[發(fā)明專利]一種用于水下抓取棒料的機械手爪

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910857033.0
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110640771A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙越;鐘宇光;鄧澤曉;樊懷忠;張馳
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種用于水下抓取棒料的機械手爪，主要包括一個直線電機，一個滑塊，兩塊箱式板材，兩對齒輪齒條機構(gòu)，兩個短軸，四個手爪。由直線電機提供驅(qū)動，通過齒輪齒條機構(gòu)將滑塊的直線運動轉(zhuǎn)化為兩個短軸的轉(zhuǎn)動，每個短軸上都通過鍵槽接有兩個手爪，短軸的轉(zhuǎn)動帶動手爪開合來抓取棒料。其優(yōu)點為兩側(cè)的手爪對稱安裝同步開合，可準確抓取棒料；由于采用了齒輪齒條機構(gòu)，傳動效率高，使用壽命長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機械手爪，尤其涉及一種用于水下抓取棒料的機械手爪，屬于機構(gòu)學(xué)與造型設(shè)計。

背景技術(shù)

機械手爪是機器人領(lǐng)域的一個重要分支，其應(yīng)用范圍極廣，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。機械手爪所用的驅(qū)動機構(gòu)主要有4種：液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電氣驅(qū)動和機械驅(qū)動。其中尤以液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動用得最多，但水下作業(yè)時液壓與氣壓驅(qū)動的機構(gòu)容易發(fā)生泄漏，使用壽命短，一般不予采用。電氣驅(qū)動式電力驅(qū)動是機械手使用得最多的一種驅(qū)動方式。其特點是電源方便，響應(yīng)快，驅(qū)動力較大，信號檢測、傳動、處理方便，并可采用多種靈活的控制方案。機械驅(qū)動只用于動作固定的場合，其特點是動作確實可靠，工作速度高，成本低，但不易于調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決水下環(huán)境下棒料回收的問題而提供一種用于水下抓取棒料的機械手爪，由直線電機作為動力源，通過兩組對稱的齒輪齒條機構(gòu)將直線電機轉(zhuǎn)子的運動轉(zhuǎn)化為兩個短軸的轉(zhuǎn)動，從而帶動四個手爪同步開合，完成棒料夾緊與放松的動作。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括直線電機、設(shè)置在直線電機輸出端上的滑塊、對稱設(shè)置在滑塊兩側(cè)面的兩個齒條、兩個箱式板材、設(shè)置在每個箱式板材之間的短軸、設(shè)置在每個短軸上的齒輪和手爪，兩個齒輪分別與對應(yīng)的齒條嚙合，兩個箱式板材和直線電機設(shè)置在機架上。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述手爪至少有四個且數(shù)量為偶數(shù)，平分成兩組后對稱設(shè)置在短軸上。

2.同側(cè)的手爪之間設(shè)置有一銷軸。

3.每個手爪由一轉(zhuǎn)彎連桿和與棒料配合的夾手組成。

4.所述手爪有四個或六個。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明由于采用了兩組對稱的齒輪齒條機構(gòu)，傳動效率高，使用壽命長，兩側(cè)手爪的同步性好，可準確抓取棒料；兩側(cè)手爪處加裝銷軸，機構(gòu)強度較高；初始運動由直線電機產(chǎn)生，響應(yīng)較快，傳動部件結(jié)構(gòu)緊湊，便于控制和檢測。除此之外，本發(fā)明動力源與傳動件和執(zhí)行件涇渭分明，拆卸十分方便。在某些情況下機構(gòu)需要擁有自鎖功能而沒有夾緊速度方面的要求時，與慣用的齒輪式機械手爪相比，本發(fā)明雖然也可以使用棘輪槽輪等結(jié)構(gòu)自鎖，或添加離合和制動器自鎖，但由于該機構(gòu)拆卸十分方便，因此在實際作業(yè)中只需將直線電機和齒條改換成回轉(zhuǎn)電機與蝸桿的組合，即可實現(xiàn)機構(gòu)本身的自鎖，不過與齒輪齒條機構(gòu)相比夾緊效率會有所下降，這種自鎖不僅可以有效的降低電機啟停慣性的影響，而且由于機構(gòu)的對稱性和緊湊性，兩側(cè)的結(jié)構(gòu)幾乎可以同步完成自鎖。上述設(shè)計使得整機在不必更改傳動機構(gòu)的條件下?lián)碛蟹謩e側(cè)重抓取效率和穩(wěn)定性的兩套機構(gòu)。最后考慮所抓取棒料較長的特殊情況，本發(fā)明提供了額外的空間，可以通過圖6所示加長手爪的方式來保證抓取的穩(wěn)定性，同時又不影響兩側(cè)結(jié)構(gòu)的對稱性和同步性。

附圖說明

圖1是機械手爪的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所述機械手爪另一個方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是機械手爪處于放松狀態(tài)的投影視圖；

圖4是機械手爪處于夾緊狀態(tài)的投影視圖；

圖5是一側(cè)傳動部件的爆炸視圖；

圖6是手爪加長之后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式