一种水下机器人上机械手的可拆卸连接机构的制作方法

本发明涉及一种水下机器人上机械手的可拆卸连接机构。

背景技术：

配备有水下机械手的水下机器人，在作业过程中，水下机械手可能会被水草、渔网、缆绳缠住或被水下石头卡住，进而导致水下机器人无法上浮，此时，迅速解脱机械手以保证水下机器人本体能够上浮是水下机器人自救的唯一途径。专利号为201210404590.5名称为“一种水下机电解脱装置”的专利文件设计的解脱装置，将机械手的解脱过程分成机械分离和电缆拉脱两部分，占用空间较大。专利号为201210140056.8名称为“气压驱动式水下机器人上机械手的可拆卸连接机构”的专利文件设计的解脱装置，采用气瓶内的高压气体作为动力源，驱动解脱动作，由于动力源的气压需要额外克服外界海水的压力，所以动力源的气压受工作深度的影响较大，尤其当工作深度较大时，由于需要在气瓶内充入较高压力的气体，所以增加了岸上安装气瓶过程中的危险性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可方便地将机械连接与电连接同时脱离的水下机器人上机械手的可拆卸连接机构。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种水下机器人上机械手的可拆卸连接机构，包括设置在水下机器人本体上的安装套筒座，安装套筒座中设有电缆插座，电缆插座通过硫化胶与安装套筒座间密封，安装套筒座中活动嵌设有中空的机械手连接座，机械手连接座穿设在安装套筒座中的部分上外周设有安装凹槽，安装凹槽中设有两个驱动卡块和至少两个传动卡块，安装凹槽内在驱动卡块和传动卡块间以及相邻的两个传动卡块间都设有钢球，驱动卡块和传动卡块为与安装凹槽相配合的弧形块，且驱动卡块和传动卡块的两端都为圆弧面，安装套筒座内壁上设有与钢球相配合的锁定凹槽，锁定凹槽的深度小于2/3的钢球半径，驱动卡块和传动卡块的厚度大于锁定凹槽宽度，安装套筒座上设有插入两个驱动卡块间以使所有钢球被部分挤压进锁定凹槽以使机械手连接座与安装套筒座连接在一起的驱动件，安装套筒座上还设有驱动驱动件的动力装置，机械手连接座中设有与电缆插座相配合的电缆插头。

本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种受工作深度影响小的水下机器人上机械手的可拆卸连接机构。

为解决上述进一步技术问题，本发明所采用的技术方案为：所述动力装置包括与安装套筒座相连接的承压筒，承压筒包括连接在一起的筒体、前端盖、后端盖，筒体中设有电机，前端盖中转动设有丝杠，电机的出力轴与丝杠相连接，前端盖中设有导向孔，所述驱动件一端密封穿设在导向孔中，所述驱动件中设有螺纹孔，丝杠端部穿设在螺纹孔内，后端盖上设有用于对承压筒内抽真空的单向阀，筒体上设有水密头，所述电机的电缆线从水密头中穿出，水密头中设有密封电缆的硫化胶密封件。

作为一种优选的方案，所述机械手连接座上在安装套筒座下部套设有密封板，密封板上正对安装套筒座的表面上设有密封圈，密封板与机械手连接座相接触的部分上也设有密封圈，密封板上设有四个顶压机械手连接座位于安装套筒座外的部分以使密封板与安装套筒座板间密封的顶压螺栓。

作为一种优选的方案，所述驱动件与安装套筒座间设有密封圈。

作为一种优选的方案，所述机械手连接座与电缆插头间通过硫化胶密封。

作为一种优选的方案，所述电机出力轴端部截面呈矩形，所述丝杠中设有相应的矩形孔。

作为一种优选的方案，所述驱动件上设有触发件，所述前端盖中设有与触发件相配合的发送信号使电机停止转动的接近开关。

本发明的有益效果是：由于安装套筒座中设有电缆插座，安装套筒座上设有插入两个驱动卡块间以使所有钢球被部分挤压进锁定凹槽以使机械手连接座与安装套筒座连接在一起的驱动件，安装套筒座上还设有驱动驱动件的动力装置，机械手连接座中设有与电缆插座相配合的电缆插头；只需将驱动件拉回，机械手在重力及缠绕物的作用下、加之机器人向上运动的力同时作用，即可使得安装套筒座与机械手连接座分离，同时电缆插头和电缆插座也会分离，整体结构简单，分离快速。

由于后端盖上设有用于对承压筒内抽真空的单向阀，使得承压筒内部为真空状态，驱动件缩回时，承压筒内部不会因为空间减小而压强增大，进而出现驱动件两侧压强不等的情况，从而减小驱动件动作所需要的作用力。

由于电机出力轴端部截面呈矩形，所述丝杠中设有相应的矩形孔，进行动力传递，省去了联轴器、预紧螺钉等结构。

由于采用丝杠进行传动，在水下机器人正常作业时，驱动件与丝杠轴形成自锁，从而可靠压紧驱动件前端的驱动卡块、传动卡块和钢珠，实现机械手的固定。

由于机械手连接座上在安装套筒座下部套设有密封板，密封板上正对安装套筒座的表面上设有密封圈，密封板与机械手连接座相接触的部分上也设有密封圈，密封板上设有四个顶压机械手连接座位于安装套筒座外的部分以使密封板与安装套筒座板间密封的顶压螺栓，在安装套筒座与机械手连接座分离时，密封板与机械手连接座一起脱离，不用克服密封圈的摩擦力，使得分离更为容易。且未分离前，顶压螺栓同时起到两个作用，既为机械手连接座的固定提供支撑力，又为密封板与安装套筒座之间的密封提供预紧力。

附图说明

图1是本发明的主视剖视结构示意图。

图2是本发明的俯视结构示意图。

图3是本发明中驱动件位于锁定状态的结构示意图。

图4是本发明中驱动件位于解锁状态的结构示意图。

图5是本发明中安装套筒座部分示意图。

图6是本发明中机械手连接座、密封板部分从安装套筒座上脱开后的示意图。

图1至图6中：1.安装套筒座，2.电缆插座，3.机械手连接座，4.驱动卡块，5.传动卡块，6.钢球，7.驱动件，8.密封圈，9.筒体，10.前端盖，11.后端盖，12.电机，13.丝杠，14.触发件，15.接近开关，16.单向阀，17.水密头，18.硫化胶密封件，19.电缆插头，20.密封板，21.密封圈，22.密封圈，23.顶压螺栓。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

如图1-6所示，一种水下机器人上机械手的可拆卸连接机构，包括设置在水下机器人本体上的安装套筒座1，安装套筒座1中设有电缆插座2，电缆插座2通过硫化胶与安装套筒座1间密封，安装套筒座1中活动嵌设有中空的机械手连接座3。

机械手连接座3穿设在安装套筒座1中的部分上外周设有安装凹槽。安装凹槽中设有两个驱动卡块4和两个传动卡块5，安装凹槽内在驱动卡块4和传动卡块5间以及相邻的两个传动卡块5间都设有钢球6，驱动卡块4和传动卡块5为与安装凹槽相配合的弧形块，且驱动卡块4和传动卡块5的两端都为圆弧面，安装套筒座1内壁上设有与钢球6相配合的锁定凹槽，锁定凹槽的深度小于2/3的钢球6半径，驱动卡块4和传动卡块5的厚度大于锁定凹槽宽度。安装套筒座1上设有插入两个驱动卡块4间以使所有钢球6被部分挤压进锁定凹槽以使机械手连接座3与安装套筒座1连接在一起的驱动件7。驱动件7与安装套筒座1间设有密封圈8。

安装套筒座1上还设有驱动驱动件7的动力装置。所述动力装置包括与安装套筒座1相连接的承压筒，承压筒包括连接在一起的筒体9、前端盖10、后端盖11。筒体9中设有电机12。前端盖10中转动设有丝杠13，电机12的出力轴与丝杠13相连接。电机12出力轴端部截面呈矩形，所述丝杠13中设有相应的矩形孔。

前端盖10中设有导向孔，所述驱动件7一端密封穿设在导向孔中，所述驱动件7中设有螺纹孔，丝杠13端部穿设在螺纹孔内。驱动件7上设有触发件14，所述前端盖10中设有与触发件14相配合的发送信号使电机12停止转动的接近开关15。后端盖11上设有用于对承压筒内抽真空的单向阀16。筒体9上设有水密头17，所述电机12的电缆线从水密头17中穿出，水密头17中设有密封电缆的硫化胶密封件18。

机械手连接座3中设有与电缆插座2相配合的电缆插头19。机械手连接座3与电缆插头19间通过硫化胶密封。

机械手连接座3上在安装套筒座1下部套设有密封板20，密封板20上正对安装套筒座1的表面上设有密封圈21，密封板20与机械手连接座3相接触的部分上也设有密封圈22，密封板20上设有四个顶压机械手连接座3位于安装套筒座1外的部分以使密封板20与安装套筒座1板间密封的顶压螺栓23。

水下机器人下水前，将驱动件7缩回，将钢珠、驱动卡块4、传动卡块5安装到安装套筒座1上的安装凹槽内，将密封板20安装在安装套筒座1上，托起机械手，将机械手连接座3上部插入到安装套筒座1内，推动机械手连接座3向上运动，并完成机械手连接座3上的电缆插头19与安装套筒座1中的电缆插座2的连接，然后驱动驱动件7伸出，从而将驱动件7前端插入到机械手连接座3的安装凹槽内，将三个钢珠挤压到安装套筒座1上锁紧凹槽中，完成对机械手连接座3的悬挂，然后旋紧密封板20上的四个顶压螺栓23，使得顶压螺栓23下端顶在机械手连接座3上，通过机械手连接座3的对顶压螺栓23反作用力，将密封板20压在安装套筒座1的底面上，完成端面密封，通过单向阀16将承压筒内部抽成真空状态，至此，完成了安装套筒座1和机械手肩关节的安装、预紧以及密封；

水下机器人下水后，当需要解脱机械手时，电机12旋转，带动丝杠13旋转，并通过螺纹副拉动驱动件7缩回，当驱动件7运动到位时，驱动件7上的触发件14靠在接近开关15上，接近开关15发出信号，电机12停转，此时，在安装套筒座1内部，由于驱动件7缩回，驱动件7与安装套筒座1间的密封性被解除，与此同时，驱动件7退出后，在机械手连接座3的安装凹槽内留出一定的空间，从而使得驱动卡块4、传动卡块5对三个钢珠失去了约束力，由于机械手受重力及缠绕物的作用，安装套筒座1与机械手连接座3之间产生相对运动，三个钢珠在安装套筒座1上锁定凹槽壁推动下向机械手连接座3上安装凹槽的底部运动，当三个钢珠完全回到机械手连接座3的安装凹槽内时，安装套筒座1失去了对机械手连接座3的悬挂约束，使得机械手连接座3、密封板20以及机械手在重力或外部阻力作用下脱离水下机器人本体，完成机电解脱。

上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。