刘晨敏

（重庆财经学院物流工程学院， 重庆 401320）

引言

移载机械手作为一种智能辅助设备，具有结构简单、省时省力的特点，已广泛应用于现代工业的各个领域，如物料的转移、搬运、定位、装配等场合[1]。本文涉及的中大口径长轴类圆柱型产品，具有口径较大、长度较长、质量较重等特点，其在装配完成后的长度约为1.6 m，质量在50 kg 以上，如果全由人力来进行装卸和运输，则工人的劳动强度将非常大，同时劳动效率也比较低下。因此，本文针对产品特点设计了一种专用的气动平衡移载机械手，主要用于产品的装配、检测和包装过程的搬运，工人只需使用较小的推力或拉力就可以轻松实现产品的自由移载，采用的全气动控制系统也简化了设备的控制方式，便于人员操作。

1 机械结构设计

本文所述的气动平衡移载机械手包括机械部分和控制部分，机械部分包括机械臂及夹具，机械臂的旋转半径不小于3 m，垂直升降高度不小于1 m，夹具可满足质量50 kg 产品的自由移载。

1.1 机械臂设计

机械臂的机构简图如图1 所示，主要包括立柱、上臂、悬臂1、悬臂2 和扶手。立柱与上臂、悬臂1 与悬臂2、悬臂2 与扶手分别通过转动关节连接，所设置的3 个转动关节可保证机械臂在水平360°范围内夹取任意形态摆放的产品。上臂与悬臂1 通过移动关节连接，移动关节伸缩所提供的俯仰功能可使机械臂达到高度范围内的任一位置。

依据图1 机构简图，本文绘制的机械臂模型如图2 所示。移动关节由一根大口径的平衡气缸来驱动，通过气缸缸杆的伸出与缩回来实现垂直方向的俯仰动作。……