CN114368000A - 一种带旋转机构的夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带旋转机构的夹持装置。它包括两片力臂挡板、执行组合部件以及卡爪组件，两片力臂挡板固定安装在一个连接环座上，还包括一个位于连接环座后方的安装座以及一个位于安装座后方的用于驱动执行组合部件前后移动从而使卡爪组件平动开合的进退驱动装置，安装座上固定安装有用于驱动连接环座旋转的旋转驱动装置，通过旋转驱动装置驱动连接环座旋转进而经过两片力臂挡板带动卡爪组件旋转。优点是：其结构简单紧凑，通过巧妙地结构设计使开闭过程中钳口始终保持平动，同时夹持机构可正反旋转，周向旋转，可实现类似于活动扳手的功能，大大地提高了水下机器人的工作效率和可靠性，并且应用范围广泛，同时安装和维护方便，成本也较低。

Description

一种带旋转机构的夹持装置

技术领域

本发明涉及一种机械手的夹持机构，具体地说是一种带旋转机构的夹持装置，属于机械人及机械手技术领域。

背景技术

水下多自由度机械手是水下作业的核心装备之一，主要搭载于水下机器人，在海洋资源开发、水下采样及开发深水油气田发挥至关重要的作用。多自由度液压机械手可搭载于作业型ROV上，针对海底采油树工作要求，可与专用工具相配合，完成水下采油巡检和管道阀门开启和关闭作业，机械手的夹持机构至关重要，决定了该机械手可以执行任务的通用性和广泛性，现有的夹持机构，由于结构设计不合理，使用的可靠性差，尤其是在工作过程中，通常只能实现开合夹持动作，而不能够调整其转动角度，因此也就限制了应用的场合，当然也有一些能够实现开合夹持的夹持结构，但是这类夹持结构通常结构设计十分复杂，动作可靠性差且工作单一，只能单向旋转，从而难以进行精确控制，甚至会导致了夹持机构不能快捷且准确的实现夹持目的，另外，工作效率也很低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不但能够实现正反旋转和周向旋转并且能够使开闭过程中钳口始终保持平动，从而提高工作效率和动作可靠性的带旋转机构的夹持装置。

为了解决上述技术问题，本发明的带旋转机构的夹持装置，包括两片力臂挡板、通过两片力臂挡板支撑安装的执行组合部件以及安装在执行组合部件上并能够在执行组合部件的带动下实现平动开合的卡爪组件，两片力臂挡板固定安装在一个连接环座上，还包括一个位于连接环座后方的安装座以及一个位于安装座后方的用于驱动执行组合部件前后移动从而使卡爪组件平动开合的进退驱动装置，安装座上固定安装有用于驱动连接环座旋转的旋转驱动装置，通过旋转驱动装置驱动连接环座旋转进而经过两片力臂挡板带动卡爪组件旋转。

所述安装座上固定安装有套装在执行组合部件的动力端外围的支撑环座，所述支撑环座上套装有能够自由转动的齿轮套，所述齿轮套固定安装在连接环座上，所述旋转驱动装置上安装有与齿轮套上的外齿啮合的主动齿轮。

所述支撑环座外套装有转动支撑体，所述齿轮套套装在转动支撑体外并通过支撑环座上固定安装的轴用挡圈限位。

所述齿轮套包括带有外齿的套体，所述套体的前端具有用于套装在连接环座上的环腔，所述套体的后端具有与转动支撑体配合的环槽，所述环槽和环腔之间形成有内凸台，所述内凸台靠压在所述轴用挡圈上。

所述进退驱动装置为液压缸，所述液压缸的动力输出端连接在执行组合部件的动力端上。

所述执行组合部件包括铰接在两片力臂挡板之间的一对能够开合的主力臂组件、铰接在动力端和该对所述主力臂组件之间的一对拉伸臂以及铰接在力臂挡板与卡爪组件之间的一对附加力臂组件，所述卡爪组件固定安装在主力臂组件上，通过所述动力端的水平移动能够使拉伸臂带动该对主力臂组件开合摆动从而使该对所述卡爪组件张开，同时使该对附加力臂组件和主力臂组件的各个铰接点保持平行四边形状态进而使卡爪组件平动开合。

所述动力端包括牵引块以及通过连接块与牵引块配合安装的连接杆。

所述旋转驱动装置为固定安装在安装座的液压马达。

该对所述卡爪组件包括分别由两块卡爪块、夹持在两块卡爪块之间的卡爪中间块以及固定安装在两块卡爪块上的卡爪体所构成的一号卡爪组合结构和二号卡爪组合结构。

本发明的优点在于：

可以直接通过设置的旋转驱动装置驱动连接环座旋转进而经过两片力臂挡板带动卡爪组件旋转，同时通过设置的进退驱动装置驱动执行组合部件前后移动从而使卡爪组件平动开合，其结构简单紧凑，通过巧妙地结构设计使开闭过程中钳口始终保持平动，同时夹持机构可正反旋转，周向旋转，可实现类似于活动扳手的功能，大大地提高了水下机器人的工作效率和可靠性，并且应用范围广泛，同时安装和维护方便，成本也较低。

附图说明

图1为本发明带旋转机构的夹持装置的主视图；

图2为本发明带旋转机构的夹持装置的俯视图；

图3为本图2的C-C向剖视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图所示，本发明的带旋转机构的夹持装置，包括两片力臂挡板1、通过两片力臂挡板支撑安装的执行组合部件以及安装在执行组合部件上并能够在执行组合部件的带动下实现平动开合的卡爪组件2，其中，卡爪组件2包括分别由两块卡爪块18、夹持在两块卡爪块之间的卡爪中间块19以及固定安装在两块卡爪块上的卡爪体20所构成的一号卡爪组合结构21和二号卡爪组合结构22，通过一号卡爪组合结构21和二号卡爪组合结构22可以进行开合，所说的执行组合部件包括铰接在两片力臂挡板1之间的一对能够开合的主力臂组件12、铰接在执行组合部件的动力端和该对主力臂组件之间的一对拉伸臂13以及铰接在力臂挡板1与卡爪组件2之间的一对附加力臂组件14，卡爪组件2固定安装在主力臂组件12上，通过执行组合部件的动力端的水平移动能够使拉伸臂13带动该对主力臂组件开合摆动从而使该对卡爪组件2张开，同时使该对附加力臂组件14和主力臂组件12的各个铰接点保持平行四边形状态进而使卡爪组件2平动开合，两片力臂挡板1固定安装在一个连接环座3上，还包括一个位于连接环座后方的安装座4以及一个位于安装座后方的用于驱动执行组合部件前后移动从而使卡爪组件平动开合的进退驱动装置5，所说的进退驱动装置5优选为液压缸，液压缸的动力输出端连接在执行组合部件的动力端上，由图可见，执行组合部件的动力端包括有牵引块15以及通过连接块16与牵引块15配合安装的连接杆17，具体的说，连接杆17的端部设置有安装盘，连接杆17的安装盘夹持在连接块16与牵引块15之间并且在连接块16与牵引块15之间安置有垫块23，垫块的厚度大于安装盘的厚度，由此使连接杆17能够相对牵引块15自由转动，因连接杆17的自由转动，液压缸不受影响，安装座4上固定安装有套装在执行组合部件的连接杆17外围的支撑环座7，支撑环座7上套装有能够自由转动的带有外齿的齿轮套8，齿轮套8固定安装在连接环座3上，安装座4上固定安装有旋转驱动装置6，所说的旋转驱动装置6优选为固定安装在安装座的液压马达，液压马达上安装有与齿轮套8上的外齿啮合的主动齿轮9，通过旋转驱动装置6驱动主动齿轮9转动，带动与主动齿轮9啮合的外齿从而驱动连接环座旋转，进而经过两片力臂挡板带动卡爪组件2旋转，同时可以进行正反旋转，周向旋转；另外，连接杆连接液压缸，通过液压缸驱动连接杆水平运动，实现卡爪组件2的钳口的开闭功能。

进一步地，所说的支撑环座7外套装有转动支撑体10，齿轮套8套装在转动支撑体外并通过支撑环座上固定安装的轴用挡圈11限位，由图可见，所说的转动支撑体10可以为铜套，也可以为轴承，所说的齿轮套8包括带有外齿的套体，套体的前端具有用于套装在连接环座3上的环腔，套体的后端具有与转动支撑体配合的环槽，环槽和环腔之间形成支撑在支撑环座7上的内凸台，内凸台靠压在轴用挡圈11上。

再进一步地，所说的主力臂组件2包括两个主力臂组合结构，两个主力臂组合结构均由三块主力臂板构成，两个主力臂组合结构均通过销轴铰接在两片力臂挡板上以及通过销轴铰接在卡爪组件3上，附加力臂组件同样包括两个附加力臂组合结构，两个附加力臂组合结构分别由两块附加力臂板以及位于两块附加力臂板之间的隔块构成，所说的拉伸臂包括两根上拉伸臂和两根下拉伸臂，两根上拉伸臂和两根下拉伸臂的一端通过销轴与牵引块连接，两根上拉伸臂的另外一端分别通过销轴与两个主力臂组合结构的各块主力臂板连接，两个附加力臂组合结构均通过销轴铰接在两片力臂挡板上和通过销轴铰接在卡爪组件的卡爪中间块上，各块主力臂板均通过销轴连接卡爪组件的卡爪块。

其工作原理如下：

当连接杆在液压缸或其它驱动装置带动下发生水平运动时，连接杆带动与之相连的连接块、垫块和牵引块一起发生水平运动，在拉伸臂的带动下，使主力臂板也一起旋转，主力臂板的转动带动卡爪块，进而带动与之固接的卡爪张开，同时卡爪中间块转动，进而附加力臂转动，由于各个铰接点的位置关系，使得卡爪的张开的过程中，各根销轴始终保持平行四边形的关系，由此保证卡爪张开时，钳口始终是平动的，卡爪的闭合过程与之类似。

Claims (9)

1.一种带旋转机构的夹持装置，其特征在于：包括两片力臂挡板（1）、通过两片力臂挡板支撑安装的执行组合部件以及安装在执行组合部件上并能够在执行组合部件的带动下实现平动开合的卡爪组件（2），两片所述力臂挡板（1）固定安装在一个连接环座（3）上，还包括一个位于连接环座后方的安装座（4）以及一个位于安装座后方的用于驱动执行组合部件前后移动从而使卡爪组件平动开合的进退驱动装置（5），所述安装座（4）上固定安装有用于驱动连接环座旋转的旋转驱动装置（6），通过所述旋转驱动装置（6）驱动所述连接环座旋转进而经过两片力臂挡板带动卡爪组件（2）旋转。

2.按照权利要求1所述的带旋转机构的夹持装置，其特征在于：所述安装座（4）上固定安装有套装在执行组合部件的动力端外围的支撑环座（7），所述支撑环座（7）上套装有能够自由转动的齿轮套（8），所述齿轮套（8）固定安装在连接环座（3）上，所述旋转驱动装置（6）上安装有与齿轮套（8）上的外齿啮合的主动齿轮（9）。

3.按照权利要求2所述的带旋转机构的夹持装置，其特征在于：所述支撑环座（7）外套装有转动支撑体（10），所述齿轮套（8）套装在转动支撑体外并通过支撑环座上固定安装的轴用挡圈（11）限位。

4.按照权利要求3所述的带旋转机构的夹持装置，其特征在于：所述齿轮套（8）包括带有外齿的套体，所述套体的前端具有用于套装在连接环座（3）上的环腔，所述套体的后端具有与转动支撑体配合的环槽，所述环槽和环腔之间形成内凸台，所述内凸台靠压在所述轴用挡圈（11）上。

5.按照权利要求1-4之一所述的带旋转机构的夹持装置，其特征在于：所述进退驱动装置（5）为液压缸，所述液压缸的动力输出端连接在执行组合部件的动力端上。

6.按照权利要求5所述的带旋转机构的夹持装置，其特征在于：所述执行组合部件包括铰接在两片力臂挡板（1）之间的一对能够开合的主力臂组件（12）、铰接在动力端和该对所述主力臂组件之间的一对拉伸臂（13）以及铰接在力臂挡板（1）与卡爪组件（2）之间的一对附加力臂组件（14），所述卡爪组件（2）固定安装在主力臂组件（12）上，通过所述动力端的水平移动能够使拉伸臂（13）带动该对主力臂组件开合摆动从而使该对所述卡爪组件（2）张开，同时使该对附加力臂组件（14）和主力臂组件（12）的各个铰接点保持平行四边形状态进而使卡爪组件（2）平动开合。

7.按照权利要求6所述的带旋转机构的夹持装置，其特征在于：所述所述动力端包括牵引块（15）以及通过连接块（16）与牵引块（15）配合安装的连接杆（17）。

8.按照权利要求7所述的带旋转机构的夹持装置，其特征在于：所述旋转驱动装置（6）为固定安装在安装座的液压马达。

9.按照权利要求8所述的带旋转机构的夹持装置，其特征在于：所述卡爪组件（2）包括分别由两块卡爪块（18）、夹持在两块卡爪块之间的卡爪中间块（19）以及固定安装在两块卡爪块上的卡爪体（20）所构成的一号卡爪组合结构（21）和二号卡爪组合结构（22）。

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