一种应用于水下的抓吸一体化收集装置及使用方法

本发明涉及一种机械夹爪及使用方法，尤其涉及一种应用于水下的抓吸一体化收集装置及使用方法。

背景技术：

1、随着人类对海洋资源的不断开发和对海洋环境的深入探索，水下作业的需求日益增加。海洋资源的采集、水下清洁、渔业捕捉等作业都需要高效、精准的水下抓取工具。然而，由于水下环境的复杂性和特殊性，传统的水下抓取工具已经难以满足这些需求。

2、传统的水下抓取工具主要依赖于机械臂或机械手，通过远程控制或自主导航进行抓取操作。这些工具虽然在一定程度上实现了水下抓取的功能，但在实际操作中存在着诸多问题。例如，对于不规则形状或易碎物体，传统抓取工具难以准确抓取而不造成损坏；对于质地松软或粘稠的物体，传统抓取工具往往无法有效抓取；此外，在深海或暗流环境中，传统抓取工具的操作稳定性和可靠性也受到了挑战。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的是提出一种应用于水下的抓吸一体化收集装置及使用方法，将柔性抓取和吸附功能结合在一起，以适用多种不同的工况和目标物类型。

2、技术方案：本发明包括吸筒，吸筒一侧设有夹指，另一侧连接有推进器，夹指沿吸筒周向阵列分布，吸筒外侧的前后两端均套设有固定环，包括前固定环和后固定环，前固定环和后固定环之间连接有多根滑杆，多根滑杆穿过驱动环后与后固定环连接，驱动环一侧安装有驱动装置；前固定环与夹指之间连接有多个固定支架，夹指与驱动环之间铰接有多个活动支架。

3、所述固定支架沿圆周阵列分布，两两固定支架之间分别安装有过滤板，用于过滤垃圾和杂质，提高吸附效率。

4、所述固定支架与夹指转动连接，固定支架与前固定环固接，为夹指提供了一个稳定的基准点。

5、所述夹指包括固定板、微电机、主带轮、辅助轮和皮带；微电机安装在固定板上，主带轮和辅助轮安装在固定板之间，主带轮和辅助轮之间套设有皮带，微电机通过驱动主带轮旋转，从而带动皮带运动。

6、所述驱动装置包括驱动电机、螺杆和滑块，驱动电机与螺杆连接，螺杆上传动连接有滑块，当驱动电机驱动螺杆旋转时，滑块会沿着螺杆的螺旋槽前后移动，进而带动驱动环移动，以实现夹指的夹持和张开。

7、所述滑块与驱动环固接，当驱动电机驱动螺杆旋转时，滑块会沿着螺杆的螺旋槽前后移动，进而带动驱动环移动，以实现夹指的夹持和张开。

8、所述驱动电机通过支架安装在后固定环一侧。

9、所述推进器安装在吸筒两侧，吸筒与推进器的连接处设有多个通流孔。

10、一种应用于水下的抓吸一体化收集装置的使用方法，包括：

11、针对漂浮型的目标物体：通过推进器产生负压效应，从而在吸筒前方形成强大的吸力，周围的水流以及漂浮在海面上的物体被吸入吸筒中；

12、针对嵌入到海底泥土中的目标物体：首先通过驱动装置控制夹指闭合，以夹紧并固定目标物体，通过夹指将目标物体从泥土中分离出来，启动推进器，将目标物体吸入吸筒；

13、针对固着生物：采用抓和吸相结合的方式，通过夹指夹住目标生物，并带动生物向吸筒内部输送，在输送的同时，启动推进器，在夹指输送和推进器的吸力共同作用下，目标生物被完全收集。

14、所述夹指夹紧目标物体时，通过驱动电机电流的反馈来夹紧，当驱动电机的电流出现较大的突变值时，意味着夹爪与目标物体之间产生了足够的夹持力，此时，夹爪已夹紧目标物体。

15、有益效果：本发明整合了柔性抓取和吸附功能，可以适用多种不同的工况和目标物类型，提高了工作效率；通过监测驱动电机的电流突变值来实时反馈夹爪状态，及时调整夹紧力度，确保夹取目标物体的完整性，提高操作精度和效率；通过控制夹爪外侧柔性皮带的传动，实现对嵌入海泥中目标物体的精准提取和收集，以最大程度地避免对底泥的扰动，降低局部污染的风险。

技术特征：

1.一种应用于水下的抓吸一体化收集装置，其特征在于，包括吸筒，所述吸筒一侧设有夹指，另一侧连接有推进器，所述夹指沿吸筒周向阵列分布，吸筒外侧的前后两端均套设有固定环，包括前固定环和后固定环，所述前固定环和后固定环之间连接有多根滑杆，多根滑杆穿过驱动环后与后固定环连接，所述驱动环一侧安装有驱动装置；所述前固定环与夹指之间连接有多个固定支架，所述夹指与驱动环之间铰接有多个活动支架。

2.根据权利要求1所述的一种应用于水下的抓吸一体化收集装置，其特征在于，所述固定支架沿圆周阵列分布，两两固定支架之间分别安装有过滤板。

3.根据权利要求2所述的一种应用于水下的抓吸一体化收集装置，其特征在于，所述固定支架与夹指转动连接，固定支架与前固定环固接。

4.根据权利要求1所述的一种应用于水下的抓吸一体化收集装置，其特征在于，所述夹指包括固定板、微电机、主带轮、辅助轮和皮带；微电机安装在固定板上，主带轮和辅助轮安装在固定板之间，主带轮和辅助轮之间套设有皮带。

5.根据权利要求1所述的一种应用于水下的抓吸一体化收集装置，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机、螺杆和滑块，驱动电机与螺杆连接，螺杆上传动连接有滑块。

6.根据权利要求5所述的一种应用于水下的抓吸一体化收集装置，其特征在于，所述滑块与驱动环固接。

7.根据权利要求5所述的一种应用于水下的抓吸一体化收集装置，其特征在于，所述驱动电机通过支架安装在后固定环一侧。

8.根据权利要求1所述的一种应用于水下的抓吸一体化收集装置，其特征在于，所述推进器安装在吸筒两侧，吸筒与推进器的连接处设有多个通流孔。

9.基于权利要求1～8任一项所述的一种应用于水下的抓吸一体化收集装置的使用方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的一种应用于水下的抓吸一体化收集装置的使用方法，其特征在于，所述夹指在夹紧目标物体时，通过驱动电机电流的反馈来夹紧。

技术总结
本发明公开了一种应用于水下的抓吸一体化收集装置及使用方法，包括吸筒，吸筒一侧设有夹指，另一侧连接有推进器，夹指沿吸筒周向阵列分布，吸筒外侧的前后两端均套设有固定环，包括前固定环和后固定环，前固定环和后固定环之间连接有多根滑杆，多根滑杆穿过驱动环后与后固定环连接，驱动环一侧安装有驱动装置；前固定环与夹指之间连接有多个固定支架，夹指与驱动环之间铰接有多个活动支架。本发明整合了柔性抓取和吸附功能，可以适用多种不同的工况和目标物类型，提高了工作效率；通过监测驱动电机的电流突变值来实时反馈夹爪状态，及时调整夹紧力度，确保夹取目标物体的完整性，提高操作精度和效率；通过控制夹爪外侧柔性皮带的传动，实现对嵌入海泥中目标物体的精准提取和收集，以最大程度地避免对底泥的扰动，降低局部污染的风险。

技术研发人员：窦培林,盛兴,徐立新,李秀,库一航,刘亚娇,杨雨,孙美玲
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16