一种六自由度水下机械手的制作方法

1.本实用新型涉及机械臂领域，具体涉及一种六自由度水下机械手。


背景技术：

2.机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性, 已在工业装配, 安全防爆等领域得到广泛应用。机械臂是一个复杂系统, 存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务, 需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。
3.现有的机械臂在应对水下工况时，单纯依靠简单的密封圈无法实现有效密封、最终导致产品寿命短、易损坏。


技术实现要素：

4.实用新型目的：提供一种六自由度水下机械手，以解决现有技术存在的上述问题。
5.技术方案：一种六自由度水下机械手，包括底部回摆组件、升降组件、水平滑移组件、以及机械手转动组件；底部回摆组件包括用于提供水平推力的驱动机构，以及活动连接在所述驱动机构一端的回摆机构；
6.升降组件包括与所述回摆机构固定连接的安装架，固定在所述安装架两侧的导轨，以及滑动连接在所述导轨上的升降部；
7.水平滑移组件包括固定安装在所述升降部上的水平滑轨，以及滑动设置在所述水平滑轨上的滑动部；
8.机械手转动组件包括固定在所述滑动部一端的回转气缸，连接在所述回转气缸输出端的机械夹爪，以及设置在所述回转气缸与所述机械夹爪的连接处的旋转密封组件。
9.在进一步的实施例中，所述驱动机构包括固定在底板一端的第一直线气缸；所述回摆机构包括转动设置在底板一端的旋转角度架，所述第一直线气缸的输出杆与所述旋转角度架活动连接，通过设置旋转角度架将直线气缸的往复直线运动转变为回摆运动，从而实现底部回摆组件的回摆动作。
10.在进一步的实施例中，所述旋转角度架通过深沟球轴承转动连接在所述底板上，所述旋转角度架上开设有预定弧度的贯穿槽，所述第一直线气缸的输出杆末端铰接有轴销，所述轴销插入所述贯穿槽中、且所述轴销的直径小于所述贯穿槽的宽度，如此实现销轴在贯穿槽中的活动。
11.在进一步的实施例中，所述升降部包括与所述导轨过渡配合或间隙配合装配的直线轴承座，所述直线轴承座为一对、且相互等高，所述水平滑轨固定在两个直线轴承座之间。
12.在进一步的实施例中，所述水平滑轨的两侧固定有第二直线气缸，所述第二直线气缸的输出杆连接所述回转气缸；所述水平滑轨的末端固定有长气缸，所述长气缸的输出端连接所述滑动部，通过长气缸推动滑动部直线运动，通过第二直线气缸推动回转气缸直
线运动，最终带动机械夹爪直线运动。
13.在进一步的实施例中，所述旋转密封组件包括固定安装在所述回转气缸的输出轴一端的适配壳体，设置在所述适配壳体内的适配道，设置在所述适配道端部的适配凸起，与所述机械夹爪连接的插接底座，开设在所述插接底座上、且与所述适配凸起适配的凹槽；所述适配壳体和插接底座之间设有密封辅助组件。
14.在进一步的实施例中，所述密封辅助组件包括固定部和抵接部，固定部包括与所述适配道固定连接的两组固定环，以及设置在两组固定环之间的压缩弹簧；所述抵接部包括依次套接所述探头的回弹弹簧、弹簧垫片、弹簧卡块、橡胶圈、以及胶圈卡块；当固定部与抵接部接触时，插接底座挤压胶圈卡块，进而挤压橡胶圈、弹簧卡块、弹簧垫片和回弹弹簧与固定环抵接，当适配凸起与适配凹槽卡接后达到最佳密封位置。
15.有益效果：本实用新型涉及一种六自由度水下机械手，通过设置旋转密封组件，使得该机械手在水下能够实现良好的密封效果，此密封结构相比于传统的密封圈，拥有更好地抗冲击力，当受到水压时，插接底座挤压胶圈卡块，进而挤压橡胶圈、弹簧卡块、弹簧垫片和回弹弹簧与固定环抵接，当适配凸起与适配凹槽卡接后达到最佳密封位置，即能够实现越压越紧的密封效果。
附图说明
16.图1是本实用新型的整体结构示意图。
17.图2是本实用新型中底部回摆组件的结构示意图。
18.图3是本实用新型中旋转密封组件的结构示意图。
19.图中各附图标记为：第一直线气缸1、旋转角度架2、贯穿槽201、深沟球轴承202、销轴203、安装架3、导轨4、直线轴承5、滑动部6、水平滑轨7、第二直线气缸8、回转气缸9、旋转密封组件10、适配壳体1001、适配道1002、适配凸起1003、插接底座1004、凹槽1005、压缩弹簧1006、橡胶圈1007、胶圈卡块1008、弹簧垫片1009、弹簧卡块1010、机械夹爪11。
具体实施方式
20.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
21.本实用新型涉及一种六自由度水下机械手，该机械手包括底部回摆组件、升降组件、水平滑移组件、以及机械手转动组件。所述底部回摆组件包括驱动机构和回摆机构，驱动机构用于提供水平推力，回摆机构活动连接在驱动机构的一端。驱动机构包括固定在底板一端的第一直线气缸1；所述回摆机构包括转动设置在底板一端的旋转角度架2，所述第一直线气缸1的输出杆与所述旋转角度架2活动连接，通过设置旋转角度架2将直线气缸的往复直线运动转变为回摆运动，从而实现底部回摆组件的回摆动作。旋转角度架2通过深沟球轴承202转动连接在所述底板上，所述旋转角度架2上开设有预定弧度的贯穿槽201，所述第一直线气缸1的输出杆末端铰接有轴销，所述轴销插入所述贯穿槽201中、且所述轴销的直径小于所述贯穿槽201的宽度，如此实现销轴203在贯穿槽201中的活动。
22.升降组件包括安装架3、导轨4、升降部，所述安装架3与回摆机构固定连接，导轨4固定在安装架3的两侧，升降部滑动连接在导轨4上。升降部包括与所述导轨4过渡配合或间隙配合装配的直线轴承5座，所述直线轴承5座为一对、且相互等高，所述水平滑轨7固定在两个直线轴承5座之间。
23.水平滑移组件包括水平滑轨7、滑动部6，水平滑轨7固定安装在升降部上，滑动部6滑动设置在水平滑轨7上。水平滑轨7的两侧固定有第二直线气缸8，所述第二直线气缸8的输出杆连接所述回转气缸9；所述水平滑轨7的末端固定有长气缸，所述长气缸的输出端连接所述滑动部6，通过长气缸推动滑动部6直线运动，通过第二直线气缸8推动回转气缸9直线运动，最终带动机械夹爪11直线运动。
24.机械手转动组件包括回转气缸9、机械夹爪11、旋转密封组件10，回转气缸9固定在滑动部6的一端，机械夹爪11连接在回转气缸9的输出端，旋转密封组件10设置在回转气缸9与机械夹爪11的连接处。旋转密封组件10包括固定安装在所述回转气缸9的输出轴一端的适配壳体1001，设置在所述适配壳体1001内的适配道1002，设置在所述适配道1002端部的适配凸起1003，与所述机械夹爪11连接的插接底座1004，开设在所述插接底座1004上、且与所述适配凸起1003适配的凹槽1005；所述适配壳体1001和插接底座1004之间设有密封辅助组件。密封辅助组件包括固定部和抵接部，固定部包括与所述适配道1002固定连接的两组固定环，以及设置在两组固定环之间的压缩弹簧1006；所述抵接部包括依次套接所述探头的回弹弹簧、弹簧垫片1009、弹簧卡块1010、橡胶圈1007、以及胶圈卡块1008；当固定部与抵接部接触时，插接底座1004挤压胶圈卡块1008，进而挤压橡胶圈1007、弹簧卡块1010、弹簧垫片1009和回弹弹簧与固定环抵接，当适配凸起1003与适配凹槽1005卡接后达到最佳密封位置。
25.本实用新型的工作过程如下：第一直线气缸1启动，由于第一直线气缸1的输出杆末端铰接有销轴203，销轴203插入贯穿槽201中、且轴销的直径小于所述贯穿槽201的宽度，如此实现销轴203在贯穿槽201中的活动，最终推动旋转角度架2转动，如此实现底部回摆的过程，此为一个自由度。当机械手需要竖直方向上的移动自由度时，由升降组件完成，升降组件利用气缸或蜗轮蜗杆组件推动直线轴承5座沿着导轨4升降。当需要水平方向的移动自由度时，利用安装在所述升降部上的水平滑轨7，以及滑动设置在所述水平滑轨7上的滑动部6完成工作，水平滑轨7的两侧固定有第二直线气缸8，第二直线气缸8的输出杆连接回转气缸9；水平滑轨7的末端固定有长气缸，长气缸的输出端连接所述滑动部6，通过长气缸推动滑动部6直线运动，通过第二直线气缸8推动回转气缸9直线运动，最终带动机械夹爪11直线运动。当机械手需要转动时，利用回转气缸9带动机械夹爪11完成转动。
26.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。