一种应用于复杂热环境的动力机械手

摘要

本发明公开了一种应用于复杂热环境的动力机械手，属于机械手技术领域，包括支撑臂一，所述支撑臂一的顶部设置有驱动装置，所述驱动装置通过传动连接装置与转向传动装置的一侧传动连接，所述转向传动装置的一侧设置有支撑臂二，所述支撑臂二的一侧设置有驱动装置二，所述驱动装置与驱动装置二结构相同，且驱动装置与驱动装置二的两侧均连通有通水口，所述驱动装置二包括电机、控制元件放置仓、控制元件、通水降温仓、外壳。它可以实现，通过将电机放置在机械臂内，并对电机与控制模块进行集中散热，达到在高温环境下对机械手的保护，同时机械手安装方便快捷，方便进行后期的维修养护，同时提高机械手适用性。

权利要求

1.一种应用于复杂热环境的动力机械手，包括支撑臂一（1），其特征在于：所述支撑臂一（1）的顶部设置有驱动装置二（6），所述驱动装置二（6）通过传动连接装置（3）与转向传动装置（4）的一侧传动连接，所述转向传动装置（4）的一侧设置有支撑臂二（5），所述支撑臂二（5）的一侧设置有驱动装置（2），所述驱动装置（2）与驱动装置二（6）结构相同，且驱动装置（2）与驱动装置二（6）的两侧均连通有通水口（7）；

所述驱动装置二（6）包括电机（601）、控制元件放置仓（602）、控制元件（603）、通水降温仓（604）、外壳（605），所述电机（601）与传动连接装置（3）的一侧传动连接，所述电机（601）设置在外壳（605）的内部，所述外壳（605）的一侧设置有控制元件放置仓（602），所述控制元件放置仓（602）内设置有控制元件（603），所述电机（601）的外壁与外壳（605）之间开设有通水降温仓（604）；

所述转向传动装置（4）包括固定仓（401）、传动轴（402）、锥齿轮一（403）、锥齿轮二（404）、传动连接头二（405）、传动块（406）、传动环（407）、固定板（408）、传动连接头（409）、花键槽（410）；

所述传动连接装置（3）包括连接扣（310），所述传动连接装置（3）由两个对称设置的连接扣（310）固定连接组成；

所述连接扣（310）包括连接杆（301）、螺母（302）、滑动套（303）、弹簧（304）、拖动扣（305）、花键轴（306）、锥形槽（307）、限位圆球（308）、限位套（309）；

一端的所述连接扣（310）与传动连接头（409）连接，另一端的所述连接扣（310）通过花键轴（306）与电机（601）传动连接；

所述花键轴（306）插接在传动连接头（409）内，所述花键轴（306）固定连接在连接杆（301）顶部开设的凹槽中部，所述连接杆（301）的中部外侧固定连接有限位台，所述连接杆（301）的外侧套接有弹簧（304），所述弹簧（304）的一端与连接杆（301）外侧的限位台贴合，所述连接杆（301）靠近顶部的外侧均匀开设有多个锥形槽（307），所述锥形槽（307）为由连接杆（301）外壁至连接杆（301）内部孔径逐渐减小的锥形孔，所述锥形槽（307）内设置有限位圆球（308），所述连接杆（301）的外侧滑动套接有滑动套（303），所述滑动套（303）的内壁中部设置有用于挤压限位圆球（308）的圆环，且圆环的内径与连接杆（301）的顶部外侧相适配，所述弹簧（304）的一端与滑动套（303）的内壁的圆环一侧贴合，所述连接杆（301）的顶部固定连接有限位套（309），所述限位套（309）的外壁直径大于滑动套（303）的内壁的圆环内径；

所述固定仓（401）的中部转动连接有传动轴（402），所述传动轴（402）外侧传动连接有锥齿轮二（404），所述锥齿轮二（404）的一侧传动连接有锥齿轮一（403），所述传动轴（402）的一端外侧处传动连接有传动块（406），所述传动块（406）的外侧通过销与传动环（407）传动连接；

所述传动轴（402）的另一端传动连接有传动连接头二（405），所述锥齿轮一（403）的传动轴的另一端固定连接有传动连接头（409），所述传动连接头（409）和传动连接头二（405）的内部开设有花键槽（410），所述传动环（407）的外侧固定连接有固定板（408），所述固定板（408）与支撑臂二（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于复杂热环境的动力机械手，其特征在于：所述固定仓（401）设置在支撑臂二（5）的一侧，所述传动轴（402）的一侧贯穿并延伸出固定仓（401）。

3.根据权利要求2所述的一种应用于复杂热环境的动力机械手，其特征在于：所述传动连接头二（405）位于固定仓（401）外壁一侧。

4.根据权利要求1所述的一种应用于复杂热环境的动力机械手，其特征在于：所述连接杆（301）的外壁开设有螺纹，且螺纹连接有螺母（302），所述螺母（302）的一端与滑动套（303）一端贴合，所述滑动套（303）的外侧均匀分布有多个拖动扣（305），所述拖动扣（305）为三角形，且三角形的一侧为内凹的圆弧。

5.根据权利要求2所述的一种应用于复杂热环境的动力机械手，其特征在于：所述电机（601）和传动连接头（409）以及传动连接头二（405）的外侧开设有圆弧形凹槽，且圆弧形凹槽内卡接有限位圆球（308）。

说明书

一种应用于复杂热环境的动力机械手

技术领域

[0001] 本发明涉及机械手技术领域，更具体地说，涉及一种应用于复杂热环境的动力机械手。

背景技术

[0002] 机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上
兼有人和机械手机器各自的优点。

[0003] 机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全。

[0004] 而机械手在高温环境下工作时，由于高温会影响铜线的导电性，损坏机械手的控制元件，同时无法快速拆卸，达到对意外损坏的装置部件进行维修或更换。

发明内容

[0005] 1．要解决的技术问题

[0006] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于复杂热环境的动力机械手，它可以实现，通过将电机放置在机械臂内，并对电机与控制模块进行集中散热，
达到在高温环境下对机械手的保护，同时机械手安装方便快捷，方便进行后期的维修养护，
同时提高机械手适用性。

[0007] 2．技术方案

[0008] 为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

[0009] 一种应用于复杂热环境的动力机械手，包括支撑臂一，所述支撑臂一的顶部设置有驱动装置二，所述驱动装置二通过传动连接装置与转向传动装置的一侧传动连接，所述
转向传动装置的一侧设置有支撑臂二，所述支撑臂二的一侧设置有驱动装置，所述驱动装
置与驱动装置二结构相同，且驱动装置与驱动装置二的两侧均连通有通水口；

[0010] 所述驱动装置二包括电机、控制元件放置仓、控制元件、通水降温仓、外壳，所述电机与传动连接装置的一侧传动连接，所述电机设置在外壳的内部，所述外壳的一侧设置有
控制元件放置仓，所述控制元件放置仓内设置有控制元件，所述电机的外壁与外壳之间开
设有通水降温仓；

[0011] 所述转向传动装置包括固定仓、传动轴、锥齿轮一、锥齿轮二、传动连接头二、传动块、传动环、固定板、传动连接头、花键槽；

[0012] 所述传动连接装置包括连接扣，所述传动连接装置由两个对称设置的连接扣固定连接组成；

[0013] 所述连接扣包括连接杆、螺母、滑动套、弹簧、拖动扣、花键轴、锥形槽、限位圆球、限位套；

[0014] 一端的所述连接扣与传动连接头连接，另一端的所述连接扣通过花键轴与电机传动连接；

[0015] 所述花键轴插接在传动连接头内，所述花键轴固定连接在连接杆顶部开设的凹槽中部，所述连接杆的中部外侧固定连接有限位台，所述连接杆的外侧套接有弹簧，所述弹簧
的一端与连接杆外侧的限位台贴合，所述连接杆靠近顶部的外侧均匀开设有多个锥形槽，
所述锥形槽为由连接杆外壁至连接杆内部孔径逐渐减小的锥形孔，所述锥形槽内设置有限
位圆球，所述连接杆的外侧滑动套接有滑动套，所述滑动套的内壁中部设置有用于挤压限
位圆球的圆环，且圆环的内径与连接杆的顶部外侧相适配，所述弹簧的一端与滑动套的内
壁的圆环一侧贴合，所述连接杆的顶部固定连接有限位套，所述限位套的外壁直径大于滑
动套的内壁的圆环内径。

[0016] 进一步的，所述固定仓设置在支撑臂二的一侧，所述固定仓的中部转动连接有传动轴，所述传动轴的一侧贯穿并延伸出固定仓，所述传动轴外侧传动连接有锥齿轮二，所述
锥齿轮二的一侧传动连接有锥齿轮一，所述传动轴的一端外侧处传动连接有传动块，所述
传动块的外侧通过销与传动环传动连接。

[0017] 进一步的，所述传动轴的另一端传动连接有传动连接头二，所述锥齿轮一的传动轴的另一端固定连接有传动连接头，所述传动连接头和传动连接头二的内部开设有花键
槽，所述传动连接头二位于固定仓外壁一侧，所述传动环的外侧固定连接有固定板，所述固
定板与支撑臂二连接。

[0018] 进一步的，所述连接杆的外壁开设有螺纹，且螺纹连接有螺母，所述螺母的一端与滑动套一端贴合，所述滑动套的外侧均匀分布有多个拖动扣，所述拖动扣为三角形，且三角
形的一侧为内凹的圆弧。

[0019] 进一步的，所述电机和传动连接头以及传动连接头二的外侧开设有圆弧形凹槽，且圆弧形凹槽内卡接有限位圆球。

[0020] 3．有益效果

[0021] 相比于现有技术，本发明的优点在于：

[0022] （1）本方案通过拉动拖动扣，拖动滑动套下移，使得滑动套对限位圆球的下压力撤离，之后再将花键轴与花键槽对齐，并将花键轴插接在花键槽内，此时传动连接头的一侧与
连接杆的凹槽内壁贴合，同时限位圆球卡接在传动连接头的圆弧形凹槽内，此时撤去对滑
动套的下压力，滑动套在弹簧的作用下上移，使得滑动套对限位圆球施加下压力，完成连接
扣与转向传动装置的传动连接，连接较为方便，便于拆卸。

[0023] （2）通过对传动连接头二或传动连接头驱动，使得传动轴转动，进而使得传动块转动，最终通过传动环带动固定板转动，通过驱动装置或驱动装置二对传动连接头二或传动
连接头驱动，达到使得机械臂摆动的目的，可通过调整不对转向传动装置不同的驱动位置，
达到调整机械臂摆动平面调整的目的，提高了机械臂的适用性。

[0024] （3）通过将电机放置在机械臂内，通过驱动装置对转向传动装置进行驱动，使得驱动装置通过转向传动装置能够对相邻的机械臂进行驱动，由于电机位于外壳内，通过对通
水降温仓进行通冷却液，达到对电机与控制元件的进行降温，达到防止外界高温对控制元
件与电机造成的不利影响。

附图说明

[0025] 图1为本发明的结构正轴侧视示意图；

[0026] 图2为本发明的结构俯视剖视示意图；

[0027] 图3为本发明的结构主视剖视示意图；

[0028] 图4为本发明的结构图2的A区示意图；

[0029] 图5为本发明的结构图3的B区示意图；

[0030] 图6为本发明的结构传动连接装置示意图；

[0031] 图7为本发明的结构图6的展开示意图；

[0032] 图8为本发明的结构示意图。

[0033] 图中标号说明：

[0034] 1、支撑臂一；2、驱动装置；3、传动连接装置；301、连接杆；302、螺母；303、滑动套；304、弹簧；305、拖动扣；306、花键轴；307、锥形槽；308、限位圆球；309、限位套；310、连接扣；
4、转向传动装置；401、固定仓；402、传动轴；403、锥齿轮一；404、锥齿轮二；405、传动连接头
二；406、传动块；407、传动环；408、固定板；409、传动连接头；410、花键槽；5、支撑臂二；6、驱
动装置二；601、电机；602、控制元件放置仓；603、控制元件；604、通水降温仓；605、外壳；7、
通水口。

具体实施方式

[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0036] 实施例1：

[0037] 请参阅图1‑8，一种应用于复杂热环境的动力机械手，包括支撑臂一1,所述支撑臂一1的顶部设置有驱动装置二6，所述驱动装置二6通过传动连接装置3与转向传动装置4的
一侧传动连接，所述转向传动装置4的一侧设置有支撑臂二5，所述支撑臂二5的一侧设置有
驱动装置2，所述驱动装置2与驱动装置二6结构相同，且驱动装置2与驱动装置二6的两侧均
连通有通水口7，支撑臂一1固定在转动台上，驱动装置二6的一侧可通过转向传动装置4与
机械手传动连接，或直接与机械手传动连接。

[0038] 参阅图3，驱动装置二6包括电机601、控制元件放置仓602、控制元件603、通水降温仓604、外壳605，电机601与传动连接装置3的一侧传动连接，电机601设置在外壳605的内
部，外壳605的一侧设置有控制元件放置仓602，控制元件放置仓602内设置有控制元件603，
电机601的外壁与外壳605之间开设有通水降温仓604。

[0039] 进一步的，通水降温仓604包覆在控制元件放置仓602与电机601的外侧，可通过通水口7对通水降温仓604内进行填充冷却液，通过回流的冷却液将外界辐射的热度，与电机
601和通水降温仓604工作产生的热量带离，达到降低高温对铜线输电与半导体元件的不利
影响。

[0040] 参阅图4，转向传动装置4包括固定仓401、传动轴402、锥齿轮一403、锥齿轮二404、传动连接头二405、传动块406、传动环407、固定板408、传动连接头409，固定仓401设置在支
撑臂二5的一侧，固定仓401内填充有润滑液，固定仓401的中部转动连接有传动轴402，传动
轴402的一侧贯穿并延伸出固定仓401，传动轴402外侧传动连接有锥齿轮二404，锥齿轮二
404的一侧传动连接有锥齿轮一403，传动轴402的一端外侧处传动连接有传动块406，传动
块406的外侧传动连接有传动环407，传动块406与传动环407的相接处通过销传动连接，传
动环407将固定仓401分割成两部分，且传动环407转动连接在固定仓401的外壁，分割的固
定仓401通过传动轴402进行限位卡接。

[0041] 进一步的，通过对锥齿轮一403驱动使得锥齿轮一403带动锥齿轮二404转动，进而达到带动传动轴402转动，由此达到通过传动块406带动传动环407、固定板408转动，由于驱
动装置2通过传动连接头409对锥齿轮一403传动，通过锥齿轮一403的驱动，能够使得支撑
臂一1与支撑臂二5并列。

[0042] 参阅图3‑4，传动轴402的另一端传动连接有传动连接头二405，锥齿轮一403的传动轴的另一端固定连接有传动连接头409，传动连接头409和传动连接头二405的内部开设
有花键槽410，传动连接头二405位于固定仓401外壁一侧，传动环407的外侧固定连接有固
定板408，固定板408与支撑臂二5连接。

[0043] 参阅图6，传动连接装置3包括连接扣310，传动连接装置3由两个对称设置的连接扣310固定连接组成，一端的连接扣310与传动连接头409连接，另一端的连接扣310通过花
键轴306与电机601传动连接。

[0044] 参阅图5，连接扣310包括连接杆301、螺母302、滑动套303、弹簧304、拖动扣305、花键轴306、锥形槽307、限位圆球308、限位套309,花键轴306插接在传动连接头409内，花键轴
306固定连接在连接杆301顶部开设的凹槽中部，连接杆301的中部外侧固定连接有限位台，
连接杆301的外侧套接有弹簧304，弹簧304的一端与连接杆301外侧的限位台贴合，连接杆
301靠近顶部的外侧均匀开设有多个锥形槽307，锥形槽307为由连接杆301外壁至连接杆
301内部孔径逐渐减小的锥形孔，锥形槽307内设置有限位圆球308，连接杆301的外侧滑动
套接有滑动套303，滑动套303的内壁中部设置有用于挤压限位圆球308的圆环，且圆环的内
径与连接杆301的顶部外侧相适配，弹簧304的一端与滑动套303的内壁的圆环一侧贴合，连
接杆301的顶部固定连接有限位套309，限位套309的外壁直径大于滑动套303的内壁的圆环
内径，通过先将花键轴306插接在花键槽410内，使得连接扣310能够对转向传动装置4驱动，
之后通过拉动拖动扣305，将滑动套303下压，再将限位圆球308卡接在圆弧形凹槽内，之后
撤去对拖动扣305的下压力，使得滑动套303对限位圆球308进行下压，完成与转向传动装置
4的传动连接。

[0045] 参阅图7，连接杆301的外壁开设有螺纹，且螺纹连接有螺母302，螺母302的一端与滑动套303一端贴合，滑动套303的外侧均匀分布有多个拖动扣305，拖动扣305为三角形，且
三角形的一侧为内凹的圆弧，通过转动螺母302使得螺母302与滑动套303的一侧贴合，使得
滑动套303对限位圆球308进行挤压，使得限位圆球308能够卡在传动连接头409的外侧，通
过拖动扣305设置的内凹的圆弧，使得拖动扣305的凹面能与人体指面贴合，方便操作人员
将滑动套303下拉。

[0046] 参阅图5，电机601和传动连接头409以及传动连接头二405的外侧开设有圆弧形凹槽，且圆弧形凹槽内卡接有限位圆球308。

[0047] 进一步的，通过限位圆球308卡接在圆弧形凹槽内，同时电机601和传动连接头409以及传动连接头二405的一侧与连接杆301的开设的凹槽底部紧密贴合，防止传动连接头
409与连接杆301之间存在间隙造成整体连接处晃动。

[0048] 实施例2：

[0049] 请参阅图8,本实施例是相比于实施例1而言，区别在于：驱动装置2或驱动装置二6的传动端通过传动连接装置3与转向传动装置4的传动连接头二405传动连接。

[0050] 相较于转向传动装置4与驱动装置2的轴向垂直式放置，转向传动装置4与驱动装置2同轴向设置，缩小了驱动装置2或驱动装置二6与转向传动装置4连接件的整体宽度，能
够方便设置在转向传动装置4一侧的机械手，更加便捷的穿透过防护门类的孔洞，进行拿取
作业，同时，两种连接方式在支撑臂一1竖置放置时，一个工作平面为中垂面，另一个工作平
面为水平面。

[0051] 在使用时：通过拉动拖动扣305，拖动滑动套303下移，使得滑动套303对限位圆球308的下压力撤离，之后再将花键轴306与花键槽410对齐，并将花键轴306插接在花键槽410
内，当限位圆球308卡接在传动连接头409的圆弧形凹槽内时，撤去对滑动套303的下压力，
滑动套303在弹簧304的作用下上移，使得滑动套303对限位圆球308施加下压力，完成连接
扣310与转向传动装置4的传动连接，通过驱动装置2或驱动装置二6对传动连接头二405或
传动连接头409驱动，使得传动轴402转动，最终通过传动环407带动固定板408转动，达到使
得机械臂摆动的目的，可通过调整不对转向传动装置4不同的驱动位置，达到调整机械臂摆
动平面调整的目的，由于电机601位于外壳605内，通过对通水降温仓604进行通冷却液，达
到对电机601与控制元件603的进行降温，达到防止外界高温对控制元件603与电机601造成
的不利影响。

[0052] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。