(9)，所述摆动缸输出轴(10)的一端连动有位于该端密封端盖(9)与摆动缸端盖(6)之间的压紧端盖(7)，另一端与所述机械臂底座(18)相连；两端所述密封端盖(9)与摆动缸输出轴(10)围成的腔体内分别设有转子叶片(12)及定子叶片(13)，该转子叶片(12)的一端安装在所述摆动缸输出轴(10)上，另一端与所述关节外壳(17)的内壁密封抵接，所述定子叶片(13)的一端安装在关节外壳(17)上，另一端与所述摆动缸输出轴(10)的外表面密封抵接，所述转子叶片(12)和定子叶片(13)将腔体分成两个相互隔离的密封腔体；所述摆动缸端盖(6)上及机械臂底座(18)上分别安装有带走线体(3)的接线盒，电线由摆动缸端盖(6)上的接线盒穿入、经过所述空心螺栓(5)、内部通油轴(11)的中间通孔，由所述机械臂底座(18)上的接线盒穿出；所述摆动缸端盖(6)上安装有多个组合式铰接管接头(2)，所述摆动缸输出轴(10)及内部通油轴(11)上均开设有与该组合式铰接管接头(2)数量相同的工艺孔，所述摆动缸输出轴(10)上的工艺孔中有两个分别与被转子叶片(12)两侧的密封腔体相连通、通过转子叶片(12)带动摆动缸输出轴(10)摆动，其余的工艺孔分别与所述机械臂底座(18)上安装的直通管接头(27)一一连通。2.根据权利要求1所述水下液压机械手叶片式摆动关节结构，其特征在于：两端所述密封端盖(9)的外侧均套有压紧环(8)及弹性挡圈(16)，该弹性挡圈(16)对所述压紧环(8)和密封端盖(9)轴向限位。3.根据权利要求2所述水下液压机械手叶片式摆动关节结构，其特征在于：所述压紧环(8)上沿圆周方向均布了多个用于安装紧定螺钉(15)的螺纹通孔，通过旋紧紧定螺钉(15)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍良青，王嘉毅，张奇峰，张竺英，杜林森，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21