專利名稱：一種水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水下作業(yè)工作，特別是涉及一種水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)，可
用于水下機(jī)械手、水下機(jī)器人、水下工程機(jī)械及其它水下裝備。
背景技術(shù)：
水下作業(yè)系統(tǒng)是水下機(jī)器人、水下工程機(jī)械等水下裝備在水下工作時常常會使用 的重要系統(tǒng)，比如水下機(jī)械手即是一種重要的水下作業(yè)系統(tǒng)。目前，水下液壓機(jī)械手及用于 淺海的水下電驅(qū)動機(jī)械手技術(shù)已較成熟，但用于深海的水下電驅(qū)動機(jī)械手技術(shù)尚未成熟， 其主要原因在于深海環(huán)境下機(jī)械手結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性降低了機(jī)械手本身的作業(yè)能力，并且使水 下機(jī)械手的設(shè)計、制造變得復(fù)雜。 水下作業(yè)系統(tǒng)的驅(qū)動關(guān)節(jié)是驅(qū)動機(jī)械運(yùn)動的重要部件，能將外界提供的電能轉(zhuǎn)換 成機(jī)械能，并對輸出力矩進(jìn)行放大，從而為水下作業(yè)系統(tǒng)的作業(yè)提供動力。 一直以來，為了 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速降低和力矩的放大，通常在電機(jī)的輸出軸安裝減速器，減速器輸出軸的輸出力矩 作為機(jī)械手臂的驅(qū)動力矩。這樣做的問題在于 1.從電機(jī)內(nèi)部到作業(yè)系統(tǒng)的各個連接環(huán)節(jié)均要考慮密封，有的密封面為靜密封， 有的密封面為動密封，且隨著工作深度的增加，其密封結(jié)構(gòu)也變得更加復(fù)雜，這樣就使得水 下作業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計變得很復(fù)雜，也不利于機(jī)械效率的提高。 2.對于深海水下作業(yè)系統(tǒng)來說，對其組成元件進(jìn)行功能化分解，并對其各組成部 分進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計，有利于深海水下作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計、組成和維護(hù)的模塊化。而不進(jìn)行這種分 解設(shè)計，則不利于模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，對于深海水下作業(yè)系統(tǒng)的維護(hù)也是不利的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)，功能獨(dú)立，密封設(shè) 計，在用于深海作業(yè)系統(tǒng)時，只需將其集成到作業(yè)系統(tǒng)上即可，有利于深海作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計的 模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。 —種水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)，包括一集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體，在集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼 體內(nèi)設(shè)有電機(jī)定子、位于其內(nèi)部的電機(jī)轉(zhuǎn)子和與電機(jī)轉(zhuǎn)子相接的諧波減速器；集成驅(qū)動關(guān) 節(jié)殼體的兩端分別接有前端蓋和后端蓋，前端蓋上設(shè)有與諧波減速器連接的輸出軸，輸出 軸在電機(jī)轉(zhuǎn)子的帶動下轉(zhuǎn)動；后端蓋上設(shè)有用于通入電纜的水密接插件；所述集成驅(qū)動關(guān) 節(jié)殼體內(nèi)充滿潤滑油，后端蓋上設(shè)有一伸入關(guān)節(jié)殼體內(nèi)的筒狀結(jié)構(gòu)，筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有一活 塞，該活塞能根據(jù)外界水壓變化而在筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)滑動，從而調(diào)節(jié)殼體內(nèi)的油壓保持內(nèi)外壓 力平衡實(shí)現(xiàn)均壓密封。 本實(shí)用新型的技術(shù)效果體現(xiàn)在本實(shí)用新型集成驅(qū)動關(guān)節(jié)設(shè)計為均壓密封結(jié)構(gòu)， 其均壓密封結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，整個集成驅(qū)動關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。水下作業(yè)系統(tǒng)其他機(jī)械部 分(如機(jī)械手臂)則可以采用能直接工作于海水中的元件，從而不需要密封，因此能大大 簡化水下作業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；同時，關(guān)節(jié)的集成化也有利于深海作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，在深海作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計過程中，只需要根據(jù)作業(yè)系統(tǒng)的作業(yè)能力需求對集成驅(qū)動關(guān) 節(jié)進(jìn)行選型，然后將標(biāo)準(zhǔn)的集成驅(qū)動關(guān)節(jié)集成到深海作業(yè)系統(tǒng)上即可；控制方便、控制精度 高；連接可靠、裝拆方便；表面硬度大和抗海水腐蝕能力強(qiáng)；安裝靈活、方便；可應(yīng)用于水下 機(jī)器人和水下工程機(jī)械。

圖1是水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 集成驅(qū)動關(guān)節(jié)后端蓋14用螺釘固聯(lián)在集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體10上，水密接插件16固 定于后端蓋14上，電纜通過水密接插件16進(jìn)入到集成驅(qū)動關(guān)節(jié)內(nèi)部，為集成驅(qū)動關(guān)節(jié)電機(jī) 提供電能，后端蓋14與集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體10間用螺釘11聯(lián)結(jié)并以密封圈12實(shí)現(xiàn)靜密封 即密封面無相對運(yùn)動。電機(jī)定子17安裝于殼體10內(nèi)部并以隔圈18固定。滾動軸承13安 裝于后端蓋14的向內(nèi)伸出的筒裝結(jié)構(gòu)的外壁，滾動軸承22安裝于集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體10中 部向內(nèi)伸出的安裝支撐板上，電機(jī)轉(zhuǎn)子15則支撐在滾動軸承13和滾動軸承22上。電機(jī)轉(zhuǎn) 子15的輸出軸聯(lián)結(jié)諧波減速器9的波發(fā)生器，并在電機(jī)轉(zhuǎn)子15上用軸用彈簧擋圈24限位 諧波減速器9。在輸出軸6的臺階面上安裝滾動軸承25，電機(jī)轉(zhuǎn)子15的軸端用滾動軸承25 支撐。諧波減速器的一個鋼輪以螺釘8固聯(lián)安裝于集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體10中部向內(nèi)伸出的 安裝支撐板上，諧波減速器9的輸出鋼輪則與集成驅(qū)動關(guān)節(jié)的輸出軸6以螺釘7固聯(lián)安裝 在一起。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子15轉(zhuǎn)動時，通過諧波減速器9降低其轉(zhuǎn)速并放大扭矩并通過輸出軸6 輸出，輸出軸6上安裝有點(diǎn)位器5的電滑環(huán)，用于檢測軸的轉(zhuǎn)動位置，電位器5的電刷則安 裝于安裝座23上。前端蓋1以螺釘安裝于集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體10上，滾動軸承4安裝于前 端蓋內(nèi)，并用于支撐輸出軸6，前端蓋1與集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體10間用密封圈2實(shí)現(xiàn)靜密封， 輸出軸6與前端蓋1間以密封圈3實(shí)現(xiàn)動密封即密封面有相對轉(zhuǎn)動。在后端蓋14上的筒 狀結(jié)構(gòu)伸入到集成驅(qū)動關(guān)節(jié)內(nèi)部，筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有一平衡活塞19，活塞19與筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)壁 間用0型密封圈20密封，活塞19可以根據(jù)外壓變化而在筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)滑動，從而可以保持內(nèi) 外壓力平衡，并實(shí)現(xiàn)整個結(jié)構(gòu)的均壓密封，筒狀結(jié)構(gòu)的端部安裝有一彈簧卡圈21，用于對活 塞19的運(yùn)動進(jìn)行限位。 整個集成驅(qū)動關(guān)節(jié)為均壓密封式結(jié)構(gòu)；多數(shù)零部件采用鋁合金制造，表面進(jìn)行硬 質(zhì)陽極氧化處理，提高了裝置外殼的表面硬度、耐磨性、抗腐蝕能力。以上措施使整個機(jī)械 系統(tǒng)具有重量輕，體積小，作業(yè)能力強(qiáng)，耐海水腐蝕的特點(diǎn)。
權(quán)利要求一種水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)，包括一集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體，在集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體內(nèi)設(shè)有電機(jī)定子、位于其內(nèi)部的電機(jī)轉(zhuǎn)子和與電機(jī)轉(zhuǎn)子相接的諧波減速器；集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體的兩端分別接有前端蓋和后端蓋，前端蓋上設(shè)有與諧波減速器連接的輸出軸，輸出軸在電機(jī)轉(zhuǎn)子的帶動下轉(zhuǎn)動；后端蓋上設(shè)有用于通入電纜的水密接插件；所述集成驅(qū)動關(guān)節(jié)殼體內(nèi)充滿潤滑油，后端蓋上設(shè)有一伸入關(guān)節(jié)殼體內(nèi)的筒狀結(jié)構(gòu)，筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有一活塞，該活塞能根據(jù)外界水壓變化而在筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)滑動，從而調(diào)節(jié)殼體內(nèi)的油壓保持內(nèi)外壓力平衡實(shí)現(xiàn)均壓密封。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)，其特征在于，所述集成驅(qū)動關(guān) 節(jié)殼體與前端蓋和后端蓋相接處分別采用密封圈實(shí)現(xiàn)靜密封。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)，其特征在于，所述前端蓋與 輸出軸間采用密封圈實(shí)現(xiàn)動密封。
專利摘要一種水下作業(yè)系統(tǒng)集成驅(qū)動關(guān)節(jié)，在殼體內(nèi)設(shè)有電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子，電機(jī)轉(zhuǎn)子連接諧波減速器；殼體的兩端分別接有前端蓋和后端蓋，前端蓋上設(shè)有與諧波減速器連接的輸出軸，輸出軸在電機(jī)轉(zhuǎn)子的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，后端蓋上設(shè)有用于通入電纜的水密接插件。殼體內(nèi)充滿潤滑油，在后端蓋上設(shè)有筒狀結(jié)構(gòu)伸入殼體內(nèi)部，筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有一平衡活塞，該活塞根據(jù)外壓變化而在筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)滑動，從而調(diào)節(jié)殼體內(nèi)油壓保持內(nèi)外壓力平衡實(shí)現(xiàn)均壓密封。本實(shí)用新型集成驅(qū)動關(guān)節(jié)采用密封結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，在用于深海作業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計過程中，只需要將其集成到需要驅(qū)動的機(jī)械結(jié)構(gòu)上即可，有利于水下作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。
文檔編號B63C11/52GK201530468SQ20092027404
公開日2010年7月21日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者中 雄 , 唐國元, 徐國華, 徐筱龍, 肖治琥, 黃道敏 申請人:華中科技大學(xué)