一种全海深液压机械手腕关节制造技术

本发明专利技术涉及液压机械手，旨在提供一种全海深液压机械手腕关节。该产品中的手腕马达包括多作用内曲线径向柱塞式液压马达的马达壳体和马达端面配流盘，马达输出轴的轴向截面呈T字形，其圆盘状外端位于马达后端盖与手爪基座之间，轴部穿过马达后端盖、马达壳体、马达端面配流盘、马达前端盖和锁紧螺母压板；马达输出轴的内端侧设有两个配流通道，外端侧轴心设空腔作为手爪油缸的缸体。本发明专利技术将非常成熟的普通的多作用内曲线径向柱塞式液压半马达经过结构改造，使其结构完整，具备角度检测和为手爪油缸配流功能，成本大幅降低，可靠性显著提高；结构尺寸短小、质量轻便、集成度高、成本低、可靠性高、输出扭矩大、最低平稳转速低、应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种全海深液压机械手腕关节
本专利技术涉及液压机械手，特别涉及全海深液压机械手腕关节。
技术介绍
全海深液压机械手是配套应用于全海深载人潜水器的设备，要求腕关节集成手腕的旋转和手爪的开合两个功能，在满足全海深工况下手爪既可以360度正反连续旋转，又可以控制其转动角度和速度，与此同时又能得到多样化手爪类型，可快速更换以满足不同作业对象要求。现有技术中已有液压机械手的极限工作深度一般在6000米左右，除了受限于工作原理本身还受限于零部件材料、加工、装配精度，普通的机械手腕关节存在可靠性差、最低平稳转速大、启动压力高、输出扭矩偏低、手爪形式单一的缺点；更受11000米深度下环境高压、油液高粘度的影响，将难以正常工作，不适用于全海深工况，不能满足全海深液压机械手的指标和使用要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种全海深液压机械手腕关节。为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：提供一种全海深液压机械手腕关节，包括手腕马达、手爪油缸和可替换手爪；手腕马达包括多作用内曲线径向柱塞式液压马达的马达壳体和马达端面配流盘，并另行配备马达前端盖、马达后端盖、马达输出轴、平面推力滚针轴承、马达前端配流块；马达输出轴的轴向截面呈T字形，其圆盘状外端位于马达后端盖与手爪基座之间，轴部依次穿过平面推力滚针轴承、马达后端盖、马达壳体、马达端面配流盘、平面推力滚针轴承、马达前端盖、平面推力滚针轴承和锁紧螺母压板，并由锁紧螺母在马达输出轴的内端预紧以防止轴向窜动；在马达输出轴的内端面上设有用于套设角度传感器转动轴(转子)的中心光孔，角度传感器固定部分(定子)通过螺钉与马达前端盖固定连接；角度传感器的转动轴由紧定螺钉紧钉在马达输出轴上用于防止两者之间发生相对转动，在马达前端配流块上设置角度传感器穿线接头和手爪油缸配流接头；马达端面配流盘为空心轴内花键结构，与马达输出轴之间通过花键传递扭矩，马达壳体与马达后端盖、马达壳体与马达前端盖之间分别以螺钉紧固；在马达输出轴的内端侧设有两个配流通道，一个是位于马达输出轴的轴线上的手爪合配流通道，一个是平行于轴线侧向布置的手爪开配流通道；两个配流通道均为径向孔与轴向孔连通形成的L形通道，以三道轴用旋转格莱圈将径向孔分隔开并实现径向密封；在马达输出轴的外端侧轴心设空腔作为手爪油缸的缸体，内置活塞体，活塞体两端各设一个活塞杆；其中一个是伸出油缸端盖的外伸活塞杆，用于驱动手爪的开合；另一个是位于马达输出轴手爪合配流通道内的配流活塞杆，用于将液压油配送至外伸活塞杆所在腔室中；油缸端盖以外螺纹连接于即马达输出轴的空腔，分别通过O形圈和格莱圈实现与缸体及外伸活塞杆之间的密封。本专利技术中，从马达输出轴的内端到外端依次设有中心光孔、径向紧钉螺纹孔、轴向锁紧外螺纹、前端密封光轴、外花键、后端密封光轴、连接法兰、轴承安装沉槽、法兰凸台、活塞腔和端盖连接螺纹；手爪合配流通道由两段孔道组成，一段为位于前端密封光轴表面的径向孔，另一段为位于马达输出轴轴线上呈阶梯形与活塞腔连通的轴向孔，其中轴向孔同时作为为配流活塞杆所在腔体；手爪开配流通道也由两段孔道组成，一段为位于前端密封光轴表面的径向孔，另一段为平行于马达输出轴轴线侧向布置直接与活塞腔连通的轴向孔；在马达前端盖内以三道轴用旋转格莱圈将上述配流通道的两个径向孔分隔开并实现径向密封。本专利技术中，在手爪油缸的外伸活塞杆末端，通过螺栓紧固一个矩形滑块，矩形滑块左右两侧分别与一个转动滑块的内部矩形槽间隙配合，两者能相对滑动；转动滑块外部呈圆形，与设于手爪本体上的对应圆孔间隙配合使用，两者能相对转动；当手爪油缸推动外伸活塞杆移动时，使矩形滑块与转动滑块相对移动的同时，转动滑块与手爪本体发生相对转动，从而推动两个手爪本体开合。本专利技术中，所述活塞体与活塞杆为一体结构，两个活塞杆均位于马达输出轴的轴线上，其中外伸活塞杆的直径大于配流活塞杆的直径；活塞体径向设有密封沟槽和导向带沟槽，配流活塞杆的径向设有两个密封沟槽且轴线方向开有配流通道；在活塞体与外伸活塞杆交界处设有一个径向十字形通孔，用于将手爪合配流通道内的液压油配送至外伸活塞杆所在腔室。本专利技术中，所述多作用内曲线径向柱塞式液压马达的进油口、回油口和卸油口分别通过硬管变向，与马达输出轴的配流接口方向保持同向。本专利技术中，所述可替换手爪有平动式手爪和交叉式手爪两种类型，两种手爪共用手爪基座、手爪油缸和部分铰接件，以实现快速拆卸与更换手爪；平动式手爪为两片式，由手爪油缸驱动平行四边形连杆机构实现手爪平动开合；交叉式手爪为四指式，由手爪油缸驱动曲柄滑块演变机构实现手爪交叉开合，其四根手指可拆卸且能根据不同组合方式使用；手爪的内表面上布满V形纹路，用于增大抓取物体时的摩擦力。本专利技术中，在平动式手爪和交叉式手爪的本体底面均开有V形槽，V形槽有两道，交叉呈T字形分布，用于在手爪夹紧时自动对中、夹紧采样篮内作业工具上的T形把手。本专利技术中，所述共用的手爪基座是由基座底板和安装耳组成，外观呈锥形；基座底板的中心设有一个通孔，套于马达输出轴连接法兰凸台上，并以螺钉紧固；垂直于基座底板设有两个对称布置的安装耳，两个安装耳垂直方向关于手抓基座轴线对称分布有两组贯穿孔(其中远离轴线的一组为安装交叉式手爪时用，安装平动手爪两组孔需要全部用到)。本专利技术中，所述交叉式手爪的手指呈弧形，共有四根；同侧手指之间设手爪垫块，每根手指上设两个通孔，用于穿过双头螺柱以连接至手爪本体。专利技术原理描述：全海深液压机械手腕关节，包手腕马达、手爪油缸、可替换手爪三大部分，其中手腕马达实现手爪的旋转、角度测量和对手爪油缸的结构配流，手爪油缸用于驱动手爪的开合，实现对目标物的抓取与释放。可替换手爪有两种类型，分别是平动式手爪和交叉式手爪，可根据操作对象特点快速替换。两种类型手爪共用手爪基座和油缸和部分铰接件，可快速拆卸更换手爪，非手爪替换部分不用拆卸。手爪油缸包括多作用内曲线径向柱塞式马达壳体、马达端面配流盘，马达输出轴依次穿过平面推力滚针轴承、马达后端盖、马达壳体、马达端面配流盘、平面推力滚针轴承、马达前端盖、平面推力滚针轴承和锁紧螺母压板后，由锁紧螺母在马达输出轴的内端预紧以防止轴向窜动；马达前端配流块集合了角度传感线接头、手爪油缸的两个软管接头。角度传感线接头直接与角度传感器所在安装空间连通，手爪油缸两个软管接头需要分别经过马达前端盖内部的L形孔道将油液由轴向变更到径向，从而将油液由马达前端配流块上的软管接头引至马达前端盖内部的两个环形槽内，两环形槽用三道轴用旋转格莱圈隔出并保持相对密封，再经过马达输出轴进行配流。角度传感器由两根电源线和一根信号线通过马达前端配流块上的角度传感线接头与控制系统相连，而角度传感器的壳体固定在马达前端盖上；马达输出轴转动时，角度传感器将数据通过信号线传输给控制系统，实现角度反馈；在马达输出轴与马达后端盖之间、马达端面配流盘与马达前端盖之间、马达前端盖与锁紧螺母压板之间，分别设置平面推力滚针轴承，用于实现平面支承和保持可相对转动；在马达前端盖和马达后端盖用轴用旋转格莱圈保持径向密封，用分散布置的导向带进行径向支承、吸收震动、避免金属部分直接接触。手爪油缸内置于马达输出轴腔体内，该腔体作为手爪油缸的缸体，马达输出轴上设有手爪油缸的两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全海深液压机械手腕关节，包括手腕马达、手爪油缸和可替换手爪；其特征在于，手腕马达包括多作用内曲线径向柱塞式液压马达的马达壳体和马达端面配流盘，并另行配备马达前端盖、马达后端盖、马达输出轴、平面推力滚针轴承、马达前端配流块；马达输出轴的轴向截面呈T字形，其圆盘状外端位于马达后端盖与手爪基座之间，轴部依次穿过平面推力滚针轴承、马达后端盖、马达壳体、马达端面配流盘、平面推力滚针轴承、马达前端盖、平面推力滚针轴承和锁紧螺母压板，并由锁紧螺母在马达输出轴的内端预紧以防止轴向窜动；在马达输出轴的内端面上设有用于套设角度传感器转动轴的中心光孔，角度传感器固定部分通过螺钉与马达前端盖固定连接；角度传感器的转动轴由紧定螺钉紧钉在马达输出轴上用于防止两者之间发生相对转动，在马达前端配流块上设置角度传感器穿线接头和手爪油缸配流接头；马达端面配流盘为空心轴内花键结构，与马达输出轴之间通过花键传递扭矩，马达壳体与马达后端盖、马达壳体与马达前端盖之间分别以螺钉紧固；在马达输出轴的内端侧设有两个配流通道，一个是位于马达输出轴的轴线上的手爪合配流通道，一个是平行于轴线侧向布置的手爪开配流通道；两个配流通道均为径向孔与轴向孔连通形成的L形通道，以三道轴用旋转格莱圈将径向孔分隔开并实现径向密封；在马达输出轴的外端侧轴心设空腔作为手爪油缸的缸体，内置活塞体，活塞体两端各设一个活塞杆；其中一个是伸出油缸端盖的外伸活塞杆，用于驱动手爪的开合；另一个是位于马达输出轴手爪合配流通道内的配流活塞杆，用于将液压油配送至外伸活塞杆所在腔室中；油缸端盖以外螺纹连接于即马达输出轴的空腔，分别通过O形圈和格莱圈实现与缸体及外伸活塞杆之间的密封。...

【技术特征摘要】
1.一种全海深液压机械手腕关节，包括手腕马达、手爪油缸和可替换手爪；其特征在于，手腕马达包括多作用内曲线径向柱塞式液压马达的马达壳体和马达端面配流盘，并另行配备马达前端盖、马达后端盖、马达输出轴、平面推力滚针轴承、马达前端配流块；马达输出轴的轴向截面呈T字形，其圆盘状外端位于马达后端盖与手爪基座之间，轴部依次穿过平面推力滚针轴承、马达后端盖、马达壳体、马达端面配流盘、平面推力滚针轴承、马达前端盖、平面推力滚针轴承和锁紧螺母压板，并由锁紧螺母在马达输出轴的内端预紧以防止轴向窜动；在马达输出轴的内端面上设有用于套设角度传感器转动轴的中心光孔，角度传感器固定部分通过螺钉与马达前端盖固定连接；角度传感器的转动轴由紧定螺钉紧钉在马达输出轴上用于防止两者之间发生相对转动，在马达前端配流块上设置角度传感器穿线接头和手爪油缸配流接头；马达端面配流盘为空心轴内花键结构，与马达输出轴之间通过花键传递扭矩，马达壳体与马达后端盖、马达壳体与马达前端盖之间分别以螺钉紧固；在马达输出轴的内端侧设有两个配流通道，一个是位于马达输出轴的轴线上的手爪合配流通道，一个是平行于轴线侧向布置的手爪开配流通道；两个配流通道均为径向孔与轴向孔连通形成的L形通道，以三道轴用旋转格莱圈将径向孔分隔开并实现径向密封；在马达输出轴的外端侧轴心设空腔作为手爪油缸的缸体，内置活塞体，活塞体两端各设一个活塞杆；其中一个是伸出油缸端盖的外伸活塞杆，用于驱动手爪的开合；另一个是位于马达输出轴手爪合配流通道内的配流活塞杆，用于将液压油配送至外伸活塞杆所在腔室中；油缸端盖以外螺纹连接于即马达输出轴的空腔，分别通过O形圈和格莱圈实现与缸体及外伸活塞杆之间的密封。2.根据权利要求1所述的全海深液压机械手腕关节，其特征在于，从马达输出轴的内端到外端依次设有中心光孔、径向紧钉螺纹孔、轴向锁紧外螺纹、前端密封光轴、外花键、后端密封光轴、连接法兰、轴承安装沉槽、法兰凸台、活塞腔和端盖连接螺纹；手爪合配流通道由两段孔道组成，一段为位于前端密封光轴表面的径向孔，另一段为位于马达输出轴轴线上呈阶梯形与活塞腔连通的轴向孔，其中轴向孔同时作为为配流活塞杆所在腔体；手爪开配流通道也由两段孔道组成，一段为位于前端密封光轴表面的径向孔，另一段为平行于马达输出轴轴线侧向布置直接与活塞腔连通的轴向孔；在马达前端盖内以三道轴用旋转格莱圈将上述配流通道的两个径向孔分隔开并实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘松，顾临怡，吴新然，
申请(专利权)人：杭州宇控机电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33