一种水下生物科普机器人用机械爪

本发明涉及水下机器人，尤其涉及一种水下生物科普机器人用机械爪。

背景技术：

1、水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具，同时水下机器人可以用来进行生物科普等。现有的水下生物科普机器人包括水下机器人、水下摄像头以及供电、存储、转码和推流等设备。实现在水下的图像采集等工作的同时还能将视频超长期存储。还可用于水下勘察、海洋生物研究和环境保护、水产养殖、可视化钓鱼等。但现有的水下生物科普机器人的机械爪在水下进行采样等作业时，由于物体的大小形状不同，使机械爪无法牢牢的对一些物体进行夹持固定，在对物体进行搬移的过程中容易造成物体滑落或因滑动而造成物体损坏，存在一定的缺陷；且现有的机械爪功能较为单一，在进行水下生物科普时，如果一些生物或物体被水草等杂物遮挡，现有的机械爪无法将这些杂物推开，从而影响水下摄像头的拍摄。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、本发明的目的是提供一种水下生物科普机器人用机械爪，以解决上述背景技术中提出的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种水下生物科普机器人用机械爪，包括机械臂和固定座，所述机械臂的一端固定连接有固定座，所述固定座上安装有旋转机构，所述固定座远离机械臂的一端固定连接有夹持底座，所述夹持底座的侧面左右对称安装有夹持机构，两个夹持机构的端部均安装有限位机构；

4、两个夹持机构的侧面均安装有连接板，所述夹持底座的两端对称开设有限位槽，所述连接板与限位槽滑动连接，所述连接板的侧面开设有活动槽，所述活动槽内安装有用于调节限位机构的调节定位机构，所述连接板的一端固定连接有l型块，所述l型块上安装有用于驱动调节定位机构的传动机构，所述传动机构套设在旋转机构上。

5、作为本发明所述水下生物科普机器人用机械爪的一种优选方案，所述固定座的一端开设有旋转槽，所述旋转机构包括有设置于旋转槽内的主齿轮和同步齿轮、贯穿设置于同步齿轮侧面的旋转杆、以及对称设置于旋转杆两端的两个正多边形柱，所述主齿轮通过步进电机的输出轴与固定座转动连接，主齿轮与同步齿轮啮合，旋转杆与同步齿轮固定连接，同步齿轮通过旋转杆与固定座转动连接，旋转杆的两端分别穿过固定座的两侧与两个正多边形柱固定连接。

6、作为本发明所述水下生物科普机器人用机械爪的一种优选方案，所述夹持机构包括有设置于夹持底座内的两个双向传动螺杆、对称设置于双向传动螺杆上的两个凸型滑块、对称设置于凸型滑块两侧的两个防护板、以及对称设置于夹持底座侧面的两个夹持板，所述凸型滑块与防护板固定连接，所述夹持板的侧面与两个凸型滑块固定连接。

7、作为本发明所述水下生物科普机器人用机械爪的一种优选方案，所述夹持底座的两侧面均上下对称开设有两个导向槽，所述导向槽内对称开设有两个凸型滑槽，所述双向传动螺杆贯穿插接在凸型滑槽内，且双向传动螺杆与夹持底座转动连接；

8、所述凸型滑块与凸型滑槽滑动连接，所述防护板与导向槽滑动连接，凸型滑块与双向传动螺杆螺纹连接，所述夹持板的一端与夹持底座的侧面滑动接触。

9、作为本发明所述水下生物科普机器人用机械爪的一种优选方案，所述限位机构包括有设置于两个夹持板端部的两个限位爪、由上至下贯穿插接在限位爪上的转轴、以及套设在转轴上的外齿环，所述限位爪通过转轴与夹持板转动连接，所述转轴分别与限位爪、外齿环固定连接，所述转轴由上至下贯穿夹持板，转轴的上下两端对称固定连接有两个环形板，环形板与夹持板的上下两侧转动接触。

10、作为本发明所述水下生物科普机器人用机械爪的一种优选方案，所述调节定位机构包括有设置于活动槽内的活动块、贯穿开设于活动块侧面的螺纹槽、设置于活动块一端的齿板、设置于螺纹槽内的螺纹柱、设置于螺纹柱一端的圆杆、设置于圆杆远离螺纹柱一端的传动伞齿轮，所述活动槽一端的侧面固定连接有橡胶侧板，所述橡胶侧板与夹持板固定连接。

11、作为本发明所述水下生物科普机器人用机械爪的一种优选方案，所述活动块与活动槽滑动连接，活动块与齿板固定连接，所述齿板与外齿环啮合，所述圆杆的两端分别与螺纹柱和传动伞齿轮固定连接，圆杆远离螺纹柱的一端依次穿过连接板、l型块延伸至l型槽内，所述传动伞齿轮与l型槽的内侧壁转动接触。

12、作为本发明所述水下生物科普机器人用机械爪的一种优选方案，所述传动机构包括有设置于l型槽内的同步伞齿轮、贯穿设置于同步伞齿轮侧面的圆柱、贯穿开设于圆柱一端的正多边形槽、以及设置于圆柱一端的限位环，所述圆柱的一端与同步伞齿轮固定连接，所述同步伞齿轮与l型槽的内侧壁转动接触，同步伞齿轮与传动伞齿轮啮合，圆柱的另一端穿过l型块与限位环固定连接。

13、作为本发明所述水下生物科普机器人用机械爪的一种优选方案，所述圆柱与l型块转动连接，限位环与l型块的外侧面转动接触，圆柱套设在正多边形柱上，正多边形槽与正多边形柱滑动连接。

14、本发明的有益效果是：

15、1.当水下生物科普机器人需要进行采样等作业时，通过移动机械爪，使待夹持的物品处于两个夹持板之间，通过夹持机构带动两个夹持板相互靠近对物品进行夹持固定，当两个夹持板对待夹持物品夹持好后，再通过旋转机构带动传动机构转动，传动机构通过调节定位机构带动限位爪转动，使两个限位爪向内转动，通过两个限位爪配合对物品进一步的夹持，从而能够牢牢的对物品进行夹持，防止在对物品搬运的过程中出现滑动或晃动情况。

16、2.当一些生物或物体被水草等杂物遮挡，需要将这些杂物推开时，先使两个夹持板相互靠近，再使夹持板插入杂物内，同时通过旋转机构、传动机构和调节定位机构配合，使限位爪向外转动，使限位爪和夹持板组成一个往外弯折的卡爪，当两个夹持板相互远离将杂物推开时，通过设置的限位爪能够防止杂物掉落，进而能够稳定的对杂物进行推开清理，使水下生物科普机器人上的摄像头能够很好的拍摄作业。

技术特征：

1.一种水下生物科普机器人用机械爪，包括机械臂(1)和固定座(11)，所述机械臂(1)的一端固定连接有固定座(11)，其特征在于：所述固定座(11)上安装有旋转机构，所述固定座(11)远离机械臂(1)的一端固定连接有夹持底座(3)，所述夹持底座(3)的侧面左右对称安装有夹持机构，两个夹持机构的端部均安装有限位机构；

2.根据权利要求1所述的一种水下生物科普机器人用机械爪，其特征在于：所述固定座(11)的一端开设有旋转槽(12)，所述旋转机构包括有设置于旋转槽(12)内的主齿轮(2)和同步齿轮(21)、贯穿设置于同步齿轮(21)侧面的旋转杆(22)、以及对称设置于旋转杆(22)两端的两个正多边形柱(23)，所述主齿轮(2)通过步进电机的输出轴与固定座(11)转动连接，主齿轮(2)与同步齿轮(21)啮合，旋转杆(22)与同步齿轮(21)固定连接，同步齿轮(21)通过旋转杆(22)与固定座(11)转动连接，旋转杆(22)的两端分别穿过固定座(11)的两侧与两个正多边形柱(23)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种水下生物科普机器人用机械爪，其特征在于：所述夹持机构包括有设置于夹持底座(3)内的两个双向传动螺杆(4)、对称设置于双向传动螺杆(4)上的两个凸型滑块(41)、对称设置于凸型滑块(41)两侧的两个防护板(42)、以及对称设置于夹持底座(3)侧面的两个夹持板(43)，所述凸型滑块(41)与防护板(42)固定连接，所述夹持板(43)的侧面与两个凸型滑块(41)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种水下生物科普机器人用机械爪，其特征在于：所述夹持底座(3)的两侧面均上下对称开设有两个导向槽(32)，所述导向槽(32)内对称开设有两个凸型滑槽(33)，所述双向传动螺杆(4)贯穿插接在凸型滑槽(33)内，且双向传动螺杆(4)与夹持底座(3)转动连接；

5.根据权利要求3所述的一种水下生物科普机器人用机械爪，其特征在于：所述限位机构包括有设置于两个夹持板(43)端部的两个限位爪(44)、由上至下贯穿插接在限位爪(44)上的转轴(45)、以及套设在转轴(45)上的外齿环(46)，所述限位爪(44)通过转轴(45)与夹持板(43)转动连接，所述转轴(45)分别与限位爪(44)、外齿环(46)固定连接，所述转轴(45)由上至下贯穿夹持板(43)，转轴(45)的上下两端对称固定连接有两个环形板，环形板与夹持板(43)的上下两侧转动接触。

6.根据权利要求1所述的一种水下生物科普机器人用机械爪，其特征在于：所述调节定位机构包括有设置于活动槽(51)内的活动块(6)、贯穿开设于活动块(6)侧面的螺纹槽(61)、设置于活动块(6)一端的齿板(62)、设置于螺纹槽(61)内的螺纹柱(63)、设置于螺纹柱(63)一端的圆杆(64)、设置于圆杆(64)远离螺纹柱(63)一端的传动伞齿轮(65)，所述活动槽(51)一端的侧面固定连接有橡胶侧板(52)，所述橡胶侧板(52)与夹持板(43)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种水下生物科普机器人用机械爪，其特征在于：所述活动块(6)与活动槽(51)滑动连接，活动块(6)与齿板(62)固定连接，所述齿板(62)与外齿环(46)啮合，所述圆杆(64)的两端分别与螺纹柱(63)和传动伞齿轮(65)固定连接，圆杆(64)远离螺纹柱(63)的一端依次穿过连接板(5)、l型块(53)延伸至l型槽(54)内，所述传动伞齿轮(65)与l型槽(54)的内侧壁转动接触。

8.根据权利要求1所述的一种水下生物科普机器人用机械爪，其特征在于：所述传动机构包括有设置于l型槽(54)内的同步伞齿轮(7)、贯穿设置于同步伞齿轮(7)侧面的圆柱(71)、贯穿开设于圆柱(71)一端的正多边形槽(72)、以及设置于圆柱(71)一端的限位环(73)，所述圆柱(71)的一端与同步伞齿轮(7)固定连接，所述同步伞齿轮(7)与l型槽(54)的内侧壁转动接触，同步伞齿轮(7)与传动伞齿轮(65)啮合，圆柱(71)的另一端穿过l型块(53)与限位环(73)固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种水下生物科普机器人用机械爪，其特征在于：所述圆柱(71)与l型块(53)转动连接，限位环(73)与l型块(53)的外侧面转动接触，圆柱(71)套设在正多边形柱(23)上，正多边形槽(72)与正多边形柱(23)滑动连接。

技术总结本发明公开了涉及水下机器人技术领域，具体为一种水下生物科普机器人用机械爪，包括机械臂和固定座，机械臂的一端固定连接有固定座，固定座上安装有旋转机构，固定座远离机械臂的一端固定连接有夹持底座，夹持底座的侧面左右对称安装有夹持机构，两个夹持机构的端部均安装有限位机构，本发明的有益效果是：当水下生物科普机器人需要进行采样等作业时，通过移动机械爪，使待夹持的物品处于两个夹持板之间，通过夹持机构带动两个夹持板相互靠近对物品进行夹持固定，当两个夹持板对待夹持物品夹持好后，再通过旋转机构带动传动机构转动，传动机构通过调节定位机构带动限位爪转动。技术研发人员：陈世伟,郭峰,钱黎明,陈志豪,莫骜,朱绍杰,单章旭受保护的技术使用者：南通理工学院技术研发日：技术公布日：2024/5/29