一种水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法与流程

本发明涉及机械技术领域，具体为一种水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法。

背景技术：

随着海洋工程装备技术的发展，海洋的开发也进入了新阶段。从单纯的海洋捕捞向人工海洋养殖、海洋能综合利用、海洋油气矿物资源开发及海洋空间的拓展多方面发展。随之而来，水下机器人处理的任务也变得更加多样，如管线的精准对接，装置的维修及水下矿物取样等。这就需要手爪能够较好的夹握管线，钳住线路或捞取石块状、碎石状及黏土状的不同矿物等。但是现有的机械爪的角度不能够自由去调节，并且机械爪的伸张度范围局限。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法，解决了现有的机械爪的角度不能够自由去调节，并且机械爪的伸张度范围局限的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法，包括机械臂、机械爪，所述机械臂的底部u型合箱的顶部固定连接，所述u型合箱内壁的顶部与滑槽板的顶部固定连接，所述滑槽板的内壁与齿条的背面滑动连接，所述齿条的齿处与齿轮三的轮齿相啮合，所述齿轮三的内壁与转轴三的外壁固定连接，所述转轴三的左端与轴承二的右侧滚动连接，所述轴承二的左侧与u型合箱左侧的内壁固定连接，所述轴承二的数量为两个，所述转轴三的右端与另一个轴承二的右侧滚动连接，且该转轴二的右侧与u型合箱右侧的内壁固定连接，所述齿条的一侧与连接板的一端固定连接，所述连接板的顶部与液压缸的输出端固定连接，所述液压缸的顶部与u型合箱内壁的顶部固定连接，所述转轴三的外壁连接杆一的背面固定连接，所述连接杆一的底部与安装座的顶部固定连接，所述安装座左端的底部与驱动马达的顶部固定连接，所述驱动马达的输出端与转轴一的顶部固定连接，所述转轴一的底部与轴承五的顶部滚动连接，所述轴承五的底部与板块左端顶部所开设的第一矩形槽道内壁的底部固定连接，所述转轴一的外壁与齿轮一的内壁固定连接，所述齿轮一的轮齿与齿轮四的齿处相啮合，所述齿轮四的内壁与转轴四的外壁固定连接，所述转轴四的两端均与轴承三滚动连接，所述轴承三的一侧与框架的内壁固定连接，所述框架的顶部与安装座的底部固定连接，所述框架的底部与板块的顶部固定连接，所述齿轮四的轮齿与齿轮二的齿处相啮合，所述齿轮二的内壁与转轴二的外壁固定连接，所述转轴二的顶部与轴承一的底部滚动连接，所述轴承一的顶部与安装座右端的底部固定连接，所述轴承一的数量为两个，所述转轴二的底部与另一个轴承一的顶部滚动连接，且该轴承一的底部与板块右端的顶部所开设的第二矩形槽道内壁的底部固定连接，所述转轴一的外壁安装有伞齿轮三，所述伞齿轮三与伞齿轮一相啮合，所述伞齿轮一安装在转轴五的外壁上，所述转轴五的两端均与轴承四滚动连接，所述轴承四的一侧与第一矩形槽道的内壁固定连接，所述转轴五的外壁与连接杆二的一端固定连接，所述连接杆二的另一端与机械爪的一端固定连接，所述连接杆二与机械爪的数量均为两个，位于所述框架右侧的连接杆二的一端与转轴六的外壁固定连接，所述转轴六的外壁安装有伞齿轮二，所述转轴六的两端与轴承六滚动连接，所述轴承六一侧与第二矩形槽道的内壁固定连接，所述伞齿轮二与伞齿轮四相啮合，所述伞齿轮四安装在转轴二的外壁上。

优选的，所述机械臂的材料与机械爪的材料均具有防锈、防腐蚀性能。

优选的，所齿条与齿轮三的数量为两个，且以连接板正面的中线为对称轴对称分布在两侧。

优选的，所述u型合箱的宽度与机械臂的宽度一样，且该u型合箱的宽度大于连接杆一的宽度。

优选的，所述齿轮一、齿轮二、齿轮四三个之间的大小尺寸一样。

优选的，所述u型合箱、连接柱、安装座、框架、板块均由不锈钢材料所制成。

一种水下机械臂多功能组合手爪的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1：首先通过液压缸使连接板带动齿条滑槽，从而使齿轮三带动转轴三转动，从而使连接杆一转动，最后可以根据自身情况去调整机械爪的角度；

s2：最后可以通过驱动马达使转轴一转动，从而可以使齿轮一带动齿轮四转动，同时也使伞齿轮三带动伞齿轮一转动，从而使转轴五转动，通过齿轮四转动可以使齿轮二带动转轴二转动，从而使伞齿轮四可以带动伞齿轮二转动，从而使转轴六转动，通过转轴五与转轴六转动可以改变机械爪的伸张度，同时也可以夹紧物体。

本发明提供了一种水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法。该水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法具备以下有益效果：

(1)、该水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法，通过启动液压缸使连接板移动，从而可以带动齿条滑动，从而使齿轮三带动转轴三转动，从而使连接杆一转动，从而可以调整机械爪的角度。

(2)、该水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法，通过伞齿轮三带动伞齿轮一转动，从而使转轴五转动，通过伞齿轮四可以带动伞齿轮二转动，从而使转轴六转动，从而通过转轴五与转轴六转动可以改变机械爪的伸张度，同时也可以夹紧物体。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明u型合箱左侧剖视结构示意图；

图3为本发明框架正面剖视结构示意图；

图4为本发明板块俯视结构示意图；

图5为本发明转轴一正面结构示意图；

图6为本发明转轴二正面结构示意图。

图中：1机械臂、2u型合箱、3连接杆一、4安装座、5驱动马达、6转轴一、7齿轮一、8框架、9轴承一、10齿轮二、11转轴二、12板块、13连接杆二、14机械爪、15滑槽板、16齿条、17齿轮三、18转轴三、19轴承二、20连接板、21液压缸、22齿轮四、23转轴四、24轴承三、25第一矩形槽道、26轴承四、27伞齿轮一、28转轴五、29轴承五、30第二矩形槽道、31轴承六、32伞齿轮二、33转轴六、34轴承七、35伞齿轮三、36伞齿轮四。

具体实施方式

如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：一种水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法，包括机械臂1、机械爪14，机械臂1的材料与机械爪14的材料均具有防锈、防腐蚀性能，通过防锈、防腐蚀可以延长机械臂1与机械爪14的使用寿命，机械臂1的底部u型合箱2的顶部固定连接，u型合箱2的宽度与机械臂1的宽度一样，且该u型合箱2的宽度大于连接杆一3的宽度，u型合箱2、连接柱3、安装座4、框架8、板块12均由不锈钢材料所制成，u型合箱2内壁的顶部与滑槽板15的顶部固定连接，滑槽板15的内壁与齿条16的背面滑动连接，齿条16的齿处与齿轮三17的轮齿相啮合，齿条16与齿轮三17的数量为两个，且以连接板20正面的中线为对称轴对称分布在两侧，齿轮三17的内壁与转轴三18的外壁固定连接，转轴三18的左端与轴承二19的右侧滚动连接，轴承二19的左侧与u型合箱2左侧的内壁固定连接，轴承二19的数量为两个，转轴三18的右端与另一个轴承二19的右侧滚动连接，且该转轴二19的右侧与u型合箱2右侧的内壁固定连接，齿条16的一侧与连接板20的一端固定连接，连接板20的顶部与液压缸21的输出端固定连接，通过启动液压缸21使连接板20移动，从而可以带动齿条16滑动，从而使齿轮三17带动转轴三18转动，从而使连接杆一3转动，从而可以调整机械爪14的角度，液压缸21的顶部与u型合箱2内壁的顶部固定连接，转轴三18的外壁连接杆一3的背面固定连接，连接杆一3的底部与安装座4的顶部固定连接，安装座4左端的底部与驱动马达5的顶部固定连接，驱动马达5的输出端与转轴一6的顶部固定连接，转轴一6的底部与轴承五29的顶部滚动连接，轴承五29的底部与板块12左端顶部所开设的第一矩形槽道25内壁的底部固定连接，转轴一6的外壁与齿轮一7的内壁固定连接，齿轮一7的轮齿与齿轮四22的齿处相啮合，齿轮一7、齿轮二10、齿轮四22三个之间的大小尺寸一样，齿轮四22的内壁与转轴四23的外壁固定连接，转轴四23的两端均与轴承三24滚动连接，轴承三24的一侧与框架8的内壁固定连接，框架8的顶部与安装座4的底部固定连接，框架8的底部与板块12的顶部固定连接，齿轮四22的轮齿与齿轮二10的齿处相啮合，齿轮二10的内壁与转轴二11的外壁固定连接，转轴二11的顶部与轴承一9的底部滚动连接，轴承一9的顶部与安装座4右端的底部固定连接，轴承一9的数量为两个，转轴二11的底部与另一个轴承一9的顶部滚动连接，且该轴承一9的底部与板块12右端的顶部所开设的第二矩形槽道30内壁的底部固定连接，转轴一6的外壁安装有伞齿轮三35，伞齿轮三35与伞齿轮一27相啮合，伞齿轮一27安装在转轴五28的外壁上，转轴五28的两端均与轴承四26滚动连接，轴承四26的一侧与第一矩形槽道25的内壁固定连接，转轴五28的外壁与连接杆二13的一端固定连接，连接杆二13的另一端与机械爪14的一端固定连接，连接杆二13与机械爪14通过螺钉进行固定连接，连接杆二13与机械爪14的数量均为两个，位于框架8右侧的连接杆二13的一端与转轴六33的外壁固定连接，转轴六33的外壁安装有伞齿轮二32，转轴六33的两端与轴承六31滚动连接，轴承六31一侧与第二矩形槽道30的内壁固定连接，伞齿轮二32与伞齿轮四36相啮合，伞齿轮四36安装在转轴二11的外壁上，通过转轴五28与转轴六33转动可以改变机械爪14的伸张度，同时也可以夹紧物体，一种水下机械臂多功能组合手爪的工作方法，包括以下步骤：

s1：首先通过液压缸21使连接板20带动齿条16滑槽，从而使齿轮三17带动转轴三18转动，从而使连接杆一3转动，最后可以根据自身情况去调整机械爪14的角度；

s2：最后可以通过驱动马达7使转轴一6转动，从而可以使齿轮一7带动齿轮四22转动，同时也是伞齿轮三35带动伞齿轮一27转动，从而使转轴五28转动，通过齿轮四22转动可以使齿轮二10带动转轴二11转动，从而使伞齿轮四36可以带动伞齿轮二32转动，从而使转轴六33转动，通过转轴五28与转轴六33转动可以改变机械爪14的伸张度，同时也可以夹紧物体。

该水下机械臂多功能组合手爪及其工作方法在使用时，通过液压缸21使连接板20带动齿条16滑动，从而使齿轮三17带动转轴三18转动，从而使连接杆一3转动，从而使械爪14可以改变角度，通过驱动马达7使转轴一6转动，从而可以使齿轮一7带动齿轮四22转动，同时也是伞齿轮三35带动伞齿轮一27转动，从而使转轴五28转动，通过齿轮四22转动可以使齿轮二10带动转轴二11转动，从而使伞齿轮四36可以带动伞齿轮二32转动，从而使转轴六33转动，通过转轴五28与转轴六33转动可以改变机械爪14的伸张度，同时也可以夹紧物体。

综上可得，通过转轴三18转动可以使连接杆一3转动，从而可以调整机械爪14的角度，通过转轴五28与转轴六33转动可以改变机械爪14的伸张度，同时也可以夹紧物体。