[发明专利]变胡克系数弹簧式海底提缆机械爪

说明书

本发明公开了变胡克系数弹簧式海底提缆机械爪，包括抓取结构和控制结构。利用遥控潜水机器人搭载该机械爪，可以安全、方便、经济地实现海底电缆的打捞。本发明利用弹簧变形系数改变的原理，当执行板的限位板挡住弹簧变系数挡板时，三段弹簧件总体呈现拉力，两个夹爪件闭合；当触发板被触动导致执行板脱离弹簧变系数挡板时，三段弹簧总体呈现推力，两个夹爪件张开；通过此原理，实现对电缆的抓取和释放。本发明通过纯机械的方式实现了抓取和释放的控制，无需电力，简单可靠。本发明便于以海底电缆为代表的水下打捞工作的进行，为海缆打捞维护提供更便捷的解决方案。

技术领域

本发明涉及海底提缆领域，具体涉及变胡克系数弹簧式海底提缆机械爪。

背景技术

海底电缆铺设后常年在海底运行，但复杂且恶劣的海底环境会对海底电缆造成破坏。其中较为严重的一种破坏即海流冲刷，电缆底部的泥沙被逐渐冲走，使电缆出现悬空段，仅靠海底礁石作为支撑点。随着海流的继续冲击，电缆悬空段会摇晃窜动，此时礁石支撑点会对电缆的外皮造成严重的损伤。在海底电缆的运行维护过程中，发现这些损伤点并对其进行修复是重要的一个环节，需要将电缆打捞到母船上进行修复。目前较为普遍的一种打捞方法为蛙人打捞，但蛙人打捞危险系数大、成本高。随着工作任务数量增大和难度加重，蛙人方案的弊端逐渐显露了出来。

现有的一种机器人打捞方式为，机器人利用机械臂抱住目标物，船载起重机将机器人拉上来。这种起重机-机器人-目标物的方式打捞沉重的海底电缆时，机器人作为中间连接点，承受巨大的拉伸载荷，容易造成机器人的损坏。

发明内容

针对现有的海底电缆打捞过程存在的问题，本发明提供了一种变胡克系数弹簧式海底提缆机械爪。

本发明采用以下的技术方案：

变胡克系数弹簧式海底提缆机械爪，包括抓取结构和控制结构，所述抓取结构包括相互交叉铰接的第一夹爪件和第二夹爪件，第一夹爪件和第二夹爪件均包括下部的夹爪和上部的夹爪座；

所述控制结构包括触发组件、执行组件和动作组件，动作组件连接在两个夹爪座之间，执行组件连接在动作组件的中间，触发组件连接在执行组件的下部，通过触发组件带动执行组件上移，从而带动动作组件动作，动作组件带动第一夹爪件和第二夹爪件张开。

优选地，夹爪和夹爪座为一体式结构，所述夹爪包括主杆体，主杆体的底部为爪钩，主杆体为J形，所述爪钩的一侧设置有缺口，另一侧为向上弯曲的钩头；两个爪钩相对设置，一个爪钩的缺口与另一个爪钩的钩头相对；

所述夹爪座包括连接板和座体，连接板的下部与主体杆的上部固定连接，连接板的上部与座体固定连接；两个夹爪座的座体相对设置；

两个连接板通过主轴铰接在一起，从而使得第一夹爪件和第二夹爪件交叉铰接。

优选地，所述动作组件包括中间壳体、第一导向伸缩筒和第二导向伸缩筒，所述中间壳体包括方壳，方壳的左侧设置有第一连接筒，方壳的右侧设置有第二连接筒，方壳、第一连接筒和第二连接筒相通；第一导向伸缩筒的右侧固定在第一连接筒内，第一导向伸缩筒的左端铰接在第二夹爪件的夹爪座的内上部；第二导向伸缩筒的左侧固定在第二连接筒内，第二导向伸缩筒的右端铰接在第一夹爪件的夹爪座的内上部，在第一导向伸缩筒、第二导向伸缩筒和中间壳体内设置有三段弹簧件。

优选地，所述三段弹簧件包括中间弹簧、左弹簧、右弹簧、左弹簧变系数挡板和右弹簧变系数挡板，左弹簧变系数挡板和右弹簧变系数挡板将中间弹簧夹住，左弹簧的一端固定连接在第一导向伸缩筒的内左端，另一端固定在左弹簧变系数挡板上；右弹簧的一端固定连接在第二导向伸缩筒的内右端，另一端固定在右弹簧变系数挡板上；

左弹簧变系数挡板和右弹簧变系数挡板位于中间壳体内，并能在中间壳体内滑动。

优选地，左弹簧变系数挡板和右弹簧变系数挡板均包括圆形的挡片，挡片上连接有连接板，连接板上连接有固定板；