第4期（总第203期）
2017年8月
机械工程与自动化
MECHANICAL ENGINEERING&.AUTOMATION
文章编号：1672-6413(2017)04-0081-02
一种倍速两平动自由度气动机械手结构设计
张善文，汤淋淋，贺强
（扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127）
摘要：为了提高电器开关的生产效率，设计了一种倍速两平动自由度气动机手，对其工作原理进行了介绍。考虑其倍速传动、行程可调、空间利用率、加工工艺和制造成本等因素，对其结构及零部件进行了设计和选型。该机械手结构简单紧凑，可以实现水平方向的倍速移动和行程可调以及竖直方向的移动，为同类型机械手的设计提供了有效参考。
关键词：气动机械手；结构设计；倍速；两平动自由度
中图分类号：TP241
0引言
文献标识码：A
2设计要求
机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，它不仅能够完成单调且重复的工作，而且能够完成精确度要求高的工作，同时又能够代替人类在恶劣环境中工作)。按照驱动方式，可分为液压式[2]、气动式、电动式[3]、机械式机械手：按照适用范围，又可分为专用和通用机械手。气动机械手4}的发展得益于气动技术，气动技术以空气压缩机作为动力源，以压缩空气作为工作介质进行能量传递。气压传动系统具有动作迅速、反应灵敏、阻力损失和泄漏较小等特点，同时气压传动成本低廉，有一定的承载能力。随着气动技术的发展，气动机械手已运用于各行各业，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。为提高电子行业中电器开关的生产效率，本文设计了一种倍速两平动自由度气动机械手，并对其结构及零部件进行了设计和选型
机械手工作原理 1
机械手的整体结构如图1所示。该设计通过气缸
提供动力实现机械手的水平和竖直方向上的移动。水平方向上，当双作用活塞杆气缸1驱动活塞杆2向左运动时，左侧动带轮9向左运动，左侧皮带8松驰；同时，右侧动带轮15也向左同步运动，右侧皮带14张紧。两侧皮带均与机械臂21固连，进而带动机械臂向右运动，且机械臂向右运动的速度和行程都是气缸活塞杆的两倍，从而实现水平方向的倍速移动。竖直方向上，竖向气缸22的上下运动驱动竖向活塞杆23运动，使吸盘24实现上下移动。同时，可以通过调节螺栓连接机械臂的位置来调节行程。
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机械手的设计应满足功能性要求、结构要求和经
济性要求，
（1）功能性要求：机械手应能够快速、平稳、准确地抓取物料，并完成传输工作。水平方向上传动机构应实现倍速移动，并传输工件；竖直方向上，机械手应快速准确抓取工件（电器开关）。
（2）结构要求：机械手应适用于横向空间受限、竖
向空间较大的工作环境。结构应简单紧漆，便于安装和拆卸，空间利用率高。
（3）经济性要求：在保证生产效率的前提下，应尽
可能地简化加工制造工艺，降低制造成本。 3机械手结构设计
如图1所示，两平动自由度气动机械手可在水平和竖直方向进行移动，具有移动快速、行程可调等特点。机械手的整体机构主要由4部分组成：支撑部件、水平移动模块、竖直移动模块和执行模块。支择部件主要对水平移动模块和竖直移动模块内的零部件起到支撑作用；水平移动模块主要实现倍速移动功能；竖直移动模块主要实现行程可调功能；执行模块实现工件吸取功能
支撑部件包括基座、基架和立柱，基架和立柱均通过螺栓安装在基座上。基架位于基座中间，对水平导轨起支撑作用。两根大立柱分别位于基架两侧且对称分布，对两个定带轮起支撑作用。两根小立柱分别对称分布于基架两侧，且靠近大立柱，小立柱上端与皮带相连。
水平移动模块包括水平方向动力源、定带轮、动带
（0099）国（00）(2015CXJ016)
收稿日期：2016-11-15；修订日期：2017-05-05
张盖文（1983-），男，湖南邵阳人，讲师，博士，主要从事机械结构设计、核电设备设计。
作者简介：
芳芳数据