本發(fā)明涉及一種水下作業(yè)機械手，特別是自身浮力可調(diào)節(jié)的柔性水下作業(yè)機械手。

背景技術(shù)：

水下作業(yè)機械手是載人潛水器和遙控潛水器的重要裝備，以完成采樣、勘探、打撈、維護等水下作業(yè)活動?，F(xiàn)有水下作業(yè)機械手通常為多連桿結(jié)構(gòu)，由液壓缸驅(qū)動，其結(jié)構(gòu)笨重、系統(tǒng)復(fù)雜；而且，該種機械手的靈活度較差，無法適用于空間狹小、復(fù)雜的場合作業(yè)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種自身浮力可調(diào)節(jié)的柔性水下作業(yè)機械手。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種自身浮力可調(diào)節(jié)的柔性水下作業(yè)機械手，由機械手本體和動力單元組成：（1）機械手本體由許多段構(gòu)成，相鄰兩段由萬向節(jié)或球鉸構(gòu)成的關(guān)節(jié)連接，每段的運動由控制繩驅(qū)動；第1段通過萬向節(jié)與動力單元連接，第n段（末段）與末段執(zhí)行器固連。（2）控制繩由電機驅(qū)動，電機及其控制系統(tǒng)、電源等都安裝在動力單元之中。

機械手每一段，由前端蓋、后端蓋、外殼、內(nèi)殼、浮囊和內(nèi)筒構(gòu)成。前端蓋和后端蓋分別安裝在外殼的兩端，形成一個中空腔，內(nèi)殼和內(nèi)筒安裝在該中空腔中，內(nèi)筒安裝在內(nèi)殼中。

每一段的控制繩安裝在外殼和內(nèi)殼之間的空腔中，并通過前端蓋和后端蓋的控制繩通孔，控制繩末端通過擋塊與后端蓋接觸。

浮囊安裝在內(nèi)殼和內(nèi)筒之間的空腔中，該空腔通過前端蓋和后端蓋的排水孔，與外界水連通。浮囊管路安裝在內(nèi)筒中，并通過內(nèi)筒壁上的通孔與浮囊連通。該段的浮囊管路與其它靠近末端執(zhí)行器的段的浮囊管路、末端執(zhí)行器的控制管線，都經(jīng)內(nèi)筒接入動力單元中。

每段的浮囊管路接入動力單元后，通過對應(yīng)的開關(guān)閥與一個可正反轉(zhuǎn)動的控制泵的出口相連?？刂票玫倪M口與油箱相連?？刂票猛ㄟ^開關(guān)閥可控制每一段的浮囊體積來調(diào)節(jié)每一段的凈浮力，進而控制整個機械手本體的凈浮力。開關(guān)閥、控制泵和油箱都安裝在動力單元中。

本發(fā)明具有的有益效果是：

（1）相比傳統(tǒng)水下作業(yè)機械手，機械手本體采用開放式結(jié)構(gòu)，且機械手本體上未安裝有電機、液壓缸等驅(qū)動元件，機械手本體的重量輕、結(jié)構(gòu)簡單。

（2）相比傳統(tǒng)水下作業(yè)機械手，機械手本體由多段組成，相鄰兩段通過萬向節(jié)或球鉸構(gòu)成的關(guān)節(jié)連接，每個關(guān)節(jié)至少有2個自由度，從而使機械手本體能夠有較多的自由度，導(dǎo)致機械手本體的姿態(tài)靈活、柔性好，用于空間狹小、復(fù)雜的場合作業(yè)。

（3）機械手每段中有一個體積可調(diào)節(jié)的浮囊，可以控制每段的凈浮力，有利于充分利用環(huán)境水的浮力作用，以利于提高機械手的負(fù)載操作能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總體示意圖。

圖2是本發(fā)明中每一段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中浮囊體積控制系統(tǒng)示意圖。

圖中：1、前端蓋，2、后端蓋，3、外殼，4、內(nèi)殼，5、浮囊，6、內(nèi)筒，7、擋塊，8.1、8.2、8.n、開關(guān)閥，9、控制泵，10、油箱。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明由機械手本體和動力單元組成：機械手本體由許多段構(gòu)成，相鄰兩段由萬向節(jié)或球鉸構(gòu)成的關(guān)節(jié)連接，每段的運動由控制繩驅(qū)動；第1段通過萬向節(jié)與動力單元連接，第n段（末段）與末段執(zhí)行器固連。所述控制繩由電機驅(qū)動，拉動控制繩，每段的角度發(fā)生變化，進而控制總體姿態(tài)，電機及其控制系統(tǒng)、電源等都安裝在動力單元之中。

機械手每一段，由前端蓋1、后端蓋2、外殼3、內(nèi)殼4、浮囊5和內(nèi)筒6構(gòu)成。前端蓋1和后端蓋2分別安裝在外殼3的兩端，形成一個中空腔，內(nèi)殼4和內(nèi)筒6安裝在該中空腔中，內(nèi)筒6安裝在內(nèi)殼4中。

每一段的控制繩安裝在外殼3和內(nèi)殼4之間的空腔中，并通過前端蓋1和后端蓋2的控制繩通孔，控制繩末端通過擋塊7與后端蓋2接觸。

浮囊5安裝在內(nèi)殼4和內(nèi)筒6之間的空腔中，該空腔通過前端蓋1和后端蓋2的排水孔，與外界水連通。浮囊管路安裝在內(nèi)筒6中，并通過內(nèi)筒6壁上的通孔與浮囊5連通。該段的浮囊管路與其它靠近末端執(zhí)行器的段的浮囊管路、末端執(zhí)行器的控制管線，都經(jīng)內(nèi)筒6接入動力單元中。

每段的浮囊管路接入動力單元后，通過對應(yīng)的開關(guān)閥8.1、8.2、…8.n與一個可正反轉(zhuǎn)動的控制泵9的出口相連?？刂票?的進口與油箱10相連。控制泵9通過開關(guān)閥可控制每一段的浮囊5的體積來調(diào)節(jié)每一段的凈浮力，進而控制整個機械手本體的凈浮力。開關(guān)閥、控制泵9和油箱10都安裝在動力單元中。