一种用于无人机的磁力对接式机械卡爪

本技术涉及一种机械卡爪，具体为一种用于无人机的磁力对接式机械卡爪，属于机械卡爪吊装。

背景技术：

1、随着光伏电站的大量落成，光伏组件清洁的工作量也越来越大。针对分布式光伏电站，清扫机器人难以在光伏面板间进行跨越，在与无人机协同工作时，现有的机械卡爪吊装更多是依靠人工操作实现与无人机之间的连接或脱离步骤，大大增加了人力成本，结合现有的吊装装置，设计了一种用于无人机的磁力对接式机械卡爪，使用无人机将需运送的物品运送至目的地。

2、在现有技术中，如公布号为cn112109901a所公开的一种无人机抓取机构，其包括安装于无人机上的底板、设置于底板上的驱动组件、绕所述驱动组件周向设置的至少两组抓取组件，所述驱动组件包括螺柱、用于驱动螺柱转动的电机，所述抓取组件包括啮合于所述螺柱的转动齿轮、固定连接于所述转动齿轮上的夹持臂、设置于所述夹持臂远离所述转动齿轮的一端的夹爪，所述转动齿轮的转动轴线垂直于无人机的升降方向，以具有便于无人机抓取物体的效果，但在实际使用时，现有技术只能够通过夹爪对物品进行抓取，无法确保抓取的牢固性，因此在吊运时，时常会出现物品掉落的情况，其次，在将物品吊运时，还需人工通过相应操作，使得对接装置对接或分离，无法实现在无人的情况下，无人机与运送物品的快速分离或结合的目的。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种用于无人机的磁力对接式机械卡爪。

2、本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于无人机的磁力对接式机械卡爪，包括卡爪组件和磁吸组件，磁吸组件设置在卡爪组件的内侧，卡爪组件通过驱动组件实现抓取动作，驱动组件安装在架体组件上，架体组件安装在无人机的机身底部；

3、卡爪组件包括锁紧机构和承力轴，承力轴呈十字状分布，锁紧机构与承力轴一一对应连接，锁紧机构包括滑块和卡爪，滑块活动套设在承力轴的轴身上，卡爪连接在滑块的底部；

4、磁吸组件包括电磁吸盘基座和电磁吸盘，电磁吸盘固定连接在电磁吸盘基座的底部，电磁吸盘基座与承力轴的内侧端固定连接在一起。

5、作为本实用新型再进一步的方案：架体组件包括基体框架和端螺纹撑杆，端螺纹撑杆竖直状设置在基体框架的下方，端螺纹撑杆呈十字状分布，且端螺纹撑杆通过上端的螺纹端与基体框架螺纹咬合连接在一起，承力轴的轴身贯穿端螺纹撑杆的底端。

6、作为本实用新型再进一步的方案：基体框架的中心处竖直转动连接有传动丝杠，传动丝杠上螺纹套设有丝杠螺母，滑块的上端通过销轴转动连接有连杆，且连杆的另一端通过销轴转动连接在丝杠螺母的外壁上。

7、作为本实用新型再进一步的方案：基体框架的上端面中心处设置有步进电机，步进电机通过电机支架固定安装在基体框架上，传动丝杠的上端穿过基体框架中心处开设的穿孔，且传动丝杠与步进电机的转动轴之间通过联轴器相连接，传动丝杠位于基体框架上方的杠身上套设有滚动轴承，传动丝杠与基体框架通过滚动轴承进行配合。

8、作为本实用新型再进一步的方案：基体框架的上端面还固定连接有控制器，控制器内设置有电池及控制单元，电池用于供电，控制单元通过调制电流进行电磁吸盘的通断电。

9、作为本实用新型再进一步的方案：滑块用于套设承力轴的滑槽内设置有轴瓦和直线轴承，直线轴承通过轴瓦与滑块的滑槽相连接，轴瓦与滑块采用剖分式结构设计，承力轴与滑块间采用直线轴承进行装配。

10、作为本实用新型再进一步的方案：锁紧机构的卡爪所抓取的物品上固定有锁紧基座，锁紧基座的外壁呈十字状开设有卡槽，电磁吸盘基座的上端边沿处竖直连接有接近开关。

11、本实用新型的有益效果是：通过结合现有的无人机与机器人对接装置，采用磁力对接式机械卡爪，实现在无需人工干预的情况下，无人机与运送物品的分离或结合的目的，能有效降低工作人员的工作强度以及对物品搬运过程中的安全隐患，对接时，接近开关检测到在工作距离范围内时，步进电机通电正转带动锁紧机构移动，完成定位工作，之后电磁吸盘通电产生磁力用于吸合锁紧基座，完成夹紧工作；分离时，电磁吸盘断电，而后控制器控制步进电机反转使锁紧机构与基座卡槽分离，实现无人机在将物品运送至目的地后的快速分离。卡爪组件主要起定位作用，同时也可实现对锁紧基座的夹紧；磁吸组件通过给电磁吸盘通电产生电磁作用力吸合需要运送的金属物体，实现夹紧的作用，上述两组件协作进而实现对货物、食物、药物的定点投放及对巡检和清扫机器人的远程投送的功能。

技术特征：

1.一种用于无人机的磁力对接式机械卡爪，包括卡爪组件和磁吸组件，其特征在于：所述磁吸组件设置在卡爪组件的内侧，所述卡爪组件通过驱动组件实现抓取动作，所述驱动组件安装在架体组件上，所述架体组件安装在无人机的机身底部；

2.根据权利要求1所述的用于无人机的磁力对接式机械卡爪，其特征在于：所述架体组件包括基体框架（1）和端螺纹撑杆（15），所述端螺纹撑杆（15）竖直状设置在基体框架（1）的下方，所述端螺纹撑杆（15）呈十字状分布，且所述端螺纹撑杆（15）通过上端的螺纹端与基体框架（1）螺纹咬合连接在一起，所述承力轴（11）的轴身贯穿端螺纹撑杆（15）的底端。

3.根据权利要求2所述的用于无人机的磁力对接式机械卡爪，其特征在于：所述基体框架（1）的中心处竖直转动连接有传动丝杠（6），所述传动丝杠（6）上螺纹套设有丝杠螺母（8），所述滑块（101）的上端通过销轴（104）转动连接有连杆（9），且所述连杆（9）的另一端通过销轴（104）转动连接在丝杠螺母（8）的外壁上。

4.根据权利要求3所述的用于无人机的磁力对接式机械卡爪，其特征在于：所述基体框架（1）的上端面中心处设置有步进电机（2），所述步进电机（2）通过电机支架（5）固定安装在基体框架（1）上，所述传动丝杠（6）的上端穿过基体框架（1）中心处开设的穿孔，且所述传动丝杠（6）与步进电机（2）的转动轴之间通过联轴器（3）相连接，所述传动丝杠（6）位于基体框架（1）上方的杠身上套设有滚动轴承（4）。

5.根据权利要求4所述的用于无人机的磁力对接式机械卡爪，其特征在于：所述基体框架（1）的上端面还固定连接有控制器（7），所述控制器（7）内设置有电池及控制单元，所述电池用于供电，所述控制单元通过调制电流进行电磁吸盘（14）的通断电。

6.根据权利要求1或5所述的用于无人机的磁力对接式机械卡爪，其特征在于：所述滑块（101）用于套设承力轴（11）的滑槽内设置有轴瓦（102）和直线轴承（103），所述直线轴承（103）通过轴瓦（102）与滑块（101）的滑槽相连接。

7.根据权利要求6所述的用于无人机的磁力对接式机械卡爪，其特征在于：所述锁紧机构（10）的卡爪（105）所抓取的物品上固定有锁紧基座，所述锁紧基座的外壁呈十字状开设有卡槽，所述电磁吸盘基座（13）的上端边沿处竖直连接有接近开关（12）。

技术总结本技术公开了一种用于无人机的磁力对接式机械卡爪，包括卡爪组件和磁吸组件，磁吸组件设置在卡爪组件的内侧，卡爪组件通过驱动组件实现抓取动作，驱动组件安装在架体组件上，架体组件安装在无人机的机身底部。本技术的卡爪组件起定位作用，同时也可实现对锁紧基座的夹紧；磁吸组件通过给电磁吸盘通电产生电磁作用力吸合需要运送的金属物体，实现夹紧的作用，上述两组件协作进而实现对货物、食物、药物的定点投放及对巡检和清扫机器人的远程投送的功能。技术研发人员：张博,郝敬宾,焦富锐,刘哲,陈楫涛受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：20231227技术公布日：2024/7/23