一种具有移动给水功能的机械手制造技术

本发明专利技术涉及自动化设备中的机械手，具体地说是一种具有移动给水功能的机械手，机械手包括给水机械手和移动底盘两部分，给水机械手安装在移动底盘的顶部，包括偏转机械臂、俯仰机械臂及给水执行器，偏转机械臂输出端连接俯仰机械臂，俯仰机械臂的输出端安装有可实现给水功能的给水执行器；移动底盘采用履带式移动机构，两侧安装有可实现回转的摆臂机构，摆臂机构可带动移动履带实现结构变形。本发明专利技术的机械手可以实现在对固定点的设备进行远程移动式给水作业，通过移动底盘带动给水机械手实现在不规则现场环境的狭小空间通行、楼梯攀爬等，给水机械手可以实现偏转、俯仰等动作，作业空间大。本发明专利技术具有控制灵活、适应性强、携带方便等特点。等特点。等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有移动给水功能的机械手


[0001]本专利技术涉及自动化设备中的机械手，具体地说是一种具有移动给水功能的机械手。

技术介绍

[0002]随着工业化的发展，许多工业化设备应用而生。在自动化设备领域，存在很多设备在运行过程中需要进行给水作业，防止设备过热，影响使用寿命。在实际的作业需求中，许多自动化设备处于非结构化环境中，人工难以进入；或是作业环境较复杂，人工难以长时间进行给水作业。因此，针对复杂作业环境的灵活移动给水机械手，能有效地提供给水作业，同时可以实现远程给水，具有重要的研究意义。

技术实现思路

[0003]为了解决工业自动化设备复杂环境下的给水问题，代替人工实现自主远程高适应性给水作业，本专利技术的目的在于提供一种具有移动给水功能的机械手。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术包括给水机械手及移动底盘，其中给水机械手包括偏转机械臂、俯仰机械臂及给水执行器，所述偏转机械臂的底端安装于移动底盘的顶部，所述偏转机械臂的顶端为输出端，并与所述俯仰机械臂相连，所述俯仰机械臂的输出端与可实现水输送功能的给水执行器相连，所述给水执行器在偏转机械臂及俯仰机械臂的驱动下具有转动自由度及俯仰自由度；所述移动底盘包括底座，所述底座的左右两侧对称设置一组履带模块、摆臂模块及凸轮模块，所述摆臂模块及凸轮模块均位于同组履带模块中履带的内侧，每侧所述凸轮模块固定在底座上，所述摆臂模块的一端与履带啮合传动，所述摆臂模块的另一端与凸轮模块抵接；所述底座内分别安装有履带模块动力源及摆臂模块动力源，所述履带模块动力源驱动两侧履带模块移动，所述摆臂模块动力源驱动两侧摆臂模块摆动，进而带动所述履带模块中的履带外轮廓变形。
[0005]其中：所述偏转机械臂包括调整法兰、耐磨轴套及偏转驱动电机，所述调整法兰固接于移动底盘的顶部，所述偏转驱动电机的底部法兰与调整法兰连接，所述偏转驱动电机的输出端由调整法兰穿过，并与所述俯仰机械臂所具有的关节连接架相连；所述调整法兰内嵌有耐磨轴套，所述耐磨轴套位于关节连接架与调整法兰之间，所述耐磨轴套的内部与关节连接架转动连接。
[0006]所述俯仰机械臂包括关节连接架、回转轴套、俯仰电机外筒、俯仰驱动电机、电机轴套及连接法兰，所述关节连接架顶部的一侧内嵌有回转轴套，顶部的另一侧固接有连接法兰，所述俯仰电机外筒的一侧与所述回转轴套转动连接，另一侧内嵌有电机轴套，所述俯仰驱动电机安装于所述俯仰电机外筒的内部，所述俯仰驱动电机具有可转动的输出端，所述俯仰驱动电机的输出端与电机轴套转动连接，且与所述连接法兰固接，所述俯仰电机外筒作为俯仰机械臂的输出端，与所述给水执行器的外罩相连。
[0007]所述给水执行器包括外罩及分别容置于外罩内的伸缩架、丝杠、给水驱动电机、给水管、进给螺母和固定外框，所述外罩与俯仰机械臂的输出端相连，所述固定外框安装于外罩的一端，所述给水驱动电机固定于固定外框的内部，所述丝杠转动安装于固定外框内，且所述丝杠两端的轴肩与固定外框的内板抵接，实现轴向限位，所述给水驱动电机的输出端与丝杠相连；所述进给螺母与丝杠螺纹连接，所述伸缩架的一端穿过固定外框后与进给螺母相连，所述伸缩架的另一端与给水管连接，所述给水驱动电机通过进给螺母、丝杠驱动给水管在外罩的另一端伸缩。
[0008]所述底座左右两侧的履带模块为履带模块A、履带模块B，所述履带模块A与履带模块B结构相同，均包括履带、驱动轮A、压带轮及驱动轮B，所述驱动轮A及驱动轮B分别转动安装于底座一侧的前后两端，所述履带套在驱动轮A及驱动轮B外围，且所述履带的内齿分别与驱动轮A及驱动轮B啮合；所述驱动轮A与驱动轮B之间设有多个安装于底座上的压带轮，所述履带的内侧内齿沉于各压带轮的沟槽内；所述履带模块A中的驱动轮A与驱动轮B通过一个履带模块动力源驱动同步转动，所述履带模块B中的驱动轮A与驱动轮B通过另一个履带模块动力源驱动同步转动。
[0009]所述底座左右两侧的摆臂模块为摆臂模块A、摆臂模块B，所述摆臂模块A与摆臂模块B结构相同，均包括摆臂轮、摆臂板、调节弹簧、伸缩滑块、支撑导板及传动法兰，所述摆臂模块A中的传动法兰与摆臂模块B中的传动法兰分别与摆臂模块动力源相连，通过所述摆臂模块动力源的驱动实现摆臂模块A与摆臂模块B的同步回转，所述摆臂轮与履带模块中的履带内齿啮合，所述摆臂模块A中的摆臂轮与摆臂模块B中的摆臂轮共用一根轮轴；所述摆臂板的一端与摆臂轮连接，另一端与所述支撑导板的一端可相对移动地相连，所述支撑导板的另一端与传动法兰相连，所述支撑导板上套设有调节弹簧，且设有可相对滑动的伸缩滑块，所述调节弹簧的两端分别与摆臂板的另一端及伸缩滑块相连，所述摆臂板、调节弹簧及伸缩滑块共同与支撑导板产生直线运动，通过所述摆臂板与支撑导板之间的直线运动，带动所述摆臂轮压紧履带，实现摆臂动作，所述伸缩滑块始终与凸轮模块抵接。
[0010]所述底座左右两侧的凸轮模块为凸轮模块A、凸轮模块B，所述凸轮模块A与凸轮模块B结构相同，均包括凸轮及凸轮法兰架，所述凸轮法兰架的一端固定在底座上，另一端与所述凸轮固接，所述凸轮的外表面与摆臂模块的另一端滚动抵接，实现所述摆臂模块的另一端沿凸轮的外轮廓运动，起到支撑作用。
[0011]所述凸轮呈横放的“8”字形。
[0012]所述底座内安装有两个履带模块动力源，一个所述履带模块动力源包括前驱动电机、左链条组件及左链条调节机构，所述前驱动电机固定在底座内，所述底座左侧的前后两端分别转动安装有左前输出轴及左后输出轴，所述左前输出轴及左后输出轴分别与同侧的履带模块连接，所述前驱动电机的输出端与左前输出轴相连，所述左前输出轴与左后输出轴之间通过左链条组件连接，所述左前输出轴与左后输出轴通过所述前驱动电机的驱动实现同步转动，所述左链条组件同侧的底座内安装有左链条调节机构，所述左链条组件通过左链条调节机构实现张紧；另一个所述履带模块动力源包括后驱动电机、右链条组件及右链条调节机构，所述后驱动电机固定在底座内，所述底座右侧的前后两端分别转动安装有右前输出轴及右后输出轴，所述右前输出轴及右后输出轴分别与同侧的履带模块连接，所述后驱动电机的输出端与右后输出轴相连，所述右前输出轴与右后输出轴之间通过右链条
组件连接，所述右前输出轴与右后输出轴通过所述后驱动电机的驱动实现同步转动，所述右链条组件同侧的底座内安装有右链条调节机构，所述右链条组件通过右链条调节机构实现张紧。
[0013]所述摆臂模块动力源包括摆臂电机、蜗轮蜗杆减速器组件、同步带轮机构及摆臂输出轴，所述摆臂电机、蜗轮蜗杆减速器组件及同步带轮机构分别安装于底座内，所述摆臂输出轴的两端分别与底座的左右两侧转动连接，且所述摆臂输出轴的两端分别由底座的左右两侧伸出，并分别与两侧的摆臂模块相连；所述摆臂电机的输出端与蜗轮蜗杆减速器组件的输入端连接，所述蜗轮蜗杆减速器组件的输出端与摆臂输出轴相连，进而通过所述摆臂电机驱动两侧摆臂模块的同步转动；所述同步带轮机构的输入端通过顶丝与摆臂输出轴实现连动，所述同步带轮机构的输出端连接有电位计，所述摆臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有移动给水功能的机械手，其特征在于：包括给水机械手（1）及移动底盘（2），其中给水机械手（1）包括偏转机械臂（3）、俯仰机械臂（4）及给水执行器（5），所述偏转机械臂（3）的底端安装于移动底盘（2）的顶部，所述偏转机械臂（3）的顶端为输出端，并与所述俯仰机械臂（4）相连，所述俯仰机械臂（4）的输出端与可实现水输送功能的给水执行器（5）相连，所述给水执行器（5）在偏转机械臂（3）及俯仰机械臂（4）的驱动下具有转动自由度及俯仰自由度；所述移动底盘（2）包括底座（25），所述底座（25）的左右两侧对称设置一组履带模块、摆臂模块及凸轮模块，所述摆臂模块及凸轮模块均位于同组履带模块中履带的内侧，每侧所述凸轮模块固定在底座（25）上，所述摆臂模块的一端与履带啮合传动，所述摆臂模块的另一端与凸轮模块抵接；所述底座（25）内分别安装有履带模块动力源及摆臂模块动力源，所述履带模块动力源驱动两侧履带模块移动，所述摆臂模块动力源驱动两侧摆臂模块摆动，进而带动所述履带模块中的履带外轮廓变形。2.根据权利要求1所述具有移动给水功能的机械手，其特征在于：所述偏转机械臂（3）包括调整法兰（6）、耐磨轴套（7）及偏转驱动电机（8），所述调整法兰（6）固接于移动底盘（2）的顶部，所述偏转驱动电机（8）的底部法兰与调整法兰（6）连接，所述偏转驱动电机（8）的输出端由调整法兰（6）穿过，并与所述俯仰机械臂（4）所具有的关节连接架（9）相连；所述调整法兰（6）内嵌有耐磨轴套（7），所述耐磨轴套（7）位于关节连接架（9）与调整法兰（6）之间，所述耐磨轴套（7）的内部与关节连接架（9）转动连接。3.根据权利要求1所述具有移动给水功能的机械手，其特征在于：所述俯仰机械臂（4）包括关节连接架（9）、回转轴套（10）、俯仰电机外筒（11）、俯仰驱动电机（12）、电机轴套（13）及连接法兰（14），所述关节连接架（9）顶部的一侧内嵌有回转轴套（10），顶部的另一侧固接有连接法兰（14），所述俯仰电机外筒（11）的一侧与所述回转轴套（10）转动连接，另一侧内嵌有电机轴套（13），所述俯仰驱动电机（12）安装于所述俯仰电机外筒（11）的内部，所述俯仰驱动电机（12）具有可转动的输出端，所述俯仰驱动电机（12）的输出端与电机轴套（13）转动连接，且与所述连接法兰（14）固接，所述俯仰电机外筒（11）作为俯仰机械臂（4）的输出端，与所述给水执行器（5）的外罩（21）相连。4.根据权利要求1所述具有移动给水功能的机械手，其特征在于：所述给水执行器（5）包括外罩（21）及分别容置于外罩（21）内的伸缩架（15）、丝杠（17）、给水驱动电机（19）、给水管（20）、进给螺母（23）和固定外框（24），所述外罩（21）与俯仰机械臂（4）的输出端相连，所述固定外框（24）安装于外罩（21）的一端，所述给水驱动电机（19）固定于固定外框（24）的内部，所述丝杠（17）转动安装于固定外框（24）内，且所述丝杠（17）两端的轴肩与固定外框（24）的内板抵接，实现轴向限位，所述给水驱动电机（19）的输出端与丝杠（17）相连；所述进给螺母（23）与丝杠（17）螺纹连接，所述伸缩架（15）的一端穿过固定外框（24）后与进给螺母（23）相连，所述伸缩架（15）的另一端与给水管（20）连接，所述给水驱动电机（19）通过进给螺母（23）、丝杠（17）驱动给水管（20）在外罩（21）的另一端伸缩。5.根据权利要求1所述具有移动给水功能的机械手，其特征在于：所述底座（25）左右两侧的履带模块为履带模块A（26）、履带模块B（27），所述履带模块A（26）与履带模块B（27）结构相同，均包括履带（32）、驱动轮A（33）、压带轮（34）及驱动轮B（35），所述驱动轮A（33）及驱动轮B（35）分别转动安装于底座（25）一侧的前后两端，所述履带（32）套在驱动轮A（33）及驱动轮B（35）外围，且所述履带（32）的内齿分别与驱动轮A（33）及驱动轮B（35）啮合；所述驱动
轮A（33）与驱动轮B（35）之间设有多个安装于底座（25）上的压带轮（34），所述履带（32）的内侧内齿沉于各压带轮（34）的沟槽内；所述履带模块A（26）中的驱动轮A（33）与驱动轮B（35）通过一个履带模块动力源驱动同步转动，所述履带模块B（27）中的驱动轮A（33）与驱动轮B（35）通过另一个履带模块动力源驱动同步转动。6.根据权利要求1所述具有移动给水功能的机械手，其特征在于：所述底座（25）左右两侧的摆臂模块为摆臂模块A（28）、摆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，刘铜，王聪，梁志达，韩世凯，郑怀兵，刘启宇，刘春，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：