[发明专利]一种用于真空环境下的机械手爪

说明书

本发明公开了一种用于真空环境下的机械手爪，电机和行星减速器连接在一起并通过减速器法兰与主体平台固定，编码器固定在电机的尾部，温度传感器固定在电机的表面，两齿轮与安装在主密封盖中的轴承内孔相配合，主密封盖与驱动盒通过螺钉固定，焊接波纹管组件圆筒端通过平键与螺母固定，另一端法兰与驱动盒通过螺栓固定，密封法兰与驱动盒之间通过O型圈密封，钢丝绳一端与波纹管组件连接，一端通过外连杆导向滑轮机构与主动连杆的滑轮部分固定在一起，主动连杆与从动连杆一端固定在主体平台的转动轴上，两者之间通过不完全齿轮啮合传动，手指组件安装在连杆组的另一端，复位弹簧一端与主/从连杆相连，另一端与主体平台相连。

技术领域

本发明涉及机械爪领域，具体是一种用于真空环境下的机械手爪。

背景技术

受控核聚变研究是当今世界科学家为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划。EAST（ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak）正是为了在近堆芯的高参数条件下研究等离子体的稳态和先进运行，深入探索实现聚变能源的工程、物理问题而建造的核聚变实验装置。在装置放电期间，真空室第一壁部件石墨瓦由于处在高温高真空的运行环境下会有不同程度的损坏、甚至部分脱落。如果不及时对石墨瓦进行清理将会对装置的运行造成一定的影响。为了尽可能降低装置运行成本，一种在放电间隙对装置进行检测和维护并且不破坏真空环境的机械臂系统被研制出来。高温高真空（10-6pa）的环境给实现清理任务的机械臂末端执行器-手爪的结构设计带来了困难。而在现有的工业产品中很难找到一种适用于该环境的机械手爪结构。

目前国内外在复杂环境下的手爪设计一定的研究基础，比如应用在太空、深海或粉尘环境下的手爪都有较多成功的案例。但已有的设计无法同时满足手爪的结构尺寸以及EAST装置高温和不破坏真空环境的要求。

发明内容 本发明的目的是提供一种用于真空环境下的机械手爪，以适用于托卡马克真空室高温真空环境，其采用滚珠丝杠传动，效率高、夹持力大，采用焊接波纹管密封，结构紧凑，保证其不污染真空环境，也可应用在工业领域，尤其适合在高真空、水下或粉尘环境下对目标物体进行抓取操作。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于真空环境下的机械手爪，其特征在于：包括有通管形的中心轴沿左右水平方向设置的驱动盒，驱动盒左端、右端盒口外周分别设有环台，且驱动盒左端盒口及环台上法兰连接有密封法兰，驱动盒右端盒口及环台上盖合安装有主密封盖，驱动盒内上部从左向右依次安装有编码器、电机、减速器，所述电机上贴设有温度传感器，编码器安装在电机主轴左端，电机主轴右端与减速器传动连接，所述减速器右侧通过减速器法兰固定在驱动盒内，减速器输出轴向右指向主密封盖，且减速器输出轴上安装有齿轮一，齿轮一右侧中心设有凸台，主密封盖上对应齿轮一位置固定有滚针轴承一，且齿轮一右侧的凸台转动安装在滚针轴承一中，所述密封法兰上对应编码器位置设有密封接头一，所述编码器的输出线、温度传感器的输出线、电机的电线分别从密封接头一引出；

所述驱动盒内下部安装有波纹管组件，所述波纹管组件由筒形部件、波纹管膜片构成，其中筒形部件中心轴沿左右水平方向设置，筒形部件左端中心向左连接有连接柱，所述密封法兰对应连接柱左端位置设有密封接头二，所述连接柱左端安装在密封法兰上对应位置的密封接头二中，且连接柱左端固定有钢丝绳，钢丝绳从密封接头二中穿出，所述波纹管膜片套在连接柱上，且波纹管膜片右端与筒形部件左端固定连接，波纹管膜片左端与密封法兰固定连接，筒形部件内同轴转动设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠左端转动安装在连接柱中，滚珠丝杠右端从筒形部件穿出，位于筒形部件内的滚珠丝杠上螺合安装有丝杠螺母，且丝杠螺母右端与筒形部件右端之间通过平键连接，所述滚珠丝杠穿过筒形部件的右端上安装有齿轮二，所述齿轮二与齿轮一传动啮合，齿轮二右侧中心设有凸台，主密封盖上对应齿轮二位置固定有滚针轴承二，且齿轮二右侧的凸台转动安装在滚针轴承二中，滚珠丝杠上靠近齿轮二位置设有轴肩，驱动盒内下部位于滚珠丝杠上轴肩左、右侧分别设有推力球轴承，两推力球轴承分别套在滚珠丝杠上并与滚珠丝杠相对转动配合；