本发明涉及船舶领域领域,具体为一种水下机器人的充油机械腿。
背景技术:
1、水下机器人是实现海洋开发利用的重要海洋工程装备,对发展海洋经济和确保国家持续稳定发展具有重大战略意义。某些海底区域地形复杂、洋流扰动强烈,环境苛刻。随着水下作业的普及和深入,传统有缆遥控潜水器受水面支持船及拖缆限制使用不便,而无人自主航行器稳定性弱难以完成作业任务。为了实现水下机器人在深海海底复杂环境下的稳定探测和精确作业,足式水下机器人被提出。
2、水下机械腿是足式水下机器人的主要运动部件,其机械腿设计将直接影响到足式水下机器人的快速性、灵活性和可维护性等性能。目前水下机械腿的设计和制造技术存在局限性,无法满足复杂的水下环境要求,如水密性、耐压性和抗腐蚀性等。例如,水下需考虑机械腿的水密和承压,因此在机械腿中往往会进行整体的油压补偿。整体充油不仅会增加需补偿的液压油量,且充满液压油的机械腿将增加后续拆卸、维修和升级的操作难度,所以现在需要一种水下机器人的充油机械腿。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种水下机器人的充油机械腿,采用了局部充油而不是整体充油的设计,将膝关节及小腿结构置于水中,并将易腐蚀和磨损的部位设计为可更换的形式,以解决背景技术中提到的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种水下机器人的充油机械腿,包括:四组一体化充油机械腿本体,以及用于对各组所述一体化充油机械腿本体进行配合连接的足式水下机器人本体;每组所述一体化充油机械腿本体包括电机耐压壳,所述电机耐压壳内部安装有中空电机,所述电机耐压壳外端栓接安装有可替换端盖,所述电机耐压壳输出端螺纹安装有输出传动筒,所述输出传动筒内部安装有丝杆螺母;所述电机耐压壳输出侧密封安装有大腿耐压壳,所述大腿耐压壳内部转动安装有滚珠丝杆,且所述滚珠丝杆一端与中空电机输出端键连接,所述滚珠丝杆螺纹安装于丝杆螺母内部,所述滚珠丝杆栓接安装有可拆卸限位座,所述可拆卸限位座末端安装有传动滑块;所述大腿耐压壳末端转动安装有机械腿小腿,所述机械腿小腿与传动滑块配合连接,所述机械腿小腿末端锁紧安装有可替换足端;所述大腿耐压壳外侧栓接安装有保护壳,所述保护壳内部固定安装有分隔板,所述保护壳内部位于分隔板一侧设置有两组推水扇叶,所述保护壳内部位于分隔板另一侧栓接安装有水下探头,所述水下探头镜头端贯穿保护壳安装;所述足式水下机器人本体内部各侧栓接安装有安装座,所述安装座内部栓接安装水下特种推进电机,所述水下特种推进电机输出端键连接安装有辅助推水扇。
3、优选的,所述电机耐压壳输出端位于输出传动筒外部套接安装有密封套,所述大腿耐压壳与电机耐压壳锁紧连接,且所述密封套外臂贴合大腿耐压壳内部安装。
4、优选的,所述大腿耐压壳内部设置有限位板,所述限位板中心对应滚珠丝杆位置贯穿安装有水密o型圈,所述滚珠丝杆从水密o型圈内部伸出。
5、优选的,所述传动滑块从大腿耐压壳内部伸出,所述机械腿小腿通过连接轴转动安装于大腿耐压壳输出端。
6、优选的,所述机械腿小腿位于大腿耐压壳内部一端安装有内部块,且所述内部块滑动安装于传动滑块内部。
7、优选的,所述电机耐压壳外侧设置有机械腿臂,所述机械腿臂顶端密封安装有大腿关节,所述大腿关节顶端密封安装有髋关节,所述髋关节与足式水下机器人本体电连接安装。
8、优选的,所述保护壳一侧安装有保护垫,所述保护垫贴合栓接于大腿耐压壳表面,所述保护壳位于分隔板一侧贯穿安装有两组滤网,所述保护壳内部对应各侧滤网位置分别安装有一组进出水管。
9、优选的,所述分隔板一侧栓接安装有定位座,所述定位座内部锁紧安装有电机保护壳,所述电机保护壳内部设置有两组电机,且每组所述推水扇叶与对应侧电机输出端键连接安装,两组所述推水扇叶对应各侧进出水管位置设置。
10、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
11、1、本申请中采用滚珠丝杆是一种省力结构,对电机扭矩的要求更低,因此在相同的负载条件下,机械腿可以选用尺寸更小的关节电机,既减小了机械腿本身的耐压壳体尺寸,也减小了外部充油补偿机构的液压油补偿量,并且相比于电机直接驱动小腿的机械腿方案,只需进行大腿及关节部分的局部充油,而不需要对机械腿进行整体充油,因此结构更加简单和紧凑,可靠性更佳。
12、2、机械腿的膝关节及小腿结构均直接置于水中,因此相比于整体充油的机械腿,机械腿不需要进行“排油—拆卸—清洗—维修—安装—充油”的繁琐操作,只需要对膝关节部分进行拆卸,即可以完成对机械腿主要活动部件和易磨损滑块、轴承的维护和更换,小腿足端和耐压壳端盖均为可更换设计,根据使用工况,可以相对容易的更换不同样式的足端,也可以用分布式的小型油压补偿器来替换耐压壳端盖,维护升级方便。
1.一种水下机器人的充油机械腿,其特征在于:包括:
2.根据权利要求1所述的一种水下机器人的充油机械腿,其特征在于:所述电机耐压壳(3)输出端位于输出传动筒(6)外部套接安装有密封套(10),所述大腿耐压壳(9)与电机耐压壳(3)锁紧连接,且所述密封套(10)外臂贴合大腿耐压壳(9)内部安装。
3.根据权利要求2所述的一种水下机器人的充油机械腿,其特征在于:所述大腿耐压壳(9)内部设置有限位板,所述限位板中心对应滚珠丝杆(8)位置贯穿安装有水密o型圈(11),所述滚珠丝杆(8)从水密o型圈(11)内部伸出。
4.根据权利要求3所述的一种水下机器人的充油机械腿,其特征在于:所述传动滑块(13)从大腿耐压壳(9)内部伸出,所述机械腿小腿(14)通过连接轴转动安装于大腿耐压壳(9)输出端。
5.根据权利要求4所述的一种水下机器人的充油机械腿,其特征在于:所述机械腿小腿(14)位于大腿耐压壳(9)内部一端安装有内部块,且所述内部块滑动安装于传动滑块(13)内部。
6.根据权利要求5所述的一种水下机器人的充油机械腿,其特征在于:所述电机耐压壳(3)外侧设置有机械腿臂(16),所述机械腿臂(16)顶端密封安装有大腿关节(17),所述大腿关节(17)顶端密封安装有髋关节(18),所述髋关节(18)与足式水下机器人本体(1)电连接安装。
7.根据权利要求6所述的一种水下机器人的充油机械腿,其特征在于:所述保护壳(20)一侧安装有保护垫(19),所述保护垫(19)贴合栓接于大腿耐压壳(9)表面,所述保护壳(20)位于分隔板(21)一侧贯穿安装有两组滤网(22),所述保护壳(20)内部对应各侧滤网(22)位置分别安装有一组进出水管(23)。
8.根据权利要求7所述的一种水下机器人的充油机械腿,其特征在于:所述分隔板(21)一侧栓接安装有定位座(25),所述定位座(25)内部锁紧安装有电机保护壳(26),所述电机保护壳(26)内部设置有两组电机,且每组所述推水扇叶(27)与对应侧电机输出端键连接安装,两组所述推水扇叶(27)对应各侧进出水管(23)位置设置。