CN203579676U - 水下液压机械手夹持机构 - Google Patents

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张奇峰
张竺英
孙斌
杜林森
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本实用新型属于机器人工程领域，具体地说是一种水下液压机械手夹持机构，包括夹钳活塞缸、夹钳基座、夹钳活塞杆、夹钳驱动块、夹钳推杆、夹钳爪保持连杆及夹钳爪，夹钳基座安装在夹钳活塞缸上，夹钳活塞杆的活塞端容置在夹钳活塞缸中，另一端由夹钳基座穿过、连接有夹钳驱动块；夹钳推杆的一端与夹钳驱动块铰接，另一端铰接有夹钳爪；夹钳爪与夹钳基座之间铰接有保证夹钳爪在夹持和张开的过程中处于平行状态的夹钳爪保持连杆；夹钳活塞缸驱动夹钳活塞杆伸缩，夹钳活塞杆通过夹钳驱动块带动夹钳推杆，通过夹钳爪保持连杆的平行保持作用配合，实现夹钳爪的夹持动作或张开动作。本实用新型具有结构紧凑、无杆腔进油夹持、夹持力大、故障率低等优点。

Description

水下液压机械手夹持机构
技术领域
本实用新型属于机器人工程领域，具体地说是一种水下液压机械手夹持机构。
背景技术
目前在重型作业场合多数采用液压机械手，液压机械手末端执行器的性能对机械手的整体性能具有很重要的作用，高效可靠的夹持机构是机械手顺利完成作业任务重要前提条件。研制出性能稳定，结构紧凑的液压机械手夹持机构已成为亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种水下液压机械手夹持机构。该夹持机构可应用于陆地和海洋领域的液压机械手末端执行机构，满足液压机械手末端执行器的性能需要。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型包括夹钳活塞缸、夹钳基座、夹钳活塞杆、夹钳驱动块、夹钳推杆、夹钳爪保持连杆及夹钳爪，其中夹钳基座安装在夹钳活塞缸上，所述夹钳活塞杆的活塞端容置在夹钳活塞缸中，另一端由所述夹钳基座穿过、连接有夹钳驱动块；所述夹钳推杆的一端与夹钳驱动块铰接，另一端铰接有所述夹钳爪；所述夹钳爪与夹钳基座之间铰接有保证夹钳爪在夹持和张开的过程中处于平行状态的夹钳爪保持连杆；所述夹钳活塞缸驱动夹钳活塞杆伸缩，该夹钳活塞杆通过夹钳驱动块带动夹钳推杆，通过所述夹钳爪保持连杆的平行保持作用配合，实现所述夹钳爪的夹持动作或张开动作。
其中：所述夹钳爪为对称设置的两个，每个夹钳爪的两侧分别铰接有两根夹钳爪保持连杆，每根夹钳爪保持连杆的两端分别铰接夹钳爪及夹钳基座，所述夹钳爪每侧的两根夹钳爪保持连杆与夹钳爪及夹钳基座之间形成平行四边形连杆机构；每个夹钳爪分别通过一个夹钳推杆与所述夹钳驱动块铰接，所述夹钳推杆位于夹钳爪两侧的夹钳爪保持连杆之间；
所述夹钳基座的一端插设在夹钳活塞缸内，另一端开有通过夹钳连杆长销轴与夹钳爪保持连杆铰接的销轴安装孔，所述安装孔内安装有滑动轴承；所述夹钳基座与夹钳活塞杆密封连接，在夹钳基座的中间开有供夹钳活塞杆穿过的活塞孔，该活塞孔的孔壁开有容置斯特封、导向带及防尘圈的安装槽，所述夹钳基座位于夹钳活塞缸内一端的外表面开有容置O形密封圈的安装槽；所述夹钳基座通过螺栓固定在夹钳基座上，在夹钳基座上还开有便于安装牺牲阳极的螺纹孔；所述夹钳连杆长销轴的两端通过锁紧螺母锁紧，并在锁紧螺母与夹钳爪保持连杆之间设有套在夹钳连杆长销轴上的垫片；
所述夹钳活塞杆与夹钳活塞缸的内壁密封连接，在夹钳活塞杆活塞端的外表面开有容置格莱圈及导向带的安装槽，所述夹钳活塞杆的另一端开有便于安装所述夹钳驱动块的螺纹孔；
所述夹钳驱动块通过沉头螺栓与夹钳活塞杆固接，在夹钳驱动块的中间开有供沉头螺栓穿过的通孔，该通孔为沉孔；所述夹钳驱动块通孔上方的两侧分别开有通过夹钳推杆短销轴与夹钳推杆铰接的销轴孔，该销轴孔内安装有滑动轴承；所述夹钳推杆短销轴的两端通过锁紧螺母锁紧，并在锁紧螺母与夹钳驱动块之间设有套在夹钳推杆短销轴上的垫片；
所述夹钳爪的底部开有与夹钳爪保持连杆铰接的销轴孔，该销轴孔内安装有滑动轴承；所述夹钳爪用于夹持的内侧分别开有防滑槽及十字槽；所述夹钳爪的外侧设有加强筋。
本实用新型的优点与积极效果为：
1.结构紧凑；本实用新型与同类的夹持机构相比，体积和重量只有同类夹持机构的2/3，各相对运动部件采用铰接式链接，这些设计使整个关节机构非常紧凑。
2.夹持力大；本实用新型承重零件采用高强度不锈钢，保证具有足够的强度，同时本实用新型采用无杆腔进油时实现夹持动作的设计思路，在同缸径的夹持机构中能够产生更大的夹持力。
3.性能可靠、寿命长；本实用新型中的相对转动的零部件采用带滑动轴承的铰接式连接，平面接触的零部件之间采用滑动垫片，这种设计降低了零部件之间的摩擦力，同时也避免了金属之间的摩擦损耗，大大提高了可靠性和使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构主视图；
图2为图1的侧视剖视图；
其中：1为夹钳活塞缸，2为夹钳基座，3为夹钳活塞杆，4为夹钳驱动块，5为夹钳推杆，6为夹钳爪保持连杆，7为夹钳爪，8为夹钳连杆长销轴，9为夹钳推杆短销轴，10为锁紧螺帽，11为滑动轴承，12为垫片，13为O形密封圈，14为沉头螺栓，15为加强筋，16为防滑槽，17为十字槽，18为进出油口，19为无杆腔，20为有杆腔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1、图2所示，本实用新型包括夹钳活塞缸1、夹钳基座2、夹钳活塞杆3、夹钳驱动块4、夹钳推杆5、夹钳爪保持连杆6、夹钳爪7，夹钳连杆长销轴8、夹钳推杆短销轴9、锁紧螺帽10、滑动轴承11、垫片12及O形密封圈13，其中夹钳基座2安装在夹钳驱动活塞缸1上，夹钳活塞杆3通过夹钳驱动块4推动夹钳推杆5，配合夹钳爪保持连杆6的平行保持作用实现夹钳爪7的夹持或张开动作；每两个轴孔配合的零件之间安装设有滑动轴承11，表面贴合配合的零件之间设有垫片12，该垫片12安装在每两个零件平面接触的位置，用于调整间隙和避免金属之间的硬摩擦；零件之间的铰接通过夹钳连杆长销轴8和夹钳推杆短销轴9实现，销轴两端通过锁紧螺母10锁紧；夹钳活塞杆3与夹钳基座2之间的的密封通过斯特封配合导向带和防尘圈实现，夹钳活塞杆3与夹钳活塞缸1之间的密封通过格莱圈和导向带实现。
夹钳基座2上形有四个通孔，通过四个螺栓固定在夹钳活塞缸1上；夹钳基座2的一端插设在夹钳活塞缸1内，另一端为“U”形，“U”形的两边分别开有销轴安装孔，该销轴安装孔内设有滑动轴承11。在夹钳基座2的中间开有活塞孔，该活塞孔的孔壁开有容置斯特封、导向带及防尘圈的安装槽，夹钳基座2位于夹钳活塞缸1内一端的外表面开有容置O形密封圈13的安装槽。在夹钳基座2上还开有便于安装牺牲阳极的螺纹孔。
夹钳活塞杆3的活塞端容置在夹钳活塞缸1中，并与夹钳活塞缸1的内壁密封连接，在夹钳活塞杆3活塞端的外表面开有容置格莱圈及导向带的安装槽；夹钳活塞杆3的另一端由夹钳基座2中间的活塞孔穿过，在夹钳活塞杆3的另一端沿轴向开有螺纹孔，以便安装夹钳驱动块4。
在夹钳驱动块4的中间开有供沉头螺栓14穿过的通孔，该通孔为沉孔；夹钳驱动块4通过沉头螺栓14与夹钳活塞杆3固接，沉头螺栓14由夹钳驱动块4中间的通孔穿过，并与夹钳活塞杆3另一端的螺纹孔螺纹连接。在夹钳驱动块4通孔上方的两侧分别开有销轴孔，该销轴孔内安装有滑动轴承11。
夹钳爪7为对称设置的两个，每个夹钳爪7用于夹持的内侧分别开有防滑槽16及十字槽17，每个夹钳爪7的外侧分别设有加强筋15。每个夹钳爪7的两侧分别铰接有两根夹钳爪保持连杆6，每根夹钳爪保持连杆6的两端分别铰接夹钳爪7及夹钳基座2，夹钳爪7每侧的两根夹钳爪保持连杆6与夹钳爪7及夹钳基座2之间形成平行四边形连杆机构，保证夹钳爪7在夹持和张开的过程中处于平行状态。夹钳爪）的底部开有销轴孔，该销轴孔内安装有滑动轴承11。夹钳爪保持连杆6的一端通过夹钳连杆长销轴8与夹钳爪7铰接，该夹钳连杆长销轴8穿过夹钳爪7底部开设的销轴孔，两端通过锁紧螺母10锁紧，并在锁紧螺母10与夹钳爪保持连杆6之间设有套在夹钳连杆长销轴8上的垫片12。夹钳爪保持连杆6的另一端通过夹钳连杆长销轴8与夹钳基座2铰接，该夹钳连杆长销轴8穿过夹钳基座2上开设的销轴安装孔，两端通过锁紧螺母10锁紧，并在锁紧螺母10与夹钳爪保持连杆6之间设有套在夹钳连杆长销轴8上的垫片12。
每个夹钳爪7分别通过一个夹钳推杆5与夹钳驱动块4铰接，夹钳推杆5位于夹钳爪7两侧的夹钳爪保持连杆6之间。夹钳推杆5的一端铰接在夹钳爪保持连杆6与夹钳爪7铰接的夹钳连杆长销轴8上，夹钳推杆5的另一端位于夹钳基座2另一端的“U”形之间，并通过夹钳推杆短销轴9与夹钳驱动块4铰接；该夹钳推杆短销轴9穿过夹钳驱动块4上开设的销轴孔，两端通过锁紧螺母10锁紧，并在锁紧螺母10与夹钳驱动块4之间设有套在夹钳推杆短销轴9上的垫片12。
本实用新型的工作原理为：
夹钳活塞缸1驱动夹钳活塞杆3伸缩，该夹钳活塞杆3通过夹钳驱动块4带动夹钳推杆5，通过夹钳爪保持连杆6的平行保持作用配合，实现夹钳爪7的夹持动作或张开动作。具体为：
工作时，将液压管路连接到夹钳活塞缸1上的进出油口18，当无杆腔19进高压油时，夹钳活塞杆3伸出，通过夹钳驱动块4推动夹钳推杆5，进而推动夹钳爪7执行夹持动作；依据平行四边形连杆原理，通过夹钳爪保持连杆6保证了夹钳爪7在夹持和张开的过程中处于平行状态，最终实现了夹钳爪7的夹持动作。当有杆腔20进高压油时，夹钳活塞杆3缩回，实现夹钳爪7的张开动作。
综上所述，本实用新型给出了一种水下液压机械手夹持机构，它具有结构紧凑，性能可靠，夹持力大等诸多优点，是一种稳定可靠的末端执行机构。

Claims (10)

1.一种水下液压机械手夹持机构，其特征在于：包括夹钳活塞缸（1）、夹钳基座（2）、夹钳活塞杆（3）、夹钳驱动块（4）、夹钳推杆（5）、夹钳爪保持连杆（6）及夹钳爪（7），其中夹钳基座（2）安装在夹钳活塞缸（1）上，所述夹钳活塞杆（3）的活塞端容置在夹钳活塞缸（1）中，另一端由所述夹钳基座（2）穿过、连接有夹钳驱动块（4）；所述夹钳推杆（5）的一端与夹钳驱动块（4）铰接，另一端铰接有所述夹钳爪（7）；所述夹钳爪（7）与夹钳基座（2）之间铰接有保证夹钳爪（7）在夹持和张开的过程中处于平行状态的夹钳爪保持连杆（6）；所述夹钳活塞缸（1）驱动夹钳活塞杆（3）伸缩，该夹钳活塞杆（3）通过夹钳驱动块（4）带动夹钳推杆（5），通过所述夹钳爪保持连杆（6）的平行保持作用配合，实现所述夹钳爪（7）的夹持动作或张开动作。
2.按权利要求1所述的水下液压机械手夹持机构，其特征在于：所述夹钳爪（7）为对称设置的两个，每个夹钳爪（7）的两侧分别铰接有两根夹钳爪保持连杆（6），每根夹钳爪保持连杆（6）的两端分别铰接夹钳爪（7）及夹钳基座（2），所述夹钳爪（7）每侧的两根夹钳爪保持连杆（6）与夹钳爪（7）及夹钳基座（2）之间形成平行四边形连杆机构；每个夹钳爪（7）分别通过一个夹钳推杆（5）与所述夹钳驱动块（4）铰接，所述夹钳推杆（5）位于夹钳爪（7）两侧的夹钳爪保持连杆（6）之间。
3.按权利要求1或2所述的水下液压机械手夹持机构，其特征在于：所述夹钳基座（2）的一端插设在夹钳活塞缸（1）内，另一端开有通过夹钳连杆长销轴（8）与夹钳爪保持连杆（6）铰接的销轴安装孔，所述安装孔内安装有滑动轴承（11）；所述夹钳基座（2）与夹钳活塞杆（3）密封连接，在夹钳基座（2）的中间开有供夹钳活塞杆（3）穿过的活塞孔，该活塞孔的孔壁开有容置斯特封、导向带及防尘圈的安装槽，所述夹钳基座（2）位于夹钳活塞缸（1）内一端的外表面开有容置O形密封圈（13）的安装槽。
4.按权利要求3所述的水下液压机械手夹持机构，其特征在于：所述夹钳基座（2）通过螺栓固定在夹钳基座（2）上，在夹钳基座（2）上还开有便于安装牺牲阳极的螺纹孔；所述夹钳连杆长销轴（8）的两端通过锁紧螺母（10）锁紧，并在锁紧螺母（10）与夹钳爪保持连杆（6）之间设有套在夹钳连杆长销轴（8）上的垫片（12）。
5.按权利要求1或2所述的水下液压机械手夹持机构，其特征在于：所述夹钳活塞杆（3）与夹钳活塞缸（1）的内壁密封连接，在夹钳活塞杆（3）活塞端的外表面开有容置格莱圈及导向带的安装槽，所述夹钳活塞杆（3）的另一端开有便于安装所述夹钳驱动块（4）的螺纹孔。
6.按权利要求1或2所述的水下液压机械手夹持机构，其特征在于：所述夹钳驱动块（4）通过沉头螺栓（14）与夹钳活塞杆（3）固接，在夹钳驱动块（4）的中间开有供沉头螺栓（14）穿过的通孔，该通孔为沉孔；所述夹钳驱动块（4）通孔上方的两侧分别开有通过夹钳推杆短销轴（9）与夹钳推杆（5）铰接的销轴孔，该销轴孔内安装有滑动轴承（11）。
7.按权利要求6所述的水下液压机械手夹持机构，其特征在于：所述夹钳推杆短销轴（9）的两端通过锁紧螺母（10）锁紧，并在锁紧螺母（10）与夹钳驱动块（4）之间设有套在夹钳推杆短销轴（9）上的垫片（12）。
8.按权利要求1或2所述的水下液压机械手夹持机构，其特征在于：所述夹钳爪（7）的底部开有与夹钳爪保持连杆（6）铰接的销轴孔，该销轴孔内安装有滑动轴承（11）。
9.按权利要求1或2所述的水下液压机械手夹持机构，其特征在于：所述夹钳爪（7）用于夹持的内侧分别开有防滑槽（16）及十字槽（17）。
10.按权利要求1或2所述的水下液压机械手夹持机构，其特征在于：所述夹钳爪（7）的外侧设有加强筋（15）。
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