一种自身浮力可调节的柔性水下作业机械手的制作方法

本实用新型涉及一种水下作业机械手，特别是自身浮力可调节的柔性水下作业机械手。

背景技术：

水下作业机械手是载人潜水器和遥控潜水器的重要装备，以完成采样、勘探、打捞、维护等水下作业活动。现有水下作业机械手通常为多连杆结构，由液压缸驱动，其结构笨重、系统复杂；而且，该种机械手的灵活度较差，无法适用于空间狭小、复杂的场合作业。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自身浮力可调节的柔性水下作业机械手。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自身浮力可调节的柔性水下作业机械手，由机械手本体和动力单元组成：（1）机械手本体由许多段构成，相邻两段由万向节或球铰构成的关节连接，每段的运动由控制绳驱动；第1段通过万向节与动力单元连接，第n段（末段）与末段执行器固连。（2）控制绳由电机驱动，电机及其控制系统、电源都安装在动力单元之中。

机械手每一段由前端盖、后端盖、外壳、内壳、浮囊和内筒构成。前端盖和后端盖分别安装在外壳的两端，形成一个中空腔，内壳和内筒安装在该中空腔中，内筒安装在内壳中。

每一段的控制绳安装在外壳和内壳之间的空腔中，并通过前端盖和后端盖的控制绳通孔，控制绳末端通过挡块与后端盖接触。

浮囊安装在内壳和内筒之间的空腔中，该空腔通过前端盖和后端盖的排水孔，与外界水连通。浮囊管路安装在内筒中，并通过内筒壁上的通孔与浮囊连通。该段的浮囊管路与其它段的浮囊管路、末端执行器的控制管线，都经内筒接入动力单元中。

每段的浮囊管路接入动力单元后，通过对应的开关阀与一个可正反转动的控制泵的出口相连。控制泵的进口与油箱相连。控制泵通过开关阀可控制每一段的浮囊体积来调节每一段的净浮力，进而控制整个机械手本体的净浮力。开关阀、控制泵和油箱都安装在动力单元中。

本实用新型具有的有益效果是：

（1）相比传统水下作业机械手，机械手本体采用开放式结构，且机械手本体上未安装有电机、液压缸等驱动元件，机械手本体的重量轻、结构简单。

（2）相比传统水下作业机械手，机械手本体由多段组成，相邻两段通过万向节或球铰构成的关节连接，每个关节至少有2个自由度，从而使机械手本体能够有较多的自由度，导致机械手本体的姿态灵活、柔性好，用于空间狭小、复杂的场合作业。

（3）机械手每段中有一个体积可调节的浮囊，可以控制每段的净浮力，有利于充分利用环境水的浮力作用，以利于提高机械手的负载操作能力。

附图说明

图1是本实用新型的总体示意图。

图2是本实用新型中每一段的结构示意图。

图3是本实用新型中浮囊体积控制系统示意图。

图中：1、前端盖，2、后端盖，3、外壳，4、内壳，5、浮囊，6、内筒，7、挡块，8.1、8.2、8.n、开关阀，9、控制泵，10、油箱。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由机械手本体和动力单元组成：机械手本体由许多段构成，相邻两段由万向节或球铰构成的关节连接，每段的运动由控制绳驱动；第1段通过万向节与动力单元连接，第n段（末段）与末段执行器固连。所述控制绳由电机驱动，拉动控制绳，每段的角度发生变化，进而控制总体姿态，电机及其控制系统、电源等都安装在动力单元之中。

机械手每一段，由前端盖1、后端盖2、外壳3、内壳4、浮囊5和内筒6构成。前端盖1和后端盖2分别安装在外壳3的两端，形成一个中空腔，内壳4和内筒6安装在该中空腔中，内筒6安装在内壳4中。

每一段的控制绳安装在外壳3和内壳4之间的空腔中，并通过前端盖1和后端盖2的控制绳通孔，控制绳末端通过挡块7与后端盖2接触。

浮囊5安装在内壳4和内筒6之间的空腔中，该空腔通过前端盖1和后端盖2的排水孔，与外界水连通。浮囊管路安装在内筒6中，并通过内筒6壁上的通孔与浮囊5连通。该段的浮囊管路与其它靠近末端执行器的段的浮囊管路、末端执行器的控制管线，都经内筒6接入动力单元中。

每段的浮囊管路接入动力单元后，通过对应的开关阀8.1、8.2、…8.n与一个可正反转动的控制泵9的出口相连。控制泵9的进口与油箱10相连。控制泵9通过开关阀可控制每一段的浮囊5的体积来调节每一段的净浮力，进而控制整个机械手本体的净浮力。开关阀、控制泵9和油箱10都安装在动力单元中。