本发明涉及一种机械臂,具体地说是一种采用内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂。
背景技术:
1、水下作业机械臂是水下作业的核心装备之一,在众多海洋工程项目中,如水下油气开采、输油管道和海底电缆铺设等发挥了重要的作用,受到了广泛关注与重视。水下作业机械臂可搭载于作业型rov上,针对海底采油树工作要求,可与专用工具相配合,完成水下采油巡检和管道阀门开启和关闭作业,尤其是各国开发的rov中,均配有多功能机械臂,功能强大的机械臂是提高rov作业效率和作业范围的关键。
2、现有的国外水下作业机械臂,由于结构设计复杂,不仅价格高,而且产品结构设计缺陷使其机动性、抗流能力及作业能力都显不足,并不适合中国海区的使用特点。而现有的国内水下机械臂虽结构设计较为合理,但是操作性能不佳,使用可靠性差,施工成本高。因此,随着我国海洋开发事业的发展和不断增长的工作需求,开发研制适合我国海区使用且便捷可靠的水下作业机械臂就显得十分必要和紧迫。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种在满足结构紧凑、操纵性能优良的前提下,最大限度采用内置式角度传感器、电气线路连接排布更为顺畅、作业可靠的采用内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂。
2、为了解决上述技术问题,本发明的内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂,包括基座、活动关节、驱动装置和夹持装置。所述活动关节包括腕关节一、肘关节一、肘关节二、肘关节三、腕关节二和旋转机构。所述腕关节一铰接在所述基座上的旋转轴一处,可由驱动装置一驱动进行水平摆动;所述肘关节一铰接在所述腕关节一上的旋转轴二处,可由驱动装置二驱动进行垂直摆动;所述肘关节二铰接在所述肘关节一上的旋转轴三处,可由驱动装置三驱动进行垂直摆动;所述肘关节三铰接在所述肘关节二上的旋转轴四处,可由驱动装置四驱动进行垂直摆动;所述腕关节二铰接在所述肘关节三上的旋转轴五处,可由驱动装置五驱动进行水平摆动;所述旋转机构连接在所述腕关节二上,可由液压马达驱动进行周向旋转;所述夹持装置连接在所述旋转机构上,可由液压方缸驱动进行开合或夹紧。
3、所述驱动装置一、驱动装置二、驱动装置三、驱动装置四、驱动装置五为双作用伺服液压油缸,具有用于连接液压管路的液压油连接口,以及用于通过水密接插件连接液压缸内置磁致伸缩传感器的数据线连接口。
4、所述旋转机构包括相互啮合的旋转机构大齿圈、水密角度传感器小齿轮和液压马达小齿轮,水密角度传感器小齿轮连接有水密角度传感器。
5、所述旋转机构上安装有防护罩。
6、所述旋转机构与夹持装置通过可拆装接口连接。
7、所述基座材料为金属。
8、所述基座材料优选为铝合金。
9、本发明的优点是:采用多自由度关节式结构,姿态灵活、可操控性强;使用可拆装接口,使用场景广,可满足多种水下作业需求;利用内置传感器收集数据从而进行远程控制,设计紧凑、操作便捷而精确。
1.一种采用内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂,包括基座(1)、活动关节、驱动装置和夹持装置(8),其特征在于:所述活动关节包括腕关节一(2)、肘关节一(3)、肘关节二(4)、肘关节三(5)、腕关节二(6)和旋转机构(7);所述腕关节一(2)铰接在所述基座(1)上的旋转轴一(31)处,可由驱动装置一(11)驱动进行水平摆动;所述肘关节一(3)铰接在所述腕关节一(2)上的旋转轴二(32)处,可由驱动装置二(12)驱动进行垂直摆动;所述肘关节二(4)铰接在所述肘关节一(3)上的旋转轴三(33)处,可由驱动装置三(13)驱动进行垂直摆动;所述肘关节三(5)铰接在所述肘关节二(4)上的旋转轴四(34)处,可由驱动装置四(14)驱动进行垂直摆动;所述腕关节二(6)铰接在所述肘关节三(5)上的旋转轴五(35)处,可由驱动装置五(15)驱动进行水平摆动;所述旋转机构(7)连接在所述腕关节二(6)上,可由液压马达(17)驱动进行周向旋转;所述夹持装置(8)连接在所述旋转机构(7)上,可由液压方缸(16)驱动进行开合或夹紧。
2.按照权利要求1所述的采用内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂,其特征在于:所述驱动装置一(11)、驱动装置二(12)、驱动装置三(13)、驱动装置四(14)、驱动装置五(15)为双作用伺服液压油缸,具有用于连接液压管路的液压油连接口(19),以及用于通过水密接插件连接液压缸内置磁致伸缩传感器的数据线连接口(18)。
3.按照权利要求1或2所述的采用内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂,其特征在于:所述旋转机构(7)包括相互啮合的旋转机构大齿圈(22)、水密角度传感器小齿轮(23)和液压马达小齿轮(24),所述水密角度传感器小齿轮(23)连接有水密角度传感器(20)。
4.按照权利要求3所述的采用内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂,其特征在于:所述旋转机构(7)上安装有防护罩(21)。
5.按照权利要求1、2或4所述的采用内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂,其特征在于:所述旋转机构(7)与夹持装置(8)通过可拆装接口连接。
6.按照权利要求1所述的采用内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂,其特征在于:所述基座(1)材料为金属。
7.按照权利要求6所述的采用内置传感器液压缸的水下多自由度机械臂,其特征在于:所述基座(1)材料优选为铝合金。
