深水作业零重力直线伸缩式机械手制造技术

本发明专利技术涉及深水作业零重力直线伸缩式机械手，包括固定筒、支撑筒和抓手，其特征是固定筒的内壁设置有内螺纹，固定筒的前端与支撑筒套接，支撑筒的前端设置有抓爪支撑座，抓爪铰接在抓爪支撑座上，抓爪内侧设置有压力传感器，固定筒内设置有耐压筒，耐压筒通过弹簧与支撑筒连接，耐压筒的内外相应设置第一、二磁力传动盘,第二磁力传动盘通过外齿轮与内螺纹配合，第一磁力传动盘与电机连接，耐压筒上固定的推拉杆穿过支撑筒后与抓手连接，耐压筒内腔设置有控制器，推拉杆内设置有包括电磁卡板的定位组件，控制器分别与压力传感器、电机和电磁卡板信号连接并与上位机之间通讯。本发明专利技术能在狭小空间内完成作业任务并且不污染作业环境。

Linear telescopic manipulator with zero gravity for deepwater operation

The present invention relates to a zero gravity linear telescopic manipulator for deep water operation, which includes a fixed cylinder, a support cylinder and a gripper. The inner wall of the fixed cylinder is provided with internal threads, the front end of the fixed cylinder is sleeved with the support cylinder, the front end of the support cylinder is provided with a gripper support seat, the gripper is hinged on the gripper support seat, the inner side of the gripper is provided with a pressure sensor, and the pressure resisting cylinder is arranged in the fixing cylinder. Pressure barrel is connected with support barrel through spring. The first and second magnetic drive discs are matched with internal threads through external gears. The first magnetic drive disc is connected with the motor. The fixed push-pull rod on the pressure barrel is connected with the gripper after passing through the support barrel. The inner chamber of the pressure barrel is provided with a controller, and the positioning component including the electromagnetic chuck is arranged in the push-pull rod. The controller is connected with the pressure sensor, the motor and the electromagnetic card signal respectively and communicates with the host computer. The invention can complete the operation task in a narrow space and does not pollute the working environment.

【技术实现步骤摘要】
深水作业零重力直线伸缩式机械手
本专利技术涉及机械手，具体而言是深水作业零重力直线伸缩式机械手。
技术介绍
机械手是水下机器人的核心部件之一，水下机器人在作业中的布放、拾取以及采样通常要靠机械手来完成。目前，各行业根据水下实际应用需要，研制了各种各样的机械手，包括多自由度的类人机械手、复杂条件下协作配合的多机械手等。为了实现水下作业，这些机械手一般都带有多个关节，可以实现水下的多维运动，然而，它们在实际应用中表现出以下几个方面的问题：1、需要较大的活动范围，不适用狭小空间作业；2、深水作业机械手的重量普遍较大，在水下机器人总重量中的占比也比较大，因此对水下机器人的机动性形成制约；3、当深水作业机械手需要在水中悬浮状态作业时，由于机械手作业姿态变化会导致整个水下机器人重心的变化，在水下机器人与深水作业机械手水下重量差别不是特别大的情况下，很难精确控制整个水下机器人的运动姿态；4、深水作业机械手通常采用油脂作为润滑剂，作业时可能污染附近水域，对科学考察或水下作业环境带来不利影响。针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种能在狭小空间内完成作业任务并且不污染作业环境的深水作业零重力直线伸缩式机械手。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能在狭小空间内完成作业任务并且不污染作业环境的深水作业零重力直线伸缩式机械手。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种深水作业零重力直线伸缩式机械手，包括固定筒、支撑筒和抓手，其特征是固定筒为内壁设置有内螺纹的圆筒，固定筒的前端设置有外凸沿，固定筒的后端与水下机器人内的基座连接，固定筒的前端插入支撑筒内并与支撑筒套接，支撑筒的后端设置有内凸沿，支撑筒的前端设置有两个以上的抓爪支撑座，抓手的抓爪相应铰接在各抓爪支撑座上，抓手的抓爪内侧设置有压力传感器，支撑筒除设置有抓爪支撑座以外的部分均布置在水下机器人内，固定筒内设置有耐压筒，耐压筒为封闭的圆筒体，耐压筒的前外端面通过弹簧与支撑筒的前内端面连接，耐压筒的后端面内外相应设置有第一磁力传动盘和第二磁力传动盘,第一磁力传动盘、第二磁力传动盘与耐压筒同轴线,第二磁力传动盘上设置有外齿轮，外齿轮与第二磁力传动盘同轴线，外齿轮与内螺纹配合，耐压筒的内腔设置有轴承支撑座，电机的转轴通过轴承与轴承支撑座连接，第一磁力传动盘与电机的转轴同轴线连接，耐压筒的内腔设置有控制器，耐压筒的前端面上固定有推拉杆，推拉杆穿过支撑筒的前端板后与抓手的中心轴连接，推拉杆为管状结构，推拉杆的上、下管壁上对称开设有第一通孔，第一通孔为3个以上并且沿推拉杆的轴线方向直线布置，推拉杆的前、后管壁上对称开设有导向通槽，推拉杆内设置有定位组件，定位组件包括支架、一对电磁卡板、一对限位板和一对定位板，支架为H型结构，电磁卡板包括底板和垂直固定在底板上的卡柱，定位板包括平板和垂直固定在平板上的卡板，底板在支架的水平板的上、下两侧对称布置，两个底板彼此相吸或者相斥，限位板与支架的垂直板连接，限位板上开设有第二通孔，卡柱与第二通孔以及第一通孔配合，平板与支架的垂直板连接，卡板穿过导向通槽后与支撑筒的前端盖连接，压力传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的控制信号输出端分别与电机和底板的控制信号输入端连接，控制器与上位机之间通讯。进一步地，所述支撑筒的前端设置有三个抓爪支撑座，所述抓爪支撑座沿支撑筒的周向均匀布置。进一步地，所述压力传感器为3个以上并且沿抓爪内侧均匀布置。进一步地，所述第一通孔为11个，相邻第一通孔之间的距离为3mm-5mm。进一步地，所述推拉杆与抓手的中心轴通过螺纹连接。本专利技术采用全密封的耐压结构设计和非接触的磁力传动，可以适应深水作业环境；本专利技术通过直线伸缩和抓爪张合两个动作完成工作任务，只需满足直线伸展和抓爪张开的空间，便能精准作业；本专利技术运动部分以水为润滑剂，不仅避免了污染，也使得机械手的水下重量为零，不影响航行器的重心，从而实现在机械人悬浮状态下灵活机动的开展高精度的作业。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的固定筒的结构示意图；图3是本专利技术的支撑筒的结构示意图；图4是图3的左视图；图5是本专利技术的推拉杆的结构示意图；图6是图5的俯视图；图7是本专利技术的定位组件的结构示意图；图8是图7的俯视图；图9是图7的左视图；图10是本专利技术的支撑筒、推拉杆及定位组件连接示意图；图11是图10的右视图。图中：1-固定筒；1.1-内螺纹；1.2-外凸沿；2-支撑筒；2.1-内凸沿；3-抓手；4-抓爪支撑座；5-压力传感器；6-耐压筒；7-弹簧；8.1-第一磁力传动盘；8.2-第二磁力传动盘；9-外齿轮；10-轴承支撑座；11-轴承；12-电机；13-控制器；14-推拉杆；14.1-第一通孔；14.2-导向通槽；15-定位组件；15.1-支架；15.2-电磁卡板；15.2.1-底板；15.2.2-卡柱；15.3-限位板；15.3.1-第二通孔；15.4-定位板；15.4.1-平板；15.4.2-卡板。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的说明，但该实施例不应理解为对本专利技术的限制。如图所示的深水作业零重力直线伸缩式机械手，包括固定筒1、支撑筒2和抓手3，固定筒1为内壁设置有内螺纹1.1的圆筒，固定筒1的前端设置有外凸沿1.2，固定筒1的后端与水下机器人内的基座连接，固定筒1的前端插入支撑筒2内并与支撑筒2套接，支撑筒2的后端设置有内凸沿2.1，支撑筒2的前端设置有两个以上的抓爪支撑座4，抓手3的抓爪相应铰接在各抓爪支撑座4上，抓手3的抓爪内侧设置有压力传感器5，支撑筒2除设置有抓爪支撑座4以外的部分均布置在水下机器人内，固定筒1内设置有耐压筒6，耐压筒6为封闭的圆筒体，耐压筒6的前外端面通过弹簧7与支撑筒2的前内端面连接，耐压筒6的后端面内外相应设置有第一磁力传动盘8.1和第二磁力传动盘8.2,第一磁力传动盘8.1、第二磁力传动盘8.2与耐压筒6同轴线,第二磁力传动盘8.2上设置有外齿轮9，外齿轮9与第二磁力传动盘8.2同轴线，外齿轮9与内螺纹1.1配合，耐压筒6的内腔设置有轴承支撑座10，电机11的转轴通过轴承12与轴承支撑座10连接，第一磁力传动盘8.1与电机11的转轴同轴线连接，耐压筒6的内腔设置有控制器13，耐压筒6的前端面上固定有推拉杆14，推拉杆14穿过支撑筒2的前端板后与抓手3的中心轴连接，推拉杆14为管状结构，推拉杆14的上、下管壁上对称开设有第一通孔14.1，第一通孔14.1为3个以上并且沿推拉杆14的轴线方向直线布置，推拉杆14的前、后管壁上对称开设有导向通槽14.2，推拉杆14内设置有定位组件15，定位组件15包括支架15.1、一对电磁卡板15.2、一对限位板15.3和一对定位板15.4，支架15.1为H型结构，电磁卡板15.2包括底板15.2.1和垂直固定在底板15.2.1上的卡柱15.2.2，定位板15.4包括平板15.4.1和垂直固定在平板15.4.1上的卡板15.4.2，底板15.2.1在支架15.1的水平板的上、下两侧对称布置，两个底板15.2.1彼此相吸或者相斥，限位板15.3与支架15.1的垂直板连接，限位板15.3上开设有第二通孔15.3.1，卡柱15.2.2与第二通孔15.3.1以及第一通孔14.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深水作业零重力直线伸缩式机械手，包括固定筒(1)、支撑筒(2)和抓手(3)，其特征在于：固定筒(1)为内壁设置有内螺纹(1.1)的圆筒，固定筒(1)的前端设置有外凸沿(1.2)，固定筒(1)的后端与水下机器人内的基座连接，固定筒(1)的前端插入支撑筒(2)内并与支撑筒(2)套接，支撑筒(2)的后端设置有内凸沿(2.1)，支撑筒(2)的前端设置有两个以上的抓爪支撑座(4)，抓手(3)的抓爪相应铰接在各抓爪支撑座(4)上，抓手(3)的抓爪内侧设置有压力传感器(5)，支撑筒(2)除设置有抓爪支撑座(4)以外的部分均布置在水下机器人内，固定筒(1)内设置有耐压筒(6)，耐压筒(6)为封闭的圆筒体，耐压筒(6)的前外端面通过弹簧(7)与支撑筒(2)的前内端面连接，耐压筒(6)的后端面内外相应设置有第一磁力传动盘(8.1)和第二磁力传动盘(8.2),第一磁力传动盘(8.1)、第二磁力传动盘(8.2)与耐压筒(6)同轴线,第二磁力传动盘(8.2)上设置有外齿轮(9)，外齿轮(9)与第二磁力传动盘(8.2)同轴线，外齿轮(9)与内螺纹(1.1)配合，耐压筒(6)的内腔设置有轴承支撑座(10)，电机(12)的转轴通过轴承(11)与轴承支撑座(10)连接，第一磁力传动盘(8.1)与电机(12)的转轴同轴线连接，耐压筒(6)的内腔设置有控制器(13)，耐压筒(6)的前端面上固定有推拉杆(14)，推拉杆(14)穿过支撑筒(2)的前端板后与抓手(3)的中心轴连接，推拉杆(14)为管状结构，推拉杆(14)的上、下管壁上对称开设有第一通孔(14.1)，第一通孔(14.1)为3个以上并且沿推拉杆(14)的轴线方向直线布置，推拉杆(14)的前、后管壁上对称开设有导向通槽(14.2)，推拉杆(14)内设置有定位组件(15)，定位组件(15)包括支架(15.1)、一对电磁卡板(15.2)、一对限位板(15.3)和一对定位板(15.4)，支架(15.1)为H型结构，电磁卡板(15.2)包括底板(15.2.1)和垂直固定在底板(15.2.1)上的卡柱(15.2.2)，定位板(15.4)包括平板(15.4.1)和垂直固定在平板(15.4.1)上的卡板(15.4.2)，底板(15.2.1)在支架(15.1)的水平板的上、下两侧对称布置，两个底板(15.2.1)彼此相吸或者相斥，限位板(15.3)与支架(15.1)的垂直板连接，限位板(15.3)上开设有第二通孔(15.3.1)，卡柱(15.2.2)与第二通孔(15.3.1)以及第一通孔(14.1)配合，平板(15.4.1)与支架(15.1)的垂直板连接，卡板(15.4.2)穿过导向通槽(14.2)后与支撑筒(2)的前端盖连接，压力传感器(5)的信号输出端与控制器(13)的信号输入端连接，控制器(13)的控制信号输出端分别与电机(12)和底板(15.2.1)的控制信号输入端连接，控制器(13)与上位机之间通讯。...

【技术特征摘要】
1.一种深水作业零重力直线伸缩式机械手，包括固定筒(1)、支撑筒(2)和抓手(3)，其特征在于：固定筒(1)为内壁设置有内螺纹(1.1)的圆筒，固定筒(1)的前端设置有外凸沿(1.2)，固定筒(1)的后端与水下机器人内的基座连接，固定筒(1)的前端插入支撑筒(2)内并与支撑筒(2)套接，支撑筒(2)的后端设置有内凸沿(2.1)，支撑筒(2)的前端设置有两个以上的抓爪支撑座(4)，抓手(3)的抓爪相应铰接在各抓爪支撑座(4)上，抓手(3)的抓爪内侧设置有压力传感器(5)，支撑筒(2)除设置有抓爪支撑座(4)以外的部分均布置在水下机器人内，固定筒(1)内设置有耐压筒(6)，耐压筒(6)为封闭的圆筒体，耐压筒(6)的前外端面通过弹簧(7)与支撑筒(2)的前内端面连接，耐压筒(6)的后端面内外相应设置有第一磁力传动盘(8.1)和第二磁力传动盘(8.2),第一磁力传动盘(8.1)、第二磁力传动盘(8.2)与耐压筒(6)同轴线,第二磁力传动盘(8.2)上设置有外齿轮(9)，外齿轮(9)与第二磁力传动盘(8.2)同轴线，外齿轮(9)与内螺纹(1.1)配合，耐压筒(6)的内腔设置有轴承支撑座(10)，电机(12)的转轴通过轴承(11)与轴承支撑座(10)连接，第一磁力传动盘(8.1)与电机(12)的转轴同轴线连接，耐压筒(6)的内腔设置有控制器(13)，耐压筒(6)的前端面上固定有推拉杆(14)，推拉杆(14)穿过支撑筒(2)的前端板后与抓手(3)的中心轴连接，推拉杆(14)为管状结构，推拉杆(14)的上、下管壁上对称开设有第一通孔(14.1)，第一通孔(14.1)为3个以上并且沿推拉杆(14)的轴线方向直线布置，推拉杆(14)的前、后管壁上对称开设有导向通槽(14.2)，推拉杆(14)内设置有定位组件(15)，定位组件(15)包括支架(15.1)、一对电磁卡板(15.2)、一对限位板(15.3)和一对定位板(15.4)，支架(15.1)为H型结构，电磁卡板(15.2)包括底板(15.2.1)和垂直固定在底板(15.2.1)上的卡柱(15.2.2)，定位板(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖庆斌，陈文安，
申请(专利权)人：海南科雷特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：海南,46