[发明专利]一种蜗轮蜗杆电驱式平行手爪结构

说明书

本发明公开了一种蜗轮蜗杆电驱式平行手爪结构，包括电动机驱动系统、蜗轮蜗杆传动组件、平行四边形手爪开合结构、梯形固定底座、密封件及紧固件，所述电动机驱动系统包括电机外部上端外壳、电机外部接口外壳、精密谐波减速器、驱动转接板、无框力矩电机及摩擦式自动保持器组件，圆盘状的驱动转接板紧贴着精密谐波减速器的输出轴安装，并用螺栓固定，无框力矩电机及摩擦式自动保持器组件紧贴着精密谐波减速器安装，并用螺栓固定。相比于目前的其他机械手手爪来说，本手爪结构紧凑，两只手爪平行开合运动，可使抓取面积更大，抓取更稳定。相较于其他夹紧机构来说，平行四边形手爪开合机构两只手爪做平行摆动夹持，更容易抓取物体。

技术领域

本发明涉及一种应用于水下机器人搭载的电驱式平行机械手手爪结构。

背景技术

现如今，随着石油、天然气等海洋资源的开发从近海延伸到深海，水下机器人成为开发海洋资源的重要工具。水下作业更是水下机器人的必须功能，而作为水下作业功能的主要承载者的水下机械手爪，是每个水下机器人的必配装置。

目前水下机器抓手主要采用三种驱动形式：液压驱动；气动驱动和电动驱动。液压机械手由液动机、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由液压油缸驱动机械手执行机构进行工作，通常具有很大的抓举能力。液压驱动式机械手手爪主特点是抓举力大，但是液压驱动式机械手爪的驱动系统复杂，对液压元件也有较高的制造精度和密封要求；气动机械手通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但气体压缩性高难以进行速度和位置控制，且气压不可太高，抓举能力也相对较低。

与液压驱动式机械手手爪和气压驱动式机械手手爪相比，电动式体积小、运动平稳，结构紧凑、精度高并且系统组成简单。驱动电机一般采用步进电机和直流伺服电机，由于电机速度高，通常需要采用减速机构。电动式机械手适用于夹持力小、工作空间受限、需要精准控制的场合。

目前机械手手爪的动力传动方式通常为活塞直线运动驱动的手爪开合运动结构，这种结构结构复杂、效率低，在工作中容易卡死。本机械手爪通过蜗轮蜗杆机构传动，将电机的旋转运动直接转换为驱动机械手爪开合运动，运用蜗轮蜗杆结构设计，通过齿轮间的互相啮合传递动力互锁，手爪结构更加紧凑、运行更加平稳、控制精度更高。

本蜗轮蜗杆机械手手爪采用平行四边形连杆的结构，在工作时两爪互相平行运动开合，手爪内部的锯齿结构更是增加了与物体间的摩擦力，使其能够在水下负载压力大的情况下使用。

现有(液压/气动)/普通机械手的主要存在以下几个缺点：

1.液压驱动式机械手手爪必须要有整套液压驱动系统的支持，而液压驱动系统结构复杂，难以安装和携带，不能适用于没有配套液压系统的情况。

2.气动驱动式机械手手爪很难对机械手手爪的速度和位置进行控制，且气压还不能过高

3.现在市面上使用的机械手手爪结构容易卡死，且夹持力相对来说较低。

4.普通机械传动系统传动比较小，且结构较为复杂。

发明内容

本申请提供了一种蜗轮蜗杆电驱式平行手爪结构，采用蜗轮蜗杆机构传递动力，传动比大、结构紧凑、运行平稳、控制精度高，蜗轮蜗杆机构具有自锁功能，可以防止抓取的东西意外掉落。

本申请是通过以下技术方案实现的：