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气动机械手的结构设计

摘要：

本文介绍的是基于气动换刀技术的机械手，由于气动技术具有结构

简单、价格低廉、无污染等一系列显著优点，在工业生产中得到越来越广泛的应

用，已成为自动化不可缺少的重要手段，备受人们的重视，同时气动伺服定位技

术突破传统的定位方法使气缸在高速运动下实现任意点自动定位，因此气动机械

手也相应得到发展。本文介绍了机械手的一般结构设计原理，采用模块化的设计

理念，兼顾了使用上的专用性和设计上的通用性，以便于标准化、系列化设计和

组织专业化生产。同时为了保证气动执行机构的定位精度、工作稳定和可靠性等

要求，通过理论计算选型，确定各执行元件的参数。

关键词：气动机械手；结构设计；气缸

Abstract：

Whatweintroducedinthispaperisthetoolchangingmanipulator

basedonpneumatictechnology.Forthepneumatictechnologyhasbeenwidelyused

inindustryforitsadvantagesofsimplestructure，lowprice，recyclingetc.Itis

becomingoneofthemostimportantmethodsoffacilityautomationline.Peopledraw

moreandmoreattentiontoit.Aswellas，Pneumaticservopositioningtechnologycan

realizeautomaticorientationwhencylindermovesinhighvelocity.Correspondingly，

Pneumaticmechanicalhandisalsodevelopedandbreaksthroughthetraditional

Positioningmethod.

Firstly,thegeneralmachinedesignprincipleofmanipulatorisintroducedinthis

paper.Parametricandserialideaisusedtodesignthepneumaticmanipulator.This

designhasgivenattentiontospecialpurposeinuseandversatilityindesignatthe

sametime.Soitisadvantageousofstandardization，serializationandorganizationof

thespecialproduction.Tomeettherequirementofpositioningprecision，stablework

andreliability，thepneumaticdrivingcomponentsarebeingconfirmedthroughthe

academiccalculationandsimulatinganalyze.

Keywords:pneumaticmanipulator;structuredesign；cylinder

0.引言

工业机械手是一种独立的，具有计算机控制系统，可编程的，用以搬运物料，

零件和工具或完成多种操作功能的自动化机械装置。它由于具备工作范围大，定

位精度高，通用性强，可大量代替单调往复或高精度需要的工作等特点，被广泛

地应用于机械工业、轻工业、建筑业、国防工业等领域。

为了提高系统的定位精度，以提高机器人(机械手)的定位精度，世界各国都

作了大量的工作，尝试各种控制方式和控制策略。近年来，随着微电子技术、PLC

技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用,尤其是集电子技术、

气动技术和人工智能为一体的Tron-X电子气动机器人的出现，证实气动技术能

够实现机器人中最难解决的灵活的自由度,具有在足够工作空间的适应性、高