专利名称：核化侦察机器人多功能组合式手爪的制作方法
技术领域：
本发明涉及核化侦察机器人针对核污染和化学污染的事故处理能力，提出一种多 功能组合式手爪。
背景技术：
在核化战争条件下，以及发生核污染和化学泄露事故中，经常遇到情况不明、高度 危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施检测的区域。遇到这种情况，核化侦察机器人 通过无线控制，搭载检测仪器进入现场，传统工作方式是侦察到污染源所在地，然后通过机 械手爪抓取污染源将其放到安全地带，并采集固体样品，返回基地进行样品检测。但如果遇 到污染源藏在杂草堆中或者埋于地下，传统机械手爪则无法工作；遇到水源遭受污染急需 取样液体标本时，也只能通过工作人员冒着生命危险进入侦察现场取样；当农田、土壤遭受 核化污染时，传统机械手爪同样无法采集样品。而本发明是处理上述核化污染事件的有力 工具。核化侦察机器人多功能组合式手爪可搭载多种装置，平面夹持部件可以夹持固体污 染源，铲可取样受核化污染的土壤或沙石，弧形夹持部件专用于液体采样，刨切刀不仅可刨 开杂草堆或土壤，处理埋藏在地下的污染源，而且能在战时执行侦察任务时切割敌方电缆 或其它类似物件。大大提高了核化侦察机器人的核化污染事故处理能力。
发明内容
本发明提出一种核化侦察机器人多功能组合式手爪，使用该发明可以提高核化侦 察机器人在核化污染事故中的事件处理能力，可抓取固体污染源，可取样受核化污染的土 壤或沙石，还可采集液体样品，并可对在杂草堆中或埋于地下的污染源进行处理。本发明采用如下技术方案一种核化侦察机器人多功能组合式手爪，一种核化侦察机器人多功能组合式手 爪，包括固定支架，在固定支架上设有电机、杆、摄像头及导轨，电机的输出轴与杆连接，在 杆的两端分别设有方向相反的螺纹，且所述杆通过方向相反的螺纹分别连接第一手指及第 二手指，在第一手指上设有第一导向孔，在第二手指上设有第二导向孔，第一手指及第二手 指分别通过第一导向孔及第二导向孔与导轨滑动连接。在电机的输出轴上设有第一齿轮， 在杆上设有第二齿轮，所述电机的输出轴与杆的连接采用第一齿轮与第二齿轮的啮合连 接。当需要对固体污染源处理或采集固体样品时，在第一手指上设有第一平面夹持部件，在 第二手指上设有第二平面夹持部件，并在夹持部件上贴有橡胶垫片，增大静摩擦力；当遇到 污染源藏在杂草堆中或者埋于地下时，在第一手指上设有第一刨切刀，在第二手指上设有 第二刨切刀，刨切刀不仅可刨开杂草堆或翻开土壤，而且能在战时执行侦察任务时切割敌 方电缆或其它类似物件；遇到水源遭受污染急需取样液体标本时，在第一手指上设有第一 弧形夹持部件，在第二手指上设有第二弧形夹持部件，机械手爪夹持住液体取样杯进入侦 察现场；当农田、土壤遭受核化污染时，在第一手指及第二手指上设有铲，完成对土壤或沙 石的取样任务。
与现有技术相比，本发明以核化污染侦察机器人为搭载平台，以遥操作方式控制 机器人代替侦察人员进入核化污染现场，因此本发明具有零伤亡的优点。在结构方面，现有 的机械手爪多是二指形，通过舵机带动齿轮转动，两根手指在一个平面内做半圆周运动，完 成抓取动作，但这样的运动抓取物体不牢固，手指与物体接触面也很小；本发明是通过两根 手指在螺纹杆上直线相向运动，完成抓取动作，不仅手指与物体接触面大，而且手指运动平 稳，抓取稳定。在驱动方面，由于舵机驱动力不强；本发明改用电机作为驱动装置，通过选用 合适的电机可以大大提高了驱动能力，夹持力比现有技术大大增强。在功耗方面，现有的二 指形机械手爪，两根手指伸出掌部做半圆周运动抓取物体，需要舵机克服摩擦力矩，浪费能 量；本发明通过两根手指在螺纹杆上直线相向运动，没有摩擦力矩，电机提供的转矩可以全 部用来夹持物体。本发明还具有机械自锁能力，不必担心在运动过程中的抖动或突然掉电 会使抓取的污染源掉落，造成二次污染；而现有的二指形机械手爪在不通电的情况下，没有 自锁能力，通电后也只是在舵机作用下自锁，抓取物体后长时间抖动影响舵机寿命，严重的 话可能烧掉舵机，特别是如果抓取污染源后突然掉电，会造成二次污染，安全性能不可靠。本发明利用平面夹持部件可以夹持固体污染源，铲可取样受核化污染的土壤或沙 石，弧形夹持部件专用于液体采样，刨切刀不仅可刨开杂草堆或土壤，寻找到埋藏在地下的 污染源，而且能在战时执行侦察任务时切割敌方电缆或其它类似物件，因此执行任务多样 化，大大增强了核化侦察机器人的核化污染事故处理能力。
图1是本发明搭载平面夹持部件结构图。图2是本发明搭载刨切刀结构图。图3是本发明搭载弧形夹持部件结构图。图4是本发明搭载铲结构图。
具体实施例方式一种核化侦察机器人多功能组合式手爪，包括固定支架109，在固定支架109上设 有电机101、杆104、摄像头105及导轨106，电机101的输出轴与杆104连接，在杆104的两 端分别设有方向相反的螺纹，且所述杆104通过方向相反的螺纹分别连接第一手指107及 第二手指108，在第一手指107上设有第一导向孔，在第二手指108上设有第二导向孔，第一 手指107及第二手指108分别通过第一导向孔及第二导向孔与导轨106滑动连接。在本实施例中，在电机101的输出轴上设有第一齿轮102，在杆104上设有第二齿 轮103，所述电机101的输出轴与杆104的连接采用第一齿轮102与第二齿轮103的啮合连 接。在本实施例中，当需要对固体污染源处理或采集固体样品时，在第一手指107上 设有第一平面夹持部件21，在第二手指108上设有第二平面夹持部件22，并在夹持部件上 贴有橡胶垫片，增大静摩擦力；在本实施例中，遇到水源遭受污染急需取样液体标本时，在第一手指107上设有 第一弧形夹持部件41，在第二手指108上设有第二弧形夹持部件42 ； 在本实施例中，当遇到污染源藏在杂草堆中或者埋于地下时，在第一手指107上设有第一刨切刀31，在第二手指108上设有第二刨切刀32 ；在本实施例中，当农田、土壤遭受核化污染时，在第一手指107及第二手指108上 设有铲5。下文结合附图及具体实施例对本发明核化侦察机器人多功能组合式手爪进行详 细描述。如图1所示，所述的固定支架109是整个机构的支架，在固定支架109上设有电机 101、杆104、摄像头105及导轨106，电机101的输出轴与杆104连接，在杆104的两端分别 设有方向相反的螺纹，且所述杆104通过方向相反的螺纹分别连接第一手指107及第二手 指108，在第一手指107上设有第一导向孔，在第二手指108上设有第二导向孔，第一手指 107及第二手指108分别通过第一导向孔及第二导向孔与导轨106滑动连接。在电机101的输出轴上设有第一齿轮102，在杆104上设有第二齿轮103，所述电 机101的输出轴与杆104的连接采用第一齿轮102与第二齿轮103的啮合连接。如图2所示，在第一手指107上设有第一刨切刀31，在第二手指108上设有第二刨 切刀32，刨切刀不仅可刨开杂草堆或翻开土壤，取样藏在杂草堆中或者埋于地下的污染源， 而且能在战时执行侦察任务时切割敌方电缆或其它类似物 件。如图3所示，在水源遭受核化污染时，在第一手指107上设有第一弧形夹持部件 41，在第二手指108上设有第二弧形夹持部件42，弧形夹持部件夹持住液体取样杯进入侦 察现场，完成采集污染液体样品的取样任务。如图4所示，当农田、土壤遭受核化污染时，在第一手指107及第二手指108上设 有铲5，可完成对土壤或沙石的取样任务，避免人员进入污染现场。摄像头105获取图像，通过无线传输将执行上述任务的过程信息传回本地操作平 台，使远端操作员可顺利完成对核化侦察机器人多功能组合式手爪的各种操作。
权利要求
一种核化侦察机器人多功能组合式手爪，包括固定支架(109)，其特征在于，在固定支架(109)上设有电机(101)、杆(104)、摄像头(105)及导轨(106)，电机(101)的输出轴与杆104连接，在杆(104)的两端分别设有方向相反的螺纹，且所述杆(104)通过方向相反的螺纹分别连接第一手指(107)及第二手指(108)，在第一手指(107)上设有第一导向孔，在第二手指(108)上设有第二导向孔，第一手指(107)及第二手指(108)分别通过第一导向孔及第二导向孔与导轨(106)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的核化侦察机器人多功能组合式手爪，其特征在于，在电机 (101)的输出轴上设有第一齿轮(102)，在杆(104)上设有第二齿轮(103)，所述电机(101) 的输出轴与杆(104)的连接采用第一齿轮(102)与第二齿轮(103)的啮合连接。
3.根据权利要求1所述的核化侦察机器人多功能组合式手爪，其特征在于，在第一 手指(107)上设有第一平面夹持部件(21)，在第二手指(108)上设有第二平面夹持部件 (22)。
4.根据权利要求1所述的核化侦察机器人多功能组合式手爪，其特征在于，在第一 手指(107)上设有第一弧形夹持部件(41)，在第二手指(108)上设有第二弧形夹持部件 (42)。
5.根据权利要求1所述的核化侦察机器人多功能组合式手爪，其特征在于，在第一手 指(107)上设有第一刨切刀(31)，在第二手指(108)上设有第二刨切刀(32)。
6.根据权利要求1所述的核化侦察机器人多功能组合式手爪，其特征在于，在第一手 指(107)及第二手指(108)上设有铲(5)。
全文摘要
本发明提出一种核化侦察机器人多功能组合式手爪，包括固定支架，电机，第一齿轮，第二齿轮，杆，导轨，第一手指，第二手指，摄像头，平面夹持部件，铲，弧形夹持部件，刨切刀。本发明适用于核化侦察机器人的危险作业，也适用于其它工作环境。利用平面夹持部件可以夹持固体污染源，铲可取样受核化污染的土壤或沙石，弧形夹持部件专用于液体采样，刨切刀不仅可刨开杂草堆或土壤，寻找到埋藏在地下的污染源，而且能在战时执行侦察任务时切割敌方电缆或其它类似物件。本发明具有零伤亡，执行任务多样化，大大提高了核化侦察机器人的核化污染事故处理能力。
文档编号B25J19/00GK101863033SQ20101020691
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者包加桐, 宋爱国, 崔建伟, 熊鹏文, 章华涛, 钱夔, 韩益利, 高鸣 申请人:东南大学