[發明專利]一種齒式機械抓手

有效

• 申請號: 201810873890.5
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109184711B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 袁建軍;杜矯龍;管仁明;楊冰杰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發明提供一種齒式機械抓手，其包括：基座以及手爪機構；其中，基座上設置有安裝孔，與其他機械裝備連接；手爪機構固定在基座上，手爪機構包括：絲桿滑軌機構、減速電機、第一齒輪、第二齒輪、以及連桿齒式手指機構；絲桿滑軌機構固定在基座上；減速電機固定在基座上，減速電機輸出軸與第一齒輪同軸固定；第一齒輪與第二齒輪嚙合；第二齒輪與絲桿滑軌機構相連；連桿齒式手指機構與基座及絲桿滑軌機構鉸接；減速電機帶動第一齒輪，進而帶動與第一齒輪嚙合的第二齒輪以及絲桿滑軌機構轉動，從而帶動連桿齒式手指機構開合，實現夾取或松開被抓取目標。本發明的齒式機械抓手，能夠代替人工作業，保障作業人員的安全，提高工作效率。

技術領域

本發明涉及機械裝備技術領域，特別涉及一種齒式機械抓手。

背景技術

盾構機在硬質地層掘進過程中極易發生刀具磨損，需要在地下完成換刀工作。目前采用的人工帶壓換刀作業，由于直接面對掘進面外部地質環境，盡管具備一定保護措施，仍然存在一定坍塌等危險，嚴重者會造成重大傷亡事故。由包括機械抓手在內的專用自動化工具代替人工進行換刀等作業的需求日益迫切。

上述特例中所述及的機械抓手，在換刀操作過程中，除了抓取動作外，存在通過旋轉方式進行目標姿態調整、再抓取等動作。

發明內容

本發明針對上述領域中存在的問題，提出一種齒式機械抓手，能夠代替人工進行換刀作業，可以提高盾構機換刀效率，保障施工人員的人身安全，加快隧道掘進工程的進度。

為解決上述技術問題，本發明是通過如下技術方案實現的：

本發明提供一種齒式機械抓手，包括：基座以及手爪機構；其中，

所述手爪機構固定在所述基座上；

所述手爪機構包括：絲桿滑軌機構、減速電機、第一齒輪、第二齒輪以及連桿齒式手指機構；

所述絲桿滑軌機構包括：第一軸承座、第二軸承座、絲桿、第一絲桿螺母、第二絲桿螺母、第一滑塊、第二滑塊以及直線導軌；其中，

所述第一軸承座和第二軸承座固定在所述基座的兩端，所述絲桿為左右旋絲桿，兩端分別由第一軸承座和第二軸承座進行轉動支撐，所述第一絲桿螺母和第二絲桿螺母都旋接在絲桿上，所述第一滑塊和第二滑塊都滑動連接在所述直線導軌上，第一絲桿螺母與第一滑塊固定，第二絲桿螺母與第二滑塊固定。

所述減速電機固定在所述基座上，減速電機輸出軸與所述第一齒輪同軸固定，所述第二齒輪與所述絲桿同軸固定，第一齒輪與第二齒輪保持嚙合。

所述連桿齒式手指機構包括：第一齒式手指、第一連桿、第二齒式手指以及第二連桿，其中，

所述第一齒式手指的中間部分與所述基座鉸接，所述第一齒式手指的一端與所述第一連桿的一端鉸接，所述第一連桿的另一端與所述第一絲桿螺母鉸接；對稱地，所述第二齒式手指的中間部分與所述基座鉸接，所述第二齒式手指的一端與所述第二連桿的一端鉸接，所述第二連桿的另一端與所述第二絲桿螺母鉸接。

所述減速電機帶動第一齒輪、進而帶動與第一齒輪嚙合的第二齒輪以及所述絲桿轉動，從而帶動第一絲桿螺母和第二絲桿螺母相向同步平動，也即是第一滑塊和第二滑塊的相向同步平動，也即是第一齒式手指和第二齒式手指的相向同步聯動開合動作。

較佳地，所述手爪機構包括兩套，兩套所述手爪機構在所述基座上呈中心對稱設置，兩套手爪機構的齒式手指采用左右相向同步聯動動作。

較佳地，被抓取目標上設置有齒型盤，所述齒型盤用于與所述第一齒式手指和第二齒式手指相嚙合，這樣設置能夠實現穩固抓取，更好的實現目標的平移或旋轉。

較佳地，所述基座上設置有安裝孔，通過所述安裝孔與機械臂或其他裝備連接。

相較于人工換刀的現狀，本發明具有以下優點：