一種帶制動(dòng)器的液壓機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種水下機(jī)器人，具體地說是水下作業(yè)的液壓機(jī)械手關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類對(duì)海洋開發(fā)和利用的深入，水下作業(yè)任務(wù)呈現(xiàn)出多樣化和復(fù)雜化，對(duì)水下機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和功能都提出了更高的要求。對(duì)于微小型作業(yè)水下機(jī)器人，需配置小型的水下液壓機(jī)械手，來滿足體積、重量和能源的要求。因此，研制結(jié)構(gòu)緊湊、低成本、模塊化的機(jī)械手，對(duì)微小型作業(yè)水下機(jī)器人完成多種成水下任務(wù)具有很大的實(shí)用價(jià)值。
[0003]水下液壓機(jī)械手關(guān)節(jié)的制動(dòng)自鎖性，對(duì)于機(jī)械手不管是處于收藏狀態(tài)還是作業(yè)狀態(tài)都有很重要的作用。目前，水下液壓機(jī)械手關(guān)節(jié)大多通過液壓鎖實(shí)現(xiàn)自鎖，增加了系統(tǒng)能源損耗及液壓控制結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供采用電磁制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)機(jī)械自鎖的一種帶制動(dòng)器的液壓機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型一種帶制動(dòng)器的液壓機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征是:包括液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂擺動(dòng)模塊、角度檢測(cè)模塊、液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸制動(dòng)模塊，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂擺動(dòng)模塊包括液壓擺動(dòng)缸、前臂固定件、后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件、后臂連接件，前臂固定件與液壓擺動(dòng)缸相固定，后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件和后臂連接件相固定，角度檢測(cè)模塊通過傳感器連接件固定在角度傳感器固定件上，角度傳感器固定件與前臂固定件相固定，角度檢測(cè)模塊的檢測(cè)軸通過角度檢測(cè)模塊聯(lián)軸器與液壓擺動(dòng)缸的轉(zhuǎn)軸相連，角度檢測(cè)模塊聯(lián)軸器與后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件相固定，液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸制動(dòng)模塊包括電磁鐵、制動(dòng)盤、制動(dòng)盤聯(lián)軸器、電磁鐵固定盤、制動(dòng)器模塊連接塊，電磁鐵與電磁鐵固定盤相固定，電磁鐵固定盤和制動(dòng)器模塊連接塊相固定，制動(dòng)盤和制動(dòng)盤聯(lián)軸器相固定，制動(dòng)盤設(shè)置在電磁鐵的端部，液壓擺動(dòng)缸和制動(dòng)盤聯(lián)軸器相固定。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于:
[0008]1、針對(duì)大部分中小型液壓驅(qū)動(dòng)的水下機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)保持力矩不足的問題，本實(shí)用新型專利可提供足以完成作業(yè)任務(wù)的力矩。
[0009]2、針對(duì)大部分水下機(jī)械手的制動(dòng)結(jié)構(gòu)冗余復(fù)雜、制動(dòng)可靠性差的問題，本實(shí)用新型專利提供了一種簡單可靠的關(guān)節(jié)制動(dòng)方案。
[0010]3、針對(duì)大多數(shù)水下機(jī)械手體積過大，質(zhì)量過重的問題，本實(shí)用新型專利能夠大幅降低水下作業(yè)機(jī)械手關(guān)節(jié)體積過大的問題，減輕機(jī)械手整體重量。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的主視圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型的后視圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型的剖視圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述:
[0016]結(jié)合圖1?4，液壓驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)關(guān)節(jié)執(zhí)行及制動(dòng)裝置由三個(gè)模塊組成:液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂擺動(dòng)模塊、角度檢測(cè)模塊、液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸制動(dòng)模塊。液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂擺動(dòng)模塊由液壓擺動(dòng)缸11、前臂固定件件1、后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件6和后臂連接件7構(gòu)成，其中前臂固定件I與液壓擺動(dòng)缸11通過螺栓固定，后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件6與后臂連接件7通過螺栓固定；角度檢測(cè)模塊3通過傳感器連接件5固定在角度傳感器固定件2上，并且通過螺紋固定在前臂固定件I上，角度檢測(cè)模塊檢測(cè)軸通過角度檢測(cè)模塊聯(lián)軸器4與擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)軸連接且與后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件6固定；液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸制動(dòng)模塊由電磁鐵9、制動(dòng)盤10、制動(dòng)盤聯(lián)軸器8、電磁鐵固定盤13以及制動(dòng)器模塊連接塊12構(gòu)成，其中，電磁鐵9與電磁鐵固定盤13通過螺栓連接，電磁鐵固定盤13和制動(dòng)器模塊連接塊12通過螺栓連接，制動(dòng)盤10和制動(dòng)盤聯(lián)軸器8通過螺栓連接，擺動(dòng)缸11和制動(dòng)盤聯(lián)軸器8通過螺栓連接。
[0017]結(jié)合圖3、圖4，前臂固定件1、角度傳感器固定件2、角度檢測(cè)模塊3、傳感器連接件5、液壓擺動(dòng)缸11、電磁鐵9、電磁鐵固定盤13、制動(dòng)器模塊連接塊12均固定在液壓驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)前臂上，角度檢測(cè)模塊聯(lián)軸器4、后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件6、后臂連接件7、制動(dòng)盤聯(lián)軸器8、制動(dòng)盤10跟隨后臂繞液壓擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要液壓驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓能驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)缸11轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件6、后臂連接件7運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)需要液壓驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)關(guān)節(jié)角度保持時(shí)，液壓能停止驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)缸11，電磁鐵9上電，電磁鐵9吸合制動(dòng)盤10并且產(chǎn)生制動(dòng)力矩，由于制動(dòng)盤10通過制動(dòng)盤聯(lián)軸器8與擺動(dòng)缸11連接，從而完成對(duì)液壓擺動(dòng)關(guān)節(jié)制動(dòng)。
[0018]本實(shí)用新型所述的裝置包括液壓擺動(dòng)缸、角度傳感器模塊、制動(dòng)器模塊等組件。液壓擺動(dòng)缸通過連接件固定在前向機(jī)械臂上，液壓擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)軸與后向機(jī)械臂通過聯(lián)軸器及連接件進(jìn)行連接。角度傳感器模塊通過連接件固定在擺動(dòng)缸上，角度傳感器輸入軸與液壓擺動(dòng)缸通過聯(lián)軸器連接；制動(dòng)器模塊通過連接件固定在擺動(dòng)缸上，制動(dòng)器模塊的制動(dòng)盤與液壓擺動(dòng)缸通過聯(lián)軸器連接。
[0019]當(dāng)需要機(jī)械臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器處于非工作狀態(tài)，帶有能量的液壓介質(zhì)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)需要機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度保持時(shí)，帶有能量的液壓介質(zhì)停止驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)缸并且制動(dòng)器上電，制動(dòng)盤吸合在電磁鐵上，制動(dòng)盤通過聯(lián)軸器鎖死液壓驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)軸，使得關(guān)節(jié)制動(dòng)并且角度保持。
[0020]本實(shí)用新型主體由是液壓驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)關(guān)節(jié)執(zhí)行及制動(dòng)裝置，液壓擺動(dòng)缸與制動(dòng)器配合使用，制動(dòng)器通過固定盤及連接件固定在與擺動(dòng)缸連接的關(guān)節(jié)本體結(jié)構(gòu)上，角度檢測(cè)模塊也通過連接件固定在擺動(dòng)缸本體結(jié)構(gòu)上，擺動(dòng)缸固定部分與機(jī)械手前臂相連，擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器及連接件與機(jī)械手后臂連接件。
[0021]當(dāng)需要機(jī)械手的機(jī)械臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)軸及于此連接的機(jī)械臂關(guān)節(jié)的后臂在帶有能量的液壓介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，使得機(jī)械手關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)展開或者回收運(yùn)動(dòng)，在此過程中擺動(dòng)缸的兩側(cè)轉(zhuǎn)軸分別與角度檢測(cè)模塊、關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)模塊通過聯(lián)軸器連接，角度檢測(cè)傳感器，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)模塊的制動(dòng)盤跟隨液壓擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)軸同步運(yùn)動(dòng)；當(dāng)需要液壓驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)角度保持時(shí)，液壓站停止給液壓驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)缸提供液壓能，關(guān)節(jié)制動(dòng)模塊工作，制動(dòng)器的電磁鐵部分上電，與液壓擺動(dòng)缸轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器連接的制動(dòng)制動(dòng)盤吸合在制動(dòng)器的電磁鐵上并產(chǎn)生制動(dòng)力矩，從而使得擺動(dòng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸被鎖死。
[0022]液壓驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)關(guān)節(jié)執(zhí)行及制動(dòng)裝置，其實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)分別通過液壓能和電磁能實(shí)現(xiàn)，機(jī)械手關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)由液壓能實(shí)現(xiàn)，機(jī)械手關(guān)節(jié)角度保持或制動(dòng)由電磁能實(shí)現(xiàn)。
[0023]液壓驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)關(guān)節(jié)執(zhí)行及制動(dòng)裝置，由三個(gè)功能模塊組成，分別是關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)模塊、角度檢測(cè)模塊和關(guān)節(jié)制動(dòng)模塊。關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)械手關(guān)機(jī)基本的運(yùn)動(dòng)功能，角度檢測(cè)模塊完成對(duì)機(jī)械手關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度的檢測(cè)，關(guān)節(jié)制動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)械手關(guān)節(jié)角度保持。
[0024]三個(gè)模塊均固定于機(jī)械手關(guān)節(jié)的上臂，三個(gè)模塊又以關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)模塊為主，角度檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)角位移檢測(cè)，制動(dòng)器模塊實(shí)現(xiàn)角度保持。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶制動(dòng)器的液壓機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征是:包括液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂擺動(dòng)模塊、角度檢測(cè)模塊、液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸制動(dòng)模塊，液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂擺動(dòng)模塊包括液壓擺動(dòng)缸、前臂固定件、后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件、后臂連接件，前臂固定件與液壓擺動(dòng)缸相固定，后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件和后臂連接件相固定，角度檢測(cè)模塊通過傳感器連接件固定在角度傳感器固定件上，角度傳感器固定件與前臂固定件相固定，角度檢測(cè)模塊的檢測(cè)軸通過角度檢測(cè)模塊聯(lián)軸器與液壓擺動(dòng)缸的轉(zhuǎn)軸相連，角度檢測(cè)模塊聯(lián)軸器與后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件相固定，液壓驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸制動(dòng)模塊包括電磁鐵、制動(dòng)盤、制動(dòng)盤聯(lián)軸器、電磁鐵固定盤、制動(dòng)器模塊連接塊，電磁鐵與電磁鐵固定盤相固定，電磁鐵固定盤和制動(dòng)器模塊連接塊相固定，制動(dòng)盤和制動(dòng)盤聯(lián)軸器相固定，制動(dòng)盤設(shè)置在電磁鐵的端部，液壓擺動(dòng)缸和制動(dòng)盤聯(lián)軸器相固定。
【專利摘要】本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶制動(dòng)器的液壓機(jī)械手?jǐn)[動(dòng)關(guān)節(jié)，前臂固定件與液壓擺動(dòng)缸相固定，后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件和后臂連接件相固定，角度檢測(cè)模塊通過傳感器連接件固定在角度傳感器固定件上，角度傳感器固定件與前臂固定件相固定，角度檢測(cè)模塊的檢測(cè)軸通過角度檢測(cè)模塊聯(lián)軸器與液壓擺動(dòng)缸的轉(zhuǎn)軸相連，角度檢測(cè)模塊聯(lián)軸器與后臂轉(zhuǎn)動(dòng)件相固定，電磁鐵與電磁鐵固定盤相固定，電磁鐵固定盤和制動(dòng)器模塊連接塊相固定，制動(dòng)盤和制動(dòng)盤聯(lián)軸器相固定，制動(dòng)盤設(shè)置在電磁鐵的端部，液壓擺動(dòng)缸和制動(dòng)盤聯(lián)軸器相固定。本實(shí)用新型可提供足以完成作業(yè)任務(wù)的力矩，能夠大幅降低水下作業(yè)機(jī)械手關(guān)節(jié)體積過大的問題，減輕機(jī)械手整體重量。
【IPC分類】B25J9/04, B25J19/00, B25J9/08, B25J9/14, B25J17/00
【公開號(hào)】CN205201520
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520828152
【發(fā)明人】張銘鈞, 張強(qiáng), 郭炳岐, 趙文德, 王玉甲, 李開飛, 范騰濤
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年10月23日