[发明专利]一种水下机器人用宏微机械臂

权利要求书

1.一种水下机器人用宏微机械臂，包括宏机械臂(1)，其特征在于：在所述宏机械臂(1)上连接有腕部液压马达(3)、微机械臂(2)和手爪(4)，其中，宏机械臂(1)和腕部液压马达(3)连接，腕部液压马达(3)和微机械臂(2)连接，微机械臂(2)和手爪(4)连接；

宏机械臂(1)包括机械臂基座(5)、大臂横摆液压缸(6)、大臂旋转关节(7)、大臂俯仰液压缸(8)、腕部俯仰液压缸(9)和腕部连接关节(10)；其中，机械臂基座(5)由两个横板(11)和立板(12)组成，横板(11)上有固定孔(13)，用于将本种宏微机械臂固定在机器人的本体上；大臂旋转关节(7)通过轴与机械臂基座(5)连接；大臂横摆液压缸(6)一端与立板(12)连接，另一端与大臂旋转关节(7)连接，通过控制大臂横摆液压缸(6)的收缩与伸长，实现宏机械臂(1)的左右摆动；大臂俯仰液压缸(8)安装在两块侧板(14)内部，大臂俯仰液压缸(8)的一端与大臂旋转关节(7)的上孔以一根轴连接，另一端与侧板(14)上部的孔以轴连接；两块侧板(14)与大臂旋转关节(7)下孔以轴连接；腕部俯仰液压缸(9)一端与侧板(14)上的孔以轴连接，另一端与腕部连接关节(10)连接，两侧板(14)以轴连接；控制大臂俯仰液压缸(8)收缩与伸长，可实现宏机械臂的俯仰动作，控制腕部俯仰液压缸(9)的收缩与伸长，可控制腕部液压马达(3)的仰俯动作；

腕部液压马达(3)为MZ摆线液压马达，腕部液压马达(3)的马达机座以螺栓与腕部连接关节(10)连接，腕部液压马达(3)旋转端通过螺栓连接在微机械臂(2)的定平台(15)上，从而使得可以通过对腕部液压马达(3)液压系统的控制来实现微机械臂(2)的顺时针、逆时针360度转动；

微机械臂(2)包括由四个相同的第一液压缸(16)、第二液压缸(17)、第三液压缸(18)和第四液压缸(19)、第一连杆(20)、第二连杆(21)、第三连杆(22)和第四连杆(23)、连接件(24)组成的四组菱形连接机构以及带有活塞筒的动平台(25)和定平台(15)；所述四组相同结构菱形连接机构将定平台(15)与动平台(25)连接起来；每一组菱形机构由两根第一连杆(20)与第一液压缸(16)的液压杆(26)以轴连接在定平台(15)上，由两根第二连杆(21)的一端与第一连杆(20)上的孔以轴连接，两根第二连杆(21)的另一端与第一液压缸(16)的液压筒(27)、第三连杆(22)用轴配合的方式连接，第一连杆(20)与第四连杆(23)用轴连接，第三连杆(22)与第四连杆(23)上的孔用轴连接，第四连杆(23)与连接件(24)用轴与动平台(25)连接；

第二液压缸(17)与第四液压缸(19)的伸缩量相同且固定，第一液压缸(16)收缩，第三液压缸(18)伸长，以实现动平台(25)的转动；第一液压缸(16)与第三液压缸(18)的伸缩量相同且固定，第二液压缸(17)收缩，第四液压缸(19)伸长，以实现动平台(25)的另一个方向的转动；第一液压缸(16)、第二液压缸(17)、第三液压缸(18)和第四液压缸(19)同时收缩或伸长即可实现微机械臂(2)的收缩或伸长，从而实现所述微机械臂3个自由度的运动；

手爪(4)包括手爪基座(28)、活塞杆(29)、滑块(30)、爪根组件(31)、垫块(32)以及爪(33)；活塞杆(29)的一端与动平台(25)上液压筒结构配合，同时动平台(25)与手爪基座(28)之间加密封垫圈用螺栓密封，使活塞杆(29)、动平台(25)和手爪基座(28)构成液压缸，活塞杆(29)的另一端用螺栓固定连接呈长方体状的滑块(30)；两个爪根组件(31)安装在手爪基座(28)对称的两个孔上，滑块(30)镶嵌在爪根组件(31)的凹槽内；两个爪(33)用螺栓固定在一个爪根组件(31)的两侧，另外两个爪(33)与爪根组件(31)间加垫块(32)，用螺栓分别固定于根组件(31)的两侧；活塞杆(29)与动平台(25)构成液压缸；液压油进入动平台(25)内后使得活塞杆(29)伸长，滑块(30)通过与爪根组件(31)上的凹槽配合实现手爪的张开，当活塞杆(29)收缩时，滑块(30)带动爪根组件(31)，实现手爪的闭合。