專利名稱：核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核化偵察機(jī)器人針對(duì)核污染和化學(xué)污染的事故處理能力，提出一種多 功能組合式手爪。
背景技術(shù)：
在核化戰(zhàn)爭(zhēng)條件下，以及發(fā)生核污染和化學(xué)泄露事故中，經(jīng)常遇到情況不明、高度 危險(xiǎn)、人員無(wú)法接近且使用通常手段無(wú)法實(shí)施檢測(cè)的區(qū)域。遇到這種情況，核化偵察機(jī)器人 通過(guò)無(wú)線控制，搭載檢測(cè)儀器進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，傳統(tǒng)工作方式是偵察到污染源所在地，然后通過(guò)機(jī) 械手爪抓取污染源將其放到安全地帶，并采集固體樣品，返回基地進(jìn)行樣品檢測(cè)。但如果遇 到污染源藏在雜草堆中或者埋于地下，傳統(tǒng)機(jī)械手爪則無(wú)法工作；遇到水源遭受污染急需 取樣液體標(biāo)本時(shí)，也只能通過(guò)工作人員冒著生命危險(xiǎn)進(jìn)入偵察現(xiàn)場(chǎng)取樣；當(dāng)農(nóng)田、土壤遭受 核化污染時(shí)，傳統(tǒng)機(jī)械手爪同樣無(wú)法采集樣品。而本發(fā)明是處理上述核化污染事件的有力 工具。核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪可搭載多種裝置，平面夾持部件可以?shī)A持固體污 染源，鏟可取樣受核化污染的土壤或沙石，弧形夾持部件專用于液體采樣，刨切刀不僅可刨 開(kāi)雜草堆或土壤，處理埋藏在地下的污染源，而且能在戰(zhàn)時(shí)執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí)切割敵方電纜 或其它類似物件。大大提高了核化偵察機(jī)器人的核化污染事故處理能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，使用該發(fā)明可以提高核化偵 察機(jī)器人在核化污染事故中的事件處理能力，可抓取固體污染源，可取樣受核化污染的土 壤或沙石，還可采集液體樣品，并可對(duì)在雜草堆中或埋于地下的污染源進(jìn)行處理。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，一種核化偵察機(jī)器人多功能組合式手 爪，包括固定支架，在固定支架上設(shè)有電機(jī)、桿、攝像頭及導(dǎo)軌，電機(jī)的輸出軸與桿連接，在 桿的兩端分別設(shè)有方向相反的螺紋，且所述桿通過(guò)方向相反的螺紋分別連接第一手指及第 二手指，在第一手指上設(shè)有第一導(dǎo)向孔，在第二手指上設(shè)有第二導(dǎo)向孔，第一手指及第二手 指分別通過(guò)第一導(dǎo)向孔及第二導(dǎo)向孔與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接。在電機(jī)的輸出軸上設(shè)有第一齒輪， 在桿上設(shè)有第二齒輪，所述電機(jī)的輸出軸與桿的連接采用第一齒輪與第二齒輪的嚙合連 接。當(dāng)需要對(duì)固體污染源處理或采集固體樣品時(shí)，在第一手指上設(shè)有第一平面夾持部件，在 第二手指上設(shè)有第二平面夾持部件，并在夾持部件上貼有橡膠墊片，增大靜摩擦力；當(dāng)遇到 污染源藏在雜草堆中或者埋于地下時(shí)，在第一手指上設(shè)有第一刨切刀，在第二手指上設(shè)有 第二刨切刀，刨切刀不僅可刨開(kāi)雜草堆或翻開(kāi)土壤，而且能在戰(zhàn)時(shí)執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí)切割敵 方電纜或其它類似物件；遇到水源遭受污染急需取樣液體標(biāo)本時(shí)，在第一手指上設(shè)有第一 弧形夾持部件，在第二手指上設(shè)有第二弧形夾持部件，機(jī)械手爪夾持住液體取樣杯進(jìn)入偵 察現(xiàn)場(chǎng)；當(dāng)農(nóng)田、土壤遭受核化污染時(shí)，在第一手指及第二手指上設(shè)有鏟，完成對(duì)土壤或沙 石的取樣任務(wù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以核化污染偵察機(jī)器人為搭載平臺(tái)，以遙操作方式控制 機(jī)器人代替?zhèn)刹烊藛T進(jìn)入核化污染現(xiàn)場(chǎng)，因此本發(fā)明具有零傷亡的優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)方面，現(xiàn)有 的機(jī)械手爪多是二指形，通過(guò)舵機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根手指在一個(gè)平面內(nèi)做半圓周運(yùn)動(dòng)，完 成抓取動(dòng)作，但這樣的運(yùn)動(dòng)抓取物體不牢固，手指與物體接觸面也很??；本發(fā)明是通過(guò)兩根 手指在螺紋桿上直線相向運(yùn)動(dòng)，完成抓取動(dòng)作，不僅手指與物體接觸面大，而且手指運(yùn)動(dòng)平 穩(wěn)，抓取穩(wěn)定。在驅(qū)動(dòng)方面，由于舵機(jī)驅(qū)動(dòng)力不強(qiáng)；本發(fā)明改用電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)選用 合適的電機(jī)可以大大提高了驅(qū)動(dòng)能力，夾持力比現(xiàn)有技術(shù)大大增強(qiáng)。在功耗方面，現(xiàn)有的二 指形機(jī)械手爪，兩根手指伸出掌部做半圓周運(yùn)動(dòng)抓取物體，需要舵機(jī)克服摩擦力矩，浪費(fèi)能 量；本發(fā)明通過(guò)兩根手指在螺紋桿上直線相向運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有摩擦力矩，電機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩可以全 部用來(lái)夾持物體。本發(fā)明還具有機(jī)械自鎖能力，不必?fù)?dān)心在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的抖動(dòng)或突然掉電 會(huì)使抓取的污染源掉落，造成二次污染；而現(xiàn)有的二指形機(jī)械手爪在不通電的情況下，沒(méi)有 自鎖能力，通電后也只是在舵機(jī)作用下自鎖，抓取物體后長(zhǎng)時(shí)間抖動(dòng)影響舵機(jī)壽命，嚴(yán)重的 話可能燒掉舵機(jī)，特別是如果抓取污染源后突然掉電，會(huì)造成二次污染，安全性能不可靠。本發(fā)明利用平面夾持部件可以?shī)A持固體污染源，鏟可取樣受核化污染的土壤或沙 石，弧形夾持部件專用于液體采樣，刨切刀不僅可刨開(kāi)雜草堆或土壤，尋找到埋藏在地下的 污染源，而且能在戰(zhàn)時(shí)執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí)切割敵方電纜或其它類似物件，因此執(zhí)行任務(wù)多樣 化，大大增強(qiáng)了核化偵察機(jī)器人的核化污染事故處理能力。


圖1是本發(fā)明搭載平面夾持部件結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明搭載刨切刀結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明搭載弧形夾持部件結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明搭載鏟結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式一種核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，包括固定支架109，在固定支架109上設(shè) 有電機(jī)101、桿104、攝像頭105及導(dǎo)軌106，電機(jī)101的輸出軸與桿104連接，在桿104的兩 端分別設(shè)有方向相反的螺紋，且所述桿104通過(guò)方向相反的螺紋分別連接第一手指107及 第二手指108，在第一手指107上設(shè)有第一導(dǎo)向孔，在第二手指108上設(shè)有第二導(dǎo)向孔，第一 手指107及第二手指108分別通過(guò)第一導(dǎo)向孔及第二導(dǎo)向孔與導(dǎo)軌106滑動(dòng)連接。在本實(shí)施例中，在電機(jī)101的輸出軸上設(shè)有第一齒輪102，在桿104上設(shè)有第二齒 輪103，所述電機(jī)101的輸出軸與桿104的連接采用第一齒輪102與第二齒輪103的嚙合連 接。在本實(shí)施例中，當(dāng)需要對(duì)固體污染源處理或采集固體樣品時(shí)，在第一手指107上 設(shè)有第一平面夾持部件21，在第二手指108上設(shè)有第二平面夾持部件22，并在夾持部件上 貼有橡膠墊片，增大靜摩擦力；在本實(shí)施例中，遇到水源遭受污染急需取樣液體標(biāo)本時(shí)，在第一手指107上設(shè)有 第一弧形夾持部件41，在第二手指108上設(shè)有第二弧形夾持部件42 ； 在本實(shí)施例中，當(dāng)遇到污染源藏在雜草堆中或者埋于地下時(shí)，在第一手指107上設(shè)有第一刨切刀31，在第二手指108上設(shè)有第二刨切刀32 ；在本實(shí)施例中，當(dāng)農(nóng)田、土壤遭受核化污染時(shí)，在第一手指107及第二手指108上 設(shè)有鏟5。下文結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪進(jìn)行詳 細(xì)描述。如圖1所示，所述的固定支架109是整個(gè)機(jī)構(gòu)的支架，在固定支架109上設(shè)有電機(jī) 101、桿104、攝像頭105及導(dǎo)軌106，電機(jī)101的輸出軸與桿104連接，在桿104的兩端分別 設(shè)有方向相反的螺紋，且所述桿104通過(guò)方向相反的螺紋分別連接第一手指107及第二手 指108，在第一手指107上設(shè)有第一導(dǎo)向孔，在第二手指108上設(shè)有第二導(dǎo)向孔，第一手指 107及第二手指108分別通過(guò)第一導(dǎo)向孔及第二導(dǎo)向孔與導(dǎo)軌106滑動(dòng)連接。在電機(jī)101的輸出軸上設(shè)有第一齒輪102，在桿104上設(shè)有第二齒輪103，所述電 機(jī)101的輸出軸與桿104的連接采用第一齒輪102與第二齒輪103的嚙合連接。如圖2所示，在第一手指107上設(shè)有第一刨切刀31，在第二手指108上設(shè)有第二刨 切刀32，刨切刀不僅可刨開(kāi)雜草堆或翻開(kāi)土壤，取樣藏在雜草堆中或者埋于地下的污染源， 而且能在戰(zhàn)時(shí)執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí)切割敵方電纜或其它類似物 件。如圖3所示，在水源遭受核化污染時(shí)，在第一手指107上設(shè)有第一弧形夾持部件 41，在第二手指108上設(shè)有第二弧形夾持部件42，弧形夾持部件夾持住液體取樣杯進(jìn)入偵 察現(xiàn)場(chǎng)，完成采集污染液體樣品的取樣任務(wù)。如圖4所示，當(dāng)農(nóng)田、土壤遭受核化污染時(shí)，在第一手指107及第二手指108上設(shè) 有鏟5，可完成對(duì)土壤或沙石的取樣任務(wù)，避免人員進(jìn)入污染現(xiàn)場(chǎng)。攝像頭105獲取圖像，通過(guò)無(wú)線傳輸將執(zhí)行上述任務(wù)的過(guò)程信息傳回本地操作平 臺(tái)，使遠(yuǎn)端操作員可順利完成對(duì)核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪的各種操作。
權(quán)利要求
一種核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，包括固定支架(109)，其特征在于，在固定支架(109)上設(shè)有電機(jī)(101)、桿(104)、攝像頭(105)及導(dǎo)軌(106)，電機(jī)(101)的輸出軸與桿104連接，在桿(104)的兩端分別設(shè)有方向相反的螺紋，且所述桿(104)通過(guò)方向相反的螺紋分別連接第一手指(107)及第二手指(108)，在第一手指(107)上設(shè)有第一導(dǎo)向孔，在第二手指(108)上設(shè)有第二導(dǎo)向孔，第一手指(107)及第二手指(108)分別通過(guò)第一導(dǎo)向孔及第二導(dǎo)向孔與導(dǎo)軌(106)滑動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，其特征在于，在電機(jī) (101)的輸出軸上設(shè)有第一齒輪(102)，在桿(104)上設(shè)有第二齒輪(103)，所述電機(jī)(101) 的輸出軸與桿(104)的連接采用第一齒輪(102)與第二齒輪(103)的嚙合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，其特征在于，在第一 手指(107)上設(shè)有第一平面夾持部件(21)，在第二手指(108)上設(shè)有第二平面夾持部件 (22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，其特征在于，在第一 手指(107)上設(shè)有第一弧形夾持部件(41)，在第二手指(108)上設(shè)有第二弧形夾持部件 (42)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，其特征在于，在第一手 指(107)上設(shè)有第一刨切刀(31)，在第二手指(108)上設(shè)有第二刨切刀(32)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，其特征在于，在第一手 指(107)及第二手指(108)上設(shè)有鏟(5)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種核化偵察機(jī)器人多功能組合式手爪，包括固定支架，電機(jī)，第一齒輪，第二齒輪，桿，導(dǎo)軌，第一手指，第二手指，攝像頭，平面夾持部件，鏟，弧形夾持部件，刨切刀。本發(fā)明適用于核化偵察機(jī)器人的危險(xiǎn)作業(yè)，也適用于其它工作環(huán)境。利用平面夾持部件可以?shī)A持固體污染源，鏟可取樣受核化污染的土壤或沙石，弧形夾持部件專用于液體采樣，刨切刀不僅可刨開(kāi)雜草堆或土壤，尋找到埋藏在地下的污染源，而且能在戰(zhàn)時(shí)執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí)切割敵方電纜或其它類似物件。本發(fā)明具有零傷亡，執(zhí)行任務(wù)多樣化，大大提高了核化偵察機(jī)器人的核化污染事故處理能力。
文檔編號(hào)B25J19/00GK101863033SQ20101020691
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者包加桐, 宋愛(ài)國(guó), 崔建偉, 熊鵬文, 章華濤, 錢夔, 韓益利, 高鳴 申請(qǐng)人:東南大學(xué)