气动可伸缩折叠旋转机械手设计

张德福

(广东技术师范大学天河学院机电工程学院，广州 510540)

0 引言

机械手是工业机器人[1]末端执行器，用来抓取工件，机械手按驱动方式分为液压式、气动式、电动式和机械式，其中气动机械手用空气作为工作介质具有气源方便、动作迅速、造价低、维修方便、无污染等特点，应用广泛，气动机械手的执行机构是气缸和手指，手指抓取动作由控制系统PLC或单片机等编制程序控制。

气动在机器人末端执行器作为动力应用广，根据不同的抓取工件机械手可以分为卡钳式和吸附式，很多人对气动机械手的结构设计做了许多的研究，李小庆[2]设计的三自由度气动机械手结构如图1所示。

1.垂直升降缸 2.水平移动气缸 3.夹紧气缸 4.机械手部 5.旋转气缸 6.底座

该机械手的工作原理：垂直升降气缸提供机械手的垂直上下移动动力，机械手的伸缩运动依靠水平气缸提供动力；旋转气缸为机械臂机身的回转提供动力。4号部件是机械手的末端执行器，它依靠气缸驱动，将动力传递给手指，从而实现夹紧和松开。该机械手只有一个夹钳式机械手，且只有三个自由度，空间姿态受到限制；没有吸附机械手，只能抓取不能吸附板类工件，结构单一。

陈珂[3]设计的六自由度机械手结构如图2所示。

图2 六自由度机械手结构

该机械手6个关节是串联一起，共有6个电机和6个减速器，这个结构使机械手重量增加，增加其运动惯性和定位误差，不能保证机械手抓取精度，且只能安装一种机械手，占有空间大，不能伸缩折叠。……