一种耐辐照六自由度机械臂制造技术

本发明专利技术提供一种耐辐照六自由度机械臂，属于机械臂技术领域，该高精度耐辐照六自由度机械臂包括底座组件，所述底座组件的上表面传动连接有第一肩关节模组，所述第一肩关节模组的外表面传动连接有第二肩关节模组

【技术实现步骤摘要】
一种耐辐照六自由度机械臂


[0001]本专利技术属于机械臂
，具体涉及一种耐辐照六自由度机械臂
。

技术介绍

[0002]机械臂是模仿人手的一种机械设备，因其高灵活性和多自由度的特点而被广泛应用到生产生活之中，能利用其辅助或代替人工完成一些任务，提高工作效率
。
[0003]现有的机械臂大多数不具备耐辐照特性，且载荷能力一般较小，控制精度不高，无法在核环境下长时间高精度作业
。
公开号为
CN114083525A
，名称为一种耐辐射机械臂及机器人的中国专利技术专利，其使用的关节编码器为机械式绝对值编码器，无法做到高精度控制，且驱动器均设置在机械臂底座，存在电磁干扰问题；公开号为
CN214446398U
，名称为一种水下耐高辐照机械臂关节结构的中国技术专利，其仅将传感器换成耐辐照型的，并没有考虑机械臂外壳的辐射屏蔽和电子元器件的冗余备份；公开号为
CN106782730A
，名称为一种耐辐照动力机械手的中国专利技术专利，其将控制系统设置于屏蔽墙体之外，但并未强调对机械手本体的辐射屏蔽设计；公开号为
CN108262764A
，名称为一种耐辐射机械臂的中国专利技术专利，其在关节臂中采用备用伺服电机，但未安装相应的编码器，属于开环控制，作业精度难以保证，同时也未考虑辐射对其他电子元器件的损伤；公开号为
CN114274153A
，名称为一种具有耐辐照功能的液压动力机械手的中国专利技术专利，其仅针对夹持机构和缓冲支撑机构进行创新，并未考虑到机械手的耐辐照设计
。
[0004]在处理核设施退役领域中，由于核设施长期处于放射性环境中，核废料上也存在着大量的放射性物质，负责检修和维护的工作人员
、
机械设备将受到辐照损伤，因此，开发一套高精度耐辐照六自由度机械臂辅助或代替人工完成相应的工作变得尤为重要
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种耐辐照六自由度机械臂，旨在解决现有技术中工作人员和机械设备受到辐照损伤的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种耐辐照六自由度机械臂，包括底座组件，所述底座组件的上表面传动连接有第一肩关节模组，所述第一肩关节模组的外表面传动连接有第二肩关节模组，所述第二肩关节模组的上表面传动连接有大臂连杆，所述大臂连杆的一端传动连接有肘关节模组，所述肘关节模组的外表面传动连接有小臂连杆，所述小臂连杆的一端传动连接有第一腕关节模组，所述第一腕关节模组的外表面传动连接有第二腕关节模组，所述第二腕关节模组的上表面传动连接有第三腕关节模组，所述第三腕关节模组的一端固定连接有末端法兰，所述第一肩关节模组
、
第二肩关节模组
、
肘关节模组
、
第一腕关节模组
、
第二腕关节模组和第三腕关节模组均包括铝合金外壳，所述铝合金外壳的非输出端安装有防辐射后盖组件
。
[0007]为了使得该一种耐辐照六自由度机械臂达到提高了负载能力的效果，作为本专利技术一种优选的，所述铝合金外壳内侧面的边缘处固定连接有输出法兰，所述输出法兰的内部
螺纹连接有输出反馈空心轴，所述输出反馈空心轴的一端固定连接有谐波减速器，所述谐波减速器的外表面固定连接有关节驱动电机
。
[0008]为了使得该一种耐辐照六自由度机械臂达到进一步提高机械臂整体的耐辐照性能的效果，作为本专利技术一种优选的，所述关节驱动电机外表面的中部固定连接有旋转变压器，所述旋转变压器外表面的中部固定连接有制动器，所述关节驱动电机外表面的边缘处固定连接有抱闸固定件，所述抱闸固定件外表面的一侧通过螺柱螺纹连接有驱动器安装板，所述驱动器安装板外表面的一侧固定连接有驱动器，所述驱动器安装板外表面的另一侧固定连接有驱动器选择电路板，所述抱闸固定件外表面的另一侧通过螺柱螺纹连接有编码器安装板，所述编码器安装板的外表面固定连接有编码器，所述编码器与关节驱动电机同轴
。
[0009]为了使得该一种耐辐照六自由度机械臂达到提高每个模组的控制精度的效果，作为本专利技术一种优选的，所述旋转变压器和编码器用于反馈关节驱动电机的旋转位置，所述编码器为光电绝对值编码器
。
[0010]为了使得该一种耐辐照六自由度机械臂达到连接连接传动的效果，作为本专利技术一种优选的，所述第一肩关节模组与底座组件传动连接，所述第二肩关节模组与第一肩关节模组传动连接，所述大臂连杆分别与第二肩关节模组和肘关节模组传动连接，所述小臂连杆分别与肘关节模组和第一腕关节模组传动连接，所述第二腕关节模组分别与第一腕关节模组和第三腕关节模组传动连接
。
[0011]为了使得该一种耐辐照六自由度机械臂达到加强连接密封性的效果，作为本专利技术一种优选的，所述铝合金外壳与底座组件
、
关节模组的连接处均安装有胶圈和滑环
。
[0012]为了使得该一种耐辐照六自由度机械臂达到使得机械臂整体性高的效果，作为本专利技术一种优选的，所述大臂连杆呈直管状，所述小臂连杆呈
L
型管状，所述小臂连杆包括弯头和小臂杆，所述小臂杆呈直管状
。
[0013]为了使得该一种耐辐照六自由度机械臂达到加固辐射屏蔽的作用，作为本专利技术一种优选的，所述防辐射后盖组件包括防辐射后盖，所述防辐射后盖的内底壁屏蔽铅板，所述屏蔽铅板的外表面固定连接有压板
。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]1、
该高精度耐辐照六自由度机械臂，通过第一肩关节模组
、
第二肩关节模组
、
肘关节模组
、
第一腕关节模组
、
第二腕关节模组
、
第三腕关节模组和防辐射后盖组件的设置，每个关节模组的内部结构相似，与机械臂组合后可完成各种复杂的指令，结构连接紧凑，可操作性好，动作精度高，防辐射后盖组件在关节模组的非输出端起着加固辐射屏蔽的作用，用模块化设计，每一个关节模组内均选用耐辐照的电子元器件及驱动元件，并对其进行物理屏蔽，提高每个模组的耐辐照性能
。
[0016]2、
该高精度耐辐照六自由度机械臂，通过旋转变压器
、
编码器
、
驱动器和驱动器选择电路板的设置，采用旋转变压器和高分辨率的光电绝对值编码器来闭环控制每个关节模组，提高每个模组的控制精度；采用双模冗余模式，在第一肩关节模组
、
第二肩关节模组上做了驱动器的冷备份，并安装有驱动器选择电路板，可在一块驱动器性能下降后切换至另一块驱动器上继续工作，进一步提高机械臂整体的耐辐照性能
。
附图说明
[0017]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制
。
在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种耐辐照六自由度机械臂，包括底座组件
(101)
，其特征在于：所述底座组件
(101)
的上表面传动连接有第一肩关节模组
(102)
，所述第一肩关节模组
(102)
的外表面传动连接有第二肩关节模组
(103)
，所述第二肩关节模组
(103)
的上表面传动连接有大臂连杆
(104)
，所述大臂连杆
(104)
的一端传动连接有肘关节模组
(105)
，所述肘关节模组
(105)
的外表面传动连接有小臂连杆
(106)
，所述小臂连杆
(106)
的一端传动连接有第一腕关节模组
(107)
，所述第一腕关节模组
(107)
的外表面传动连接有第二腕关节模组
(108)
，所述第二腕关节模组
(108)
的上表面传动连接有第三腕关节模组
(109)
，所述第三腕关节模组
(109)
的一端固定连接有末端法兰
(110)
，所述第一肩关节模组
(102)、
第二肩关节模组
(103)、
肘关节模组
(105)、
第一腕关节模组
(107)、
第二腕关节模组
(108)
和第三腕关节模组
(109)
均包括铝合金外壳
(212)
，所述铝合金外壳
(212)
的非输出端安装有防辐射后盖组件
(208)。2.
根据权利要求1所述的一种耐辐照六自由度机械臂，其特征在于：所述铝合金外壳
(212)
内侧面的边缘处固定连接有输出法兰
(202)
，所述输出法兰
(202)
的内部螺纹连接有输出反馈空心轴
(201)。3.
根据权利要求2所述的一种耐辐照六自由度机械臂，其特征在于：所述输出反馈空心轴
(201)
的一端固定连接有谐波减速器
(203)
，所述谐波减速器
(203)
的外表面固定连接有关节驱动电机
(204)。4.
根据权利要求3所述的一种耐辐照六自由度机械臂，其特征在于：所述关节驱动电机
(204)
外表面的中部固定连接有旋转变压器
(214)
，所述旋转变压器
(214)
外表面的中部固定连接有制动器
(213)。5.
根据权利要求3所述的一种耐辐照六自由度机械臂，其特征在于：所述关节驱动电机
(204)
外表面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：武龙飞，
申请(专利权)人：湖南华核智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：