专利名称：水下异物打捞机械手装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水下机器人结构，具体涉及一种水下机械手。
背景技术：
有些工作环境如核电站反应堆在投入运行之后具有高放射性，核电设备在检修时需要在一定浓度的硼水中进行，水深常达几米至数十米。设备检修过程中，拆除设备产生的异物如金属片、螺钉等将落入水底，水下异物打捞的目的就是将这些废弃零部件从水底取出，完成清理工作。目标物体散落在水底，位姿一般为平躺地面状态，也有可能斜立悬浮状态或直立于地面。因此，需要设计一套机械手装置，工作人员可以实现从岸上将装置伸入水中，通过控制机械手将目标物体夹起并将其取回到岸上。 水下机器人能完成大量人类无法在水下完成的工作，可广泛用于海底矿产资源开发、水下施工以及军事和国防建设等许多方面，产生了很大的经济效益和社会效益，在探测、打捞、管线检测与修复等领域的应用不断深入。水下机器人按作业任务来划分，可分为作业型和观察型。作业型机器人基本上都是遥控机器人(R0V， Remotely OperatedVehicle)，水下机械手是R0V型水下作业机器人操作的关键核心部件，其研制和开发一直是R0V型水下作业机器人的一项重要内容。 现有技术设计的机械手结构较为复杂，不利于操作，运动范围小、适用性较差。
发明内容本实用新型的目的在于针对核电站维修时散落在水底的零部件，提供一种夹取并打捞异物的结构紧凑简单、操作简便、运动范围大、适用性强的水下异物打捞机械手装置。[0006] 本实用新型是通过以下技术方案实现的 —种水下异物打捞机械手装置，它包括金属铝杆、支架底座、L形气缸安装底板、直线摆动组合气缸、气爪安装法兰、气爪和止推轴承，金属铝杆穿过L形气缸安装底板的一端固定，且金属铝杆下端通过止推轴承与支架底座相连；L形气缸安装底板下侧设有直线摆动组合气缸，直线摆动组合气缸外侧设有侧部沟槽，L形气缸安装底板上设有螺母，螺母可在侧部沟槽内滑动，从而使直线摆动组合气缸直线移动；直线摆动组合气缸的另一端通过气爪安装法兰固定连接壳体和气爪。 所述的直线摆动组合气缸内设有与其内部活塞固定连接的活塞杆，活塞杆伸入到壳体内，所述的气爪包括一个活动夹和一个与壳体固定连接的固定夹，活动夹与活塞杆之间通过两片弹片连接起来，固定夹与活动夹的根部通过销子和弹簧连接。[0009] 所述的支架底座为圆锥形。 本实用新型的有益效果采用铝杆连接底座并在底座上安装气缸气爪等装置实现异物的夹取与打捞功能，通过在岸上对铝杆的旋转操作以及控制气缸气爪，结合目标物体的形状及位姿，调整机械手的运动姿态，从而实现散落异物的打捞工作，该机械手装置具有结构紧凑简单、操作简便、运动范围大、适用性强。[0011]
图1为本实用新型提供的水下异物打捞机械手装置总体结构示意图； 图2为本实用新型提供的水下异物打捞机械手装置的侧视图； 图3为本实用新型提供的水下异物打捞机械手装置的俯视图； 图4为实用新型提供的水下异物打捞机械手装置工作空间示意图； 图中1.金属铝杆，2.安装螺母，3.支架底座，4.安装底板，5.直线摆动组合气
缸，6.安装法兰，7.安装法兰，8.壳体，9.气爪，IO.止推轴承，ll.侧向沟槽，12.固定夹，
13.弹片，14.活塞杆，15.活动夹。
具体实施方式
如图l和图2所示，本实用新型中的水下异物打捞机械手装置中的金属铝杆1由水底直通岸上，可由岸上操作人员手动控制，金属铝杆的近端部通过安装螺母2与气缸L形安装底板4固定，端部则通过止推轴承10与圆锥形的支架底座3相连；支架底座3放置于水底，用于支撑整个机械手装置的重量；直线摆动组合气缸5侧部沟槽内装有侧向沟槽11，用于将气缸固定在L形气缸安装底板4上；直线摆动组合气缸5的活塞顶端通过安装法兰6、7与气爪8连接；气爪8手指部位的螺纹孔安装气爪套片9，气爪套片9配合气爪8的夹紧动作可实现目标物体的抓取工作；L形气缸安装底板4上设有螺母，螺母在侧部沟槽内滑动，从而使直线摆动组合气缸5直线移动；直线摆动组合气缸5的另一端通过气爪安装法兰6固定连接气爪8。 通过控制金属铝杆1的旋转，初步确定机械手的运动方向；通过控制直线摆动组合气缸5的伸出运动，使得气爪8接近目标物体；通过控制组合缸5的旋转运动可以调整气爪8的姿态，使得气爪8张开状态下包容物体；通过控制气爪8闭合，最终实现目标物体的夹持和抓取。 如图3所示。金属铝杆1的旋转可实现360度的圆形区域运动；组合气缸5的直线运动可实现活塞行程范围内活动空间；组合气缸5的摆动可实现气爪8位姿的调整。最终可保证机械手装置在一个宽度为组合气缸直线运动行程L的范围内的圆环中工作(如图3中阴影部分)。
权利要求一种水下异物打捞机械手装置，其特征在于它包括金属铝杆(1)、支架底座(3)、L形气缸安装底板(4)、直线摆动组合气缸(5)、气爪安装法兰(6)、气爪(8)和止推轴承(10)，金属铝杆(1)穿过L形气缸安装底板(4)的一端固定，且金属铝杆(1)下端通过止推轴承(10)与支架底座(3)相连；L形气缸安装底板(4)下侧设有直线摆动组合气缸(5)，直线摆动组合气缸(5)外侧设有侧部沟槽(11)，L形气缸安装底板(4)上设有螺母，螺母可在侧部沟槽(11)内滑动，从而使直线摆动组合气缸(5)直线移动；直线摆动组合气缸(5)的另一端通过气爪安装法兰(6)固定连接壳体(8)和气爪(9)。
2. 如权利要求1所述的水下异物打捞机械手装置，其特征在于所述的直线摆动组合 气缸(5)内设有与其内部活塞固定连接的活塞杆(14)，活塞杆(14)伸入到壳体(8)内，所 述的气爪(9)包括一个活动夹(15)和一个与壳体(8)固定连接的固定夹(12)，活动夹(12) 与活塞杆(14)之间通过两片弹片(13)连接起来，固定夹(12)与活动夹(15)的根部通过 销子和弹簧连接。
3. 如权利要求1或2所述的水下异物打捞机械手装置，其特征在于所述的支架底座 (3)为圆锥形。
专利摘要本实用新型涉及一种水下机器人结构，具体公开了一种水下异物打捞机械手装置，采用铝杆连接底座并在底座上安装气缸气爪夹钳等装置实现异物的夹取与打捞功能，通过在岸上对铝杆的旋转操作以及线路控制气缸气爪，结合目标物体的形状及位姿，调整机械手的运动姿态，从而实现散落异物的打捞工作，该机械手装置具有结构紧凑简单、操作简便、运动范围大、适用性强。
文档编号B63C7/20GK201538427SQ200920175709
公开日2010年8月4日 申请日期2009年8月31日 优先权日2009年8月31日
发明者杜正春, 王德忠, 王成林, 陈升, 陈梁 申请人:秦山核电有限公司