[发明专利]一个具有两个自由度的铲式机械爪

说明书

本发明公开了一个具有两个自由度的铲式机械爪，包括底板，两个刀铲，所述底板的横向两侧对称开设有矩形方孔，所述底板纵向两侧分别固设有直线滑轨，所述两个直线滑轨对称平行设置，所述每个直线滑轨上分别设有两个可在直线滑轨上滑动的滑块，所述矩形方孔的上方分别设有旋转驱动模块，所述旋转驱动模块驱动刀铲旋转，所述底板的下端面设有直线驱动模块，该机械爪实现了分类抓取表层和深层土壤的问题，提高了工作效率，实现了样品的快速处理。

技术领域

本发明属于土壤物料采集领域，具体涉及一种可旋转运动和直线运动的铲式机械爪。

背景技术

对于土壤物料的采样收集，通常采用人工操作铲子将其挖取获得，该种方式工作效率低下，现多数使用铲式机械手进行抓取，现有的机械爪不够灵活，需要通过多个步骤进行抓取，抓取效率低下，其结构单一且执行部分只有一个自由度，抓取时很难区分表层土壤和深层土壤，造成了抓取后样品处理困难的问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种具有两个自由度的铲式机械爪，实现了分类抓取表层和深层土壤的问题，提高了工作效率，实现了样品的快速处理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一个具有两个自由度的铲式机械爪，包括底板，两个刀铲，所述底板的横向两侧对称开设有矩形方孔，所述底板纵向两侧分别固设有直线滑轨，所述两个直线滑轨对称平行设置，所述每个直线滑轨上分别设有两个可在直线滑轨上滑动的滑块，所述矩形方孔的上方分别设有旋转驱动模块，所述旋转驱动模块驱动刀铲旋转，所述底板的下端面设有直线驱动模块。

进一步的，所述旋转驱动模块包括旋转电机固定板、旋转电机，所述旋转电机固设于旋转电机固定板上，所述刀铲通过螺栓固定于旋转电机上，所述旋转电机固定板的两端分别通过螺栓固设于沿两侧直线滑轨滑动的滑块上。

进一步的，所述直线驱动模块包括电机，主动齿轮，两个齿轮曲柄，两个摇杆，所述电机通过联轴器与主动齿轮连接，两个齿轮曲柄分别设于主动齿轮两侧且与主动齿轮啮合连接，所述两个齿轮曲柄的末端分别与摇杆活动连接，所述摇杆的末端穿过矩形方孔与旋转电机固定板底部中心固定连接。

进一步的，所述底板的底部固定有电机固定架，所述电机通过螺栓固定于电机固定架上，所述联轴器设于底板底部中心，所述联轴器通过顶丝连接电机，所述主动齿轮通过螺栓固定于联轴器的法兰盘上，所述每个齿轮曲柄分别套设于一个曲柄固定轴上，所述曲柄固定轴固设于底板上。

进一步的，所述直线滑轨为长方体状轨道且固设于底板上，所述直线滑轨的两端分别固定有限位块，所述滑块为下开口的“凹”字状滑块，所述滑块卡接于直线滑轨上并可沿直线滑轨滑动。限位块的设置可防止在直线滑轨上滑动的滑块移动时移出滑轨外。

进一步的，所述两个刀铲为铲子状的爪子，且相互对称设置。

进一步的，所述矩形方孔的表面积大于旋转电机固定板的表面积。

进一步的，所述电机为伺服电机。

本发明的有益效果：本发明通过直线驱动模块和旋转驱动模块结合即可实现了刀铲的旋转、移动或者旋转移动同时运行，进而解决了分类抓取表层和深层土壤的问题，提高了分类效率，刀铲直线运动时，主动齿轮驱动齿轮曲柄转动进而带动摇杆移动，摇杆与旋转电机固定板固接，进而带动旋转电机固定板移动，旋转电机固定板两侧与滑块固接，进而带动滑块沿直线滑轨移动，进而使得两个刀铲沿相向方向移动，一个旋转电机固定板两侧分别固定连接滑块，使得直线运动更加稳定，每个旋转电机上固定一个刀铲，使得旋转简单高效。

本具有两个自由度的铲式机械爪，一个主动齿轮驱动两个从动曲柄齿轮，保证了两个刀铲运动的对称性，又大大减少了空间和能耗，其结构简单紧凑，轻松实现了物料抓取，可广泛推广应用于各个领域的。

附图说明