CN215240958U - 一种机械臂及水下机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机械臂及水下机器人。机械臂包括：臂体；机械手，包括支撑部、第一夹持部、第二夹持部和第一驱动器，所述支撑部设置于所述臂体的一端，所述第一夹持部和第二夹持部分别与所述支撑部铰接，所述第一驱动器用于带动所述第一夹持部和第二夹持部夹紧第一起吊件。本申请的机械臂可稳定的夹持住第一起吊件，使第一起吊件与水中设备的第二起吊件可靠连接，实现水中设备起吊件的无人接触式连接。

Description

一种机械臂及水下机器人

技术领域

本申请涉及水下设备领域，尤其涉及一种机械臂及水下机器人。

背景技术

目前，无人潜航器进行水面回收时，多采用母船释放小艇，工作人员在小艇上携带吊钩靠近无人潜航器，通过人工操作完成吊钩与无人潜航器上吊点的连接。然而，通过人工回收无人潜航器的方式受海上风浪影响较大，安全性差、作业效率低。

实用新型内容

基于此，本申请提供了一种机械臂及水下机器人，机械臂可夹持第一起吊件，通过水下机器人完成水中设备起吊点的连接，安全可靠，作业效率高。

本申请的一个实施例提供一种机械臂，包括：臂体；机械手，包括支撑部、第一夹持部、第二夹持部和第一驱动器，所述支撑部设置于所述臂体的一端，所述第一夹持部和第二夹持部分别与所述支撑部铰接，所述第一驱动器用于带动所述第一夹持部和第二夹持部夹紧第一起吊件。

根据本申请的一些实施例，所述第一夹持部和第二夹持部上分别设置与所述第一起吊件对应的夹持槽。

根据本申请的一些实施例，所述的机械臂还包括摄像头，所述摄像头设置于所述臂体上。

根据本申请的一些实施例，所述机械手还包括推力块、第一传动块和第二传动块；所述第一夹持部通过第一轴与所述支撑部铰接，所述第一传动块通过第二轴与所述第一夹持部铰接，所述推力块通过第三轴与所述第一传动块铰接；所述第二夹持部通过第四轴与所述支撑部铰接，所述第二传动块通过第五轴与所述第二夹持部铰接，所述推力块通过第六轴与所述第二传动块铰接；所述第一驱动器带动所述推力块移动。

根据本申请的一些实施例，所述支撑部上设置通孔；所述机械手还包括：丝杠，连接所述第一驱动器的输出轴；导向套，设置于所述臂体内；过渡套，一端设置拉杆孔，所述过渡套可滑动的设置于所述导向套内；螺母，一端与所述丝杠螺纹连接，另一端与所述过渡套连接；拉杆，一端设置凸缘，所述凸缘位于所述过渡套内，所述凸缘的直径大于所述拉杆孔的直径，所述拉杆的另一端穿过所述支撑部的通孔连接所述推力块。

根据本申请的一些实施例，所述拉杆与所述通孔的内壁之间设置自润滑轴承。

根据本申请的一些实施例，所述机械手还包括齿轮箱壳，所述齿轮箱壳连接所述臂体，所述支撑部可旋转的设置于所述齿轮箱壳上；所述机械臂还包括旋转驱动组件，所述旋转驱动组件用于带动所述支撑部旋转。

根据本申请的一些实施例，所述旋转驱动组件包括：第二驱动器，设置于所述臂体上；第一齿轮，连接所述第二驱动器的输出轴；第二齿轮，设置于所述支撑部上，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

本申请的一个实施例提供一种水下机器人，包括：机器人本体；机械臂，为如上所述的机械臂，所述机械臂设置于所述机器人本体上，所述机械臂用于带动第一起吊件连接水中设备上的第二起吊件。

根据本申请的一些实施例，所述第一起吊件为吊钩。

本申请的机械臂及水下机器人，进行水中设备的回收时，通过机械臂带动第一起吊件连接水中设备的第二起吊件，实现水中设备起吊件的无人接触式连接，从而避免人员下水操作带来的意外风险，安全可靠，作业效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。

图1是本申请实施例机械臂的示意图；

图2是本申请实施例第一起吊件的示意图；

图3是本申请实施例机械手的示意图；

图4是本申请实施例机械手的剖视图；

图5是本申请实施例推力块、第一传动块和第一夹持部的连接示意图；

图6是本申请实施例推力块、第二传动件和第二夹持部的连接示意图；

图7是本申请实施例推力块的示意图；

图8是本申请实施例第一传动块的示意图；

图9是本申请实施例支撑部的示意图；

图10是本申请实施例机械手的传动结构的示意图；

图11是本申请实施例导向套的示意图；

图12是本申请实施例拉杆的示意图；

图13是本申请实施例过渡套的示意图；

图14是本申请实施例水下机器人的示意图；

图15是本申请实施例第一起吊件连接第二起吊件的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供一种机械臂100。机械臂100包括：臂体1和机械手2。机械手2设置于臂体1上，机械手2用于夹持第一起吊件200。可选地，第一起吊件200为吊钩。

臂体1包括臂体前段11、臂体中段12、臂体后段13和固定座14。臂体前段11与臂体中段12铰接，臂体中段12与臂体后段13铰接，臂体后段13和固定座14铰接。本实施例的臂体1为已有结构，可实现多自由度的运动。

如图3和图4所示，本申请的机械手2包括支撑部21、第一夹持部22、第二夹持部23和第一驱动器24。支撑部21设置于臂体1的一端，即支撑部21设置于臂体前段11上。第一夹持部22和第二夹持部23分别与支撑部21铰接。第一驱动器24用于带动第一夹持部22和第二夹持部23夹紧第一起吊件200。第一夹持部22和第二夹持部23闭合可夹紧第一起吊件200，第一夹持部22和第二夹持部23分离可松开第一起吊件200。本实施例的第一驱动器24为电机。

本实施例的机械臂100安装在水下机器人上时，可用于进行水中设备的回收。所述水中设备可以为无人潜航器。通过机械臂100带动第一起吊件200连接水中设备，实现水中设备起吊件的无人接触式连接，从而避免人员下水操作带来的意外风险，安全可靠，作业效率高。

如图5和图6所示，根据本申请一个可选的技术方案，第一夹持部22和第二夹持部23上分别设置与第一起吊件200对应的夹持槽。第一起吊件200的末端为十字型。本实施例的第一夹持部22上设置第一夹持槽221，第二夹持部23上设置第二夹持槽232。第一夹持部22和第二夹持部23闭合时，第一夹持部22和第二夹持部23上的夹持槽形成的空腔正好与第一起吊件200的十字型末端契合，确保机械手2闭合后能够牢牢地抓握住第一起吊件200，保证第一起吊件200连接水中设备时动作稳定可靠，避免第一起吊件200在机械手2的夹持下产生歪斜和滑脱。

根据本申请一个可选的技术方案，机械臂100还包括摄像头3。摄像头3设置于臂体1的臂体前段11上。操作人员可通过摄像头3观察机械手2夹持的第一起吊件200的位置。

根据本申请一个可选的技术方案，机械手2还包括推力块25、第一传动块261和第二传动块262。

如图7所示，推力块25包括沉孔251和位于沉孔251两侧的第一轴孔252及第二轴孔253，沉孔251的轴线与第一轴孔252的轴线及第二轴孔253的轴线垂直。

如图8所示，第一传动块261和第二传动块262的结构相同，以第一传动块261为例，第一传动块261包括第三轴孔2611和第四轴孔2612，第三轴孔2611和第四轴孔2612的轴线平行。

第一夹持部22通过第一轴223与支撑部21铰接。第二轴222穿过第一传动块261的第四轴孔2612和第一夹持部22上的轴孔，实现第一传动块261和第一夹持部22的铰接。第三轴263穿过推力块25的第一轴孔252及第一传动块261的第三轴孔2611，实现推力块25与第一传动块261的铰接。推力块25向前或后移动时带动第一夹持部22绕第一轴223摆动。

第二夹持部23通过第四轴233与支撑部21铰接。第二夹持部23与第二传动块262的铰接方式和第一夹持部22与第一传动块261的铰接方式相同，第二夹持部23与第二传动块262通过第五轴232铰接。第二传动块262与推力块25的铰接方式和第一传动块261与推力块25的铰接方式相同，第二传动块262与推力块25通第六轴264铰接。推力块25向后移动时第一夹持部22和第二夹持部23相互靠近，闭合后用于夹持第一起吊件200。推力块25向前移动时第一夹持部22和第二夹持部23相互远离，分离后用于松开第一起吊件200。

第一驱动器24带动推力块25向前或向后移动。

如图9和图10所示，支撑部21包括通孔211。机械手2还包括：丝杠241、螺母242、过渡套243、拉杆244、导向套245。

如图11、图12和图13所示，丝杠241连接第一驱动器24的输出轴。导向套245设置于臂体前段11内。导向套245的外壁上设置多个导向槽2451。过渡套243的一端设置拉杆孔2431，过渡套243可滑动的设置于导向套245内。螺母242的一端与丝杠241螺纹连接，另一端穿入过渡套243中，通过螺钉将螺母242与过渡套243固定。连接螺母242与过渡套243的螺钉的螺帽位于导向套245的导向槽2451中，对过渡套243的滑动起到导向的作用。拉杆244一端设置凸缘2441，凸缘2441位于过渡套243内，凸缘2441的直径大于拉杆孔2431的直径，且凸缘2441的直径小于过渡套243的内腔的直径，以使拉杆244相对过渡套243可旋转。拉杆244的另一端穿过支撑部的通孔211连接推力块25。

第一驱动器24带动丝杠241旋转，丝杠241与螺母242的螺纹配合，使得螺母242带动过渡套243前后移动。螺母242向后移动时，过渡套243通过凸缘2441拉动拉杆244向后移动，使得推力块25向后移动，带动第一夹持部22和第二夹持部23闭合。螺母242向前移动时，螺母242推动拉杆244前移，使得推力块25向前移动，带动第一夹持部22和第二夹持部23分离。

根据本申请一个可选的技术方案，支撑部21的通孔211内设置无滚珠的自润滑轴承246，拉杆244穿过自润滑轴承246，便于拉杆244相对支撑部21滑动。

根据本申请一个可选的技术方案，机械手2还包括齿轮箱壳27。齿轮箱壳27的内部为空腔，齿轮箱壳27通过螺栓连接臂体前段11。支撑部21通过轴承28可旋转的设置于齿轮箱壳27上，支撑部21的一端穿入齿轮箱壳27中。机械臂100还包括旋转驱动组件4，旋转驱动组件4用于带动支撑部21旋转，使第一夹持部22和第二夹持部23跟随支撑部21旋转，以调整被夹持的第一起吊件200的角度。

根据本申请一个可选的技术方案，旋转驱动组件34包括第二驱动器41、第一齿轮42和第二齿轮43。第二驱动器41为电机，设置于臂体前段11的空腔内。第一齿轮42连接第二驱动器41的输出轴，第二齿轮43设置于支撑部21上，第二齿轮43与第一齿轮42啮合。第一齿轮42和第二齿轮43均位于齿轮箱壳27内。

本实施例中，支撑部21的外壁上设置键槽212，键槽212内设置键，第二齿轮43通过键连接支撑部21。第二驱动器41通过第一齿轮42和第二齿轮43带动支撑部21旋转，从而带调整第一起吊件200的角度，便于第一起吊件200连接水中设备。支撑部21旋转时，推力块25和拉杆244跟随旋转。

实施例2

如图14和图15所示，本实施例提供一种水下机器人。水下机器人包括：机器人本体300和如上所述的机械臂100。机械臂100设置于机器人本体300的前端，臂体的固定座14连接机器人本体300。机械臂100用于带动第一起吊件200连接水中设备400上的第二起吊件401。可选地，第二起吊件401为吊环。

利用本实施例的水下机器人进行水中设备的回收，方法包括：

S1、将第一起吊件设置于机械臂上；

S2、将水下机器人放入水中，控制水下机器人靠近水中设备；

S3、控制机械臂带动第一起吊件连接水中设备上的第二起吊件。

S4、通过母船上的起吊设备起吊水中设备。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种机械臂，其特征在于，包括：

臂体；

机械手，包括支撑部、第一夹持部、第二夹持部和第一驱动器，所述支撑部设置于所述臂体的一端，所述第一夹持部和第二夹持部分别与所述支撑部铰接，所述第一驱动器用于带动所述第一夹持部和第二夹持部夹紧第一起吊件。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第一夹持部和第二夹持部上分别设置与所述第一起吊件对应的夹持槽。

3.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头设置于所述臂体上。

4.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述机械手还包括推力块、第一传动块和第二传动块；

所述第一夹持部通过第一轴与所述支撑部铰接，所述第一传动块通过第二轴与所述第一夹持部铰接，所述推力块通过第三轴与所述第一传动块铰接；

所述第二夹持部通过第四轴与所述支撑部铰接，所述第二传动块通过第五轴与所述第二夹持部铰接，所述推力块通过第六轴与所述第二传动块铰接；

所述第一驱动器带动所述推力块移动。

5.根据权利要求4所述的机械臂，其特征在于，所述支撑部上设置通孔；所述机械手还包括：

丝杠，连接所述第一驱动器的输出轴；

导向套，设置于所述臂体内；

过渡套，一端设置拉杆孔，所述过渡套可滑动的设置于所述导向套内；

螺母，一端与所述丝杠螺纹连接，另一端与所述过渡套连接；

拉杆，一端设置凸缘，所述凸缘位于所述过渡套内，所述凸缘的直径大于所述拉杆孔的直径，所述拉杆的另一端穿过所述支撑部的通孔连接所述推力块。

6.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于，所述拉杆与所述通孔的内壁之间设置自润滑轴承。

7.根据权利要求5所述的机械臂，其特征在于，所述机械手还包括齿轮箱壳，所述齿轮箱壳连接所述臂体，所述支撑部可旋转的设置于所述齿轮箱壳上；

所述机械臂还包括旋转驱动组件，所述旋转驱动组件用于带动所述支撑部旋转。

8.根据权利要求7所述的机械臂，其特征在于，所述旋转驱动组件包括：

第二驱动器，设置于所述臂体上；

第一齿轮，连接所述第二驱动器的输出轴；

第二齿轮，设置于所述支撑部上，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

9.一种水下机器人，其特征在于，包括：

机器人本体；

机械臂，为权利要求1～8任一项所述的机械臂，所述机械臂设置于所述机器人本体上，所述机械臂用于带动第一起吊件连接水中设备上的第二起吊件。

10.根据权利要求9所述的水下机器人，其特征在于，所述第一起吊件为吊钩。

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