[发明专利]一种紧凑型电动水密关节

说明书

本发明公开了一种紧凑型电动水密关节，包括：具有空腔A和空腔B的壳体、伺服电机、传动链、谐波减速器和旋转变压器，中间平台隔开两层空腔；中间平台上开设通孔A，壳体上开设与通孔A同轴的通孔B，谐波减速器安装在中间平台上端面，谐波减速器的输出端从壳体的通孔B伸出并在二者的连接处动密封，其输入端从中间平台上的通孔A伸入空腔B，伺服电机固定在中间平台上，其输出轴从中间平台上另一个通孔伸入空腔B中，伺服电机的输出轴和谐波减速器的输入端之间通过传动链传动；旋转变压器安装在中间平台上端面，其与谐波减速器的输出端之间同步传动，谐波减速器的输出端作为水密关节输出轴，旋转变压器用于检测水密关节的转角。

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，具体涉及一种紧凑型电动水密关节。

背景技术

水下机器人越来越广泛地应用于水下探测、水下工程作业领域。现有技术中的水下机器人采用液压水下电动执行器(或者液压关节)，而液压设备存在泄露、低效、控制精度低等问题，电动水密关节(电动水下执行器)具有显著的优势，但是，现有技术中存在电动水密关节的集成度不高的缺陷，由此带来搭载能源有限、不能高精度位置控制或输出力不便于控制等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种紧凑型电动水密关节，将伺服电机输出轴和水密关节输出轴进行空间平行布置，通过静密封、动密封和传动链的组合，能够实现电动水密关节的高效紧凑集成。

本发明的技术方案为：一种紧凑型电动水密关节，包括：具有上下两层空腔的壳体、伺服电机、传动链、谐波减速器、旋转变压器和驱动器，令两层空腔分别为空腔A和空腔B，隔开两层空腔的结构件作为中间平台；中间平台上开设通孔A，壳体上开设与通孔A同轴的通孔B，令中间平台上端面和下端面分别朝向空腔A和空腔B，谐波减速器安装在中间平台上端面，谐波减速器的输出端从壳体的通孔B伸出并在二者的连接处动密封，其输入端从中间平台上的通孔A伸入空腔B，伺服电机固定在中间平台上端面，其输出轴从中间平台上另一个通孔伸入空腔B中，伺服电机的输出轴和谐波减速器的输入端之间通过传动链传动；旋转变压器安装在中间平台上端面，其与谐波减速器的输出端之间同步传动，谐波减速器的输出端作为水密关节输出轴，旋转变压器用于检测水密关节的转角；驱动器安装在中间平台上，其与伺服电机输入轴连接，用于驱动伺服电机。

优选地，还包括同步传动带，所述旋转变压器和水密关节输出轴之间通过同步传动带实现二者的同步传动。

优选地，所述壳体与水密关节输出轴连接处设置两个以上密封圈B。

优选地，所述传动链为多级传动链，包括：两级以上齿轮传动或两级以上带传动或一级以上齿轮传动和一级以上带传动的组合传动。

优选地，所述壳体包括：上部壳体、中间壳体和下部壳体，上部壳体和下部壳体均为一端开口的空腔结构，中间壳体为内部设有隔板的框架结构，中间平台为中间壳体的隔板，上部壳体、中间壳体和下部壳体从上往下依次固定连接，相邻壳体之间静密封；所述上部壳体和中间壳体形成所述空腔A，所述中间壳体和下部壳体形成所述空腔B。

优选地，所述中间平台与所述壳体之间可拆卸连接。

有益效果：

(1)本发明将伺服电机输出轴和水密关节输出轴进行空间平行布置，通过静密封、动密封和传动链的组合，能够实现电动水密关节的高效紧凑集成。

(2)本发明通过在谐波减速器的输出端和旋转变压器之间设置同步传动带，实现将水密关节输出轴的运动传导到旋转变压器，相比于现有技术中谐波减速器的输出端和旋转变压器之间同轴布置的方式，一方面避免了旋转变压器的中心孔径对水密关节输出轴的轴径的限制，另一方面也压缩了水密关节在其轴向的尺寸。

(3)本发明的伺服电机的输出轴和谐波减速器的输入端之间通过多级传动链传动，能够实现伺服电机与谐波减速器之间更大减速比的传动，有利于实现伺服电机与谐波减速器的最佳匹配。