马晟哲，蒋东霖

(长春师范大学 工程学院，吉林 长春 130032)

0 引 言

在日常生活中，立式饮水机因其价格便宜，操作简单方便在学校、办公室等场合普遍存在。饮水机的桶装水容量范围为3～20 L，家庭、办公室常用的桶装水一般为18.9 L，重量大约是20 kg。在饮水机换水的过程中，需要将水桶抬升至饮水机的上方，且将饮水机旋转使其出水口朝下，插入饮水机水槽中。通过调查表示，对于1.7 m的成年男子来说，饮水机的换取工作是稍费劲的，而对于年纪偏大的中年人甚至老年人来说，换水工作是很不方便的，而且还有拉伤腰部、手部的风险，而小孩则根本无法换水。

针对上述存在问题，笔者提出了一种饮水机水桶自动换取机械手的结构设计方案，通过设计机械手的结构组成、原理及各部件的型号选择，设计了该装置并证实了其可靠性，解决了人力换水困难的问题，实现了饮水机水桶换取的自动化。

1 结构组成及工作原理

饮水机水桶自动换取机械手搭载在车体上，车体部分长900 mm、宽600 mm，高550 mm，该型号的主执行端初始高度为630 mm，执行高度为1 450 mm。整体由主执行端、旋转机构、平移升降机构、副执行端四个部分组成。如图1所示为产品总体预览图。

图1 饮水机水桶自动换 图2 主执行端抓取机构 取机械手预览图

此产品包含执行端机械手的设计，以及各个辅助完成整个功能的运动系统，通过各个部件的协调配合实现饮水机水桶的换取。装置工作过程中，小车运行至饮水机位置，主执行端部件通过平移升降机构移至抓取水桶的合适位置，并通过气缸移动真空吸盘，使吸盘牢固吸附水桶表面。……