[发明专利]小型水下液压机械手手爪关节结构

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种液压机械手手爪关节结构，具体地说是一种为水下液压机械手提供线缆剪切和物品抓取的关节结构。

背景技术

水下机器人是现代海洋环境监测及资源开发的重要工具；随着其工作范围，作业要求的不断提高，对其作业工具也提出了更高的要求。目前自治式无人潜器(AUV)由于其隐蔽性好、使用环境广泛等优点，成为研究的热点，但由于体积、重量以及能源等限制，适用于AUV的作业机械手很少，而且大多为电动机械手，受限于能源限制驱动力矩较小；所以搭载于AUV上驱动能力较强的小型化液压机械手尤其少见。

目前机械手手爪的类型主要有真空吸盘式、电磁吸盘式和机械手爪式，其中机械手爪式分为回转型和平移型。如申请号为201320232380.2、名称为“一种电动夹钳式机械手手爪”的专利文件中公开的技术方案，利用减速电机带动丝杠转动，由丝杠螺母直线运动推动连杆运动，再推动夹钳绕支点销的支点开合运动；申请号为201010540521.8、名称为“一种改进型机械手手爪”的专利文件中公开的技术方案，由液压驱动，液压驱动杆驱动手爪连杆，实现无杆腔驱动时手爪闭合，有杆腔驱动时手爪张开。国内目前集成腕关节转动、并且具备抓取和剪切功能、适用于油液压和小压力水液压驱动的机械手手爪还未见相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有结构紧凑、体积小、关节驱动灵活，且具备线缆剪切和抓取、棒料等物品抓取功能的小型水下液压机械手手爪关节结构。

本发明目的是这样实现的：

包括驱动液压缸、支点回转式手爪结构；所述支点回转式手爪结构包括手爪安装固定基座、上侧手和下侧手；手爪安装固定基座包括两个侧板29、底板24、刀片固定件33以及底座11，侧板上有供滑动杆21滑动的滑槽，侧板安装于底板24上，底板24底座11固定连接，底座11与液压缸端盖10固定连接，两侧板上通过刀片固定件33分别安装剪切刀片A12；上侧手指包括剪切手指A32和抓取手指A16，剪切手指A32和抓取手指A16通过连接杆17连接成一个整体，剪切刀片D31安装在剪切手指A32上，两片剪切刀片B15分别安装在抓取手指A16和剪切手指A32与两侧板上安装的剪切刀片A12相对的一侧，抓取手指A16和剪切手指A32通过固定钢杆A14安装在两侧板上；下侧手指包括抓取手指B18和剪切手指B，剪切刀片C30安装在剪切手指B上，抓取手指B18和剪切手指B通过固定钢杆B22安装在两 侧板上；驱动液压缸的驱动杆7端部连接套19连接，驱动液压缸的缸体尾部3与联轴器2连接，头驱动液压缸的缸体通过陶瓷轴承安装在安装外筒1内，滑动杆21穿过两侧板、上侧手指、下侧手指和连接套中。

本发明还可以包括：

1、剪切刀片A至剪切刀片D通过螺钉安装于剪切手指或刀片固定件上，所述螺钉上嵌套提供剪切刀片预紧力的弹簧。

2、安装外筒固定于下一级机械手部件，外筒上加工有环形槽。

本发明提供了一种具有结构紧凑、体积小、关节驱动灵活等优点，且具备线缆剪切和抓取、棒料等物品抓取功能的小型化水下液压机械手手爪末端执行器关节结构。

机械手手抓关节包括三组剪切刀片和安装剪切刀片的剪切手指、一组抓取手指、手爪驱动液压缸、驱动连接部件和固定基座组成；三组剪切刀片与剪切手指和一组抓取手指组成整个支点回转式手爪结构；并通过手指上的滑槽与支撑连杆、连接套组成的驱动连接部件(滑槽杠杆式力传递机构)与手爪液压缸驱动杆连接，并传递驱动力；固定基座与液压缸连接，由上述几个部件组成的机械手手爪结构通过一组陶瓷轴承与机械手安装外筒固定连接，并且可以相对于安装外筒回转，提供机械手的腕回转运动。

支点回转式手爪由剪切手指、抓取手指和剪切刀片构成；剪切刀片通过螺钉安装于剪切手指上，并利用嵌套在螺钉上的弹簧提供刀片预紧力，使剪切刀片紧密贴合；一侧的剪切手指和抓取手指通过螺钉和连接杆组成整体，另一侧的剪切手指和抓取手指为一个零件整体加工，并分别通过固定钢杆在回转支点处安装于固定基座上。

驱动连接部件为滑槽杠杆式力传递机构，滑动杆、连接套以及嵌套在连接套中的铜套、两侧防磨铜套组成；滑动杆在手指滑槽中滑动，传递驱动力给剪切抓取手指，通过铜套与连接套连接，连接套与液压缸驱动杆螺纹连接，安装在滑动杆上的铜套和两侧防磨铜套都具有定位与防磨损的作用。

固定基座的侧板具备滑动杆滑动的滑槽，侧板、底板与底座之间两两螺钉连接，并且底座通过螺纹连接于驱动液压缸上，并在两侧板上通过刀片固定件安装两块小刀片与手指相应位置安装的小刀片组成两组剪切刀片。