本發(fā)明涉及水下機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是指一種水下抓取裝置。

背景技術(shù)：

1、水下機(jī)器人是一種能夠在海底進(jìn)行探測(cè)、作業(yè)的機(jī)器人，主要用于水下施工、公安消防、科研等領(lǐng)域，可搭載液壓或電動(dòng)水下機(jī)械手，能進(jìn)行水下打撈、水下施工、水下抓取、水下采樣、水下標(biāo)記等水下作業(yè)，中國(guó)專(zhuān)利cn207292350u公開(kāi)了一種作業(yè)級(jí)水下機(jī)器人，機(jī)器人通過(guò)臍帶電纜與上位機(jī)連接，機(jī)器人設(shè)有機(jī)架，機(jī)架頂部設(shè)有浮體，機(jī)架的兩側(cè)設(shè)有推進(jìn)器，機(jī)架內(nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)、平衡裝置、探測(cè)裝置，所述推進(jìn)器、探測(cè)裝置與控制系統(tǒng)電連接，其中平衡裝置包括若干個(gè)平衡總成、緩沖罐，平衡總成包括波紋管平衡器，波紋管平衡器設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，緩沖罐分別設(shè)于機(jī)架兩側(cè)并通過(guò)氣體緩沖導(dǎo)管與波紋管平衡器連通，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)線纜管道與控制系統(tǒng)電連接，所述控制系統(tǒng)包括電子倉(cāng)，所述電子倉(cāng)設(shè)于支架內(nèi)，所述電子倉(cāng)內(nèi)設(shè)有電控裝置、電流傳感器、六軸姿態(tài)傳感器，所述電流傳感器、六軸姿態(tài)傳感器均與電控裝置電連接，所述電控裝置通過(guò)線纜管道與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電連接，所述電子倉(cāng)外設(shè)有若干組接頭，所述探測(cè)裝置、推進(jìn)器通過(guò)接頭與電控裝置電連接，所述電控裝置通過(guò)臍帶電纜與上位機(jī)連接，所述探測(cè)裝置設(shè)有水質(zhì)傳感器、水壓傳感器、攝像頭、照明機(jī)構(gòu)、云臺(tái)、水下作業(yè)設(shè)備，所述水質(zhì)傳感器、水壓傳感器、攝像頭、照明機(jī)構(gòu)均設(shè)于機(jī)架上，所述云臺(tái)通過(guò)螺栓固定于機(jī)架的底板邊緣下，所述水下作業(yè)設(shè)備搭載在云臺(tái)上；中國(guó)專(zhuān)利cn206913909u公開(kāi)了一種液壓機(jī)械手，所述液壓機(jī)械手包括：手爪，能夠夾取，包括相對(duì)應(yīng)的手爪板和手爪板；手爪油缸，用于驅(qū)動(dòng)手爪板和手爪板的開(kāi)合；螺旋擺動(dòng)缸，用于驅(qū)動(dòng)該手爪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)組件，用于驅(qū)動(dòng)該手爪、手爪油缸和螺旋擺動(dòng)缸實(shí)現(xiàn)俯仰和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；該手爪、手爪油缸、螺旋擺動(dòng)缸和該驅(qū)動(dòng)組件依次連接，該手爪設(shè)置與手爪油缸的一端，手爪油缸包括手爪油缸活塞桿和手爪油缸筒，手爪油缸能夠通過(guò)手爪油缸活塞桿的伸縮使手爪板和手抓板開(kāi)合以及中國(guó)專(zhuān)利cn209699132u公開(kāi)了水下機(jī)械夾爪，包括：夾爪座、左夾爪和右?jiàn)A爪，在左夾爪內(nèi)側(cè)設(shè)置有第一鉸接桿，在右?jiàn)A爪內(nèi)側(cè)設(shè)置有第二鉸接桿，第一鉸接桿和第二鉸接桿均鉸接于夾爪座底部；在夾爪座上設(shè)置有容納腔，經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂固化的電磁線圈卡嵌于容納腔中，推動(dòng)桿豎向活動(dòng)穿插設(shè)置漁電磁線圈的中部通孔中，推動(dòng)桿頂部穿過(guò)容納腔頂部通孔后與磁鐵固定連接，磁鐵上、下為不同磁極；推動(dòng)桿底部穿過(guò)容納腔底部通孔后向下深處，第一連桿頂部鉸接于深處容納腔底部通孔外的推動(dòng)桿底部，第一連桿底端鉸接于左夾爪頂部，第二連桿頂端鉸接于伸出容納腔底部通孔外的推動(dòng)桿底部，第二連桿底端鉸接于右?jiàn)A爪頂部；左夾爪、由夾爪配合夾緊工件時(shí)，推動(dòng)桿位于下限位置，第一連桿頂端低于第一連桿底端，第二連桿頂端低于第二連桿底端，上述專(zhuān)利存在的不足是：上述專(zhuān)利中的水下作業(yè)設(shè)備、機(jī)械手、機(jī)械夾爪抓持面小，能抓取的面積小，對(duì)于大的物體抓取不住或者無(wú)法抓取，而且因?yàn)轶w積小，需要多次反復(fù)操作，不僅提高了機(jī)械爪的勞動(dòng)強(qiáng)度，也加大了電能、液壓能的消耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能、抓取面積大、抓取牢固、準(zhǔn)確、抓取效率高的水下抓取裝置。

2、一種水下抓取裝置，包括支撐架，其特征在于：所述支撐架上固定設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述支撐架下端圓周陣列設(shè)有可抱合或張開(kāi)的自鎖抱爪，所述自鎖抱爪由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步驅(qū)動(dòng)，所述自鎖抱爪包括機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)軸和機(jī)械爪，所述機(jī)械爪與機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)軸固定連接。

3、本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括液壓系統(tǒng)、支柱、承重桿、機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)桿和機(jī)械爪液壓缸，所述支撐架上固定設(shè)有密封艙，所述密封艙內(nèi)設(shè)有液壓系統(tǒng)，所述支撐架下端設(shè)有支柱，所述支柱上端與支撐架固定連接，支柱下端圓周陣列設(shè)有承重桿，所述承重桿一端與支柱固定連接，另一端設(shè)有機(jī)械爪，所述機(jī)械爪上端設(shè)有第一側(cè)板和第二側(cè)板，所述第一側(cè)板和第二側(cè)板相對(duì)間隔設(shè)置，第一側(cè)板下端和第二側(cè)板下端與機(jī)械爪固定連接，所述第一側(cè)板和第二側(cè)板之間間隔設(shè)有機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)軸和機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)桿，所述機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)桿位于機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)軸上方，機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)桿兩端與第一側(cè)板上端和第二側(cè)板上端固定連接，所述承重桿另一端經(jīng)機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)桿與機(jī)械爪鉸接，所述機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)軸兩端與第一側(cè)板和第二側(cè)板固定連接，所述機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)軸上設(shè)有機(jī)械爪液壓缸，所述機(jī)械爪液壓缸一端經(jīng)機(jī)械爪聯(lián)動(dòng)軸與機(jī)械爪鉸接，另一端與支撐架鉸接，所述機(jī)械爪液壓缸與液壓系統(tǒng)相連接，以利于通過(guò)機(jī)械爪液壓缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械爪的張開(kāi)或抱合，通過(guò)機(jī)械爪抓取水中不規(guī)則或者散亂的物體。

4、本發(fā)明所述支撐架上設(shè)有動(dòng)力框架，所述動(dòng)力框架與支撐架固定連接，所述動(dòng)力框架上設(shè)有推進(jìn)器和探測(cè)裝置，動(dòng)力框架的電氣倉(cāng)內(nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)經(jīng)電纜與水上控制平臺(tái)相連接，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、推進(jìn)器和探測(cè)裝置與控制系統(tǒng)相連接，以利于通過(guò)推進(jìn)器實(shí)現(xiàn)動(dòng)力框架的移動(dòng)，水上控制平臺(tái)通過(guò)控制系統(tǒng)控制機(jī)械爪的抱合或者張開(kāi)。

5、本發(fā)明所述動(dòng)力框架上設(shè)有深度微調(diào)機(jī)構(gòu)，所述深度微調(diào)機(jī)構(gòu)包括左固定座、右固定座、液壓馬達(dá)、電纜插頭、卷線盤(pán)、連接套管、電滑環(huán)、電滑環(huán)固定軸、編碼器固定件和電纜，所述左固定座和右固定座間隔設(shè)置，所述左固定座下端與右固定座下端分別與動(dòng)力框架固定連接，?所述左固定座和右固定座中間設(shè)有卷線盤(pán)，卷線盤(pán)包括卷筒、左卷筒架和右卷筒架，所述卷筒兩端與左卷筒架和右卷筒架固定連接，所述左固定座左側(cè)固定設(shè)有液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)與控制系統(tǒng)相連接，左固定座與左卷筒架之間設(shè)有連接套管，連接套管左端內(nèi)壁與液壓馬達(dá)輸出軸固定連接，連接套管左端外壁經(jīng)軸承與左固定座固定連接，連接套管右端與左卷筒架固定連接，所述連接套管上密封設(shè)有電纜插口，以利于通過(guò)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)連接套管旋轉(zhuǎn)，連接套管帶動(dòng)卷線盤(pán)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電纜收放，所述卷筒內(nèi)設(shè)有電滑環(huán)，所述卷筒中間設(shè)有電滑環(huán)固定軸，所述電滑環(huán)套在電滑環(huán)固定軸上，電滑環(huán)內(nèi)圈與電滑環(huán)固定軸固定連接，所述電滑環(huán)固定軸左端設(shè)有編碼器固定件，右端穿過(guò)右卷筒架與右固定座固定連接，電滑環(huán)固定軸經(jīng)軸承與右卷筒架固定連接，所述電滑環(huán)固定軸內(nèi)設(shè)有開(kāi)口向右的電纜通道，所述電滑環(huán)固定軸外壁設(shè)有通向電纜通道的電纜口，所述右固定座右側(cè)固定設(shè)有電纜插頭，所述電纜通道與電纜插頭相連通，所述編碼器固定件包括編碼器、編碼器固定軸和編碼器連接座，所述編碼器固定軸左端與編碼器固定連接，右端與電滑環(huán)固定軸固定連接，所述編碼器連接座套在編碼器固定軸上并經(jīng)軸承與編碼器固定軸固定連接，編碼器連接座右端與電滑環(huán)外圈分別與左卷筒架固定連接，以利于通過(guò)電滑環(huán)為電纜提供電能和傳輸信號(hào)，?所述編碼器與電滑環(huán)電連接，以利于通過(guò)編碼器采集液壓馬達(dá)的速度和電纜長(zhǎng)度，電纜繞過(guò)卷筒在通過(guò)電纜插口進(jìn)入連接套管內(nèi)與電滑環(huán)連接后穿過(guò)電纜口，經(jīng)電纜插頭出來(lái)與控制系統(tǒng)相連接，以利于水上控制平臺(tái)的電纜通過(guò)深度微調(diào)機(jī)構(gòu)與控制系統(tǒng)連接，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)卷線盤(pán)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行收放電纜，編碼器采集電纜收放的長(zhǎng)度，達(dá)到在水下精確控制電纜長(zhǎng)度的目的。

6、本發(fā)明所述液壓馬達(dá)為自鎖液壓馬達(dá)，以利于調(diào)節(jié)位置合適后鎖住，防止卷線盤(pán)因重力而旋轉(zhuǎn)。

7、本發(fā)明所述左固定座和右固定座之間設(shè)有卷筒架連板，所述卷筒架連板左端與左固定座上端固定連接，右端與右固定座上端固定連接，所述卷筒架連板中間設(shè)有電纜導(dǎo)向孔，電纜穿過(guò)電纜導(dǎo)向孔、繞過(guò)卷筒在通過(guò)電纜插口進(jìn)入連接套管內(nèi)與電滑環(huán)連接后穿過(guò)電纜口，經(jīng)電纜插頭出來(lái)與控制系統(tǒng)相連接，以利于水上控制平臺(tái)通過(guò)電纜穿過(guò)電纜導(dǎo)向孔，電纜導(dǎo)向孔為電纜導(dǎo)向，在通過(guò)深度微調(diào)機(jī)構(gòu)與控制系統(tǒng)連接，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)卷線盤(pán)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行收放電纜，編碼器采集電纜收放的長(zhǎng)度，達(dá)到在水下精確控制電纜長(zhǎng)度的目的。

8、本發(fā)明所述左固定座和右固定座之間間隔設(shè)有防護(hù)板，所述防護(hù)板兩端與左固定座和右固定座固定連接，以利于提高卷線盤(pán)的穩(wěn)定性。

9、本發(fā)明所述深度微調(diào)機(jī)構(gòu)上設(shè)有電纜限位機(jī)構(gòu)，所述電纜限位機(jī)構(gòu)包括卡套、提升桿、限位套、限位連接桿，所述位于卷筒上的電纜上設(shè)有卡套，卡套套在電纜上并與電纜固定連接，所述電纜繞過(guò)卷筒與水上控制平臺(tái)相連接的一端設(shè)有限位套，所述限位套中間設(shè)有電纜通孔，所述電纜通孔的口徑大于電纜的寬度并且小于卡套的寬度，所述限位套套在電纜上，限位套與限位連接桿一端固定連接，限位連接桿另一端與提升桿上端固定連接，所述支撐架上設(shè)有導(dǎo)向套筒，所述導(dǎo)向套筒與支撐架固定連接，所述支柱置于導(dǎo)向套筒內(nèi)，支柱上端與提升桿下端固定連接，下端穿出導(dǎo)向套筒與承重桿固定連接，以利于操作人員提升電纜時(shí)，卡套隨電纜在卷筒上旋轉(zhuǎn)，當(dāng)卡套上升至限位套時(shí)，卡套抵住限位套，電纜的提升帶著限位套進(jìn)而帶著提升桿向上運(yùn)動(dòng)，提升桿帶動(dòng)支柱向上運(yùn)動(dòng)，機(jī)械爪上端上升，相對(duì)的機(jī)械爪下端會(huì)鎖緊來(lái)適應(yīng)機(jī)械爪上端的提升，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪抱合越來(lái)越緊的作用，提高了抓取物體的可靠性。

10、本發(fā)明所述動(dòng)力框架上設(shè)有浮體，以利于通過(guò)浮體調(diào)節(jié)整個(gè)裝置在水下的重量。

11、本發(fā)明所述支撐架上設(shè)有抓取鎖緊機(jī)構(gòu)，以利于進(jìn)一步提高左抱爪和右抱爪抱合的程度，防止物體掉落。

12、本發(fā)明所述抓取鎖緊機(jī)構(gòu)包括自鎖套筒、限位板、導(dǎo)向液壓缸、彈簧擋板、擋塊和彈簧，所述支撐架上設(shè)有自鎖套筒，所述自鎖套筒與支撐架固定連接，自鎖套筒側(cè)壁開(kāi)設(shè)有插入通道，所述支柱穿設(shè)在自鎖套筒內(nèi)，所述支柱表面自上而下間隔設(shè)有環(huán)形限位塊，所述環(huán)形限位塊的截面為齒尖向下的棘齒，所述支柱上端形成自由受力端，以利于外力拉起支柱，支柱上升，帶動(dòng)支柱下端的抱爪越升抱合越緊，所述限位板置于插入通道上，限位板朝向支柱的一面間隔設(shè)有定位塊，所述定位塊為齒尖向上的棘齒，所述定位塊與環(huán)形限位塊配合插接固定將支柱限位固定在支撐架上，所述限位板另一面設(shè)有導(dǎo)向液壓缸，所述導(dǎo)向液壓缸與液壓系統(tǒng)相連接，所述導(dǎo)向液壓缸的液壓桿與限位板固定連接，導(dǎo)向液壓缸的缸座與彈簧擋板固定連接，所述導(dǎo)向液壓缸的液壓桿外壁固定設(shè)有擋塊，所述導(dǎo)向液壓缸上套有彈簧，所述彈簧一端與擋塊固定連接，另一端與彈簧擋板固定連接，所述彈簧擋板下端與支撐架固定連接，以利于支柱受力上升，支柱上的環(huán)形限位塊推開(kāi)定位塊上升，定位塊受力向彈簧處移動(dòng)擠壓彈簧，彈簧產(chǎn)生反彈力，推動(dòng)定位塊嵌入環(huán)形限位塊之間，將支柱與限位板鎖緊固定，提高抱爪抱合的穩(wěn)定性，通過(guò)導(dǎo)向液壓缸帶動(dòng)限位板移動(dòng)，將支柱與限位板分開(kāi)。

13、本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能、抓取面積大、抓取牢固、準(zhǔn)確、抓取效率高等優(yōu)點(diǎn)。