CN115107071A - 一种取油样多功能机械手爪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种取油样多功能机械手爪，包括机械手爪组件、取样油瓶和阀门开闭工装，机械手爪组件包括手爪基座和设置在手爪基座两侧的第一机械爪和第二机械爪，第一机械爪和第二机械爪的抓取部均与取样油瓶的形状相配合；手爪基座的一端设有电磁铁和阀门工装固定柱；阀门开闭工装包括阀门开闭工装基板和阀门固定柱，阀门开闭工装基板设有与电磁铁相配合的磁吸材料，阀门开闭工装基板设有与阀门工装固定柱相对应的安装孔，阀门固定柱安装在阀门开闭工装基板上，并与阀门中的孔洞分布相配合。与现有技术相比，本发明既能有利于实现对阀门的开闭，又能有利于实现对油样的收集，功能丰富，大幅提高了油样采集的工作效率。

Description

一种取油样多功能机械手爪

技术领域

本发明涉及机械手爪技术领域，尤其是涉及一种取油样多功能机械手爪。

背景技术

传统变电站通常采用人工方式对变压器进行油样采集及检测，大多数取样环境都处于高危生产作业区域，工作人员通常需要多重防护措施才能开展，安全流程繁琐，存在检查不便、频次低的问题。并且人工采样有操作不规范、劳动强度大、工作效率低、取样方式粗糙等缺陷。

随着智能移动机器人的应用，机器人代替人工进行油样采集，能有效的提升作业任务的安全性、质量以及频次。同时，不同变压站取油样场景，实际取样工况存在较大差异，不同取样阀门开闭需定制专用手爪。因此提供可切换不同开合尺寸并具备抓取功能的机械手爪，可实现采样方式规范化、通用性强，并进一步提升电站的无人化、自动化具备重要意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可切换不同开合尺寸并具备抓取功能的取油样多功能机械手爪。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种取油样多功能机械手爪，包括机械手爪组件，所述取油样多功能机械手爪还包括取样油瓶和阀门开闭工装，所述机械手爪组件包括手爪基座和设置在手爪基座两侧的第一机械爪和第二机械爪，所述第一机械爪和第二机械爪的抓取部均与所述取样油瓶的形状相配合；

所述手爪基座的一端设有电磁铁和阀门工装固定柱；所述阀门开闭工装包括阀门开闭工装基板和阀门固定柱，所述阀门开闭工装基板设有与电磁铁相配合的磁吸材料，所述阀门开闭工装基板设有与所述阀门工装固定柱相对应的安装孔，所述阀门固定柱安装在阀门开闭工装基板上，并与阀门中的孔洞分布相配合。

进一步地，所述第一机械爪和第二机械爪均为机械爪结构，该机械爪结构包括推杆安装基座、电动推杆、手爪摆臂和手爪，所述推杆安装基座固定安装在手爪基座上，所述手爪摆臂的一端可转动安装在手爪基座上，所述电动推杆的一端可转动连接推杆安装基座，另一端可转动连接手爪摆臂，所述手爪固定在手爪摆臂中与电动推杆相对的一端。

进一步地，所述手爪摆臂的一端通过旋转销钉可转动安装在手爪基座上。

进一步地，所述手爪为聚氨酯材料。

进一步地，所述手爪基座与电磁铁相对的一侧设有手爪转接板。

进一步地，所述阀门工装固定柱为插销，所述安装孔为插销孔。

进一步地，所述阀门固定柱为插销。

进一步地，所述取油样多功能机械手爪还包括视觉摄像头，该视觉摄像头安装在手爪基座上。

进一步地，所述手爪基座上的阀门工装固定柱的数量为多个。

进一步地，所述阀门开闭工装基板上的阀门固定柱的数量为多个。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本方案取油样多功能机械手爪既能有利于实现对阀门的自动开闭，又能有利于实现对油样的自动收集，功能丰富，大幅提高了油样采集的自动化程度；并且提出的阀门开闭工装的结构精简巧妙，手爪基座与阀门开闭工装的阀门固定柱固定方式和磁吸连接方式，也保证了连接的可靠性。

(2)本发明通过在取样机器人末端关节提供多规格开合尺寸并具备抓取功能的机械手爪，实现了不同取样场景下油样采样方式规范化、通用性强，能有效避免人工采样风险，确保了人员安全并且提高采样质量及效率。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种取油样多功能机械手爪的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种机械手爪组件的主视图；

图3为本发明实施例中提供的一种机械手爪组件的右视图；

图4为本发明实施例中提供的一种机械手爪组件的俯视图；

图5为本发明实施例中提供的一种大阀门开闭工装的结构示意图；

图6为本发明实施例中提供的一种小阀门开闭工装的结构示意图；

图7为本发明实施例中提供的一种取油样多功能机械手爪的抓取取油样瓶前状态示意图；

图8为本发明实施例中提供的一种取油样多功能机械手爪的抓取取油样瓶时状态示意图；

图9为本发明实施例中提供的一种取油样多功能机械手爪的抓取大阀门开闭工装前状态示意图；

图10为本发明实施例中提供的一种取油样多功能机械手爪的抓取大阀门开闭工装状态示意图；

图11为本发明实施例中提供的一种取油样多功能机械手爪的开闭大阀门的状态示意图；

图12为本发明实施例中提供的一种取油样多功能机械手爪的抓取小阀门开闭工装前状态示意图；

图13为本发明实施例中提供的一种取油样多功能机械手爪的抓取小阀门开闭工装状态示意图；

图14为本发明实施例中提供的一种取油样多功能机械手爪的开闭小阀门的状态示意图；

图中，1、机械手爪组件，11、手爪基座，12、第一机械爪，13、第二机械爪，14、电磁铁，15、阀门工装固定柱，16、手爪转接板，17、视觉摄像头，101、推杆安装基座，102、电动推杆，103、手爪摆臂，104、手爪，105、旋转销钉，2、取样油瓶，3、阀门开闭工装，31、大阀门开闭工装，32、小阀门开闭工装，301、阀门开闭工装基板，302、阀门固定柱，303、安装孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种取油样多功能机械手爪，包括机械手爪组件1，取油样多功能机械手爪还包括取样油瓶2和阀门开闭工装3，机械手爪组件1包括手爪基座11和设置在手爪基座11两侧的第一机械爪12和第二机械爪13，第一机械爪12和第二机械爪13的抓取部均与取样油瓶2的形状相配合；

手爪基座11的一端设有电磁铁14和阀门工装固定柱15；阀门开闭工装3包括阀门开闭工装基板301和阀门固定柱302，阀门开闭工装基板301设有与电磁铁14相配合的磁吸材料，阀门开闭工装基板301设有与阀门工装固定柱15相对应的安装孔303，阀门固定柱302安装在阀门开闭工装基板301上，并与阀门中的孔洞分布相配合。

工作原理：进行油样采集时，首先通过外部驱动机构驱动取油样多功能机械手爪到达取样油瓶2所在位置，然后驱动第一机械爪12和第二机械爪13抓取取样油瓶2，并通过外部驱动机构达到油管路阀门下方，并放置取样油瓶2；

通过外部驱动机构驱动取油样多功能机械手爪靠近阀门开闭工装3，并将阀门工装固定柱15对准阀门开闭工装3的安装孔303，并伸入；然后通过电磁铁14与阀门开闭工装3的阀门开闭工装基板301磁吸，实现固定；进一步通过外部驱动机构驱动使得阀门开闭工装3的阀门固定柱302伸入油管路阀门的孔洞中，通过带动阀门开闭工装3转动，实现自动打开阀门，并由取样油瓶2进行取油样；

取油样完毕后，通过外部驱动机构反向转动关闭阀门，并将阀门开闭工装3放置在预先规定的位置，并断开电磁铁14与阀门开闭工装3的连接；然后驱动第一机械爪12和第二机械爪13抓取取样油瓶2，并通过外部驱动机构达到预先固定的油样放置位置。

本方案取油样多功能机械手爪既能有利于实现对阀门的自动开闭，又能有利于实现对油样的自动收集，功能丰富，大幅提高了油样采集的自动化程度；并且提出的阀门开闭工装3的结构精简巧妙，手爪基座11与阀门开闭工装3的阀门固定柱302固定方式和磁吸连接方式，也保证了连接的可靠性。

作为一种可选的实施方式，如图2-4所示，第一机械爪12和第二机械爪13均为机械爪结构，该机械爪结构包括推杆安装基座101、电动推杆102、手爪摆臂103和手爪104，推杆安装基座101固定安装在手爪基座11上，手爪摆臂103的一端可转动安装在手爪基座11上，电动推杆102的一端可转动连接推杆安装基座101，另一端可转动连接手爪摆臂103，手爪104固定在手爪摆臂103中与电动推杆102相对的一端。

上述可转动连接的方式采用现有的转动连接结构即可，本实施例中均采用旋转销钉105的方式实现，如手爪摆臂103可通过旋转销钉105可转动安装在手爪基座11上。

手爪104需与取样油瓶2的瓶体形状相配合，材料不做唯一限定，为提升对取样油瓶2的外壁保护以及摩擦力，手爪104优选为聚氨酯材料。

手爪基座11与电磁铁14相对的一侧设有手爪转接板16，用于装配入外部驱动机构。

阀门工装固定柱15为柱状结构，本实施例中选用插销，安装孔303为插销孔。阀门固定柱302为插销，采用插销能实现可拆卸连接，便于更换。

优选地，取油样多功能机械手爪还包括视觉摄像头17，该视觉摄像头17安装在手爪基座11上，可通过视觉摄像头17监测阀门和取油样瓶状态。

手爪基座11上的阀门工装固定柱15的数量为多个。阀门开闭工装基板301上的阀门固定柱302的数量为多个。本实施例中，各个阀门工装固定柱15在手爪基座11上均匀分为，阀门工装固定柱15的数量可以为两个、三个、四个等，进行多个设置。现有技术中的阀门一般设有三个通孔，因此本实施例中阀门固定柱302的数量为三个，阀门固定柱302的数量可根据阀门中通孔的数量进行对应设置，三个阀门固定柱302的分布形式和间距与阀门的大小相配合，在本实施例中设置有大阀门开闭工装31和小阀门开闭工装32。

如图5所示，大阀门开闭工装31用于油管大阀门开闭，包括大阀门开闭工装基板301、第一工装插销孔、大阀门插销。如图6所示，小阀门开闭工装32用于油管小阀门开闭，包括小阀门开闭工装基板301、第二工装插销孔、小阀门插销。

工作过程为：

1、如图7和8所示当需要抓取取油样瓶时，机械手爪组件1中两侧的微型电动推杆102伸出，带动两侧的手爪摆臂103和两侧的聚氨酯手爪104处于闭合状态，夹住取油样瓶。

2、如图9-11所示，当需要抓取大阀门开闭工装31时，机械手爪组件1中两侧的微型电动推杆102缩回，带动两侧的手爪摆臂103和两侧的聚氨酯手爪104处于开合状态。机械手爪组件1中大小阀门工装插销与大阀门开闭工装31上的第一工装插销孔对接，插销到位后电磁铁14吸附大阀门开闭工装基板301，完成大阀门开闭工装31抓取。机械手爪组件1将大阀门开闭工装31插销插入大阀门间隙处，通过操控机械手爪组件1自转完成大阀门旋转，实现油管阀门开闭。

3、如图12-14所示，当需要抓取小阀门开闭工装32时，机械手爪组件1中两侧的微型电动推杆102缩回，带动两侧的手爪摆臂103和两侧的聚氨酯手爪104处于开合状态。机械手爪组件1中大小阀门工装插销与小阀门开闭工装32上的第二工装插销孔对接，插销到位后电磁铁14吸附小阀门开闭工装基板301，完成小阀门开闭工装32抓取。机械手爪组件1中小阀门开闭工装32插销插入小阀门间隙处，通过操控机械手爪组件1自转完成小阀门旋转，实现油管阀门开闭。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种取油样多功能机械手爪，包括机械手爪组件(1)，其特征在于，所述取油样多功能机械手爪还包括取样油瓶(2)和阀门开闭工装(3)，所述机械手爪组件(1)包括手爪基座(11)和设置在手爪基座(11)两侧的第一机械爪(12)和第二机械爪(13)，所述第一机械爪(12)和第二机械爪(13)的抓取部均与所述取样油瓶(2)的形状相配合；

所述手爪基座(11)的一端设有电磁铁(14)和阀门工装固定柱(15)；所述阀门开闭工装(3)包括阀门开闭工装基板(301)和阀门固定柱(302)，所述阀门开闭工装基板(301)设有与电磁铁(14)相配合的磁吸材料，所述阀门开闭工装基板(301)设有与所述阀门工装固定柱(15)相对应的安装孔(303)，所述阀门固定柱(302)安装在阀门开闭工装基板(301)上，并与阀门中的孔洞分布相配合。

2.根据权利要求1所述的一种取油样多功能机械手爪，其特征在于，所述第一机械爪(12)和第二机械爪(13)均为机械爪结构，该机械爪结构包括推杆安装基座(101)、电动推杆(102)、手爪摆臂(103)和手爪(104)，所述推杆安装基座(101)固定安装在手爪基座(11)上，所述手爪摆臂(103)的一端可转动安装在手爪基座(11)上，所述电动推杆(102)的一端可转动连接推杆安装基座(101)，另一端可转动连接手爪摆臂(103)，所述手爪(104)固定在手爪摆臂(103)中与电动推杆(102)相对的一端。

3.根据权利要求2所述的一种取油样多功能机械手爪，其特征在于，所述手爪摆臂(103)的一端通过旋转销钉(105)可转动安装在手爪基座(11)上。

4.根据权利要求2所述的一种取油样多功能机械手爪，其特征在于，所述手爪(104)为聚氨酯材料。

5.根据权利要求1所述的一种取油样多功能机械手爪，其特征在于，所述手爪基座(11)与电磁铁(14)相对的一侧设有手爪转接板(16)。

6.根据权利要求1所述的一种取油样多功能机械手爪，其特征在于，所述阀门工装固定柱(15)为插销，所述安装孔(303)为插销孔。

7.根据权利要求1所述的一种取油样多功能机械手爪，其特征在于，所述阀门固定柱(302)为插销。

8.根据权利要求1所述的一种取油样多功能机械手爪，其特征在于，所述取油样多功能机械手爪还包括视觉摄像头(17)，该视觉摄像头(17)安装在手爪基座(11)上。

9.根据权利要求1所述的一种取油样多功能机械手爪，其特征在于，所述手爪基座(11)上的阀门工装固定柱(15)的数量为多个。

10.根据权利要求1所述的一种取油样多功能机械手爪，其特征在于，所述阀门开闭工装基板(301)上的阀门固定柱(302)的数量为多个。

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