CN205272027U - 一种可控可调高稳固深海抓取手 - Google Patents

Abstract

一种可控可调高稳固深海抓取手，该抓取手的侧杆通过第五圆柱销与底座连接，第八圆柱销焊接于侧杆顶部的矩形空间内，三角杆第三侧杆通过第三圆柱销与复合铰链第三旋转体连接，直杆通过第一圆柱销与三角杆第三侧杆连接，抓取手第一臂膀安装于支撑底板上，支撑底板焊接于深海机器人主体上。该深海抓取手具有较强的可控性、灵活性和适应性，能够改变抓取空间和抓取轨迹，以适应更多的抓取需求。

Description

一种可控可调高稳固深海抓取手

技术领域

本实用新型涉及一种深海机械手，特别是一种可控可调高稳固深海抓取手。

背景技术

近年来，随着社会的不断发展，浅海的资源已经不能满足人们的欲望和对发展的需求，人们逐渐到深海去探索珍贵的资源，因此，深海机械的开发也逐渐成为人们研究的热点，然而，现有的深海机械手的抓取部分运动形式单一，可控性、灵活性和适应性较差，难以适应深海复杂环境下的各式各样的作业方式，因此有必要设计一种可适应深海复杂环境需要的灵活的抓取手。

目前尚未见有一种既能适应小物件的抓取又能适应大物件的抓取，并具有高度可控性及灵活性的深海抓取手的创新发明设计。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可控可调高稳固深海抓取手，既能适应小物件的抓取又能适应大物件的抓取，具有较高的可控性，能够满足深海复杂环境下抓取物件的需求。

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：一种可控可调高稳固深海抓取手，该抓取手的侧杆通过第五圆柱销与底座连接，第八圆柱销焊接于侧杆顶部的矩形空间内，复合铰链由复合铰链第一旋转体、复合铰链第二旋转体、复合铰链第三旋转体和复合铰链第四旋转体构成，复合铰链第一旋转体和复合铰链第二旋转体通过第八圆柱销与侧杆连接，复合铰链第三旋转体通过第六圆柱销与复合铰链第一旋转体连接，复合铰链第四旋转体通过第七圆柱销与复合铰链第二旋转体连接，直杆通过第四圆柱销与复合铰链第四旋转体连接，三角杆第三侧杆通过第三圆柱销与复合铰链第三旋转体连接，直杆通过第一圆柱销与三角杆第三侧杆连接，三角杆由三角杆第一侧杆、三角杆第二侧杆、三角杆第三侧杆、三角杆第四侧杆、三角杆第一底杆、三角杆第二底杆、三角杆连杆和三角杆曲柄构成，三角杆第一侧杆通过第十三圆柱销与三角杆第二侧杆连接，三角杆第二侧杆通过第十四圆柱销与三角杆第一底杆连接，三角杆第一底杆通过第十五圆柱销与三角杆连杆连接，三角杆连杆通过十六圆柱销与三角杆曲柄连接，三角杆曲柄通过第十七圆柱销与三角杆第二底杆连接，三角杆第二底杆通过第十八圆柱销与三角杆第四侧杆连接，三角杆第四侧杆通过第十九圆柱销与三角杆第三侧杆连接，三角杆第一侧杆通过第二圆柱销与三角杆第三侧杆连接，底面销钉与底座过盈配合，转盘安装于底面销钉上，可绕底面销钉转动，内齿轮焊接于转盘上，第二虎克铰通过第二十圆柱销与转盘连接，第一虎克铰一端与侧杆连接，另一端通过虎克铰连接杆与第二虎克铰连接，外齿轮安装于电机上并与内齿轮相配合，电机安装于抓取手第三臂膀内，连接杆一端与底座焊接，另一端与抓取手第三臂膀焊接，第一气缸连接转盘安装于抓取手第三臂膀上，抓取手第三臂膀通过第十圆柱销与抓取手第二臂膀连接，第一气缸安装于抓取手第二臂膀上，并通过第十一圆柱销与第一气缸连接转盘连接，第二气缸连接转盘安装于抓取手第二臂膀上，抓取手第二臂膀通过第九圆柱销与抓取手第一臂膀连接，第二气缸安装于抓取手第一臂膀上，并通过第十二圆柱销与第二气缸连接转盘连接，抓取手第一臂膀安装于支撑底板上，支撑底板焊接于深海机器人主体上。

所述侧杆顶部设有一矩形空间，第八圆柱销焊接于该矩形空间内。

所述直杆侧面铣有长槽。

所述三角杆第一侧杆的侧面铣有长键，该长键与直杆上的长槽配合。

所述三角杆第一底杆内部开有长孔，三角杆第二底杆插入该长孔当中，通过改变插入的长度来调节三角杆底边的长度。

本实用新型的突出优点在于：

1、该抓取手在抓取物件的过程中机构由两自由度变为单自由度，抓取轨迹更为精准，抓取过程更为平稳。

2、该抓取手可通过改变三角杆底边的长度来改变机构的闭合角度，使抓取手的抓取轨迹发生变化，能够适应小物件的抓取或大物件的抓取，具有极高的灵活性。

3、该抓取手采用对称结构，具有较强的可控性，通过控制系统来使其在抓取物件时根据对象的大小自动调节抓取角度，达到抓取物件牢固和稳定的目的。

附图说明

图1是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手抓取大物件时输出端半闭合状态的示意图。

图2是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手抓取大物件时输出端平面状态的仰视图。

图3是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手的复合铰链的俯视图。

图4是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手的复合铰链的主视图。

图5是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手抓取大物件状态下的三角杆的主视图。

图6是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手抓取小物件状态下的三角杆的主视图。

图7是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手的侧杆的主视图。

图8是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手的直杆的主视图。

图9是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手抓取小物件时输出端半闭合状态的示意图。

图10是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手抓取小物件时输出端闭合状态的示意图。

图11是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手抓取大物件时输出端闭合状态的示意图。

图12是本实用新型所述的深海机器人的主视图。

图13是本实用新型所述的深海机器人的示意图。

图14是本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手工作状态变化示意图。

图中标记为：1.第一圆柱销；2.第二圆柱销；3.三角杆第一侧杆；4.三角杆第二侧杆；5.三角杆第一底杆；6.三角杆连杆；7.三角杆曲柄；8.三角杆第二底杆；9.第三圆柱销；10.第四圆柱销；11.侧杆；12.底座；13.连接杆；14.外齿轮；15.电机；16.三角杆第三侧杆；17.直杆；18.复合铰链；19.三角杆第四侧杆；20.第一虎克铰；21.底部销钉；22.内齿轮；23.虎克铰连接杆；24.第二虎克铰；25.第五圆柱销；26.第十三圆柱销；27.第十四圆柱销；28.第十五圆柱销；29.第十六圆柱销；30.第十七圆柱销；31.第十八圆柱销；32.第十九圆柱销；33.第六圆柱销；34.第七圆柱销；35.复合铰链第四旋转体；36.复合铰链第三旋转体；37.复合铰链第二旋转体；38.复合铰链第一旋转体；39.第八圆柱销；40.深海机器人主体；41.第十一圆柱销；42.第一气缸连接转盘；43.抓取手第三臂膀；44.第十圆柱销；45.第一气缸；46.抓取手第二臂膀；47.第十二圆柱销；48.第二气缸连接转盘；49.第二气缸；50.支撑底板；51.抓取手第一臂膀；52.第九圆柱销；53.转盘；54.第二十圆柱销；55.抓取手输出端；56.三角杆。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的描述。

如图1、图2、图3、图4、图5、图7和图12所示，本实用新型所述的可控可调高稳固深海抓取手，具体结构和连接关系为：

该抓取手的侧杆11通过第五圆柱销25与底座12连接，第八圆柱销39焊接于侧杆11顶部的小矩形空间内，复合铰链18由复合铰链第一旋转体38、复合铰链第二旋转体37、复合铰链第三旋转体36和复合铰链第四旋转体35组合而成，复合铰链第一旋转体38和复合铰链第二旋转体37通过第八圆柱销39与侧杆11连接，复合铰链第三旋转体36通过第六圆柱销33与复合铰链第一旋转体38连接，复合铰链第四旋转体35通过第七圆柱销34与复合铰链第二旋转体37连接，直杆17通过第四圆柱销10与复合铰链第四旋转体35连接，三角杆第三侧杆16通过第三圆柱销9与复合铰链第三旋转体36连接，直杆17通过第一圆柱销1与三角杆第三侧杆16连接，三角杆56由三角杆第一侧杆3、三角杆第二侧杆4、三角杆第三侧杆16、三角杆第四侧杆19、三角杆第一底杆5、三角杆第二底杆8、三角杆连杆6和三角杆曲柄7组成，三角杆第一侧杆3通过第十三圆柱销26与三角杆第二侧杆4连接，三角杆第二侧杆4通过第十四圆柱销27与三角杆第一底杆5连接，三角杆第一底杆5通过第十五圆柱销28与三角杆连杆6连接，三角杆连杆6通过十六圆柱销29与三角杆曲柄7连接，三角杆曲柄7通过第十七圆柱销30与三角杆第二底杆8连接，三角杆第二底杆8通过第十八圆柱销31与三角杆第四侧杆19连接，三角杆第四侧杆19通过第十九圆柱销32与三角杆第三侧杆16连接，三角杆第一侧杆3通过第二圆柱销2与三角杆第三侧杆16连接，底面销钉21与底座12过盈配合，转盘53安装于底面销钉21上，可绕底面销钉21转动，内齿轮22焊接于转盘53上，第二虎克铰24通过第二十圆柱销54与转盘53连接，第一虎克铰20一端与侧杆11连接，一端通过虎克铰连接杆23与第二虎克铰24连接，外齿轮14安装于电机15上并与内齿轮22相配合，电机15安装于抓取手第三臂膀43内，连接杆13一端与底座12焊接，另一端与抓取手第三臂膀43焊接，第一气缸连接转盘42安装于抓取手第三臂膀43上，抓取手第三臂膀43通过第十圆柱销44与抓取手第二臂膀46连接，第一气缸45安装于抓取手第二臂膀46上，并通过第十一圆柱销41与第一气缸连接转盘42连接，第二气缸连接转盘48安装于抓取手第二臂膀46上，抓取手第二臂膀46通过第九圆柱销52与抓取手第一臂膀51连接，第二气缸49安装于抓取手第一臂膀51上，并通过第十二圆柱销47与第二气缸连接转盘48连接，抓取手第一臂膀51安装于支撑底板50上，支撑底板50焊接于深海机器人主体40上。

本实用新型的工作原理是：

抓取手第三臂膀43与抓取手第二臂膀46之间的夹角可通过第一气缸45来调节，当第一气缸45伸长时，第一气缸45推动抓取手第三臂膀43逆时针转动，抓取手第三臂膀43与抓取手第二臂膀46之间的夹角增大，反之，当第一气缸45缩短时，第一气缸45拉动抓取手第三臂膀43顺时针转动，抓取手第三臂膀43与抓取手第二臂膀46之间的夹角减小；同理，抓取手第二臂膀46与抓取手第一臂膀51之间的夹角可通过第二气缸49来调节，当第二气缸49伸长时，抓取手第二臂膀46与抓取手第一臂膀51之间的夹角增大，当第二气缸49缩短时，抓取手第二臂膀46与抓取手第一臂膀51之间的夹角减小。该深海抓取手的核心部分在抓取手输出端55，由于该抓取手输出端55具有对称结构，由六个相同的单元组成，每个单元的结构与运动方式均相同，因此，在这里只分析一个单元的工作原理，其余单元的工作原理都相同。单元由第一虎克铰20、虎克铰连接杆23、第二虎克铰24、侧杆11、复合铰链第一旋转体38、复合铰链第二旋转体37、复合铰链第三旋转体36、复合铰链第四旋转体35、直杆17、三角杆第一侧杆3、三角杆第二侧杆4、三角杆第三侧杆16、三角杆第四侧杆19、三角杆第一底杆5、三角杆第二底杆8、三角杆连杆6和三角杆曲柄7组成。抓取手输出端55的初始状态是平面状态，当抓取手输出端55要抓取物件时，首先要判断物件的大小，根据物件的大小，在平面状态下调节三角杆第一底杆5和三角杆第二底杆8的重合长度，以此来改变侧杆11的闭合角度，最终改变机构的抓取轨迹和抓取空间，以适应物件的大小。在平面状态下调整好侧杆的闭合角度之后，使电机15转动，电机15带动外齿轮14转动，外齿轮14带动内齿轮22转动，内齿轮22带动转盘53转动，转盘53凭借与第一虎克铰20的连接关系推动虎克铰连接杆23转动，从而推动侧杆11逐渐由平面状态向内部闭合，在侧杆11逐渐向内闭合的过程中，直杆17上的长槽逐渐与三角杆第一侧杆3上的长键重合，当长槽与长键完全重合时，机构自由度改变，此时侧杆11无法再继续向内部转动，此时，直杆17和三角杆第一侧杆3可绕着复合铰链第四旋转体35和复合铰链第三旋转体36向机构闭合的方向继续转动，最终抓取物件；同理，当抓取物件的过程完毕，机构要回到初始状态时，先将直杆17和三角杆第一侧杆3绕着复合铰链第四旋转体35和复合铰链第三旋转体36向机构张开的方向转动，转动到直杆17和三角杆第一侧杆3所在的平面与侧杆11所在的平面平行时转动电机15，电机15带动外齿轮14转动，外齿轮14带动内齿轮22转动，内齿轮22带动转盘53转动，转盘53凭借与第一虎克铰20的连接关系拉动虎克铰连接杆23转动，从而拉动侧杆11由内往外转动，直到机构恢复到平面状态。在机构运行的过程中复合铰链18充当着球副的作用，它是由轴线沿着x轴、y轴和z轴的转动副组合而成的，如图3和图4所示。

Claims (5)

1.一种可控可调高稳固深海抓取手，其特征在于，该抓取手的侧杆通过第五圆柱销与底座连接，第八圆柱销焊接于侧杆顶部的矩形空间内，复合铰链由复合铰链第一旋转体、复合铰链第二旋转体、复合铰链第三旋转体和复合铰链第四旋转体构成，复合铰链第一旋转体和复合铰链第二旋转体通过第八圆柱销与侧杆连接，复合铰链第三旋转体通过第六圆柱销与复合铰链第一旋转体连接，复合铰链第四旋转体通过第七圆柱销与复合铰链第二旋转体连接，直杆通过第四圆柱销与复合铰链第四旋转体连接，三角杆第三侧杆通过第三圆柱销与复合铰链第三旋转体连接，直杆通过第一圆柱销与三角杆第三侧杆连接，三角杆由三角杆第一侧杆、三角杆第二侧杆、三角杆第三侧杆、三角杆第四侧杆、三角杆第一底杆、三角杆第二底杆、三角杆连杆和三角杆曲柄构成，三角杆第一侧杆通过第十三圆柱销与三角杆第二侧杆连接，三角杆第二侧杆通过第十四圆柱销与三角杆第一底杆连接，三角杆第一底杆通过第十五圆柱销与三角杆连杆连接，三角杆连杆通过十六圆柱销与三角杆曲柄连接，三角杆曲柄通过第十七圆柱销与三角杆第二底杆连接，三角杆第二底杆通过第十八圆柱销与三角杆第四侧杆连接，三角杆第四侧杆通过第十九圆柱销与三角杆第三侧杆连接，三角杆第一侧杆通过第二圆柱销与三角杆第三侧杆连接，底面销钉与底座过盈配合，转盘安装于底面销钉上，可绕底面销钉转动，内齿轮焊接于转盘上，第二虎克铰通过第二十圆柱销与转盘连接，第一虎克铰一端与侧杆连接，另一端通过虎克铰连接杆与第二虎克铰连接，外齿轮安装于电机上并与内齿轮相配合，电机安装于抓取手第三臂膀内，连接杆一端与底座焊接，另一端与抓取手第三臂膀焊接，第一气缸连接转盘安装于抓取手第三臂膀上，抓取手第三臂膀通过第十圆柱销与抓取手第二臂膀连接，第一气缸安装于抓取手第二臂膀上，并通过第十一圆柱销与第一气缸连接转盘连接，第二气缸连接转盘安装于抓取手第二臂膀上，抓取手第二臂膀通过第九圆柱销与抓取手第一臂膀连接，第二气缸安装于抓取手第一臂膀上，并通过第十二圆柱销与第二气缸连接转盘连接，抓取手第一臂膀安装于支撑底板上，支撑底板焊接于深海机器人主体上。

2.根据权利要求1所述的可控可调高稳固深海抓取手，其特征在于：所述侧杆顶部设有一矩形空间，第八圆柱销焊接于该矩形空间内。

3.根据权利要求1所述的可控可调高稳固深海抓取手，其特征在于：所述直杆侧面铣有长槽。

4.根据权利要求1所述的可控可调高稳固深海抓取手，其特征在于：所述三角杆第一侧杆的侧面铣有长键，该长键与直杆上的长槽配合。

5.根据权利要求1所述的可控可调高稳固深海抓取手，其特征在于：所述三角杆第一底杆内部开有长孔，三角杆第二底杆插入该长孔当中，通过改变插入的长度来调节三角杆底边的长度。