CN207578441U - 一种水下目标抓取机械手 - Google Patents
一种水下目标抓取机械手 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207578441U CN207578441U CN201721805720.0U CN201721805720U CN207578441U CN 207578441 U CN207578441 U CN 207578441U CN 201721805720 U CN201721805720 U CN 201721805720U CN 207578441 U CN207578441 U CN 207578441U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- clamping jaw
- manipulator
- connecting rod
- underwater
- base body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000035929 gnawing Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种水下目标抓取机械手，它解决了现有技术中水下机械手平衡性较差、易损坏抓取目标、不能抓取狭小空间目标物的问题，具有通用性强、适用范围广、易于控制、抓取效果好、抓取效率高、降低成本的效果；其技术方案为：包括夹爪、机械手基体和传动机构，夹爪滑动连接于机械手基体的上部，所述夹爪的一侧通过传动机构与机械手基体相连；所述夹爪一侧安装有辅助夹爪；所述夹爪包括对称设置的两个夹爪基体，夹爪基体的内部具有多个缓冲弹簧，夹爪基体的一侧设有夹紧挡板。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械手领域，尤其涉及一种水下目标抓取机械手。
背景技术
随着石油、天然气等海洋资源的开发，水下机器人成为开发海洋资源的重要工具，水下机械手作为水下机器人实施动作的主要承担者，其性能至关重要。与陆上机械手相比，水下机械手具有以下特点：受到水下机器人装备的限制，要求小型、轻量化；由于长时间在水下工作，要求防水等。
现有技术关于水下机械手的研究有很多，但是仍然存在一些缺陷，例如：
(1)水下机械手存在电线裸露在海水中的现象，电线易腐蚀或存在被水下生物啃食的风险；
(2)水下机械手在水中抓取操作的阻力较大、易出现不平衡的现象；
(3)水下机械手因水下不确定因素的影响，而致使水下目标因抓取力过大被抓伤或抓坏。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种水下目标抓取机械手，以舵机为动力源，其具有通用性强、适用范围广、易于控制、抓取效果好、抓取效率高、降低成本的效果。
本实用新型采用下述技术方案：
一种水下目标抓取机械手，包括夹爪、机械手基体和传动机构，夹爪滑动连接于机械手基体的上部，所述夹爪的一侧通过传动机构与机械手基体相连；所述夹爪一侧安装有辅助夹爪；
所述夹爪包括对称设置的两个夹爪基体，夹爪基体的内部具有多个缓冲弹簧，夹爪基体的一侧设有夹紧挡板。
进一步的，所述辅助夹爪的一端通过连接法兰固定于夹爪一侧，辅助夹爪的另一端具有弧形钩爪。
进一步的，所述传动机构包括第一连杆，第一连杆的两端分别铰接第二连杆，所述第二连杆与连接有滑块的第三连杆铰接；所述夹爪固定于滑块的上部。
进一步的，所述第一连杆的中心位置连接固定在机械手基体一侧的防水舵机。
进一步的，所述第二连杆为弧形结构，第三连杆为T形结构。
进一步的，所述机械手基体的顶部具有矩形凸起，机械手基体的内部设有开口朝向一侧的防水舵机舱，防水舵机舱的底部具有与其连通的第一通线孔；第一通线孔的外侧设有第一圆形凹槽。
进一步的，所述防水舵机舱的一侧设有平衡重心的偏心通孔。
进一步的，所述机械手基体的底部连接特制法兰，所述特制法兰具有外螺纹接口，特制法兰的内部设有第二通线孔，第二通线孔的外侧设有第二圆形凹槽。
水下目标抓取机械手的抓取方法为：
抓取水底面或岩石表面的水下目标时，打开防水舵机开关，防水舵机控制传动机构带动夹爪完成对水下目标的抓取动作；
抓取水下岩缝或狭小空间的水下目标时，打开防水舵机开关，防水舵机控制传动机构带动辅助夹爪将水下目标取出，之后通过夹爪完成水下目标的抓取动作。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型包括夹爪和辅助夹爪，能够实现对水底面或岩石表面及狭小空间内水下目标的抓取，通用性强、适用范围广、抓取效果好；
(2)本实用新型的传动机构由舵机驱动，以舵机为动力源，相比伺服电机的成本低，且舵机转动角度及速度易控制，对机械手抓取水下目标动作的控制极其简单；
(3)本实用新型的传动机构包括多根连杆，通过控制第一连杆的转动角度即可控制两个夹爪基体之间的距离，从而实现水下目标的抓取动作；且能够根据转动角度、各连杆的长度设置最优的抓取范围；
(4)本实用新型的夹爪内部设置缓冲弹簧，缓冲弹簧在夹爪抓取水下目标时起到缓冲减压的作用，依靠柔性的弹力将水下目标夹起，克服了传统水下机械手因水下不确定因素的影响而致使水下目标因抓取力过大被抓伤或抓坏的缺点；设置缓冲弹簧允许夹爪在抓取过程中存在一定的位置误差，且不必对抓取力进行精确的控制，减少了抓取时间，提高了工作效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本实用新型的前侧结构示意图；
图2为本实用新型的后侧结构示意图；
图3为本实用新型的机械手基体结构示意图；
图4为本实用新型的机械手基体B-B剖视图；
图5为本实用新型的辅助夹爪主视图；
图6为本实用新型的特制法兰结构示意图；
图7为本实用新型的特制法兰内部剖视图；
图8为本实用新型的驱动机构原理图；
其中，1-传动机构，11-防水舵机，12-第一连杆，13-第二连杆，14-第三连杆，15-滑块，2-机械手基体，3-滑块导轨，4-夹爪，5-辅助夹爪，6-特制法兰，21-第一圆形凹槽，22-第一通线孔，23-防水舵机舱，24-偏心通孔，25-矩形凸起，41-夹爪基体，42-缓冲弹簧，43-夹紧挡板，51-连接法兰，52-弧形钩爪，61-第二圆形凹槽，62-第二通线孔。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在水下机械手平衡性较差、易损坏抓取目标、不能抓取狭小空间目标物的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种水下目标抓取机械手。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图7所示，提供了一种水下目标抓取机械手，包括夹爪4、辅助夹爪5、机械手基体2和传动机构1，机械手基体2的底端安装特制法兰6，特制法兰6采用标准的外螺纹接口，方便与水下机械臂连接，保证机械手的通用性。
传动机构1安装于机械手基体2的侧面并通过防水舵机11驱动，选取大扭矩输出的防水舵机11为动力源，保证了机械手的低成本性；且防水舵机11的转动角度及速度易控制，因此对机械手抓取水下目标动作的控制极其简单；夹爪4安装于机械手基体2的上部，辅助夹爪5固定于夹爪4一侧。
如图3和图4所示，所述机械手基体2的纵向截面呈梯形，其上端宽度大于下端，这种结构能够减小水下阻力扰动，保证机械手的稳定性，便于抓取目标。
机械手基体2的顶端具有矩形凸起25，矩形凸起25的外侧通过螺钉安装有截面呈T形的滑块导轨3，滑块导轨3上卡接两个滑块15，滑块15的内部具有与滑块导轨3相适配的滑块凹槽；滑块导轨3的两端设有防止滑块15滑出的限位块。
机械手基体2的内部设有用于安装防水舵机11的防水舵机舱23，防水舵机舱23的开口朝向机械手基体2一侧，防水舵机舱23的底部具有与其连通的第一通线孔22；第一通线孔22的外侧设有第一圆形凹槽21。
所述防水舵机舱23的一侧设有平衡重心的偏心通孔24，使机械手重心在机械手基体2的中轴线上，保证了机械手的平衡性。
所述夹爪4包括两个夹爪基体41，两个夹爪基体41分别安装于滑块15的上部；夹爪基体41呈U形，其内部设有多个缓冲弹簧42，缓冲弹簧42在夹爪4抓取水下目标时起到缓冲减压的作用，依靠柔性的弹力将水下目标夹起，克服了传统水下机械手因水下不确定因素的影响而致使水下目标因抓取力过大被抓伤或抓坏的缺点。
设置缓冲弹簧42允许夹爪4在抓取过程中存在一定的位置误差，且不必对抓取力进行精确的控制，减少了抓取时间，提高了工作效率。
夹爪基体41的内侧(两个夹爪基体41相邻一侧)设有夹紧挡板43；辅助夹爪5垂直固定于夹紧挡板43一侧。
如图6和图7，所述特制法兰6具有外螺纹接口，特制法兰6的内部设有第二通线孔62，第二通线孔62的外侧设有第二圆形凹槽61，所述第二圆形凹槽61与第一圆形凹槽21相适配，二者横截面为圆形，纵向切面为半圆形。
特制法兰6与机械手基体2安装后第一圆形凹槽21和第二圆形凹槽组成圆形通孔，用于安装密封圈，保证了机械手基体2与特制法兰6之间的密封性。
第一通线孔22与第二通线孔62连通，将电源线与信号线引入防水舵机舱23，避免了传统水下电控机械手电线裸露在海水中的现象，防止了电线的腐蚀或被水下生物的啃食；防水舵机舱23包裹了防水舵机11的大部分，进一步提高了机械手的整体密封性，保证了防水舵机11的使用寿命。
如图5所示，辅助夹爪5采用圆管折弯而成，辅助夹爪5的一端设有弧形钩爪52，另一端设有连接法兰51，辅助夹爪5通过连接法兰51安装在夹爪4上，用于抓取水下岩缝或狭小空间中的水下目标，通过弧形钩爪52将岩缝或狭小空间中的水下目标夹或钩取出。
辅助夹爪5与夹紧挡板43连接，也利用了缓冲弹簧42的缓冲减压作用，防止水下目标被抓伤或抓坏。
所述传动机构1包括一个第一连杆12、两个具有弧度的第二连杆13和两个T形的第三连杆14，第一连杆12的中心位置设有内齿轮，与所述防水舵机11轴上的外齿轮配合；第一连杆12的两端分别与两个第二连杆13的一端铰接，两个第二连杆12位于第一连杆11的不同侧。
所述第二连杆12的另一端与第三连杆14铰接，第三连杆14的T形端固定于滑块15的一侧；防水舵机11驱动第一连杆12转动，通过第二连杆13和第三连杆14将第一连杆12的转动作用转换成滑块15在滑块导轨3上的水平运动，从而实现夹爪4的开合作用。
如图8所示，以第一连杆12与防水舵机11的连接点为原点，第一连杆12的一半长度为L1，第一连杆12与水平面的夹角为θ，第二连杆13的等效长度(第二连杆12两端的直线距离)为L2，滑块凹槽上表面中心到第一连杆11中心的竖直距离为L3，滑块15的长度为L4，两个夹紧挡板43之间的距离为L5。
根据几何关系得：
则：
其中，L2≥L1，
通过控制第一连杆11顺时针、逆时针的转动角度即可控制两个夹爪基体41之间的距离，从而实现水下目标的抓取动作；根据各连杆的长度和第一连杆11的转动角度，可以针对不同的水下目标设定最优的抓取范围。
水下目标抓取机械手既能够抓取的水底面或岩石表面的水下目标，也可以抓取岩缝或狭小空间的水下目标，抓取方法为：
(1)抓取水底面或岩石表面的水下目标时，打开防水舵机11的开关，防水舵机11控制传动机构带动夹爪4完成对水下目标的抓取动作。
(2)抓取水下岩缝或狭小空间的水下目标时，打开防水舵机11的开关，首先，防水舵机11控制传动机构1带动辅助夹爪5将水下目标取出至水底面，然后通过夹爪4完成水下目标的抓取动作。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水下目标抓取机械手，其特征在于，包括夹爪、机械手基体和传动机构，夹爪滑动连接于机械手基体的上部，所述夹爪的一侧通过传动机构与机械手基体相连；所述夹爪一侧安装有辅助夹爪；
所述夹爪包括对称设置的两个夹爪基体，夹爪基体的内部具有多个缓冲弹簧，夹爪基体的一侧设有夹紧挡板。
2.根据权利要求1所述的一种水下目标抓取机械手，其特征在于，所述辅助夹爪的一端通过连接法兰固定于夹爪一侧，辅助夹爪的另一端具有弧形钩爪。
3.根据权利要求1所述的一种水下目标抓取机械手，其特征在于，所述传动机构包括第一连杆，第一连杆的两端分别铰接第二连杆，所述第二连杆与连接有滑块的第三连杆铰接；所述夹爪固定于滑块的上部。
4.根据权利要求3所述的一种水下目标抓取机械手，其特征在于，所述第一连杆的中心位置连接固定在机械手基体一侧的防水舵机。
5.根据权利要求3所述的一种水下目标抓取机械手，其特征在于，所述第二连杆为弧形结构，第三连杆为T形结构。
6.根据权利要求1所述的一种水下目标抓取机械手，其特征在于，所述机械手基体的顶部具有矩形凸起，机械手基体的内部设有开口朝向一侧的防水舵机舱，防水舵机舱的底部具有与其连通的第一通线孔；第一通线孔的外侧设有第一圆形凹槽。
7.根据权利要求6所述的一种水下目标抓取机械手，其特征在于，所述防水舵机舱的一侧设有平衡重心的偏心通孔。
8.根据权利要求1所述的一种水下目标抓取机械手，其特征在于，所述机械手基体的底部连接特制法兰，所述特制法兰具有外螺纹接口，特制法兰的内部设有第二通线孔，第二通线孔的外侧设有第二圆形凹槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721805720.0U CN207578441U (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种水下目标抓取机械手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721805720.0U CN207578441U (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种水下目标抓取机械手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207578441U true CN207578441U (zh) | 2018-07-06 |
Family
ID=62739904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721805720.0U Expired - Fee Related CN207578441U (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种水下目标抓取机械手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207578441U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108098823A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-01 | 山东大学 | 一种水下目标抓取机械手及抓取方法 |
| CN108942886A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-07 | 哈尔滨工程大学 | 一种水下机器人柔性抓取装置及其方法 |
| CN109262647A (zh) * | 2018-10-04 | 2019-01-25 | 南京航空航天大学溧水仿生产业研究院有限公司 | 一种医疗用机器人的夹紧机构 |
| CN110153121A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-08-23 | 苏州长光华医生物医学工程有限公司 | 一种用于清洗反应杯的磁微粒吸附装置及其清洗设备 |
-
2017
- 2017-12-21 CN CN201721805720.0U patent/CN207578441U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108098823A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-01 | 山东大学 | 一种水下目标抓取机械手及抓取方法 |
| CN108942886A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-07 | 哈尔滨工程大学 | 一种水下机器人柔性抓取装置及其方法 |
| CN108942886B (zh) * | 2018-07-24 | 2024-02-27 | 哈尔滨工程大学 | 一种水下机器人柔性抓取装置及其方法 |
| CN109262647A (zh) * | 2018-10-04 | 2019-01-25 | 南京航空航天大学溧水仿生产业研究院有限公司 | 一种医疗用机器人的夹紧机构 |
| CN110153121A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-08-23 | 苏州长光华医生物医学工程有限公司 | 一种用于清洗反应杯的磁微粒吸附装置及其清洗设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108098823A (zh) | 一种水下目标抓取机械手及抓取方法 | |
| CN207578441U (zh) | 一种水下目标抓取机械手 | |
| CN104344077B (zh) | 深水复杂环境下大口径管道沟槽式连接器安装作业机器人 | |
| JP6751399B2 (ja) | 水中マニピュレータアームロボット | |
| US11155326B2 (en) | Bio-inspired underwater robot | |
| CN205345108U (zh) | 一种基于双爪夹持机构的多功能爬杆机器人 | |
| CN108045532A (zh) | 一种水下电动机械臂作业吊舱及使用方法 | |
| CN106426204B (zh) | 一种海底管道焊接用水下机器人 | |
| CN100363676C (zh) | 一种水下管道干式维修作业舱 | |
| CN105298413A (zh) | 海洋钻井平台管柱自动化移运装置 | |
| CN108584425A (zh) | 一种移动仓储机器人机械臂 | |
| CN106393172A (zh) | 多关节柔性水下机械臂 | |
| CN106181987B (zh) | 自身浮力可调节的柔性水下作业机械手 | |
| CN112874725B (zh) | 用于水下检测与抓取作业的碟形机器人系统 | |
| CN110920842A (zh) | 一种海洋工程钻进平台水下结构检修机器人 | |
| WO2023165095A1 (zh) | 一种水下机械手 | |
| CN205996970U (zh) | 一种自身浮力可调节的柔性水下作业机械手 | |
| CN106695777A (zh) | 一种液压机械手 | |
| CN219948532U (zh) | 一种用于高海况水面捕捞重型机器人 | |
| CN110842898A (zh) | 一种带有机械手的水下机器人 | |
| CN110630596B (zh) | 一种水下冗余液压机械臂及其工作方法 | |
| CN204278029U (zh) | 夹锚链、钢索用快换式多功能头 | |
| CN109911158A (zh) | 一种水下机器人 | |
| CN203996842U (zh) | 一种磁联接驱动的无动密封水下作业装置 | |
| CN205397407U (zh) | 管模出桩传输装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180706 Termination date: 20211221 |