水下机器人用ROV机械夹持器结构设计

本作品为面向水下遥控机器人作业需求设计的ROV机械夹持器，整体采用三维参数化建模方式完成全结构搭建，建模过程中对每一处零件的装配关系、运动干涉情况做了完整校验，确保各运动部件可实现预期动作逻辑。夹持器主体采用框架式结构设计，前端为对称布置的双夹爪结构，夹爪采用三角加强筋的镂空构型，在保证结构刚性的前提下尽可能降低整体重量，适配水下作业的低负载需求；夹爪内侧设置有防滑接触垫结构，可增大与被夹持物体的接触摩擦力，避免水下作业时目标物体滑脱。夹持器的动力传动部分集成了大直径直齿圆柱齿轮与蜗轮蜗杆传动结构，输入端的齿轮结构可对接步进动力输出部件，通过齿轮啮合将动力传递至内部传动链路，再通过连杆结构带动两侧夹爪完成同步开合动作，保证两侧夹爪运动的对称性与夹持力的均匀分布。建模过程中对不同版本的传动方案做了迭代优化：早期版本验证了基础夹持动作的可行性，后续版本针对传动齿轮与蠕虫的匹配度问题做了参数调整，解决了初始设计中360度旋转工况下步进器的动作卡滞问题，同时优化了齿轮的安装定位结构，添加了旋转限位与支撑结构，避免传动过程中出现齿轮偏载、啮合失效的问题。渲染阶段对不同零件做了差异化材质赋予：夹爪结构件采用工程硬质合金材质，表面做哑光橙色氧化处理，主体框架采用高强度铝合金材质，表面做灰色阳极氧化处理，齿轮传动部件采用调质钢材质，还原金属零件的机加工质感，防滑垫采用黑色橡胶材质，还原软质接触材料的哑光纹理效果。整体设计兼顾了水下作业的结构强度、动作可靠性与轻量化需求，通过多版本的结构迭代优化了传动链路的顺畅度，可作为水下机器人末端作业执行部件的设计参考，完整还原了从概念构型到传动结构匹配、细节优化的完整机械设计流程。