[发明专利]一种模块化水下电动机械手腕部结构

说明书

本发明属于水下机器人工程领域，具体地说是一种模块化水下电动机械手腕部结构，包括腕部壳体、驱动模块、驱动器组件、水下摄像头、腕转端盖、腕部后盖、水密接插件和分离盘式电滑环，驱动模块、驱动器组件、水下摄像头和分离盘式电滑环定子固定于腕部壳体上；腕部端盖固接于驱动模块的输出轴，可加装不同的外扩夹钳；分离盘式电滑环转子、水密接插件、直通式卡套接头固定在腕部端盖上，用于为外扩夹钳提供电源、控制信号和油压补偿接口。本发明具有高度集成化、模块化、易维护、易扩展不同形式的夹钳等优点。

技术领域

本发明属于水下机器人工程领域，具体地说是一种模块化水下电动机械手腕部结构。

背景技术

电机驱动具有体积重量小、功耗低、控制精度高、通过压力补偿可实现全海深作业等优点，因此电机驱动装置在水下机器人工程领域具有广阔的应用前景。

由于处于深海的特殊环境，水下机械手要求具有耐高压、结构紧凑等性能。

发明内容

为了满足深海特殊环境对水下驱动装置的要求，本发明的目的在于提供一种模块化水下电动机械手腕部结构。该水下机械手腕部模块具有高度集成化、模块化、易维护、易扩展不同形式夹钳等特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括腕转端盖、驱动模块、腕部壳体、水下摄像头、驱动器组件、腕部后盖、水密接插件及分离盘式电滑环，其中腕部壳体的两端分别与所述腕转端盖及腕部后盖相连，所述驱动模块、驱动器组件及分离盘式电滑环分别容置于腕部壳体与腕转端盖和腕部后盖围成的空间内，所述水下摄像头安装于腕部壳体上；所述驱动模块包括电机壳体、电机轴、无框电机、谐波减速器及输出轴，该电机壳体固接于腕部壳体内部，所述无框电机安装于电机壳体内，输出端与所述电机轴的一端相连，该电机轴的另一端通过所述谐波减速器与输出轴的一端连接，该输出轴的另一端与所述腕转端盖相连；所述分离盘式电滑环位于电机壳体前端与腕转端盖之间，该分离盘式电滑环的分离盘式电滑环定子安装于电机壳体的前端，所述分离盘式电滑环的分离盘式电滑环转子安装于腕转端盖上，并随腕转端盖与输出轴共同旋转；所述驱动器组件安装于电机壳体末端，位于所述腕部后盖内；所述腕转端盖上安装有与分离盘式电滑环转子连接的水密接插件，所述腕部后盖上安装有与水下摄像头连接的水密接插件。

其中：所述无框电机的定子压紧于电机壳体的内表面，并与该电机壳体保持相对固定，所述无框电机的转子固定在电机轴上，并驱动所述电机轴旋转。

所述谐波减速器包括谐波减速器波发生器、谐波减速器钢轮及谐波减速器柔轮，该谐波减速器钢轮与电机壳体固定，所述谐波减速器波发生器安装于电机轴上，所述谐波减速器柔轮安装于输出轴的一端，所述谐波减速器发生器随电机轴旋转，该电机轴将转矩传递到谐波减速器波发生器上，所述谐波减速器柔轮输出经减速后的转矩至输出轴，通过该输出轴输出关节转矩。

所述电机壳体的前端设有用于检测关节位置的绝对式编码器，该绝对式编码器与所述驱动器组件连接；所述绝对式编码器包括绝对式编码器定子及绝对式编码器转子，该绝对式编码器定子与电机壳体固定，所述绝对式编码器转子安装于输出轴的另一端。

所述电机壳体的末端设有用于检测电机轴速度的增量式编码器，该增量式编码器与所述驱动器组件连接；所述增量式编码器包括增量式编码器定子及增量式编码器转子，该增量式编码器定子与电机壳体固定，所述增量式编码器转子安装于电机轴上，随电机轴旋转。

所述腕转端盖与输出轴的另一端之间设有防止外界水进入腕部模块内部的O形圈。

所述腕转端盖与腕部壳体的外表面之间设有保证在腕转端盖旋转过程中外界水无法进入腕部模块内部的格莱圈。

所述腕转端盖上安装有直通式卡套接头。

所述输出轴的另一端沿圆周方向均匀开设有多个螺纹孔，所述腕转端盖通过螺钉与输出轴的另一端固接。