CN117226880A - 一种用于水下机器人的机械抓取机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下机器人技术领域，尤其公开了一种用于水下机器人的机械抓取机构，包括固定套，所述固定套的底部固定有对接盘，所述固定套的顶部固定有固定环，所述固定环的底部位于中间部位固定有安装套，所述固定环的顶部沿圆周方向等距固定有多个固定块，多个所述固定块的顶部均开设有传动槽，多个所述传动槽的内部均设置有截止传动件，所述截止传动件上设置有夹持机构，所述固定环的内部设置有动力控制组件，所述固定环的顶部沿圆周方向等距固定有多个挡板，多个所述挡板均对应位于固定块的一侧，本发明，可以使夹爪在夹持物体的过程中，夹爪与物体之间的夹持力较大时切断夹爪的扭矩供应，从而防止将物体向夹爪一侧挤压。

Description

一种用于水下机器人的机械抓取机构

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种用于水下机器人的机械抓取机构。

背景技术

水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具，无人遥控潜水器主要有：有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。

目前水下机器人在河床底部进行工作时，由于需要将河底的石块或者标本进行收集，便于人们取样化验，所以水下机器人需要配备夹爪，但是由于物体的形状不规则，现有的夹爪在抓取物体时很容易因夹爪与物体之间的夹持力不同，对物体产生挤压力，使物体在夹爪之间滑动偏移，导致物体出现滑动摩擦受损的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水下机器人的机械抓取机构，可以使夹爪在夹持物体的过程中，夹爪与物体之间的夹持力较大时切断夹爪的扭矩供应，从而防止将物体向夹爪一侧挤压。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于水下机器人的机械抓取机构，包括固定套，所述固定套的底部固定有对接盘，所述固定套的顶部固定有固定环，所述固定环的底部位于中间部位固定有安装套，所述固定环的顶部沿圆周方向等距固定有多个固定块，多个所述固定块的顶部均开设有传动槽，多个所述传动槽的内部均设置有截止传动件，所述截止传动件上设置有夹持机构，所述固定环的内部设置有动力控制组件；

所述固定环的顶部沿圆周方向等距固定有多个挡板，多个所述挡板均对应位于固定块的一侧，多个所述挡板的一侧均对应与夹持机构向贴合。

优选的，所述截止传动件包括转轴，所述转轴的一端固定有摩擦轮，所述摩擦轮位于传动槽的内部，所述转轴转动连接在固定块的一侧，所述转轴的一端延伸至固定块的外侧，所述转轴的另一端固定有约束盘。

优选的，所述转轴的内部开设有调节腔，所述调节腔的内部滑动连接有活动板，所述活动板的顶部固定有导向杆，所述导向杆的顶部滑动延伸至转轴的外部，所述导向杆的顶部固定有球形块，所述活动板的底部固定有弹簧，所述弹簧的底部固定在调节腔的内部底面。

优选的，所述夹持机构包括夹爪，所述夹爪的一侧靠近底部边缘处开设有环形口，所述环形口的内壁开设有环形卡槽，所述环形口贯穿至夹爪的另一侧，所述环形口的内壁开设有滑道，所述滑道的内壁沿圆周方向等距开设有多个球形槽。

优选的，所述球形块滑动连接在滑道的内部，且球形块的顶部卡合在球形槽的内部，所述固定块的一侧固定有卡套，所述卡套卡合在环形口的内部，所述约束盘的一侧与夹爪的外表面相互贴合。

优选的，所述夹爪的一侧靠近顶部边缘处固定有气囊，所述夹爪的一侧靠近底部边缘处固定有弧形板，所述夹爪的外表面铺设有供气管，所述供气管的一端连通至气囊的内部。

优选的，所述动力控制组件包括电机，所述安装套的内壁之间固定有连接环，所述电机固定在连接环的顶部，所述固定环的顶部转动连接有转盘，所述电机的输出端固定在转盘的底部，所述固定环的外表面沿圆周方向等距开设有多个贯穿至内部的导向口，多个所述导向口的内部顶面位于中间部位均贯穿至固定环的顶部。

优选的，多个所述导向口的内部均滑动连接有摩擦条，多个所述摩擦条的顶部均固定有固定杆，多个所述固定杆的顶部均延伸至固定环的上方，所述转盘的顶部沿圆周方向等距开设有多个腰型槽，多个所述固定杆的顶部均位于腰型槽的内部。

优选的，多个所述摩擦条顶部均与摩擦轮的外表面摩擦贴合，所述摩擦条的内部开设有气道，所述气道的一端贯穿至摩擦条的底部，所述气道的另一端贯穿至固定杆的顶部，所述供气管的另一端连接在固定杆的顶部，且与气道相互连通。

优选的，所述固定环的内部开设有内腔，所述内腔的顶部开设有多个与气道另一端相互对应的出气孔，所述固定环的底部固定有连通至内腔内部的对接管，所述对接管的一端延伸至对接盘的内侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在实际使用时，首先在固定环上设置多个固定块，然后将截止传动件设置在固定块上，接着将夹持机构安装在截止传动件上，通过截止传动件与动力控制组件相互连接，使得可以在动力控制组件的作用下控制多个夹持机构工作，同时动力控制组件工作时，当夹爪夹紧时还会带动夹爪上的气囊膨胀从而可以防止夹持的物体脱落；

2、截止传动件工作时，首先在动力控制组件的作用下推动摩擦条活动，从而带动摩擦轮转动，使得转轴转动，转轴转动时由于在弹簧弹性力的作用下带动导向杆将球形块顶升卡合在滑道内部的球形槽中，在夹持机构对物体进行夹持时，产生的夹紧力小于弹簧作用在球形块上与球形槽之间的卡合力时，则转轴转动时会带动夹爪夹持移动，当夹持机构对物体进行夹持时，产生的夹紧力大于弹簧作用在球形块上与球形槽之间的卡合力时，则转轴转动时球形块则会从球形槽内部滑出在滑道内部滑动，从而防止夹爪继续对物体施加夹持力，夹持机构工作时通过多个夹爪的相互夹持可以将物体夹持在中间，并且在夹爪上设置气囊，使得可以在夹持后通过向气囊内部充气，使气囊膨胀，可以对夹持的物体进行限位，防止产生脱落，并且在夹爪上设置弧形板，使得可以防止夹持的物体向内侧滑动；

3、动力控制组件工作时，通过电机带动转盘转动，由于摩擦条上的固定杆卡合在转盘上的腰型槽内部，所以转盘转动时会通过腰型槽推动固定杆，进而带动摩擦条往复运动，使得可以带动摩擦轮转动，在摩擦条向外侧滑动的同时，当气道的一端与出气孔相互对应时，内腔中的空气会通过出气孔进入气道，然后从供气管流入气囊，使得向气囊内部充气。

附图说明

图1为本发明一种用于水下机器人的机械抓取机构的主视立体图；

图2为本发明一种用于水下机器人的机械抓取机构的侧视立体图；

图3为本发明一种用于水下机器人的机械抓取机构的剖视立体图；

图4为本发明一种用于水下机器人的机械抓取机构中转盘的俯视立体图；

图5为本发明一种用于水下机器人的机械抓取机构中截止传动件的局部剖视立体图；

图6为本发明一种用于水下机器人的机械抓取机构中夹爪的局部剖视立体图；

图7为本发明一种用于水下机器人的机械抓取机构中截止传动件的主视立体图；

图8为本发明图5中A处的放大视图。

图中：1、固定套；2、对接盘；3、固定环；4、夹爪；5、固定块；6、摩擦条；7、挡板；8、传动槽；9、供气管；10、气囊；11、弧形板；12、对接管；13、安装套；14、连接环；15、电机；16、转盘；17、内腔；18、气道；19、固定杆；20、腰型槽；21、导向口；22、转轴；23、摩擦轮；24、环形口；25、环形卡槽；26、滑道；27、球形槽；28、约束盘；29、球形块；30、卡套；31、调节腔；32、导向杆；33、活动板；34、弹簧；35、出气孔。

具体实施方式

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，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种用于水下机器人的机械抓取机构，包括固定套1，固定套1的底部固定有对接盘2，固定套1的顶部固定有固定环3，固定环3的底部位于中间部位固定有安装套13，固定环3的顶部沿圆周方向等距固定有多个固定块5，多个固定块5的顶部均开设有传动槽8，多个传动槽8的内部均设置有截止传动件，截止传动件上设置有夹持机构，固定环3的内部设置有动力控制组件；

固定环3的顶部沿圆周方向等距固定有多个挡板7，多个挡板7均对应位于固定块5的一侧，多个挡板7的一侧均对应与夹持机构向贴合。

其达到的效果为，首先在固定环3上设置多个固定块5，然后将截止传动件设置在固定块5上，接着将夹持机构安装在截止传动件上，通过截止传动件与动力控制组件相互连接，使得可以在动力控制组件的作用下控制多个夹持机构工作，同时动力控制组件工作时，当夹爪4夹紧时还会带动夹爪4上的气囊10膨胀从而可以防止夹持的物体脱落。

如图2-8所示，截止传动件包括转轴22，转轴22的一端固定有摩擦轮23，摩擦轮23位于传动槽8的内部，转轴22转动连接在固定块5的一侧，转轴22的一端延伸至固定块5的外侧，转轴22的另一端固定有约束盘28，转轴22的内部开设有调节腔31，调节腔31的内部滑动连接有活动板33，活动板33的顶部固定有导向杆32，导向杆32的顶部滑动延伸至转轴22的外部，导向杆32的顶部固定有球形块29，活动板33的底部固定有弹簧34，弹簧34的底部固定在调节腔31的内部底面。

其达到的效果为，截止传动件工作时，首先在动力控制组件的作用下推动摩擦条6活动，从而带动摩擦轮23转动，使得转轴22转动，转轴22转动时由于在弹簧34弹性力的作用下带动导向杆32将球形块29顶升卡合在滑道26内部的球形槽27中，在夹持机构对物体进行夹持时，产生的夹紧力小于弹簧34作用在球形块29上与球形槽27之间的卡合力时，则转轴22转动时会带动夹爪4夹持移动，当夹持机构对物体进行夹持时，产生的夹紧力大于弹簧34作用在球形块29上与球形槽27之间的卡合力时，则转轴22转动时球形块29则会从球形槽27内部滑出在滑道26内部滑动，从而防止夹爪4继续对物体施加夹持力。

如图2-8所示，夹持机构包括夹爪4，夹爪4的一侧靠近底部边缘处开设有环形口24，环形口24的内壁开设有环形卡槽25，环形口24贯穿至夹爪4的另一侧，环形口24的内壁开设有滑道26，滑道26的内壁沿圆周方向等距开设有多个球形槽27，球形块29滑动连接在滑道26的内部，且球形块29的顶部卡合在球形槽27的内部，固定块5的一侧固定有卡套30，卡套30卡合在环形口24的内部，约束盘28的一侧与夹爪4的外表面相互贴合，夹爪4的一侧靠近顶部边缘处固定有气囊10，夹爪4的一侧靠近底部边缘处固定有弧形板11，夹爪4的外表面铺设有供气管9，供气管9的一端连通至气囊10的内部。

其达到的效果为，夹持机构工作时通过多个夹爪4的相互夹持可以将物体夹持在中间，并且在夹爪4上设置气囊10，使得可以在夹持后通过向气囊10内部充气，使气囊10膨胀，可以对夹持的物体进行限位，防止产生脱落，并且在夹爪4上设置弧形板11，使得可以防止夹持的物体向内侧滑动。

如图2-8所示，动力控制组件包括电机15，安装套13的内壁之间固定有连接环14，电机15固定在连接环14的顶部，固定环3的顶部转动连接有转盘16，电机15的输出端固定在转盘16的底部，固定环3的外表面沿圆周方向等距开设有多个贯穿至内部的导向口21，多个导向口21的内部顶面位于中间部位均贯穿至固定环3的顶部，多个导向口21的内部均滑动连接有摩擦条6，多个摩擦条6的顶部均固定有固定杆19，多个固定杆19的顶部均延伸至固定环3的上方，转盘16的顶部沿圆周方向等距开设有多个腰型槽20，多个固定杆19的顶部均位于腰型槽20的内部，多个摩擦条6顶部均与摩擦轮23的外表面摩擦贴合，摩擦条6的内部开设有气道18，气道18的一端贯穿至摩擦条6的底部，气道18的另一端贯穿至固定杆19的顶部，供气管9的另一端连接在固定杆19的顶部，且与气道18相互连通，固定环3的内部开设有内腔17，内腔17的顶部开设有多个与气道18另一端相互对应的出气孔35，固定环3的底部固定有连通至内腔17内部的对接管12，对接管12的一端延伸至对接盘2的内侧。

其达到的效果为，动力控制组件工作时，通过电机15带动转盘16转动，由于摩擦条6上的固定杆19卡合在转盘16上的腰型槽20内部，所以转盘16转动时会通过腰型槽20推动固定杆19，进而带动摩擦条6往复运动，使得可以带动摩擦轮23转动，在摩擦条6向外侧滑动的同时，当气道18的一端与出气孔35相互对应时，内腔17中的空气会通过出气孔35进入气道18，然后从供气管9流入气囊10，使得向气囊10内部充气。

本装置的使用方法及工作原理：首先在固定环3上设置多个固定块5，然后将截止传动件设置在固定块5上，接着将夹持机构安装在截止传动件上，通过截止传动件与动力控制组件相互连接，使得可以在动力控制组件的作用下控制多个夹持机构工作，同时动力控制组件工作时，当夹爪4夹紧时还会带动夹爪4上的气囊10膨胀从而可以防止夹持的物体脱落，截止传动件工作时，首先在动力控制组件的作用下推动摩擦条6活动，从而带动摩擦轮23转动，使得转轴22转动，转轴22转动时由于在弹簧34弹性力的作用下带动导向杆32将球形块29顶升卡合在滑道26内部的球形槽27中，在夹持机构对物体进行夹持时，产生的夹紧力小于弹簧34作用在球形块29上与球形槽27之间的卡合力时，则转轴22转动时会带动夹爪4夹持移动，当夹持机构对物体进行夹持时，产生的夹紧力大于弹簧34作用在球形块29上与球形槽27之间的卡合力时，则转轴22转动时球形块29则会从球形槽27内部滑出在滑道26内部滑动，从而防止夹爪4继续对物体施加夹持力，夹持机构工作时通过多个夹爪4的相互夹持可以将物体夹持在中间，并且在夹爪4上设置气囊10，使得可以在夹持后通过向气囊10内部充气，使气囊10膨胀，可以对夹持的物体进行限位，防止产生脱落，并且在夹爪4上设置弧形板11，使得可以防止夹持的物体向内侧滑动，动力控制组件工作时，通过电机15带动转盘16转动，由于摩擦条6上的固定杆19卡合在转盘16上的腰型槽20内部，所以转盘16转动时会通过腰型槽20推动固定杆19，进而带动摩擦条6往复运动，使得可以带动摩擦轮23转动，在摩擦条6向外侧滑动的同时，当气道18的一端与出气孔35相互对应时，内腔17中的空气会通过出气孔35进入气道18，然后从供气管9流入气囊10，使得向气囊10内部充气。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于，包括固定套（1），所述固定套（1）的底部固定有对接盘（2），所述固定套（1）的顶部固定有固定环（3），所述固定环（3）的底部位于中间部位固定有安装套（13），所述固定环（3）的顶部沿圆周方向等距固定有多个固定块（5），多个所述固定块（5）的顶部均开设有传动槽（8），多个所述传动槽（8）的内部均设置有截止传动件，所述截止传动件上设置有夹持机构，所述固定环（3）的内部设置有动力控制组件；

所述固定环（3）的顶部沿圆周方向等距固定有多个挡板（7），多个所述挡板（7）均对应位于固定块（5）的一侧，多个所述挡板（7）的一侧均对应与夹持机构向贴合。

2.根据权利要求1所述的一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于：所述截止传动件包括转轴（22），所述转轴（22）的一端固定有摩擦轮（23），所述摩擦轮（23）位于传动槽（8）的内部，所述转轴（22）转动连接在固定块（5）的一侧，所述转轴（22）的一端延伸至固定块（5）的外侧，所述转轴（22）的另一端固定有约束盘（28）。

3.根据权利要求2所述的一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于：所述转轴（22）的内部开设有调节腔（31），所述调节腔（31）的内部滑动连接有活动板（33），所述活动板（33）的顶部固定有导向杆（32），所述导向杆（32）的顶部滑动延伸至转轴（22）的外部，所述导向杆（32）的顶部固定有球形块（29），所述活动板（33）的底部固定有弹簧（34），所述弹簧（34）的底部固定在调节腔（31）的内部底面。

4.根据权利要求3所述的一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于：所述夹持机构包括夹爪（4），所述夹爪（4）的一侧靠近底部边缘处开设有环形口（24），所述环形口（24）的内壁开设有环形卡槽（25），所述环形口（24）贯穿至夹爪（4）的另一侧，所述环形口（24）的内壁开设有滑道（26），所述滑道（26）的内壁沿圆周方向等距开设有多个球形槽（27）。

5.根据权利要求4所述的一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于：所述球形块（29）滑动连接在滑道（26）的内部，且球形块（29）的顶部卡合在球形槽（27）的内部，所述固定块（5）的一侧固定有卡套（30），所述卡套（30）卡合在环形口（24）的内部，所述约束盘（28）的一侧与夹爪（4）的外表面相互贴合。

6.根据权利要求5所述的一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于：所述夹爪（4）的一侧靠近顶部边缘处固定有气囊（10），所述夹爪（4）的一侧靠近底部边缘处固定有弧形板（11），所述夹爪（4）的外表面铺设有供气管（9），所述供气管（9）的一端连通至气囊（10）的内部。

7.根据权利要求6所述的一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于：所述动力控制组件包括电机（15），所述安装套（13）的内壁之间固定有连接环（14），所述电机（15）固定在连接环（14）的顶部，所述固定环（3）的顶部转动连接有转盘（16），所述电机（15）的输出端固定在转盘（16）的底部，所述固定环（3）的外表面沿圆周方向等距开设有多个贯穿至内部的导向口（21），多个所述导向口（21）的内部顶面位于中间部位均贯穿至固定环（3）的顶部。

8.根据权利要求7所述的一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于：多个所述导向口（21）的内部均滑动连接有摩擦条（6），多个所述摩擦条（6）的顶部均固定有固定杆（19），多个所述固定杆（19）的顶部均延伸至固定环（3）的上方，所述转盘（16）的顶部沿圆周方向等距开设有多个腰型槽（20），多个所述固定杆（19）的顶部均位于腰型槽（20）的内部。

9.根据权利要求8所述的一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于：多个所述摩擦条（6）顶部均与摩擦轮（23）的外表面摩擦贴合，所述摩擦条（6）的内部开设有气道（18），所述气道（18）的一端贯穿至摩擦条（6）的底部，所述气道（18）的另一端贯穿至固定杆（19）的顶部，所述供气管（9）的另一端连接在固定杆（19）的顶部，且与气道（18）相互连通。

10.根据权利要求9所述的一种用于水下机器人的机械抓取机构，其特征在于：所述固定环（3）的内部开设有内腔（17），所述内腔（17）的顶部开设有多个与气道（18）另一端相互对应的出气孔（35），所述固定环（3）的底部固定有连通至内腔（17）内部的对接管（12），所述对接管（12）的一端延伸至对接盘（2）的内侧。