利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2019104692729
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种水下执行臂,其特征在于:包括机械臂,所述机械臂包括尾座(7),所述尾座(7)末端上转动安装有第一摆臂(5),所述尾座(7)上的舵机能带动所述第一摆臂(5)水平摆动;

所述第一摆臂(5)的末端转动安装有第二摆臂(3),所述第一摆臂(5)上的舵机能带动所述第二摆臂(3)纵向摆动;所述第二摆臂(3)的末端安装有执行爪单元(1);所述执行爪单元(1)包括圆柱状的手腕结构(2),所述手腕结构(2)的根部一体化固定在所述第二摆臂(3)的末端;所述手腕结构(2)上呈圆周阵列分布有三组手指机构,三组所述手指机构能做抓取和松开动作。

2.根据权利要求1所述的一种水下执行臂,其特征在于:所述手腕结构(2)的内部的轴线位置同轴心设置有柱形的活塞通道(22),所述活塞通道(22)内设置有水隔离活塞(24),所述水隔离活塞(24)包括非磁性材质的硬质圆盘体(18),所述硬质圆盘体(18)的轮廓边缘一体化设置有防水橡胶圈(20),所述防水橡胶圈(20)的外圈与所述活塞通道(22)的内壁密封滑动连接;所述水隔离活塞(24)远离所述执行爪单元(1)的一侧设置有电磁铁(25),所述电磁铁(25)的电磁铁芯(21)与所述活塞通道(22)同轴心设置,所述电磁铁(25)远离水隔离活塞(24)的一侧固定安装有直线推杆电机(29),所述直线推杆电机(29)的直线推杆(28)末端固定连接所述电磁铁(25),所述直线推杆电机(29)能通过所述直线推杆(28)带动所述电磁铁(25)整体沿所述活塞通道(22)的轴线来回位移;所述水隔离活塞(24)远离所述电磁铁芯(21)的一侧同轴心设置有执行爪动力轴(27),所述执行爪动力轴(27)靠近所述水隔离活塞(24)的一端同轴心固定安装有永磁棒(16),所述永磁棒(16)的N极端(16.1)与所述电磁铁芯(21)的一端同轴心对应;所述水隔离活塞(24)位于所述永磁棒(16)与所述电磁铁芯(21)之间。

3.根据权利要求2所述的一种水下执行臂,其特征在于:所述执行爪动力轴(27)远离所述水隔离活塞(24)的一端同轴心活动穿过手腕结构(2)末端处的动力轴穿过孔(17);所述执行爪动力轴(27)远离所述水隔离活塞(24)的一端同轴心固定连接有联动盘(14),所述联动盘(14)的轮廓边缘呈圆周阵列设置有三个第一铰接件(10);所述手腕结构(2)的末端轮廓上呈圆周阵列分布有三个第二铰接件(8),三组所述手指机构分别包括三个手爪(11),三所述手爪(11)的根部分别铰接在三所述第二铰接件(8)上;三所述手爪(11)的末端分别设置有向内弯曲的爪尖(12);三所述手爪(11)的中部均设置有第三铰接件(9),还包括三根联动杆(13),三所述联动杆(13)两端分别铰接对应的第一铰接件(10)和第三铰接件(9)。

4.根据权利要求3所述的一种水下执行臂的执行方法,其特征在于:

初始状态下执行爪单元(1)处于张开状态,电磁铁(25)处于没有通电的状态,机械臂的执行爪单元(1)完全浸没在水下,此时水隔离活塞(24)对水起到隔离的作用,进而使电磁铁(25)和直线推杆电机(29)所在环境始终处于干燥环境;

快速抓取捕捉动作的执行方法:将电磁铁(25)通电,进而使电磁铁芯(21)迅速获得磁性,并且使执行爪动力轴(27)的永磁棒(16)与电磁铁芯(21)相互强烈排斥,进而使执行爪动力轴(27)迅速向外被电磁力弹出,执行爪动力轴(27)被弹出后迅速对电磁铁(25)断电,使电磁铁芯(21)失去磁性,在电磁铁(25)被通电的同时启动直线推杆电机(29),进而使直线推杆(28)做伸长运动,进而使电磁铁(25)整体做追逐执行爪动力轴(27)的运动,而电磁铁芯(21)的端部会开始向左顶压水隔离活塞(24),进而使水隔离活塞(24)随电磁铁(25)一同做追逐执行爪动力轴(27)的运动;此时联动盘(14)随执行爪动力轴(27)的同步弹出,进而联动盘(14)通过三根联动杆(13)带动三根手爪(11)做向内的抓取动作,进而使三根手爪(11)末端的爪尖(12)迅速向内抓取并刺破被抓取物,进而实现迅速抓取的目的;待三根手爪(11)做完抓取动作后联动盘(14)和执行爪动力轴(27)会停止运动,而电磁铁(25)整体和水隔离活塞(24)随即追上执行爪动力轴(27),待电磁铁(25)整体和水隔离活塞(24)追上执行爪动力轴(27)后暂停直线推杆电机(29)的运行,此时电磁铁芯(21)的左端同轴心接触水隔离活塞(24)的右侧,执行爪动力轴(27)的右端接触水隔离活塞(24)的左侧;此时实现执行爪单元(1)的稳定抓取;

执行爪单元(1)的松开回位执行方法:

重新使电磁铁(25)通电,并且使执行爪动力轴(27)的永磁棒(16)与电磁铁芯(21)相互吸引,进而使电磁铁(25)和执行爪动力轴(27)构成同步状态;与此同时启动直线推杆电机(29),进而使直线推杆(28)做缩短运动,进而使电磁铁(25)和执行爪动力轴(27)、联动盘(14)同步向右运动,直至联动盘(14)通过三根联动杆(13)带动三根手爪(11)做向外的松开动作。