CN101499693B

CN101499693B - 一种水下机械手用油路内置摆动马达

Info

Publication number: CN101499693B
Application number: CN2009100715785A
Authority: CN
Inventors: 王立权; 王才东; 王茁; 姚建均; 王成军; 张岚; 张存良; 王文明; 常江
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2029-03-19
Also published as: CN101499693A

Abstract

本发明提供的是一种水下机械手用油路内置摆动马达。它包括摆动马达轴芯、左端盖、定子、转子、叶片、右端盖、输出法兰、传感器和圆锥滚子轴承；左端盖一端与摆动马达轴芯固连，另一端与定子固连；定子另一端与右端盖固连；左端盖、定子和右端盖开有空腔，转子置于空腔内，可周向转动；转子一端与输出法兰固连；叶片与转子外圆表面固连；传感器置于转子的一端，传感器读数头安装在马达轴芯空腔内，并与马达轴芯固连；圆锥滚子轴承套装在转子的外圆表面；马达轴芯、转子和输出法兰加工有油路通道。结构紧凑、重量轻，同时避免了油管外置与外界物体产生干涉，增大了机械手作业范围。

Description

一种水下机械手用油路内置摆动马达

(一)技术领域

本发明涉及的是一种机器人的驱动部件，具体涉及一种用于水下机械手回转关节的摆动马达。

(二)背景技术

近些年来，机器人技术发展十分迅速，机器人在工业、农业、服务、医疗、军事等领域获得了广泛应用。机械手是机器人技术的重要分支，可以完成各种预期任务。机械手按其驱动方式可分为电气驱动、气动、液压驱动。液压驱动械手具有运动平稳、负载能力大、快速性好、可实现无级变速等优点，被广应用于水下作业等重载作业场合。

随着海洋资源开发向更深海域的进行，水下机器人的作业功能越来越受到世界各国的重视。作为一种通用作业工具的水下机械手一直是作业型水下机器人的首选配置。为了有效的进行水下作业，水下机械手都具有5或6个自由度。回转关节是机械手的重要组成部分，机械手一般具有一个或两个回转关节。回转角度小于360度的回转关节通常由摆动马达实现驱动。摆动马达又称摆动缸，它具有不需任何变换机构，使负载直接获得角度小于360度的往复摆动运动的突出特点，与同功能的其它传动机构相比具有结构简单、体积小、输出扭矩大、价廉等优点。

目前水下机械手使用的摆动马达及其后面腕部关节的油路外置，体积庞大，运动时容易与外界物体产生干涉，严重影响了机械手的运动灵活性。摆动马达和用于对其进行位置检测的传感器也是分开放置，占用空间，不能满足水下机械手密封性要求。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种供油管路内置，结构紧凑的一种水下机械手用油路内置摆动马达。

本发明的目的是这样实现的：

它包括摆动马达轴芯、左端盖、定子、转子、叶片、右端盖、输出法兰、传感器和圆锥滚子轴承；左端盖一端与摆动马达轴芯固连，另一端与定子固连；定子另一端与右端盖固连；左端盖、定子和右端盖开有空腔，转子置于空腔内，可周向转动；转子一端与输出法兰固连；叶片与转子外圆表面固连；传感器置于转子的一端，传感器读数头安装在马达轴芯空腔内，并与马达轴芯固连；圆锥滚子轴承套装在转子的外圆表面；马达轴芯、转子和输出法兰加工有油路通道。

本发明还可以包括：

1、马达轴芯和输出法兰沿轴心加工有通孔。

2、叶片挡块与定子作为一体。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明把油路内置，结构紧凑，重量轻，同时避免了油管外置与外界物体产生干涉，增大了机械手作业范围；

2、本发明将传感器与摆动马达作为一体，提出一种结构紧凑的理想集成方案，有利于传感器的保护，又可达到可靠的密封，可以使机械手准确定位。

3、摆动马达轴芯和输出法兰沿轴心加工有通孔，可以用来作为信号线的通道，避免了信号线外置在机械手运动时发生缠绕。

4、摆动马达的叶片挡块与定子作为一体，结构简单，避免了两者分离时密封困难。

5、本发明可用于水下机械手等结构空间有限、油路复杂、控制性能要求较高的场合。

(四)附图说明

图1是本发明的整体结构主视图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的B向视图；

图4是图1的A-A向视图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1和图3，本发明由摆动马达轴芯1、左端盖7、定子10、转子8、叶片18、右端盖13、输出法兰15、传感器4、圆锥滚子轴承6组成；左端盖7的一端与摆动马达轴芯1固连，另一端与定子10固连；定子10的另一端与右端盖13固连；左端盖7、定子10、右端盖13开有空腔，转子8置于空腔内，可周向转动；转子8的一端与输出法兰15通过螺钉17固连；叶片18与转子8外圆表面固连；传感器4安装在转子8的一端，传感器读数头3安装在轴芯1空腔内，并与轴芯3固连；圆锥滚子轴承6套装在转子8的外圆表面；圆螺母5套装在转子8的一端，并位于圆锥滚子轴承6的一侧。摆动马达轴芯1、左端盖7、定子10上的工艺油路孔加工后用螺塞2堵上。摆动马达轴芯1、转子8、输出法兰15加工有油路通道；摆动马达轴芯1和输出法兰15沿轴心加工有通孔。摆动马达轴芯1上油路通道间用旋转密封圈11密封，转子8上的油路通道与输出法兰15上的油路通道用密封圈16密封，左端盖7与定子10安装有密封圈，左端盖7与转子8间安装有旋转密封圈9，右端盖13与定子10间安装有密封圈12，右端盖13与输出法兰15间安装有旋转密封圈14，转子8的内、外圆表面与输出法兰15间安装有密封圈。

结合图1和图3，输出法兰15上加工有安装螺纹孔，可以连接机械手的腕部关节。

结合图2和图4，摆动马达轴芯1上加工有油口20、21为摆动马达的进出油口；摆动马达轴芯1上加工有7个油口22(油口可根据实际需要添加或减少)，油路经过摆动马达轴芯1-转子8-输出法兰15，分别与输出法兰15上的7个油孔23连通。

结合图4，摆动马达的叶片挡块与定子作为一体，定子10、转子8间安装有组合密封圈19。

本发明的工作过程与原理为：本发明通过摆动马达轴芯1上的进油口20进油，液压油流经左端盖7、定子10进如摆动马达的右腔，推动叶片18逆时针转动，左腔液压油经过油口21流出，从而带动转子8和输出法兰15转动，实现了机械手腕部的转动。液压油通过摆动马达轴芯1的进油口22流入，流经摆动马达轴芯1-转子8-输出法兰15，通过油孔23向机械手腕部关节供油。转子8受到的轴向载荷和径向载荷由圆锥滚子轴承6承受。传感器4安装在转子8的一端，可进行位置检测，使机械手精确定位。

Claims

1.一种水下机械手用油路内置摆动马达，它包括摆动马达轴芯、左端盖、定子、转子、叶片、右端盖、输出法兰、传感器和圆锥滚子轴承；其特征是：左端盖一端与摆动马达轴芯固连，另一端与定子固连；定子另一端与右端盖固连；左端盖、定子和右端盖开有空腔，转子置于空腔内，可周向转动；转子一端与输出法兰固连；叶片与转子外圆表面固连；传感器置于转子的一端，传感器读数头安装在摆动马达轴芯空腔内，并与摆动马达轴芯固连；圆锥滚子轴承套装在转子的外圆表面；摆动马达轴芯、转子和输出法兰加工有油路通道，所述油路通道实现：摆动马达轴芯(1)上的第一油口(20)进油，液压油流经左端盖(7)、定子(10)进入摆动马达的右腔，推动叶片(18)逆时针转动，左腔液压油经过第二油口(21)流出，从而带动转子(8)和输出法兰(15)转动，实现机械手腕部的转动；液压油通过摆动马达轴芯(1)的第三油口(22)流入，流经摆动马达轴芯(1)、转子(8)、输出法兰(15)，通过油孔(23)向机械手腕部关节供油。

2.根据权利要求1所述的一种水下机械手用油路内置摆动马达，其特征是：摆动马达轴芯和输出法兰沿轴心加工有通孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种水下机械手用油路内置摆动马达，其特征是：叶片挡块与定子作为一体。