CN112314542A - 海洋生物捕捞多面体手爪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了海洋生物捕捞多面体手爪，属于海洋捕捞设备领域。包括输入端、第一类支链、第二类支链，其中输入端是通过电机和丝杠以及滑轨的配合使太阳杆在电机正转时上移，电机反转时下移；丝杠和太阳杆螺纹配合，有自锁功能，用于增强机构封闭性和保护电机。第一类支链与第二类支链的一级连杆均与太阳杆连接，使太阳杆带动支链运动，太阳杆的上移支链张开，太阳杆下移支链闭合；支链的连杆和侧板设计成三个串联的四杆机构，使支链自由度为1，便于操控。支链的侧板上钻有小孔便于排水减小阻力和实现轻量化设计，支链的底板上固连铲爪便于对沉底目标进行铲取，侧板和底板上均有加强筋提高强度。

Description

海洋生物捕捞多面体手爪

技术领域

本发明属于一种包裹式海洋生物抓取机器人，属于海洋捕捞设备领域。

背景技术

随着海产品养殖业飞速发展，随之而来的便是捕捞问题，海产品的养殖方式 决定了其捕捞方式大多为人工方式实现。由于受季节影响，压力差供氧方式等因 素影响，捕获产量较低；同时也对工作人员的身体造成伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种代替人工捕捞的包裹式的捕捞机构，可代替人工 捕捞方式，减轻工作强度。

海洋生物捕捞多面体机器手爪，包括输入端，第一类支链，第二类支链，三 部分。其中输入端包括电机、顶板、滑轨、太阳杆、丝杠、联轴器、底座；第一 类支链包括第一类支链一级连杆、第一类支链二级连杆、第一类支链三级连杆、 六边形侧板、四边形侧板、六边形底板；第二类支链包括第二类支链一级连杆、 第二类支链二级连杆、第二类支链三级连杆、四边形侧板、八边形侧板、四边形 底板。电机通过联轴器驱动丝杠转动，在滑轨的固定下，丝杠带动太阳杆实现其 竖直方向上下移动，底座用于支撑整个输入端；第一类支链和第二类支链每种4 条共有8条。每条支链的一级连杆与输入端中的太阳杆相连，当太阳杆上移各支 链张开，太阳杆下移各支链闭合。

海洋生物捕捞多面体机器手爪，输入端的太阳杆中心处打有孔，孔内有螺纹 用于与丝杠的螺纹配合，具有自锁功能，与中心孔相平行的两个定位孔与滑轨配 合，限制太阳杆转动，确保太阳杆只能沿丝杠上下移动，不能转动。太阳杆有八 条等长的外伸梁，用于与各支链的一级连杆连接，实现运动传递。

海洋生物捕捞多面体机器手爪，第一类支链和第二类支链的侧板设计有镂空 的圆孔用于排除海水，减小水阻和轻量化设计。侧板上有竖直的立柱用于和连杆 连接传递运动，立柱四周的加强筋用于提高侧板整体强度。侧板两侧的铰链用于 和上边或下边的侧板连接。每条支链最下边的底板均额外设计一个铲爪，用于对 沉底目标的铲取，在海产品捕捞多面体机器手爪闭合时，各支链最下边的侧板的 铲爪会闭合在一起，用于增强密封性。

海洋生物捕捞多面体机器手爪，第一类支链和第二类支链上的一级连杆和二 级连杆均设计三个平行铰链，用于同时连接侧板，上一级连杆(一级连杆连接太 阳杆)，下一级连杆，实现运动传递。

本发明的优势在于：

海洋生物捕捞多面体机器手爪为包裹式抓取机构，抓取成功率高，稳定性好， 且整体以大斜方截半立方体为外部构型，运动自由度低，操作结构简单，控制精 度低；只需一个电机驱动，结构简单；连杆构形自由度为1，保证支链的运动方 式唯一；丝杠和太阳杆的配合方式可实现自锁，防止电机损坏；侧板上打孔便于 排水，减小水阻同时达到轻量化设计的目的，最后一级侧板的设计使海产品捕捞 多面体机器手爪既可以抓取浮动目标，也可以抓取沉底目标，扩大了适用范围； 设计整体结构简单，大量采用标准件，方便安装拆卸。

附图说明

下面结合附图给本发明做进一步说明

图1为本发明的整体立体图；

图2为本发明的张开图；

图3为输入端立体图；

图4为第一类支链立体图

图5为第二类支链立体图；

图6为支链机构简图；

图中标号说明：

1-输入端；2-第一类支链；3-第二类支链；4-联轴器；5-丝杠；6-电机；7- 滑轨；8-太阳杆；9-底座；10-六边形侧板；11-四边形侧板；12-六边形底板；13- 第一类支链一级连杆；14-第一类支链二级连杆；15-第一类支链三级连杆；16- 四边形侧板；17-八变形侧板；18-四边形底板；19-第二类支链一级连杆；20-第 二类支链二级连杆；21-第二类支链三级连杆。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不限于一下实施例。

如图1和2所示，为海洋生物捕捞多面体机器手爪整体结构图，其主要由输 入端1、第一类支链2、第二类支链3构成。其中输入端包括电机6、丝杠5、联 轴器4、滑轨7、太阳杆8、底座9，电机6转动，通过联轴器4带动丝杠5转动， 太阳杆8在滑轨7的约束下和丝杠5的转动下，实现沿竖直方向平动；支链A 包括六边形侧板10、四边形侧板11、六边形底板12、第一类支链一级连杆13、 第一类支链二级连杆14、第一类支链三级连杆15，第一类支链一级连杆13与输 入端中太阳杆8相连，输入端上下平动带动第一类支链一级连杆13运动，第一 类支链一级连杆13带动六边形侧板10、第一类支链二级连杆14运动，第一类 支链二级连杆14和六边形侧板10带动四边形侧板11、第一类支链三级连杆15 运动，第一类支链三级连杆15和四边形侧板11带动六边形底板12运动，实现 支链的运动传递，侧板和底板打孔用于排水，减小阻力，轻量化设计，六边形底 板12铲爪用于铲取沉底目标；第二类支链3的结构及运动传递方式与第一类支 链相同。

如图3所示，输入端的丝杠5和太阳杆8使用螺纹配合，用于在电机6不工 作时对机构自锁，防止抓取对象挣脱。

如图4和图5所示，第一类支链2和第二类支链3的连杆和侧板形构成的整 体，其机构自由度为1，连接处均使用铰链连接，便于传递运动。

由于第一类支链2和第二类支链3相似，对于支链结构的说明以第一类支链 为例。附图6，ABCFED、EFGIJH、JIKMNL，三个四杆机构构成三个模块。DEH、 HJL为相邻两模块的共用连杆，即第一类支链一级连杆13、第一类支链二级连 杆14。共用连杆作为上一模块的输出和下一模块的输入，在中间传递运动，确 保支链运动轨迹正确。第一类支链2与第二类支链3结构类似。工作时，电机6 正转，太阳杆上8移，带动第一类支链一级连杆13和第二类支链一级连杆19 运动，第一类支链一级连杆13将运动传递给第一类支链二级连杆14和六边形侧 板10，六边形侧板10和第一类支链二级连杆14将运动传递给第一类支链三级 连杆15和四边形侧板11，最后将运动传递给六边形底板12；第二类支链一级连 杆19将运动传递给四边形侧板11和第二类支链二级连杆20，四边形侧板11和 第二类支链二级连杆20将运动传递给八变形侧板17和第二类支链三级连杆21， 最后运动传递给四边形底板18，两个支链张开；电机6反转，太阳杆8下移， 支链闭合，两支链传递运动的方式与张开时相同。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创 造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础 上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予 以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍 处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (5)

1.海洋生物捕捞多面体手爪，其特征在于：包括输入端、第一类支链和第二类支链；输入端包括电机、顶板、滑轨、太阳杆、丝杠、联轴器和底座；电机通过联轴器驱动丝杠转动，在滑轨的固定下，丝杠带动太阳杆实现竖直方向的上下移动，底座用于支撑整个输入端；第一类支链包括第一类支链一级连杆、第一类支链二级连杆、第一类支链三级连杆、六边形侧板、四边形侧板和六边形底板，每条支链的一级连杆与输入端中的太阳杆相连，当太阳杆上移各支链张开，太阳杆下移各支链闭合；第二类支链包括第二类支链一级连杆、第二类支链二级连杆、第二类支链三级连杆、四边形侧板、八边形侧板、四边形底板，工作原理与第一类支链相同；第一类支链中，六边形侧板连接四边形侧板，四边形侧板连接六边形侧板和六边形底板，六边形底板连接四边形侧板；第一类支链一级连杆分别与太阳杆、六边形侧板上的立柱、第一类支链二级连杆连接，第一类支链二级连杆分别与第一类支链一级连杆、四边形侧板上的立柱、第一类支链三级连杆连接，第一类支链三级连杆分别与第一类支链二级连杆、六边形底板上的立柱连接；第二类支链中，四边形侧板连接八边形侧板，八边形侧板连接四`边形侧板和四边形底板，四边形底板连接八边形侧板；第二类支链一级连杆分别与太阳杆、四边形侧板上的立柱、第二类支链二级连杆连接，第二类支链二级连杆分别与第二类支链一级连杆、八边形侧板上的立柱、第二类支链三级连杆连接，第二类支链三级连杆分别与第二类支链二级连杆、四边形底板上的立柱连接。

2.根据权利要求1所述的海洋生物捕捞多面体手爪，其特征在于：所述输入端太阳杆中心处打有孔，孔内有螺纹用于与丝杠的螺纹配合，具有自锁功能，与中心孔相平行的两个定位孔与滑轨配合，限制太阳杆转动，确保太阳杆只能沿丝杠上下移动，不能转动；太阳杆有八条等长的外伸梁，用于与各支链的一级连杆连接，实现运动传递。

3.根据权利要求1所述的海洋生物捕捞多面体手爪，其特征在于：所述输入端滑轨的两侧有两个相同的，关于滑轨轴对称分布的立柱，用于和太阳杆的定位孔配合，限制太阳杆转动；立柱末端连接一块平板，平板中心处打有空，用于和电机配合。

4.根据权利要求1所述的海洋生物捕捞多面体手爪，其特征在于：所述第一类支链和第二类支链的侧板设计有镂空的圆孔用于排除海水，减小水阻和轻量化设计；侧板上有竖直的立柱用于和连杆连接传递运动，立柱四周的加强筋用于提高侧板整体强度；侧板两侧的铰链用于和上边或下边的侧板连接；每条支链最下边的底板均额外设计一个铲爪，用于对沉底目标的铲取，在海产品捕捞多面体机器手爪闭合时，各支链最下边的侧板的铲爪会闭合在一起，增强密封性。

5.根据权利要求1所述的海洋生物捕捞多面体手爪，其特征在于：所述第一类支链和第二类支链上的一级连杆和二级连杆均设计三个平行铰链，用于同时连接侧板，上一级连杆即一级连杆连接太阳杆；下一级连杆，实现运动传递，使整个支链自由度为1。

Images