CN209319785U - 一种水下机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下机械手，包括舱体、伸缩驱动件、夹爪和导杆，伸缩驱动件安装在密封设置的舱体内，导杆与舱体密封滑接，该导杆的一端与伸缩驱动件的伸缩执行端连接，另一端与夹爪的一端铰接，夹爪的另一端与舱体铰接，多个夹爪随着伸缩驱动件驱动导杆伸缩而夹紧或者松开。本实用新型采用电机‑丝杆的传动方式驱动用四组手爪联动的方式实现对水下物体的抓取功能，通过简易结构实现机械手功能，降低成本和操作难度。同时，具有完善的水密结构，增加了水下自动作业的稳定性，有效降低水下打捞作业的难度，拓宽水下机器人应用领域，在水面管理，水下打捞等领域具有广泛的推广价值。

Description

一种水下机械手

技术领域

本实用新型涉及水下设备领域，尤其涉及一种密封可靠、结构简单的新型水下机械手。

背景技术

目前，随着对海洋资源的利用和开发，水下机械手的应用越来越广泛，能承受住一定水压并且能够顺利工作的机械手应运而生。现有的水下机械手一般由三部分组成：驱动部分、传动部分和末端执行器部分。驱动部分带动传动部分，传动部分将驱动部分的回转运动转化为直线运动，从而以达到夹取目标物的目的。

水下机械手重点结构在于传动部分和末端执行器部分。现有的传动机构一般结构比较复杂，传动稳定性一般，容易出现故障；末端执行器抓取目标物时稳定性不够，目标物容易晃动甚至掉落。再者，现有的水下机械手在较高的水压下密封效果较差，不能很好的完成工作任务；并且伴随着机械手工作时产生的振动，密封性能会进一步下降。

因此，提供一种密封可靠、结构简单的新型水下机械手，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种密封可靠、结构简单的新型水下机械手，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种水下机械手，包括舱体、伸缩驱动件、夹爪和导杆，所述伸缩驱动件安装在密封设置的所述舱体内，所述导杆与所述舱体密封滑接，该导杆的一端与所述伸缩驱动件的伸缩执行端连接，另一端与所述夹爪的一端铰接，所述夹爪的另一端与所述舱体铰接，多个所述夹爪随着所述伸缩驱动件驱动所述导杆伸缩而夹紧或者松开。

进一步的，还包括设置于所述舱体内的第一导杆支座和设置于所述舱体外的第二导杆支座，所述导杆的两端分别与所述第一导杆支座、第二导杆支座连接，所述夹爪的一端与所述第二导杆支座铰接，所述伸缩驱动件的伸缩执行端与所述第一导杆支座连接。

进一步的，所述伸缩驱动件包括电机、丝杠和螺母副平台，所述螺母副平台固接在所述第一导杆支座上，所述丝杠与所述螺母副平台螺旋连接，且所述丝杠与所述电机的输出轴同轴连接。

进一步的，所述舱体包括连接舱壳、驱动舱壳和传动舱壳，所述驱动舱壳和传动舱壳的一端分别与所述连接舱壳的两端密封连接，所述传动舱壳的另一端密封安装有一密封舱前端盖，所述驱动舱壳的另一端密封安装有一密封舱后端盖，所述丝杠枢接在所述驱动舱壳内，所述电机安装在所述驱动舱壳内，所述丝杠通过一设置在所述连接舱壳的联轴器与所述电机的输出轴连接。

进一步的，所述驱动舱壳、传动舱壳与所述连接舱壳连接的端部设置有向中心延伸的密封凸缘，所述密封凸缘与所述连接舱壳通过密封圈紧密贴合。

进一步的，所述传动舱壳内设置有传动导向杆，所述传动导向杆与所述螺母和/或第一导杆支座滑接。

进一步的，所述丝杠位于所述传动舱壳内的两端安装有橡胶环。

进一步的，还包括动臂片，所述动臂片的一端与所述夹爪铰接，另一端与所述第二导杆支座铰接。

进一步的，所述密封舱前端盖上设置有与所述导杆滑接的导杆滑接孔，所述导杆滑接孔沿其轴向设置有多个与所述导杆密封贴合的密封圈。

进一步的，所述密封舱后端盖上设置穿线螺栓组件。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型采用电机-丝杠的传动方式驱动四组联动夹爪，从而实现对水下物体的抓取功能，通过简易结构实现机械手功能，降低成本和操作难度。同时，该机械手具有完善的水密封结构，增加了水下自动作业的稳定性，有效降低水下打捞作业的难度，拓宽水下机器人应用领域，在水面管理，水下打捞等领域具有广泛的推广价值。

下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例公开的水下机械手的结构示意图。

图例说明：

1、夹爪；2、动臂片；3、第二导杆支座；4、导杆；5、连接片；6、支座平台；7、密封舱前端盖；9、唇形密封圈；10、橡胶环；11、螺母副平台；12、传动舱壳；13、丝杠；14、密封圈；15、轴承；16、联轴器；17、连接舱壳；19、电机；20、驱动舱壳；21、穿线螺母；23、密封舱后端盖；24、穿线螺栓；25、第一导杆支座；26、密封凸缘；27、传动导向杆；28、导杆滑接孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实用新型公开了一种水下机械手，包括舱体、伸缩驱动件、夹爪1和导杆4，伸缩驱动件安装在密封设置的舱体内，其中，舱体可为多种形状，在本实施例中，舱体为三段式的筒状结构，包括连接舱壳17、驱动舱壳20和传动舱壳12，驱动舱壳20和传动舱壳12的一端分别与连接舱壳17的两端密封连接(端部的连接处均通过密封圈14密封)，而夹爪1和导杆4为沿着舱体周向均匀布置的4组，伸缩驱动件可为直线气缸、齿轮齿条、直线电机，在本实施例中，考虑到海洋深水作业环境，采用丝杠+电机的驱动模式，电机19采用直流减速电机，伸缩驱动件包括电机19、丝杠13和螺母副平台11，其中，导杆4与传动舱壳12密封滑接(滑接的位置设置有多个密封圈14)，该导杆4的一端与伸缩驱动件的伸缩执行端连接，另一端与夹爪1的一端铰接，夹爪1的另一端与传动舱壳12铰接，从而，当多个夹爪1随着伸缩驱动件驱动导杆4伸缩时，夹爪1能够夹紧或者松开。

在本实施例中，为了实现夹爪1的同步夹紧或者松开，传动舱壳12内设置有第一导杆支座25，而传动舱壳12外的第二导杆支座3，导杆4的两端分别与第一导杆支座25、第二导杆支座3连接，夹爪1的一端与第二导杆支座3铰接，伸缩驱动件的伸缩执行端与第一导杆支座25连接，工作时，伸缩驱动件将动力传递到第一导杆支座25上，带动导杆4同步伸缩，进而带动传动舱壳12外的第二导杆支座3轴向伸缩，由于夹爪1的一端均与第二导杆支座3铰接，因此，夹爪1能够同时向中心靠拢或者向外打开，避免了各个夹爪1的不同步，其中，螺母副平台11固接在第一导杆支座25上，丝杠13与螺母副平台11套接在一起，螺旋传动，且丝杠13与电机19的输出轴同轴连接，在本实施例中，丝杠13采用滚珠丝杠，从而具有更快的响应速度和运动精度，通过丝杠螺母副，电机19的旋转运动转化为螺母副平台11的直线运动。

在本实施例中，传动舱壳12的另一端密封安装有一密封舱前端盖7，驱动舱壳20的另一端密封安装有一密封舱后端盖23，密封舱前端盖7和密封舱后端盖23与舱体的连接处均设置有密封圈14密封，丝杠13枢接在驱动舱壳20内，其一端通过轴承15与密封舱前端盖7枢接，另一端通过安装在连接舱壳17上的轴承15支撑旋转，电机19安装在驱动舱壳20的底部，丝杠13通过一设置在连接舱壳17的联轴器16与电机19的输出轴连接。

在本实施例中，为了能够更好的密封，驱动舱壳20、传动舱壳12与连接舱壳17连接的端部设置有向中心延伸的密封凸缘26，密封凸缘26与连接舱壳17贴合的端面上设置有密封圈14，通过螺栓紧固贴合，其中，密封圈14设置在螺栓的外侧，进而可对螺栓进行隔离保护。从而，保证了连接舱壳17、驱动舱壳20和传动舱壳12连接处的密封性能。

在本实施例中，传动舱壳12内设置有传动导向杆27，传动导向杆27的两端分别插接在密封舱前端盖7和连接舱壳17上，与螺母副平台11和第一导杆支座25滑接，从而进一步保证了第一导杆支座25精确的轴向运动精度。同时，丝杠13位于传动舱壳12内的两端安装有橡胶环10，进一步防止螺母副平台11和第一导杆支座25运动到传动舱壳12内的左右极限位置时的碰撞发生。

在本实施例中，还包括动臂片2，动臂片2的一端与夹爪1铰接，另一端与第二导杆支座3铰接，通过选用不同型号长度的动臂片2，可以控制夹爪1的最大张开角度，从而适应夹取不同体积的物体，而夹爪1与舱体的铰接是通过连接片5和支座平台6来实现，支座平台6与密封舱前端盖7连接，支座平台6上面设置有多个铰接位点，连接片5的一端与支座平台6铰接，另一端与夹爪1铰接。

在本实施例中，密封舱前端盖7上设置有与导杆4滑接的导杆滑接孔28，导杆滑接孔28沿其轴向设置有多个与导杆4密封贴合的密封圈，靠近导杆滑接孔28的最外端设置为唇形密封圈9，从而保证导杆4在滑动过程中的密封性能。

在本实施例中，为了便于电机19的控制线的进入，在密封舱后端盖23上设置有穿线螺栓组件，包括相互套接的穿线螺栓24和穿线螺母21，控制线即可从穿线螺栓24中进入，控制驱动电机19。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水下机械手，其特征在于，包括舱体、伸缩驱动件、夹爪(1)和导杆(4)，所述伸缩驱动件安装在密封设置的所述舱体内，所述导杆(4)与所述舱体密封滑接，该导杆(4)的一端与所述伸缩驱动件的伸缩执行端连接，另一端与所述夹爪(1)的一端铰接，所述夹爪(1)的另一端与所述舱体铰接，多个所述夹爪(1)随着所述伸缩驱动件驱动所述导杆(4)伸缩而夹紧或者松开。

2.根据权利要求1所述的水下机械手，其特征在于，还包括设置于所述舱体内的第一导杆支座(25)和设置于所述舱体外的第二导杆支座(3)，所述导杆(4)的两端分别与所述第一导杆支座(25)、第二导杆支座(3)连接，所述夹爪(1)的一端与所述第二导杆支座(3)铰接，所述伸缩驱动件的伸缩执行端与所述第一导杆支座(25)连接。

3.根据权利要求2所述的水下机械手，其特征在于，所述伸缩驱动件包括电机(19)、丝杠(13)和螺母副平台(11)，所述螺母副平台(11)固接在所述第一导杆支座(25)上，所述丝杠(13)与所述螺母副平台(11)螺旋连接，且所述丝杠(13)与所述电机(19)的输出轴同轴连接。

4.根据权利要求3所述的水下机械手，其特征在于，所述舱体包括连接舱壳(17)、驱动舱壳(20)和传动舱壳(12)，所述驱动舱壳(20)和传动舱壳(12)的一端分别与所述连接舱壳(17)的两端密封连接，所述传动舱壳(12)的另一端密封安装有一密封舱前端盖(7)，所述驱动舱壳(20)的另一端密封安装有一密封舱后端盖(23)，所述丝杠(13)枢接在所述驱动舱壳(20)内，所述电机(19)安装在所述驱动舱壳(20)内，所述丝杠(13)通过一设置在所述连接舱壳(17)的联轴器(16)与所述电机(19)的输出轴连接。

5.根据权利要求4所述的水下机械手，其特征在于，所述驱动舱壳(20)、传动舱壳(12)与所述连接舱壳(17)连接的端部设置有向中心延伸的密封凸缘(26)，所述密封凸缘(26)与所述连接舱壳(17)通过密封圈紧密贴合。

6.根据权利要求4或5所述的水下机械手，其特征在于，所述传动舱壳(12)内设置有传动导向杆(27)，所述传动导向杆(27)与所述螺母副平台(11)和/或第一导杆支座(25)滑接。

7.根据权利要求4或5所述的水下机械手，其特征在于，所述丝杠(13)位于所述传动舱壳(12)内的两端安装有橡胶环(10)。

8.根据权利要求2-5任一所述的水下机械手，其特征在于，还包括动臂片(2)，所述动臂片(2)的一端与所述夹爪(1)铰接，另一端与所述第二导杆支座(3)铰接。

9.根据权利要求4或5所述的水下机械手，其特征在于，所述密封舱前端盖(7)上设置有与所述导杆(4)滑接的导杆滑接孔(28)，所述导杆滑接孔(28)沿其轴向设置有多个与所述导杆(4)密封贴合的密封圈。

10.根据权利要求9所述的水下机械手，其特征在于，所述密封舱后端盖(23)上设置有穿线螺栓组件。