本發(fā)明涉及一種水下機(jī)器人上機(jī)械手的可拆卸連接機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

配備有水下機(jī)械手的水下機(jī)器人，在作業(yè)過程中，水下機(jī)械手可能會被水草、漁網(wǎng)、纜繩纏住或被水下石頭卡住，進(jìn)而導(dǎo)致水下機(jī)器人無法上浮，此時，迅速解脫機(jī)械手以保證水下機(jī)器人本體能夠上浮是水下機(jī)器人自救的唯一途徑。專利號為201210404590.5名稱為“一種水下機(jī)電解脫裝置”的專利文件設(shè)計的解脫裝置，將機(jī)械手的解脫過程分成機(jī)械分離和電纜拉脫兩部分，占用空間較大。專利號為201210140056.8名稱為“氣壓驅(qū)動式水下機(jī)器人上機(jī)械手的可拆卸連接機(jī)構(gòu)”的專利文件設(shè)計的解脫裝置，采用氣瓶內(nèi)的高壓氣體作為動力源，驅(qū)動解脫動作，由于動力源的氣壓需要額外克服外界海水的壓力，所以動力源的氣壓受工作深度的影響較大，尤其當(dāng)工作深度較大時，由于需要在氣瓶內(nèi)充入較高壓力的氣體，所以增加了岸上安裝氣瓶過程中的危險性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種可方便地將機(jī)械連接與電連接同時脫離的水下機(jī)器人上機(jī)械手的可拆卸連接機(jī)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種水下機(jī)器人上機(jī)械手的可拆卸連接機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置在水下機(jī)器人本體上的安裝套筒座，安裝套筒座中設(shè)有電纜插座，電纜插座通過硫化膠與安裝套筒座間密封，安裝套筒座中活動嵌設(shè)有中空的機(jī)械手連接座，機(jī)械手連接座穿設(shè)在安裝套筒座中的部分上外周設(shè)有安裝凹槽，安裝凹槽中設(shè)有兩個驅(qū)動卡塊和至少兩個傳動卡塊，安裝凹槽內(nèi)在驅(qū)動卡塊和傳動卡塊間以及相鄰的兩個傳動卡塊間都設(shè)有鋼球，驅(qū)動卡塊和傳動卡塊為與安裝凹槽相配合的弧形塊，且驅(qū)動卡塊和傳動卡塊的兩端都為圓弧面，安裝套筒座內(nèi)壁上設(shè)有與鋼球相配合的鎖定凹槽，鎖定凹槽的深度小于2/3的鋼球半徑，驅(qū)動卡塊和傳動卡塊的厚度大于鎖定凹槽寬度，安裝套筒座上設(shè)有插入兩個驅(qū)動卡塊間以使所有鋼球被部分?jǐn)D壓進(jìn)鎖定凹槽以使機(jī)械手連接座與安裝套筒座連接在一起的驅(qū)動件，安裝套筒座上還設(shè)有驅(qū)動驅(qū)動件的動力裝置，機(jī)械手連接座中設(shè)有與電纜插座相配合的電纜插頭。

本發(fā)明進(jìn)一步所要解決的技術(shù)問題是：提供一種受工作深度影響小的水下機(jī)器人上機(jī)械手的可拆卸連接機(jī)構(gòu)。

為解決上述進(jìn)一步技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：所述動力裝置包括與安裝套筒座相連接的承壓筒，承壓筒包括連接在一起的筒體、前端蓋、后端蓋，筒體中設(shè)有電機(jī)，前端蓋中轉(zhuǎn)動設(shè)有絲杠，電機(jī)的出力軸與絲杠相連接，前端蓋中設(shè)有導(dǎo)向孔，所述驅(qū)動件一端密封穿設(shè)在導(dǎo)向孔中，所述驅(qū)動件中設(shè)有螺紋孔，絲杠端部穿設(shè)在螺紋孔內(nèi)，后端蓋上設(shè)有用于對承壓筒內(nèi)抽真空的單向閥，筒體上設(shè)有水密頭，所述電機(jī)的電纜線從水密頭中穿出，水密頭中設(shè)有密封電纜的硫化膠密封件。

作為一種優(yōu)選的方案，所述機(jī)械手連接座上在安裝套筒座下部套設(shè)有密封板，密封板上正對安裝套筒座的表面上設(shè)有密封圈，密封板與機(jī)械手連接座相接觸的部分上也設(shè)有密封圈，密封板上設(shè)有四個頂壓機(jī)械手連接座位于安裝套筒座外的部分以使密封板與安裝套筒座板間密封的頂壓螺栓。

作為一種優(yōu)選的方案，所述驅(qū)動件與安裝套筒座間設(shè)有密封圈。

作為一種優(yōu)選的方案，所述機(jī)械手連接座與電纜插頭間通過硫化膠密封。

作為一種優(yōu)選的方案，所述電機(jī)出力軸端部截面呈矩形，所述絲杠中設(shè)有相應(yīng)的矩形孔。

作為一種優(yōu)選的方案，所述驅(qū)動件上設(shè)有觸發(fā)件，所述前端蓋中設(shè)有與觸發(fā)件相配合的發(fā)送信號使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動的接近開關(guān)。

本發(fā)明的有益效果是：由于安裝套筒座中設(shè)有電纜插座，安裝套筒座上設(shè)有插入兩個驅(qū)動卡塊間以使所有鋼球被部分?jǐn)D壓進(jìn)鎖定凹槽以使機(jī)械手連接座與安裝套筒座連接在一起的驅(qū)動件，安裝套筒座上還設(shè)有驅(qū)動驅(qū)動件的動力裝置，機(jī)械手連接座中設(shè)有與電纜插座相配合的電纜插頭；只需將驅(qū)動件拉回，機(jī)械手在重力及纏繞物的作用下、加之機(jī)器人向上運(yùn)動的力同時作用，即可使得安裝套筒座與機(jī)械手連接座分離，同時電纜插頭和電纜插座也會分離，整體結(jié)構(gòu)簡單，分離快速。

由于后端蓋上設(shè)有用于對承壓筒內(nèi)抽真空的單向閥，使得承壓筒內(nèi)部為真空狀態(tài)，驅(qū)動件縮回時，承壓筒內(nèi)部不會因?yàn)榭臻g減小而壓強(qiáng)增大，進(jìn)而出現(xiàn)驅(qū)動件兩側(cè)壓強(qiáng)不等的情況，從而減小驅(qū)動件動作所需要的作用力。

由于電機(jī)出力軸端部截面呈矩形，所述絲杠中設(shè)有相應(yīng)的矩形孔，進(jìn)行動力傳遞，省去了聯(lián)軸器、預(yù)緊螺釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)。

由于采用絲杠進(jìn)行傳動，在水下機(jī)器人正常作業(yè)時，驅(qū)動件與絲杠軸形成自鎖，從而可靠壓緊驅(qū)動件前端的驅(qū)動卡塊、傳動卡塊和鋼珠，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的固定。

由于機(jī)械手連接座上在安裝套筒座下部套設(shè)有密封板，密封板上正對安裝套筒座的表面上設(shè)有密封圈，密封板與機(jī)械手連接座相接觸的部分上也設(shè)有密封圈，密封板上設(shè)有四個頂壓機(jī)械手連接座位于安裝套筒座外的部分以使密封板與安裝套筒座板間密封的頂壓螺栓，在安裝套筒座與機(jī)械手連接座分離時，密封板與機(jī)械手連接座一起脫離，不用克服密封圈的摩擦力，使得分離更為容易。且未分離前，頂壓螺栓同時起到兩個作用，既為機(jī)械手連接座的固定提供支撐力，又為密封板與安裝套筒座之間的密封提供預(yù)緊力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中驅(qū)動件位于鎖定狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中驅(qū)動件位于解鎖狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明中安裝套筒座部分示意圖。

圖6是本發(fā)明中機(jī)械手連接座、密封板部分從安裝套筒座上脫開后的示意圖。

圖1至圖6中：1.安裝套筒座，2.電纜插座，3.機(jī)械手連接座，4.驅(qū)動卡塊，5.傳動卡塊，6.鋼球，7.驅(qū)動件，8.密封圈，9.筒體，10.前端蓋，11.后端蓋，12.電機(jī)，13.絲杠，14.觸發(fā)件，15.接近開關(guān)，16.單向閥，17.水密頭，18.硫化膠密封件，19.電纜插頭，20.密封板，21.密封圈，22.密封圈，23.頂壓螺栓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案。

如圖1-6所示，一種水下機(jī)器人上機(jī)械手的可拆卸連接機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置在水下機(jī)器人本體上的安裝套筒座1，安裝套筒座1中設(shè)有電纜插座2，電纜插座2通過硫化膠與安裝套筒座1間密封，安裝套筒座1中活動嵌設(shè)有中空的機(jī)械手連接座3。

機(jī)械手連接座3穿設(shè)在安裝套筒座1中的部分上外周設(shè)有安裝凹槽。安裝凹槽中設(shè)有兩個驅(qū)動卡塊4和兩個傳動卡塊5，安裝凹槽內(nèi)在驅(qū)動卡塊4和傳動卡塊5間以及相鄰的兩個傳動卡塊5間都設(shè)有鋼球6，驅(qū)動卡塊4和傳動卡塊5為與安裝凹槽相配合的弧形塊，且驅(qū)動卡塊4和傳動卡塊5的兩端都為圓弧面，安裝套筒座1內(nèi)壁上設(shè)有與鋼球6相配合的鎖定凹槽，鎖定凹槽的深度小于2/3的鋼球6半徑，驅(qū)動卡塊4和傳動卡塊5的厚度大于鎖定凹槽寬度。安裝套筒座1上設(shè)有插入兩個驅(qū)動卡塊4間以使所有鋼球6被部分?jǐn)D壓進(jìn)鎖定凹槽以使機(jī)械手連接座3與安裝套筒座1連接在一起的驅(qū)動件7。驅(qū)動件7與安裝套筒座1間設(shè)有密封圈8。

安裝套筒座1上還設(shè)有驅(qū)動驅(qū)動件7的動力裝置。所述動力裝置包括與安裝套筒座1相連接的承壓筒，承壓筒包括連接在一起的筒體9、前端蓋10、后端蓋11。筒體9中設(shè)有電機(jī)12。前端蓋10中轉(zhuǎn)動設(shè)有絲杠13，電機(jī)12的出力軸與絲杠13相連接。電機(jī)12出力軸端部截面呈矩形，所述絲杠13中設(shè)有相應(yīng)的矩形孔。

前端蓋10中設(shè)有導(dǎo)向孔，所述驅(qū)動件7一端密封穿設(shè)在導(dǎo)向孔中，所述驅(qū)動件7中設(shè)有螺紋孔，絲杠13端部穿設(shè)在螺紋孔內(nèi)。驅(qū)動件7上設(shè)有觸發(fā)件14，所述前端蓋10中設(shè)有與觸發(fā)件14相配合的發(fā)送信號使電機(jī)12停止轉(zhuǎn)動的接近開關(guān)15。后端蓋11上設(shè)有用于對承壓筒內(nèi)抽真空的單向閥16。筒體9上設(shè)有水密頭17，所述電機(jī)12的電纜線從水密頭17中穿出，水密頭17中設(shè)有密封電纜的硫化膠密封件18。

機(jī)械手連接座3中設(shè)有與電纜插座2相配合的電纜插頭19。機(jī)械手連接座3與電纜插頭19間通過硫化膠密封。

機(jī)械手連接座3上在安裝套筒座1下部套設(shè)有密封板20，密封板20上正對安裝套筒座1的表面上設(shè)有密封圈21，密封板20與機(jī)械手連接座3相接觸的部分上也設(shè)有密封圈22，密封板20上設(shè)有四個頂壓機(jī)械手連接座3位于安裝套筒座1外的部分以使密封板20與安裝套筒座1板間密封的頂壓螺栓23。

水下機(jī)器人下水前，將驅(qū)動件7縮回，將鋼珠、驅(qū)動卡塊4、傳動卡塊5安裝到安裝套筒座1上的安裝凹槽內(nèi)，將密封板20安裝在安裝套筒座1上，托起機(jī)械手，將機(jī)械手連接座3上部插入到安裝套筒座1內(nèi)，推動機(jī)械手連接座3向上運(yùn)動，并完成機(jī)械手連接座3上的電纜插頭19與安裝套筒座1中的電纜插座2的連接，然后驅(qū)動驅(qū)動件7伸出，從而將驅(qū)動件7前端插入到機(jī)械手連接座3的安裝凹槽內(nèi)，將三個鋼珠擠壓到安裝套筒座1上鎖緊凹槽中，完成對機(jī)械手連接座3的懸掛，然后旋緊密封板20上的四個頂壓螺栓23，使得頂壓螺栓23下端頂在機(jī)械手連接座3上，通過機(jī)械手連接座3的對頂壓螺栓23反作用力，將密封板20壓在安裝套筒座1的底面上，完成端面密封，通過單向閥16將承壓筒內(nèi)部抽成真空狀態(tài)，至此，完成了安裝套筒座1和機(jī)械手肩關(guān)節(jié)的安裝、預(yù)緊以及密封；

水下機(jī)器人下水后，當(dāng)需要解脫機(jī)械手時，電機(jī)12旋轉(zhuǎn)，帶動絲杠13旋轉(zhuǎn)，并通過螺紋副拉動驅(qū)動件7縮回，當(dāng)驅(qū)動件7運(yùn)動到位時，驅(qū)動件7上的觸發(fā)件14靠在接近開關(guān)15上，接近開關(guān)15發(fā)出信號，電機(jī)12停轉(zhuǎn)，此時，在安裝套筒座1內(nèi)部，由于驅(qū)動件7縮回，驅(qū)動件7與安裝套筒座1間的密封性被解除，與此同時，驅(qū)動件7退出后，在機(jī)械手連接座3的安裝凹槽內(nèi)留出一定的空間，從而使得驅(qū)動卡塊4、傳動卡塊5對三個鋼珠失去了約束力，由于機(jī)械手受重力及纏繞物的作用，安裝套筒座1與機(jī)械手連接座3之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，三個鋼珠在安裝套筒座1上鎖定凹槽壁推動下向機(jī)械手連接座3上安裝凹槽的底部運(yùn)動，當(dāng)三個鋼珠完全回到機(jī)械手連接座3的安裝凹槽內(nèi)時，安裝套筒座1失去了對機(jī)械手連接座3的懸掛約束，使得機(jī)械手連接座3、密封板20以及機(jī)械手在重力或外部阻力作用下脫離水下機(jī)器人本體，完成機(jī)電解脫。

上述的實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明創(chuàng)造的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，而非用于限制本發(fā)明；應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。