一种新型模块化电驱动水下机械臂及水下机器人，所述新型模块化电驱动水下机械臂包括：机械臂组件，用于连接水下机器人；固定器组件，用于连接所述机械臂组件和执行器；所述固定器组件的第一端与所述机械臂组件连接而第二端与所述执行器连接。本申请提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂及水下机器人具有如下有益效果：(1)采用改进的动密封结构，使得水下机械臂能抗较高水压，且作业水深增大；(2)采用模块化结构，降低水下机械臂的维修难度；(3)可在水下更换前端执行器，使得水下机械臂适应多工况需求。
固定器组件，用于连接所述机械臂组件和执行器；所述固定器组件的第一端与所述机械臂组件连接而第二端与所述执行器连接；
所述机械臂组件包括：第一关节驱动器、第二关节驱动器、第三关节驱动器、第四关节驱动器、第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件，其中，所述第一关节驱动器的第一端连接所述固定器组件的第一端而第二端安装于所述第一连接件的第一端，所述第二关节驱动器的第一端安装于所述第一连接件的第二端而第二端安装于所述第二连接件的第一端，所述第三关节驱动器的第一端安装于所述第二连接件的第二端而第二端安装于所述第三连接件的第一端，所述第四关节驱动器的第一端安装于所述第三连接件的第二端而第二端安装于所述第四连接件的第一端；
所述第一关节驱动器包括：第一外壳、第一转子端盖、第一后端盖、第一轴承环、第一活塞压环、第一压力活塞、第一电机、第一固定板、第一一级减速器、第一一级行星架、第一二级减速器、第一二级行星架、第一轴承套、第一O型密封圈和第一斯特封密封圈，其中，所述第一转子端盖安装于所述第一外壳的第一端，且所述第一外壳的第一端伸入所述第一转子端盖内部，并于二者之间形成第一外空间，所述第一后端盖安装于所述第一外壳的第二端，且伸入所述第一外壳的第二端内部，并于二者之间形成第一内空间，所述第一外壳的第一端朝向所述第一转子端盖内部延伸形成第一凸出部，所述第一轴承环套设于所述第一凸出部上，且与所述第一转子端盖内壁抵紧，所述第一活塞压环和所述第一压力活塞设置于所述第一外空间中，所述第一凸出部上设置有第一安装部，所述第一安装部连通所述第一外空间和所述第一内空间，所述第一压力活塞密封设置于所述第一安装部中，所述第一活塞压环套设于所述第一安装部上，且压紧所述第一压力活塞，所述第一电机、所述第一固定板、所述第一一级减速器、所述第一一级行星架、所述第一二级减速器、所述第一二级行星架和所述第一轴承套均设置于所述第一内空间中，所述第一电机设置于所述第一固定板上，所述第一一级减速器设置于所述第一一级行星架上，所述第一二级减速器设置于所述第一二级行星架上，所述第一电机的输出轴穿过所述第一固定板与所述第一一级减速器连接，所述第一一级行星架的输出轴与所述第一二级减速器连接，所述第一二级行星架的输出轴穿过所述第一凸出部与所述第一转子端盖连接，所述第一轴承套套设于所述第一二级行星架的输出轴上，且与所述第一外壳内壁抵紧，所述第一内空间内部充满不导电油液，所述第一转子端盖上设置有通孔，所述第一压力活塞的第一面与所述不导电油液接触而第二面通过所述第一活塞压环和所述通孔与外界海水接触，所述第一O型密封圈套设于所述第一压力活塞上，且与所述第一安装部内壁密封连接，所述第一斯特封密封圈套设于所述第一二级行星架的输出轴上，且与所述第一凸出部内壁密封连接。
2.根据权利要求1所述的模块化电驱动水下机械臂，其特征在于，所述第二关节驱动器包括：第二外壳、第二转子端盖、第二后端盖、第二轴承环、第二活塞压环、第二压力活塞、第二电机、第二固定板、第二一级减速器、第二一级行星架、第二二级减速器、第二二级行星架、第二轴承套、第二O型密封圈和第二斯特封密封圈，其中，所述第二转子端盖安装于所述第二外壳的第二端，且所述第二外壳的第二端伸入所述第二转子端盖内部，并于二者之间形成第二外空间，所述第二后端盖安装于所述第二外壳的第二端，且伸入所述第二外壳的第二端内部，并于二者之间形成第二内空间，所述第二外壳的第二端朝向所述第二转子端盖内部延伸形成第二凸出部，所述第二轴承环套设于所述第二凸出部上，且与所述第二转子端盖内壁抵紧，所述第二活塞压环和所述第二压力活塞设置于所述第二外空间中，所述第二凸出部上设置有第二安装部，所述第二安装部连通所述第二外空间和所述第二内空间，所述第二压力活塞密封设置于所述第二安装部中，所述第二活塞压环套设于所述第二安装部上，且压紧所述第二压力活塞，所述第二电机、所述第二固定板、所述第二一级减速器、所述第二一级行星架、所述第二二级减速器、所述第二二级行星架和所述第二轴承套均设置于所述第二内空间中，所述第二电机设置于所述第二固定板上，所述第二一级减速器设置于所述第二一级行星架上，所述第二二级减速器设置于所述第二二级行星架上，所述第二电机的输出轴穿过所述第二固定板与所述第二一级减速器连接，所述第二一级行星架的输出轴与所述第二二级减速器连接，所述第二二级行星架的输出轴穿过所述第二凸出部与所述第二转子端盖连接，所述第二轴承套套设于所述第二二级行星架的输出轴上，且与所述第二外壳内壁抵紧，所述第二内空间内部充满不导电油液，所述第二转子端盖上设置有通孔，所述第二压力活塞的第二面与所述不导电油液接触而第二面通过所述第二活塞压环和所述通孔与外界海水接触，所述第二O型密封圈套设于所述第二压力活塞上，且与所述第二安装部内壁密封连接，所述第二斯特封密封圈套设于所述第二二级行星架的输出轴上，且与所述第二凸出部内壁密封连接。
3.根据权利要求1所述的模块化电驱动水下机械臂，其特征在于，所述第三关节驱动器包括：第三外壳、第三转子端盖、第三后端盖、第三轴承环、第三活塞压环、第三压力活塞、第三电机、第三固定板、第三一级减速器、第三一级行星架、第三二级减速器、第三二级行星架、第三轴承套、第三O型密封圈和第三斯特封密封圈，其中，所述第三转子端盖安装于所述第三外壳的第三端，且所述第三外壳的第三端伸入所述第三转子端盖内部，并于二者之间形成第三外空间，所述第三后端盖安装于所述第三外壳的第三端，且伸入所述第三外壳的第三端内部，并于二者之间形成第三内空间，所述第三外壳的第三端朝向所述第三转子端盖内部延伸形成第三凸出部，所述第三轴承环套设于所述第三凸出部上，且与所述第三转子端盖内壁抵紧，所述第三活塞压环和所述第三压力活塞设置于所述第三外空间中，所述第三凸出部上设置有第三安装部，所述第三安装部连通所述第三外空间和所述第三内空间，所述第三压力活塞密封设置于所述第三安装部中，所述第三活塞压环套设于所述第三安装部上，且压紧所述第三压力活塞，所述第三电机、所述第三固定板、所述第三一级减速器、所述第三一级行星架、所述第三二级减速器、所述第三二级行星架和所述第三轴承套均设置于所述第三内空间中，所述第三电机设置于所述第三固定板上，所述第三一级减速器设置于所述第三一级行星架上，所述第三二级减速器设置于所述第三二级行星架上，所述第三电机的输出轴穿过所述第三固定板与所述第三一级减速器连接，所述第三一级行星架的输出轴与所述第三二级减速器连接，所述第三二级行星架的输出轴穿过所述第三凸出部与所述第三转子端盖连接，所述第三轴承套套设于所述第三二级行星架的输出轴上，且与所述第三外壳内壁抵紧，所述第三内空间内部充满不导电油液，所述第三转子端盖上设置有通孔，所述第三压力活塞的第三面与所述不导电油液接触而第三面通过所述第三活塞压环和所述通孔与外界海水接触，所述第三O型密封圈套设于所述第三压力活塞上，且与所述第三安装部内壁密封连接，所述第三斯特封密封圈套设于所述第三二级行星架的输出轴上，且与所述第三凸出部内壁密封连接。
4.根据权利要求1所述的模块化电驱动水下机械臂，其特征在于，所述第四关节驱动器包括：第四外壳、第四转子端盖、第四后端盖、第四轴承环、第四活塞压环、第四压力活塞、第四电机、第四固定板、第四一级减速器、第四一级行星架、第四二级减速器、第四二级行星架、第四轴承套、第四O型密封圈和第四斯特封密封圈，其中，所述第四转子端盖安装于所述第四外壳的第四端，且所述第四外壳的第四端伸入所述第四转子端盖内部，并于二者之间形成第四外空间，所述第四后端盖安装于所述第四外壳的第四端，且伸入所述第四外壳的第四端内部，并于二者之间形成第四内空间，所述第四外壳的第四端朝向所述第四转子端盖内部延伸形成第四凸出部，所述第四轴承环套设于所述第四凸出部上，且与所述第四转子端盖内壁抵紧，所述第四活塞压环和所述第四压力活塞设置于所述第四外空间中，所述第四凸出部上设置有第四安装部，所述第四安装部连通所述第四外空间和所述第四内空间，所述第四压力活塞密封设置于所述第四安装部中，所述第四活塞压环套设于所述第四安装部上，且压紧所述第四压力活塞，所述第四电机、所述第四固定板、所述第四一级减速器、所述第四一级行星架、所述第四二级减速器、所述第四二级行星架和所述第四轴承套均设置于所述第四内空间中，所述第四电机设置于所述第四固定板上，所述第四一级减速器设置于所述第四一级行星架上，所述第四二级减速器设置于所述第四二级行星架上，所述第四电机的输出轴穿过所述第四固定板与所述第四一级减速器连接，所述第四一级行星架的输出轴与所述第四二级减速器连接，所述第四二级行星架的输出轴穿过所述第四凸出部与所述第四转子端盖连接，所述第四轴承套套设于所述第四二级行星架的输出轴上，且与所述第四外壳内壁抵紧，所述第四内空间内部充满不导电油液，所述第四转子端盖上设置有通孔，所述第四压力活塞的第四面与所述不导电油液接触而第四面通过所述第四活塞压环和所述通孔与外界海水接触，所述第四O型密封圈套设于所述第四压力活塞上，且与所述第四安装部内壁密封连接，所述第四斯特封密封圈套设于所述第四二级行星架的输出轴上，且与所述第四凸出部内壁密封连接。
5.根据权利要求1所述的模块化电驱动水下机械臂，其特征在于，所述第一连接件包括：第一安装腔和第一紧固腔，所述第二连接件包括：第二安装腔和第二紧固腔，其中，所述第一关节驱动器的第二端安装于所述第一安装腔中，所述第二关节驱动器的第一端安装于所述第一紧固腔中，所述第二关节驱动器的第二端安装于所述第二安装腔中，所述第三关节驱动器的第一端安装于所述第二紧固腔中。
6.根据权利要求1所述的模块化电驱动水下机械臂，其特征在于，所述第三连接件包括：第三安装腔和第三紧固腔，所述第四连接件包括：第四安装腔和第四紧固腔，其中，所述第三关节驱动器的第二端安装于所述第三安装腔中，所述第四关节驱动器的第一端安装于所述第三紧固腔中，所述第四关节驱动器的第二端安装于所述第四安装腔中，所述第四紧固腔与所述水下机器人连接。
7.根据权利要求1所述的模块化电驱动水下机械臂，其特征在于，所述固定器组件包括：执行器端盖、固定筒、滑动环、铰接件、联轴器、转动电机、固定盖、电机后端盖、挡板、丝杆、丝杆螺母、连杆和固定器端盖，其中，所述电机后端盖设置于所述固定筒的第一端，所述固定器端盖设置于所述固定筒的第二端，所述固定筒与所述固定盖连接，且第二端伸入所述固定盖内部，所述滑动环、所述铰接件、所述联轴器、所述转动电机、所述挡板、所述丝杆、所述丝杆螺母和所述连杆均设置于所述固定筒内部，所述转动电机的输出轴穿过所述挡板与所述联轴器连接，所述联轴器与所述丝杆连接，所述滑动环套设于所述丝杆上，所述丝杆螺母设置于所述丝杆上，所述铰接件的第一端与所述固定筒内壁铰接而第二端与所述连杆第一端铰接，所述连杆的第二端与所述丝杆螺母铰接，所述固定筒的第一端上对应所述铰接件处设置有通槽，所述执行器端盖套设于所述固定筒的第一端，所述转动电机驱动所述丝杆转动，所述丝杆带动所述丝杆螺母沿自身运动，所述丝杆螺母带动所述连杆运动以使所述铰接件伸出所述通槽而锁紧所述执行器端盖或缩入所述通槽而释放所述执行器端盖，所述固定盖与所述机械臂组件中第一关节驱动器的第一端连接。
包括如权利要求1‑7中任一所述的模块化电驱动水下机械臂。
一种新型模块化电驱动水下机械臂及水下机器人
技术领域
[0001] 本发明属于水下机器人技术领域，具体涉及一种新型模块化电驱动水下机械臂及水下机器人。
背景技术
[0002] 近年来陆地资源日益紧缺，而海洋蕴含着丰富的资源和能源，人类对海洋资源的开采活动逐渐增加。水下机械臂作为水下采矿作业的主要装备发挥着重要作用，但目前水下机械臂存在很多问题：以电驱动方式的机械臂水下作业深度一般为300米‑400米，达不到高水深作业需求，而且由于密封结构不够完善，主要为被动式密封，在极限水深容易发生渗水现象；以液压驱动的水下机械臂虽然作业水深大，但由于需要装备体积较大的液压元器件，以及复杂的液压管路，因此耗能大，作业时间短。
[0003] 现有水下机械臂多采用一体式结构，关键部件(如电机、电路板)采用树脂灌封，一旦封死难以拆卸，维修难度极大；现有机械臂前端执行器功能单一，无法在水下更换前端执行器，以满足多工况需求。
发明内容
[0004] 鉴于上述问题，本发明提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种新型模块化电驱动水下机械臂及水下机器人。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型模块化电驱动水下机械臂，包括：
[0006] 机械臂组件，用于连接水下机器人；
[0007] 固定器组件，用于连接所述机械臂组件和执行器；所述固定器组件的第一端与所述机械臂组件连接而第二端与所述执行器连接。
[0008] 优选地，所述机械臂组件包括：第一关节驱动器、第二关节驱动器、第三关节驱动器、第四关节驱动器、第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件，其中，所述第一关节驱动器的第一端连接所述固定器组件的第一端而第二端安装于所述第一连接件的第一端，所述第二关节驱动器的第一端安装于所述第一连接件的第二端而第二端安装于所述第二连接件的第一端，所述第三关节驱动器的第一端安装于所述第二连接件的第二端而第二端安装于所述第三连接件的第一端，所述第四关节驱动器的第一端安装于所述第三连接件的第二端而第二端安装于所述第四连接件的第一端。
[0009] 优选地，所述第一关节驱动器包括：第一外壳、第一转子端盖、第一后端盖、第一轴承环、第一活塞压环、第一压力活塞、第一电机、第一固定板、第一一级减速器、第一一级行星架、第一二级减速器、第一二级行星架、第一轴承套、第一O型密封圈和第一斯特封密封圈，其中，所述第一转子端盖安装于所述第一外壳的第一端，且所述第一外壳的第一端伸入所述第一转子端盖内部，并于二者之间形成第一外空间，所述第一后端盖安装于所述第一外壳的第二端，且伸入所述第一外壳的第二端内部，并于二者之间形成第一内空间，所述第一外壳的第一端朝向所述第一转子端盖内部延伸形成第一凸出部，所述第一轴承环套设于所述第一凸出部上，且与所述第一转子端盖内壁抵紧，所述第一活塞压环和所述第一压力活塞设置于所述第一外空间中，所述第一凸出部上设置有第一安装部，所述第一安装部连通所述第一外空间和所述第一内空间，所述第一压力活塞密封设置于所述第一安装部中，所述第一活塞压环套设于所述第一安装部上，且压紧所述第一压力活塞，所述第一电机、所述第一固定板、所述第一一级减速器、所述第一一级行星架、所述第一二级减速器、所述第一二级行星架和所述第一轴承套均设置于所述第一内空间中，所述第一电机设置于所述第一固定板上，所述第一一级减速器设置于所述第一一级行星架上，所述第一二级减速器设置于所述第一二级行星架上，所述第一电机的输出轴穿过所述第一固定板与所述第一一级减速器连接，所述第一一级行星架的输出轴与所述第一二级减速器连接，所述第一二级行星架的输出轴穿过所述第一凸出部与所述第一转子端盖连接，所述第一轴承套套设于所述第一二级行星架的输出轴上，且与所述第一外壳内壁抵紧，所述第一内空间内部充满不导电油液，所述第一转子端盖上设置有通孔，所述第一压力活塞的第一面与所述不导电油液接触而第二面通过所述第一活塞压环和所述通孔与外界海水接触，所述第一O型密封圈套设于所述第一压力活塞上，且与所述第一安装部内壁密封连接，所述第一斯特封密封圈套设于所述第一二级行星架的输出轴上，且与所述第一凸出部内壁密封连接。
[0010] 优选地，所述第二关节驱动器包括：第二外壳、第二转子端盖、第二后端盖、第二轴承环、第二活塞压环、第二压力活塞、第二电机、第二固定板、第二一级减速器、第二一级行星架、第二二级减速器、第二二级行星架、第二轴承套、第二O型密封圈和第二斯特封密封圈，其中，所述第二转子端盖安装于所述第二外壳的第二端，且所述第二外壳的第二端伸入所述第二转子端盖内部，并于二者之间形成第二外空间，所述第二后端盖安装于所述第二外壳的第二端，且伸入所述第二外壳的第二端内部，并于二者之间形成第二内空间，所述第二外壳的第二端朝向所述第二转子端盖内部延伸形成第二凸出部，所述第二轴承环套设于所述第二凸出部上，且与所述第二转子端盖内壁抵紧，所述第二活塞压环和所述第二压力活塞设置于所述第二外空间中，所述第二凸出部上设置有第二安装部，所述第二安装部连通所述第二外空间和所述第二内空间，所述第二压力活塞密封设置于所述第二安装部中，所述第二活塞压环套设于所述第二安装部上，且压紧所述第二压力活塞，所述第二电机、所述第二固定板、所述第二一级减速器、所述第二一级行星架、所述第二二级减速器、所述第二二级行星架和所述第二轴承套均设置于所述第二内空间中，所述第二电机设置于所述第二固定板上，所述第二一级减速器设置于所述第二一级行星架上，所述第二二级减速器设置于所述第二二级行星架上，所述第二电机的输出轴穿过所述第二固定板与所述第二一级减速器连接，所述第二一级行星架的输出轴与所述第二二级减速器连接，所述第二二级行星架的输出轴穿过所述第二凸出部与所述第二转子端盖连接，所述第二轴承套套设于所述第二二级行星架的输出轴上，且与所述第二外壳内壁抵紧，所述第二内空间内部充满不导电油液，所述第二转子端盖上设置有通孔，所述第二压力活塞的第二面与所述不导电油液接触而第二面通过所述第二活塞压环和所述通孔与外界海水接触，所述第二O型密封圈套设于所述第二压力活塞上，且与所述第二安装部内壁密封连接，所述第二斯特封密封圈套设于所述第二二级行星架的输出轴上，且与所述第二凸出部内壁密封连接。
[0011] 优选地，所述第三关节驱动器包括：第三外壳、第三转子端盖、第三后端盖、第三轴承环、第三活塞压环、第三压力活塞、第三电机、第三固定板、第三一级减速器、第三一级行星架、第三二级减速器、第三二级行星架、第三轴承套、第三O型密封圈和第三斯特封密封圈，其中，所述第三转子端盖安装于所述第三外壳的第三端，且所述第三外壳的第三端伸入所述第三转子端盖内部，并于二者之间形成第三外空间，所述第三后端盖安装于所述第三外壳的第三端，且伸入所述第三外壳的第三端内部，并于二者之间形成第三内空间，所述第三外壳的第三端朝向所述第三转子端盖内部延伸形成第三凸出部，所述第三轴承环套设于所述第三凸出部上，且与所述第三转子端盖内壁抵紧，所述第三活塞压环和所述第三压力活塞设置于所述第三外空间中，所述第三凸出部上设置有第三安装部，所述第三安装部连通所述第三外空间和所述第三内空间，所述第三压力活塞密封设置于所述第三安装部中，所述第三活塞压环套设于所述第三安装部上，且压紧所述第三压力活塞，所述第三电机、所述第三固定板、所述第三一级减速器、所述第三一级行星架、所述第三二级减速器、所述第三二级行星架和所述第三轴承套均设置于所述第三内空间中，所述第三电机设置于所述第三固定板上，所述第三一级减速器设置于所述第三一级行星架上，所述第三二级减速器设置于所述第三二级行星架上，所述第三电机的输出轴穿过所述第三固定板与所述第三一级减速器连接，所述第三一级行星架的输出轴与所述第三二级减速器连接，所述第三二级行星架的输出轴穿过所述第三凸出部与所述第三转子端盖连接，所述第三轴承套套设于所述第三二级行星架的输出轴上，且与所述第三外壳内壁抵紧，所述第三内空间内部充满不导电油液，所述第三转子端盖上设置有通孔，所述第三压力活塞的第三面与所述不导电油液接触而第三面通过所述第三活塞压环和所述通孔与外界海水接触，所述第三O型密封圈套设于所述第三压力活塞上，且与所述第三安装部内壁密封连接，所述第三斯特封密封圈套设于所述第三二级行星架的输出轴上，且与所述第三凸出部内壁密封连接。
[0012] 优选地，所述第四关节驱动器包括：第四外壳、第四转子端盖、第四后端盖、第四轴承环、第四活塞压环、第四压力活塞、第四电机、第四固定板、第四一级减速器、第四一级行星架、第四二级减速器、第四二级行星架、第四轴承套、第四O型密封圈和第四斯特封密封圈，其中，所述第四转子端盖安装于所述第四外壳的第四端，且所述第四外壳的第四端伸入所述第四转子端盖内部，并于二者之间形成第四外空间，所述第四后端盖安装于所述第四外壳的第四端，且伸入所述第四外壳的第四端内部，并于二者之间形成第四内空间，所述第四外壳的第四端朝向所述第四转子端盖内部延伸形成第四凸出部，所述第四轴承环套设于所述第四凸出部上，且与所述第四转子端盖内壁抵紧，所述第四活塞压环和所述第四压力活塞设置于所述第四外空间中，所述第四凸出部上设置有第四安装部，所述第四安装部连通所述第四外空间和所述第四内空间，所述第四压力活塞密封设置于所述第四安装部中，所述第四活塞压环套设于所述第四安装部上，且压紧所述第四压力活塞，所述第四电机、所述第四固定板、所述第四一级减速器、所述第四一级行星架、所述第四二级减速器、所述第四二级行星架和所述第四轴承套均设置于所述第四内空间中，所述第四电机设置于所述第四固定板上，所述第四一级减速器设置于所述第四一级行星架上，所述第四二级减速器设置于所述第四二级行星架上，所述第四电机的输出轴穿过所述第四固定板与所述第四一级减速器连接，所述第四一级行星架的输出轴与所述第四二级减速器连接，所述第四二级行星架的输出轴穿过所述第四凸出部与所述第四转子端盖连接，所述第四轴承套套设于所述第四二级行星架的输出轴上，且与所述第四外壳内壁抵紧，所述第四内空间内部充满不导电油液，所述第四转子端盖上设置有通孔，所述第四压力活塞的第四面与所述不导电油液接触而第四面通过所述第四活塞压环和所述通孔与外界海水接触，所述第四O型密封圈套设于所述第四压力活塞上，且与所述第四安装部内壁密封连接，所述第四斯特封密封圈套设于所述第四二级行星架的输出轴上，且与所述第四凸出部内壁密封连接。
[0013] 优选地，所述第一连接件包括：第一安装腔和第一紧固腔，所述第二连接件包括：第二安装腔和第二紧固腔，其中，所述第一关节驱动器的第二端安装于所述第一安装腔中，所述第二关节驱动器的第一端安装于所述第一紧固腔中，所述第二关节驱动器的第二端安装于所述第二安装腔中，所述第三关节驱动器的第一端安装于所述第二紧固腔中。
[0014] 优选地，所述第三连接件包括：第三安装腔和第三紧固腔，所述第四连接件包括：第四安装腔和第四紧固腔，其中，所述第三关节驱动器的第二端安装于所述第三安装腔中，所述第四关节驱动器的第一端安装于所述第三紧固腔中，所述第四关节驱动器的第二端安装于所述第四安装腔中，所述第四紧固腔与所述水下机器人连接。
[0015] 优选地，所述固定器组件包括：执行器端盖、固定筒、滑动环、铰接件、联轴器、转动电机、固定盖、电机后端盖、挡板、丝杆、丝杆螺母、连杆和固定器端盖，其中，所述电机后端盖设置于所述固定筒的第一端，所述固定器端盖设置于所述固定筒的第二端，所述固定筒与所述固定盖连接，且第二端伸入所述固定盖内部，所述滑动环、所述铰接件、所述联轴器、所述转动电机、所述挡板、所述丝杆、所述丝杆螺母和所述连杆均设置于所述固定筒内部，所述转动电机的输出轴穿过所述挡板与所述联轴器连接，所述联轴器与所述丝杆连接，所述滑动环套设于所述丝杆上，所述丝杆螺母设置于所述丝杆上，所述铰接件的第一端与所述固定筒内壁铰接而第二端与所述连杆第一端铰接，所述连杆的第二端与所述丝杆螺母铰接，所述固定筒的第一端上对应所述铰接件处设置有通槽，所述执行器端盖套设于所述固定筒的第一端，所述转动电机驱动所述丝杆转动，所述丝杆带动所述丝杆螺母沿自身运动，所述丝杆螺母带动所述连杆运动以使所述铰接件伸出所述通槽而锁紧所述执行器端盖或缩入所述通槽而释放所述执行器端盖，所述固定盖与所述机械臂组件中第一关节驱动器的第一端连接。
[0016] 本发明还提供了一种水下机器人，包括如上述中任一所述的新型模块化电驱动水下机械臂。
[0017] 本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂及水下机器人具有如下有益效果：
[0018] (1)采用改进的动密封结构，使得水下机械臂能抗较高水压，且作业水深增大；
[0019] (2)采用模块化结构，降低水下机械臂的维修难度；
[0020] (3)可在水下更换前端执行器，使得水下机械臂适应多工况需求。
附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0022] 图1是本发明实施例提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂的整体结构示意图；
[0023] 图2是本发明实施例提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂中第一关节驱动器的结构示意图；
[0024] 图3是本发明实施例提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂中第一关节驱动器的结构示意图；
[0025] 图4是本发明实施例提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂中第一关节驱动器的部分结构示意图；
[0026] 图5是本发明实施例提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂中第一连接件的结构示意图；
[0027] 图6是本发明实施例提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂中固定器组件的结构示意图；
[0028] 图7是本发明实施例提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂中固定器组件的释放状态示意图；
[0029] 图8是本发明实施例提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂中固定器组件的锁紧状态示意图。
具体实施方式
[0030] 下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
[0031] 在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
[0032] 除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0033] 如图1‑8，在本申请实施例中，本发明提供了一种新型模块化电驱动水下机械臂，包括：
[0034] 机械臂组件100，用于连接水下机器人；
[0035] 固定器组件200，用于连接所述机械臂组件100和执行器；所述固定器组件200的第一端与所述机械臂组件100连接而第二端与所述执行器连接。
[0036] 在本申请实施例中，机械臂组件100与水下机器人的主体部分连接，固定器组件200用于可拆卸地安装执行器，且同时与机械臂组件100连接，可满足水下机器人的不同功能需要而选择性地安装和拆卸不同的执行器。
[0037] 如图1‑8，在本申请实施例中，所述机械臂组件100包括：第一关节驱动器110、第二关节驱动器120、第三关节驱动器130、第四关节驱动器140、第一连接件150、第二连接件160、第三连接件170和第四连接件180，其中，所述第一关节驱动器110的第一端连接所述固定器组件200的第一端而第二端安装于所述第一连接件150的第一端，所述第二关节驱动器
120的第一端安装于所述第一连接件150的第二端而第二端安装于所述第二连接件160的第一端，所述第三关节驱动器130的第一端安装于所述第二连接件160的第二端而第二端安装于所述第三连接件170的第一端，所述第四关节驱动器140的第一端安装于所述第三连接件
170的第二端而第二端安装于所述第四连接件180的第一端。
[0038] 在本申请实施例中，机械臂组件100共有4个自由度，分别通过第一关节驱动器110、第二关节驱动器120、第三关节驱动器130和第四关节驱动器140实现。
[0039] 如图1‑8，在本申请实施例中，所述第一关节驱动器110包括：第一外壳1101、第一转子端盖1102、第一后端盖1103、第一轴承环1104、第一活塞压环1105、第一压力活塞1106、第一电机1107、第一固定板1108、第一一级减速器1109、第一一级行星架1110、第一二级减速器1111、第一二级行星架1112、第一轴承套1113、第一O型密封圈1114和第一斯特封密封圈1115，其中，所述第一转子端盖1102安装于所述第一外壳1101的第一端，且所述第一外壳1101的第一端伸入所述第一转子端盖1102内部，并于二者之间形成第一外空间，所述第一后端盖1103安装于所述第一外壳1101的第二端，且伸入所述第一外壳1101的第二端内部，并于二者之间形成第一内空间，所述第一外壳1101的第一端朝向所述第一转子端盖1102内部延伸形成第一凸出部1116，所述第一轴承环1104套设于所述第一凸出部1116上，且与所述第一转子端盖1102内壁抵紧，所述第一活塞压环1105和所述第一压力活塞1106设置于所述第一外空间中，所述第一凸出部1116上设置有第一安装部，所述第一安装部连通所述第一外空间和所述第一内空间，所述第一压力活塞1106密封设置于所述第一安装部中，所述第一活塞压环1105套设于所述第一安装部上，且压紧所述第一压力活塞1106，所述第一电机1107、所述第一固定板1108、所述第一一级减速器1109、所述第一一级行星架1110、所述第一二级减速器1111、所述第一二级行星架1112和所述第一轴承套1113均设置于所述第一内空间中，所述第一电机1107设置于所述第一固定板1108上，所述第一一级减速器1109设置于所述第一一级行星架1110上，所述第一二级减速器1111设置于所述第一二级行星架
1112上，所述第一电机1107的输出轴穿过所述第一固定板1108与所述第一一级减速器1109连接，所述第一一级行星架1110的输出轴与所述第一二级减速器1111连接，所述第一二级行星架1112的输出轴穿过所述第一凸出部1116与所述第一转子端盖1102连接，所述第一轴承套1113套设于所述第一二级行星架1112的输出轴上，且与所述第一外壳1101内壁抵紧，所述第一内空间内部充满不导电油液，所述第一转子端盖1102上设置有第一通孔1117，所述第一压力活塞1106的第一面与所述不导电油液接触而第二面通过所述第一活塞压环
1105和所述第一通孔1117与外界海水接触，所述第一O型密封圈1114套设于所述第一压力活塞1106上，且与所述第一安装部内壁密封连接，所述第一斯特封密封圈1115套设于所述第一二级行星架1112的输出轴上，且与所述第一凸出部1116内壁密封连接。
[0040] 在本申请实施例中，当第一电机1107工作时，第一电机1107带动第一一级减速器1109转动，第一一级减速器1109带动第一一级行星架1110转动，第一一级行星架1110带动第一二级减速器1111转动，第一二级减速器1111带动第一二级行星架1112转动，第一二级行星架1112的输出轴带动第一转子端盖1102转动，第一转子端盖1102带动负载转动。第一外空间内部充满不导电油液，外部海水经由第一通孔1117作用在第一压力活塞1106上，第一压力活塞1106上开有三个圆周槽，圆周槽中装有第一O型密封圈1114，防止海水进入，第一压力活塞1106同时与不导电油液接触，将海水压力传导至内部油液，减小第一关节驱动器110内外压力差，能增大第一关节驱动器110承压能力，增大水下机械臂的工作水深。
[0041] 在本申请实施例中，所述第二关节驱动器120包括：第二外壳、第二转子端盖、第二后端盖、第二轴承环、第二活塞压环、第二压力活塞、第二电机、第二固定板、第二一级减速器、第二一级行星架、第二二级减速器、第二二级行星架、第二轴承套、第二O型密封圈和第二斯特封密封圈，其中，所述第二转子端盖安装于所述第二外壳的第二端，且所述第二外壳的第二端伸入所述第二转子端盖内部，并于二者之间形成第二外空间，所述第二后端盖安装于所述第二外壳的第二端，且伸入所述第二外壳的第二端内部，并于二者之间形成第二内空间，所述第二外壳的第二端朝向所述第二转子端盖内部延伸形成第二凸出部，所述第二轴承环套设于所述第二凸出部上，且与所述第二转子端盖内壁抵紧，所述第二活塞压环和所述第二压力活塞设置于所述第二外空间中，所述第二凸出部上设置有第二安装部，所述第二安装部连通所述第二外空间和所述第二内空间，所述第二压力活塞密封设置于所述第二安装部中，所述第二活塞压环套设于所述第二安装部上，且压紧所述第二压力活塞，所述第二电机、所述第二固定板、所述第二一级减速器、所述第二一级行星架、所述第二二级减速器、所述第二二级行星架和所述第二轴承套均设置于所述第二内空间中，所述第二电机设置于所述第二固定板上，所述第二一级减速器设置于所述第二一级行星架上，所述第二二级减速器设置于所述第二二级行星架上，所述第二电机的输出轴穿过所述第二固定板与所述第二一级减速器连接，所述第二一级行星架的输出轴与所述第二二级减速器连接，所述第二二级行星架的输出轴穿过所述第二凸出部与所述第二转子端盖连接，所述第二轴承套套设于所述第二二级行星架的输出轴上，且与所述第二外壳内壁抵紧，所述第二内空间内部充满不导电油液，所述第二转子端盖上设置有第二通孔，所述第二压力活塞的第二面与所述不导电油液接触而第二面通过所述第二活塞压环和所述第二通孔与外界海水接触，所述第二O型密封圈套设于所述第二压力活塞上，且与所述第二安装部内壁密封连接，所述第二斯特封密封圈套设于所述第二二级行星架的输出轴上，且与所述第二凸出部内壁密封连接。
[0042] 在本申请实施例中，第二关节驱动器120和第一关节驱动器110的结构和工作原理相同，此处不再赘述。
[0043] 在本申请实施例中，所述第三关节驱动器130包括：第三外壳、第三转子端盖、第三后端盖、第三轴承环、第三活塞压环、第三压力活塞、第三电机、第三固定板、第三一级减速器、第三一级行星架、第三二级减速器、第三二级行星架、第三轴承套、第三O型密封圈和第三斯特封密封圈，其中，所述第三转子端盖安装于所述第三外壳的第三端，且所述第三外壳的第三端伸入所述第三转子端盖内部，并于二者之间形成第三外空间，所述第三后端盖安装于所述第三外壳的第三端，且伸入所述第三外壳的第三端内部，并于二者之间形成第三内空间，所述第三外壳的第三端朝向所述第三转子端盖内部延伸形成第三凸出部，所述第三轴承环套设于所述第三凸出部上，且与所述第三转子端盖内壁抵紧，所述第三活塞压环和所述第三压力活塞设置于所述第三外空间中，所述第三凸出部上设置有第三安装部，所述第三安装部连通所述第三外空间和所述第三内空间，所述第三压力活塞密封设置于所述第三安装部中，所述第三活塞压环套设于所述第三安装部上，且压紧所述第三压力活塞，所述第三电机、所述第三固定板、所述第三一级减速器、所述第三一级行星架、所述第三二级减速器、所述第三二级行星架和所述第三轴承套均设置于所述第三内空间中，所述第三电机设置于所述第三固定板上，所述第三一级减速器设置于所述第三一级行星架上，所述第三二级减速器设置于所述第三二级行星架上，所述第三电机的输出轴穿过所述第三固定板与所述第三一级减速器连接，所述第三一级行星架的输出轴与所述第三二级减速器连接，所述第三二级行星架的输出轴穿过所述第三凸出部与所述第三转子端盖连接，所述第三轴承套套设于所述第三二级行星架的输出轴上，且与所述第三外壳内壁抵紧，所述第三内空间内部充满不导电油液，所述第三转子端盖上设置有第三通孔，所述第三压力活塞的第三面与所述不导电油液接触而第三面通过所述第三活塞压环和所述第三通孔与外界海水接触，所述第三O型密封圈套设于所述第三压力活塞上，且与所述第三安装部内壁密封连接，所述第三斯特封密封圈套设于所述第三二级行星架的输出轴上，且与所述第三凸出部内壁密封连接。
[0044] 在本申请实施例中，第三关节驱动器130和第一关节驱动器110的结构和工作原理相同，此处不再赘述。
[0045] 在本申请实施例中，所述第四关节驱动器140包括：第四外壳、第四转子端盖、第四后端盖、第四轴承环、第四活塞压环、第四压力活塞、第四电机、第四固定板、第四一级减速器、第四一级行星架、第四二级减速器、第四二级行星架、第四轴承套、第四O型密封圈和第四斯特封密封圈，其中，所述第四转子端盖安装于所述第四外壳的第四端，且所述第四外壳的第四端伸入所述第四转子端盖内部，并于二者之间形成第四外空间，所述第四后端盖安装于所述第四外壳的第四端，且伸入所述第四外壳的第四端内部，并于二者之间形成第四内空间，所述第四外壳的第四端朝向所述第四转子端盖内部延伸形成第四凸出部，所述第四轴承环套设于所述第四凸出部上，且与所述第四转子端盖内壁抵紧，所述第四活塞压环和所述第四压力活塞设置于所述第四外空间中，所述第四凸出部上设置有第四安装部，所述第四安装部连通所述第四外空间和所述第四内空间，所述第四压力活塞密封设置于所述第四安装部中，所述第四活塞压环套设于所述第四安装部上，且压紧所述第四压力活塞，所述第四电机、所述第四固定板、所述第四一级减速器、所述第四一级行星架、所述第四二级减速器、所述第四二级行星架和所述第四轴承套均设置于所述第四内空间中，所述第四电机设置于所述第四固定板上，所述第四一级减速器设置于所述第四一级行星架上，所述第四二级减速器设置于所述第四二级行星架上，所述第四电机的输出轴穿过所述第四固定板与所述第四一级减速器连接，所述第四一级行星架的输出轴与所述第四二级减速器连接，所述第四二级行星架的输出轴穿过所述第四凸出部与所述第四转子端盖连接，所述第四轴承套套设于所述第四二级行星架的输出轴上，且与所述第四外壳内壁抵紧，所述第四内空间内部充满不导电油液，所述第四转子端盖上设置有第四通孔，所述第四压力活塞的第四面与所述不导电油液接触而第四面通过所述第四活塞压环和所述第四通孔与外界海水接触，所述第四O型密封圈套设于所述第四压力活塞上，且与所述第四安装部内壁密封连接，所述第四斯特封密封圈套设于所述第四二级行星架的输出轴上，且与所述第四凸出部内壁密封连接。
[0046] 在本申请实施例中，第四关节驱动器140和第一关节驱动器110的结构和工作原理相同，此处不再赘述。
[0047] 如图5，在本申请实施例中，所述第一连接件150包括：第一安装腔151和第一紧固腔152，所述第二连接件160包括：第二安装腔和第二紧固腔，其中，所述第一关节驱动器110的第二端安装于所述第一安装腔151中，所述第二关节驱动器120的第一端安装于所述第一紧固腔152中，所述第二关节驱动器120的第二端安装于所述第二安装腔中，所述第三关节驱动器130的第一端安装于所述第二紧固腔中。
[0048] 在本申请实施例中，所述第三连接件170包括：第三安装腔和第三紧固腔，所述第四连接件180包括：第四安装腔和第四紧固腔，其中，所述第三关节驱动器130的第二端安装于所述第三安装腔中，所述第四关节驱动器140的第一端安装于所述第三紧固腔中，所述第四关节驱动器140的第二端安装于所述第四安装腔中，所述第四紧固腔与所述水下机器人连接。
[0049] 在本申请实施例中，第一安装腔151和第一紧固腔152之间呈一定角度布置，用于安装第一关节驱动器110和第二关节驱动器120。第二连接件160、第三连接件170和第四连接件180的结构和工作原理和第一连接件150的结构和工作原理类似，此处不再赘述。
[0050] 如图6‑8，在本申请实施例中，所述固定器组件200包括：执行器端盖201、固定筒202、滑动环203、铰接件204、联轴器205、转动电机206、固定盖207、电机后端盖208、挡板
209、丝杆210、丝杆螺母211、连杆212和固定器端盖213，其中，所述电机后端盖208设置于所述固定筒202的第一端，所述固定器端盖213设置于所述固定筒202的第二端，所述固定筒
202与所述固定盖207连接，且第二端伸入所述固定盖207内部，所述滑动环203、所述铰接件
204、所述联轴器205、所述转动电机206、所述挡板209、所述丝杆210、所述丝杆螺母211和所述连杆212均设置于所述固定筒202内部，所述转动电机206的输出轴穿过所述挡板209与所述联轴器205连接，所述联轴器205与所述丝杆210连接，所述滑动环203套设于所述丝杆210上，所述丝杆螺母211设置于所述丝杆210上，所述铰接件204的第一端与所述固定筒202内壁铰接而第二端与所述连杆212第一端铰接，所述连杆212的第二端与所述丝杆螺母211铰接，所述固定筒202的第一端上对应所述铰接件204处设置有通槽214，所述执行器端盖201套设于所述固定筒202的第一端，所述转动电机206驱动所述丝杆210转动，所述丝杆210带动所述丝杆螺母211沿自身运动，所述丝杆螺母211带动所述连杆212运动以使所述铰接件
204伸出所述通槽214而锁紧所述执行器端盖201或缩入所述通槽214而释放所述执行器端盖201，所述固定盖207与所述机械臂组件100中第一关节驱动器110的第一端连接。
[0051] 在本申请实施例中，固定器组件200的作用是实现自主更换机械臂组件100前端执行器，其中执行器端盖201与执行器相连，固定盖207与机械臂组件100相连，丝杆210通过联轴器205与转动电机206连接，转动电机206带动丝杆210转动，丝杆螺母211在丝杆210上做直线运动，通过连杆212带动铰接在固定筒202上的铰接件204做一定角度范围内的摆动，铰接件204闭合状态如图7所示，此时丝杆螺母211到达行程最大处，固定器组件200释放前端的执行器；铰接件204张开状态如图8所示，此时固定器组件200将前端执行器锁紧在机械臂组件100上。
[0052] 本申请提供的一种新型模块化电驱动水下机械臂及水下机器人具有如下有益效果：
[0053] (1)采用改进的动密封结构，使得水下机械臂能抗较高水压，且作业水深增大；
[0054] (2)采用模块化结构，降低水下机械臂的维修难度；
[0055] (3)可在水下更换前端执行器，使得水下机械臂适应多工况需求。
[0056] 需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0057] 总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
