一种面向水面漂浮垃圾抓取的机械爪及其工作方法与流程

本发明涉及一种面向水面漂浮垃圾抓取的机械爪及其工作方法。

背景技术：

目前，河流、湖泊、港口等水域的水面垃圾形成的污染较为严重，这不仅给野生动植物的生存环境和资源保护等问题带来巨大负面影响，而且会危害到人类的用水安全。而目前的水面垃圾清理装置大多为自动化水平较高的大型综合清污船等水面固体垃圾收集机械,其要品续航能力好、功能强大，却因体积庞大面在狭小水域移动不便、工作效率低、动力消耗和使用成本过高等，无法适应小型河流、人工湖和水上游乐场等场所的水面漂浮垃圾清理需要。

因此，多处地区的水面漂浮垃圾现如今仍依靠人工打捞的方式进行处理。但是该方法有一定的限制和危险性，对于小型河流、人工湖和水上游乐场等场所，经常会存在水面较窄或水深较浅的区域，船体无法通过导致打捞困难；同时，对于一些污染比较严重的水域，也不适合工人前往打捞；随着劳动力价格上涨，人工处理得方式不仅成本高昂而且极其危险。

而对于水面漂浮垃圾，现有的机械爪往往不能进行有效的进行抓取和收集，效率低下。

技术实现要素：

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是而对于水面漂浮垃圾，现有的机械爪往往不能进行有效的进行抓取和收集，效率低下。

本发明的具体实施方案是：一种面向水面漂浮垃圾抓取的机械爪，包括爪盘、上爪指及下抓指，所述上爪指的后侧与爪盘铰接连接，所述下爪指包括上下叠合交错设置的下爪左爪指及下爪右爪指，所述下爪左爪指与下爪右爪指之间固定有收集网，下爪左爪指与下爪右爪指之间叠合处铰接连接，下爪左爪指与下爪右爪指的后侧与爪盘连接，所述爪盘上具有驱动上爪指绕与爪盘铰接处上下摆动实现封闭下抓指收集网的驱动机构。

进一步的，所述驱动机构包括固定于爪盘上的电机，所述电机固定连接有传动螺柱，所述传动螺柱外部螺纹配合有套筒b，所述套筒b与上爪指的后侧经拉杆连接，所述拉杆与套筒a及上爪指后侧为铰接连接。

进一步的，所述传动螺柱上还螺纹配合有套筒a，所述套筒a位于套筒b的后侧，所述套筒a的两侧铰接连接有传动连杆，所述传动连杆的前侧端分别对应铰接连接于下爪左爪指与下爪右爪指的后侧。

进一步的，，所述爪盘前侧固定有支撑柱，所述支撑柱的前侧铰接有能转动的导槽件，所述传动连杆扣于导槽件内以限定传动连杆的摆动。

进一步的，所述电机固定于爪盘中部，所述爪盘上部具固定有固定板，所述固定板前侧固定有机械臂，所述上爪指的后侧端与机械臂铰接连接。

进一步的，上爪指指尖呈曲面鱼骨状，上爪指指中部和上爪指指根部呈阶梯状板面。

进一步的，所述所述下爪左爪指与下爪右爪指叠合处之间垫有垫圈，用于减小爪指之间的摩擦。

进一步的，所述下爪指前端连接处设有便于捕捞开合的v字型缺口，所述下爪左爪指与下爪右爪指叠合处的前侧呈圆弧形，并且均布着多个用于连接收集网小孔。

本发明还包括一种面向水面漂浮垃圾抓取的机械爪的工作方法：（1）将机械爪调整至张程最大处，此时上爪指达最高处，下爪指也张开至最大范围，收集网v字型全开；（2）将机械爪伸入水面，将水面漂浮垃圾由收集网v字型开口处收入下爪指腹腔内上方；电机转动驱动传动螺柱套筒a与套筒b进行同方向的直线运动，当套筒a与套筒b向后侧移动时拉杆将上爪指拉动绕上爪指与爪盘铰接处转动下压，所述下爪指的下爪左爪指与下爪右爪指在传动连杆拉动下相向靠拢，收集网v字型开口逐渐闭合防止垃圾掉落且同时上爪指前端鱼骨状支撑结构最低处会将收于下爪指腹腔内上方的漂浮垃圾压至下爪指腹腔内下方；，完成水面漂浮垃圾的收集过程；（4）将机械爪以伸出出水面，电机驱动传动螺柱将套筒a与套筒b向前侧移动使上爪指达最高处，下爪指也张开至最大范围，可进行下一循环过程。

进一步的，所述机械爪伸入水面及伸出水面的角度为25°~35°。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该机械爪结构能提供一种使用方便，抓取和收集效率高的一种面向水面漂浮垃圾抓取的机械爪，可以减少人工成本，大大减少以往的水面垃圾收集的危险程度。

附图说明

图1是本发明实施例立体图；

图2是本发明实施例中传动螺柱立体图；

图3是本发明实施例中上爪立体图；

图4是本发明实施例中爪盘立体图；

图5是本发明实施例中下爪部分立体图；

图中标号说明：1-爪盘，2-传动螺柱，3-套筒a，4-套筒b，5-上爪指，51-安装孔，6-传动连杆，7-导槽件，8-下爪左爪指、81-连接孔一、82-连接孔二、9-垫圈，10-下爪右爪指，11-收集网，12-末端孔，13-通孔，51-安装孔，52-拉杆通孔，53拉杆，101-圆孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1~5所示，一种机械爪抓持装置，包括爪盘1、上爪指5级下爪指，下爪指包括下爪左爪指8及下爪右爪指10，包括爪盘1、上爪指及下抓指，所述上爪指的后侧与爪盘铰接连接，所述下爪指包括上下叠合交错设置的下爪左爪指8及下爪右爪指10，所述下爪左爪指8与下爪右爪指10之间固定有收集网11，下爪左爪指8与下爪右爪指10之间叠合处铰接连接，下爪左爪指与下爪右爪指的后侧与爪盘1连接，所述爪盘上具有驱动上爪指绕与爪盘铰接处上下摆动实现封闭下抓指收集网的驱动机构。

在本实施例中，所述上爪指指尖呈曲面鱼骨状，指尖前部呈下凹，此结构能够有效的减轻爪的重量。上爪指指尖和上爪指后侧部和中部的杆成155°。此结构有利于将目标物压入收集网中。上爪指指中部和上爪指指根部呈阶梯状板面，使在装配体上爪指与下爪指结构正对。

在本实施例中，所述的收集网，其在下爪指前端连接处设有便于捕捞开合的v字型缺口，利于将目标物的兜入。

本实施例中，所述驱动机构包括固定于爪盘上的电机，所述电机固定连接有传动螺柱2，所述传动螺柱2外部螺纹配合有套筒a3及套筒b4，所述套筒a位于套筒b的后侧，所述套筒a位于套筒b的后侧，所述套筒a的两侧铰接连接有传动连杆6，所述传动连杆6的前侧端分别对应铰接连接于下爪左爪指8与下爪右爪指10的后侧，所述套筒b4与上爪指5的后侧经拉杆53连接，所述拉杆53与套筒a及上爪指后侧为铰接连接。

本实施例中，所述电机固定于爪盘中部，所述爪盘上部具固定有固定板，所述固定板前侧固定有机械臂，所述机械臂前侧端与上爪指的后侧端铰接连接。所述上爪指爪指指根部设有安装孔51与机械臂末端具有末端孔12配合铰接连接，上爪指能够绕安装孔51做摆动。

在本实施例中，所述下爪左爪指，下爪右爪指在结构上呈对称结构，下爪左爪指8及下爪右爪指10的后侧设有连接孔一81与传动连杆6的前侧端连接。下爪左爪指8及下爪右爪指10中部设有连接孔二82，两爪指中部连接孔二配合连接，可以通过铆接纵向贯穿两个连接孔二82的轴杆或是通过轴承实现下爪左爪指与下爪右爪指在叠合处的铰接连接，两爪指之间通过连接孔二82进行连接，并在两爪指之间垫有垫圈9，用于减小爪指之间的摩擦，提高机械效率。爪指指尖呈圆弧形，并且在其上面均布着多个小孔，用于连接收集网，均布小孔将载荷均匀分布于两爪指上。

上爪指5中部设有拉杆通孔52与拉杆配合连接,所述爪盘中部设有带孔凸台和圆孔101，用于固定电机，爪盘两侧设有在同一平面的一对支撑柱，各个支撑柱前侧开有通孔13，各个通孔13用于铰接连接导槽件，导槽件能够转动传动连杆6扣于导槽件上表面内以限定传动连杆的摆动，所述导槽件7在下端有轴杆或轴承与通孔13配合。在导槽上部表面为卡口，用于约束传动连杆6；所述传动连杆两端开孔，分别铰接连接套筒a和下爪左爪指或下爪右爪指的连接孔一81。

一种面向水面漂浮垃圾抓取的机械爪的工作方法：（1）将机械爪调整至张程最大处，此时上爪指达最高处，下爪指也张开至最大范围，收集网v字型全开，套筒a与套筒b位于行程的最前侧；（2）将机械爪伸入水面，将水面漂浮垃圾由收集网v字型开口处收入下爪指腹腔内上方；电机转动驱动传动螺柱套筒a与套筒b进行同方向的直线运动，当套筒a与套筒b向后侧移动时拉杆将上爪指拉动绕上爪指与爪盘铰接处转动下压，所述下爪指的下爪左爪指与下爪右爪指在传动连杆拉动下相向靠拢，收集网v字型开口逐渐闭合防止垃圾掉落且同时上爪指前端鱼骨状支撑结构最低处会将收于下爪指腹腔内上方的漂浮垃圾压至下爪指腹腔内下方；，完成水面漂浮垃圾的收集过程；（4）将机械爪以伸出出水面，电机驱动传动螺柱将套筒a与套筒b向前侧移动使上爪指达最高处，下爪指也张开至最大范围，可进行下一循环过程。

根据权利要求9所述的一种面向水面漂浮垃圾抓取的机械爪的工作方法，其特征在于，所述机械爪伸入水面及伸出水面的角度为25°~35°。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。