劉小強

（杭州電子科技大學機械工程學院,杭州 310018）

一種自來水表檢測裝置自動裝卸機械手

劉小強

（杭州電子科技大學機械工程學院,杭州 310018）

在現(xiàn)代工業(yè)中連續(xù)性生產(chǎn)中大量的裝卸、搬運、裝配等工序。其工作方式具有固定、單一和重復的特點，工業(yè)機械手是在實現(xiàn)上述工序的自動化而生產(chǎn)的機械設(shè)備。機械手模仿人體胳膊及手臂部分功能，經(jīng)過控制使其按照設(shè)定的要求輸送產(chǎn)品，操持各類工具進行生產(chǎn)操作，本文介紹了一種氣動機械手、機械手群的設(shè)計。

機械手;自來水水表檢測裝置;氣動

0　引言

機械手在現(xiàn)代工業(yè)自動化的發(fā)展中占有重要的地位，機械手加速了企業(yè)生產(chǎn)方式的變革，機械手是在工業(yè)機械化和自動化生產(chǎn)過程中根據(jù)需求產(chǎn)生的一種裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線。當前機械手雖然還不如人手那樣靈活，但其具有不知疲勞，不怕危險重復工作的能力，機械手得以應用越來越廣泛。機械手早期應用于汽車制造工業(yè)中，用于焊接、噴漆、上下料和搬運等工序，可替代人在危險、有害、有毒、低溫和高熱等環(huán)境中完成繁重、單調(diào)的重復勞動，提高了勞動生產(chǎn)率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

為了滿足新型工業(yè)生產(chǎn)的要求，機械手必須具有一定的持續(xù)工作能力以及工作的淮確性外，還要具有相當高的穩(wěn)定性、耐熱、耐腐蝕性。從而代替人們在高溫、低溫、高壓、海底、放射環(huán)境等惡劣條件下工作。對于需要重復操作，自動化程度高的地方，機械手動作迅速，重復精度高，可以明顯縮短生產(chǎn)周期，提升產(chǎn)品質(zhì)量，避免一些由于操作者疏忽造成的事故

自來水表檢測裝置自動裝卸機械手，不僅可以減少生產(chǎn)線上勞動力需求，提高自動化生產(chǎn)效率，極大縮短生產(chǎn)時間，還可以很大程度上節(jié)省勞動力成本，為企業(yè)帶來更大收益。

1　機械手總體方案設(shè)計

常用的機械手種類繁多，根據(jù)資料顯示，手臂的基本形式主要分為4種：關(guān)節(jié)型；直角坐標型；球坐標(極坐標)型；圓柱坐標型。直角坐標式機械手產(chǎn)量大，在x，y，z坐標上總共具有6個自由度，節(jié)拍短，可以很好的和傳送帶以及加工機械配對，適用于復雜的工作環(huán)境且精度高，可以采用數(shù)控。機械手的傳動分液壓、氣壓、電氣和機械四種傳動，有的還采用綜合傳動方式，即手臂移動采用液壓油缸，而手爪則采用電動風缸松夾。

該自來水水表自動裝卸機構(gòu)，裝載和卸下的主要運動是手臂升降、水平面前后移動、水平面左右移動。根據(jù)資料以及實際生產(chǎn)上的需求，參考以往機械手生產(chǎn)中采用的案例，最終該自來水表自動裝卸機構(gòu)采用直角坐標式?；具\動：由氣缸來控制手臂升降和水平面內(nèi)前后移動，由絲杠來控制水平面內(nèi)左右移動。

2　械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 機械手抓取結(jié)構(gòu)設(shè)計

對該機械手抓取結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求：（1）能可靠抓取該型號自來水表；（2）保證一定的定位精度；（3）應具有足夠的夾緊力；（4）保證工件被夾持時受力均勻、穩(wěn)定；（5）具有一定的開閉角度。根據(jù)自來水水表的結(jié)構(gòu)特點，機械手手部的結(jié)構(gòu)選用連桿式兩指抓取機構(gòu)。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　連桿式兩指抓取機構(gòu)

該連桿式兩指著去機構(gòu)機構(gòu)簡單、動作靈活、手抓開閉角度大。根據(jù)資料我們可知活塞桿上的驅(qū)動力P和手抓中部夾緊力N之間的關(guān)系為：

2.2 手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計

該自動裝卸機械手對手臂的設(shè)計要求：（1）手臂的升降范圍是320mm；（2）手臂的作用移動范圍是600mm；（3）手臂前后移動范圍210mm；（4）手臂油缸要有緩沖裝置。手臂是支承被抓物體和手部的重要部件，它帶動手爪去抓取物體，并按預定要求將其搬運到設(shè)定位置。手臂的基本作用是將手爪移動到所需位置和承受手爪抓取工件的最大重量，以及手臂本身的重量等，在進行升降運動時，為防止繞其軸線的轉(zhuǎn)動，需要有導向裝置。

3　結(jié)束語

機械手是一門結(jié)合了力學、機械學、液壓氣壓技術(shù)、計算機與自動控制以及傳感器等科學領(lǐng)域的跨學科綜合技術(shù)，工業(yè)機械手大大提高了人們?nèi)粘趧由a(chǎn)效率。

[1]王建軍.氣動搬運機械手的設(shè)計與研究[J].機械管理開發(fā), 2010(05).

[2]賀東坤,田明.氣動通用上下料機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].長春大學學報,2012.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.025