CN109693258B - 水下机械夹爪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下机械夹爪，包括：夹爪座、左、右夹爪，左夹爪内侧的第一铰接杆和右夹爪内侧的第二铰接杆均铰接于夹爪座底部；在夹爪座上设置有容纳腔，经环氧树脂固化的电磁线圈卡嵌于容纳腔中，推动杆竖向活动穿插设置于电磁线圈的中部通孔中，推动杆顶部穿过容纳腔顶部通孔后与上、下为不同磁极的磁铁固定连接；推动杆底部穿过容纳腔底部通孔后与第一连杆顶端以及第二连杆顶端铰连接，第一连杆底端铰接于左夹爪顶部，第二连杆底端铰接于右夹爪顶部；左夹爪、右夹爪配合夹紧工件时，推动杆位于下限位置，第一连杆顶端低于第一连杆底端，第二连杆顶端低于第二连杆底端。该水下机械夹爪能在任意压差环境下使用，且具有夹紧自锁功能。
Description
技术领域
本发明涉及水下设备技术领域，尤其涉及一种水下机械夹爪。
背景技术
海洋中蕴藏着丰富的资源，随着科学技术的快速发展，人类开发和利用海洋的速度也在逐渐加快，所涉及的海洋工程也日益增多。由于水下环境的恶劣性，水下机器人已成为海底勘探和作业的一种重要设备。
水下机器人的作业能力主要依靠搭载于机械臂上的水下机械夹爪完成。目前控制水下机械夹爪作业的控制方式有两种：一种是采用复杂的控制电路控制水下机械夹爪作业，但是采用复杂的控制电路需要采用特殊密封舱对控制电路及电路元器件进行防水密封，但是在实际使用过程中即便采用特殊密封舱也无法保证百分百密封防水，依然存在隐患；此外还要考虑密封舱使用过程中存在的水压差作用。另一种是采用气压或液压控制水下机械夹爪作业，采用气压系统或液压系统虽然对防水要求不严格，但气压系统或液压系统会增加水下机械夹爪的重量，增加操作人员的负担，且操作水下机械夹爪作业十分不灵活。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种结构轻巧、无需特殊密封的水下机械夹爪，该水下机械夹爪可以在任意压差环境下使用，且水下机械夹爪夹紧工件后对工件具有夹紧自锁功能。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的水下机械夹爪，包括：夹爪座、左夹爪和右夹爪，在左夹爪内侧设置有第一铰接杆，在右夹爪内侧设置有第二铰接杆，第一铰接杆和第二铰接杆均铰接于夹爪座底部；在夹爪座上设置有容纳腔，经环氧树脂固化的电磁线圈卡嵌于容纳腔中，推动杆竖向活动穿插设置于电磁线圈的中部通孔中，推动杆顶部穿过容纳腔顶部通孔后与磁铁固定连接，磁铁上、下为不同磁极；推动杆底部穿过容纳腔底部通孔后向下伸出，第一连杆顶端铰接于伸出容纳腔底部通孔外的推动杆底部，第一连杆底端铰接于左夹爪顶部，第二连杆顶端铰接于伸出容纳腔底部通孔外的推动杆底部，第二连杆底端铰接于右夹爪顶部；左夹爪、右夹爪配合夹紧工件时，推动杆位于下限位置，第一连杆顶端低于第一连杆底端，第二连杆顶端低于第二连杆底端。
进一步地，前述的水下机械夹爪，其中，在左夹爪内侧的夹持面上设置有由软塑料或橡胶制成的第一夹紧缓冲件，在右夹爪内侧的夹持面上设置有由软塑料或橡胶制成的第二夹紧缓冲件。
进一步地，前述的水下机械夹爪，其中，第一夹紧缓冲件内侧的夹持面为内凹的圆弧面，第二夹紧缓冲件内侧的夹持面为内凹的圆弧面。
进一步地，前述的水下机械夹爪，其中，第一铰接杆和第二铰接杆铰接于夹爪座同一位置；第一连杆顶端和第二连杆顶端铰接于推动杆同一位置。
进一步地，前述的水下机械夹爪，其中，左夹爪、右夹爪配合夹紧工件时，推杆底部抵靠于第一铰接杆与夹爪座铰接处、或推动杆底部抵靠于第二铰接杆与夹爪座铰接处。
本发明的有益效果是：①将整个水下机械夹爪设计成开放式无特殊密封舱结构，在使用过程中就无需考虑水压差，水下机械夹爪可以在任意压差环境下使用，尤其是深水高压环境；②该水下机械夹爪结构简单、轻巧，且水下机械夹爪夹紧工件后对工件具有夹紧自锁功能。
附图说明
图1是本发明所述的水下机械夹爪的结构示意图。
图2是图1中水下机械夹爪的立体结构示意图。
图3是图1中水下机械夹爪夹紧工件的结构示意图。
图4是图3中水下机械夹爪的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
实施例一
如图1和图2所示，本实施例所述的水下机械夹爪，包括：夹爪座1、左夹爪2和右夹爪3，在左夹爪2内侧设置有第一铰接杆21，在右夹爪3内侧设置有第二铰接杆31，第一铰接杆21和第二铰接杆31均铰接于夹爪座1底部。为方便加工、安装、及结构简单化等，通常使第一铰接杆21和第二铰接杆31铰接于夹爪座1同一位置，即第一铰接杆21与夹爪座1的铰接点和第二铰接杆31与夹爪座1的铰接点均为同一铰接点A点。在夹爪座1上设置有容纳腔，该容纳腔无需密封，经环氧树脂固化的电磁线圈4卡嵌于容纳腔中，推动杆5竖向活动穿插设置于电磁线圈4的中部通孔中，经环氧树脂固化的电磁线圈4具有防腐、防水性能。推动杆5顶部穿过容纳腔顶部通孔后与磁铁6固定连接，磁铁6上、下为不同磁极。推动杆5底部穿过容纳腔底部通孔后向下伸出，第一连杆7顶端铰接于伸出容纳腔底部通孔外的推动杆5底部，第一连杆7底端铰接于左夹爪2顶部；第二连杆8顶端铰接于伸出容纳腔底部通孔外的推动杆5底部，第二连杆8底端铰接于右夹爪3顶部。为方便加工、安装及结构简单化等，通常使第一连杆7顶端和第二连杆8顶端铰接于推动杆5同一位置，即第一连杆7与推动杆5的铰接点和第二连杆8与推动杆5的铰接点均为同一铰接点。工作时，电磁线圈4中通入直流电产生磁场，使磁铁6向下运动吸合时，磁铁6带动推动杆5向下运动至下限位置；当电磁线圈4中通入反向直流电时，磁铁6反方向运动，带动推动杆5向上运动至上限位置。
如图3和图4所示，本实施例中左夹爪2、右夹爪3配合夹紧工件时，推动杆位于下限位置，第一连杆7顶端低于第一连杆7底端，第二连杆8顶端低于第二连杆8底端。此时，位于水下机械夹爪中的工件会有下沉作用力，下沉作用力会对左夹爪2、右夹爪3产生向外的推力、迫使水下机械夹爪张开，如需使位于夹紧状态时的左夹爪2、右夹爪3向外张开，则需要推动推动杆5继续向下运动，而此时推动杆5已经处于下限位置，已然无法继续向下运动，因而该结构的水下机械夹爪夹紧工件后对工件具有夹紧自锁功能。为进一步保证水下机械夹爪的夹紧自锁功能的稳定性，本实施例中当推动杆5位于下限位置时，推动杆5底部抵靠于第一铰接杆21与夹爪座1铰接处、或推动杆5底部抵靠于第二铰接杆31与夹爪座1铰接处。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于：如图1所示，在左夹爪2内侧的夹持面上设置有由软塑料或橡胶制成的第一夹紧缓冲件9，第一夹紧缓冲件内侧的夹持面为内凹的圆弧面。在右夹爪3内侧的夹持面上设置有由软塑料或橡胶制成的第二夹紧缓冲件10，第二夹紧缓冲件10内侧的夹持面为内凹的圆弧面。第一夹紧缓冲件9、第二夹紧缓冲件10的设置能有效保护工件表面不被夹伤。其余结构和使用方式与实施例一相同，不再赘述。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的优点是：①将整个水下机械夹爪设计成开放式无特殊密封舱结构，在使用过程中就无需考虑水压差，水下机械夹爪可以在任意压差环境下使用，尤其是深水高压环境；②该水下机械夹爪结构简单、轻巧，且水下机械夹爪夹紧工件后对工件具有夹紧自锁功能。
Claims (2)
1.水下机械夹爪，包括：夹爪座、左夹爪和右夹爪，其特征在于：在左夹爪内侧设置有第一铰接杆，在右夹爪内侧设置有第二铰接杆，第一铰接杆和第二铰接杆均铰接于夹爪座底部；在夹爪座上设置有容纳腔，经环氧树脂固化的电磁线圈卡嵌于容纳腔中，推动杆竖向活动穿插设置于电磁线圈的中部通孔中，推动杆顶部穿过容纳腔顶部通孔后与磁铁固定连接，磁铁上、下为不同磁极；推动杆底部穿过容纳腔底部通孔后向下伸出，第一连杆顶端铰接于伸出容纳腔底部通孔外的推动杆底部，第一连杆底端铰接于左夹爪顶部，第二连杆顶端铰接于伸出容纳腔底部通孔外的推动杆底部，第二连杆底端铰接于右夹爪顶部；左夹爪、右夹爪配合夹紧工件时，推动杆位于下限位置，第一连杆顶端低于第一连杆底端，第二连杆顶端低于第二连杆底端；
在左夹爪内侧的夹持面上设置有由软塑料或橡胶制成的第一夹紧缓冲件，在右夹爪内侧的夹持面上设置有由软塑料或橡胶制成的第二夹紧缓冲件；第一夹紧缓冲件内侧的夹持面为内凹的圆弧面，第二夹紧缓冲件内侧的夹持面为内凹的圆弧面；
第一铰接杆和第二铰接杆铰接于夹爪座同一位置；第一连杆顶端和第二连杆顶端铰接于推动杆同一位置。
2.根据权利要求1所述的水下机械夹爪，其特征在于：推动杆位于下限位置时，推杆底部抵靠于第一铰接杆与夹爪座铰接处、或推动杆底部抵靠于第二铰接杆与夹爪座铰接处。
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