【文章內(nèi)容簡介】 氣缸、不可調(diào)緩沖氣缸、可調(diào)緩沖氣缸、活塞帶導(dǎo)向桿氣缸、串聯(lián)式氣缸；組合氣缸又可分為氣液阻尼缸和步進(jìn)式氣缸；擺動氣缸又可分為單葉片擺動氣缸和雙葉片擺動氣缸。本次機(jī)械手的設(shè)計中 ：① 手臂的升降機(jī)構(gòu)中采用了單作用氣缸中的柱塞式氣缸，壓縮空氣推動活塞單方向向上運動，借助自重下降。結(jié)構(gòu)簡單又實用。② 手臂的前后伸縮機(jī)構(gòu)中采用了雙作用氣缸中的普通氣缸，壓縮空氣推動活塞雙向運動，應(yīng)用很廣泛。③ 手臂的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中采用了擺動氣缸中的單葉片擺動氣缸，將壓縮空氣的能量變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動的機(jī)械能，擺動角度小于3600。剛開始打算采用兩個直動氣缸帶動鏈條鏈輪或帶動齒條齒輪來獲得回轉(zhuǎn)運動，經(jīng)設(shè)計方案的比較得出采用回轉(zhuǎn)氣缸的結(jié)構(gòu)要緊湊的多，所以還是采用了擺動氣缸。④ 手指夾緊氣缸中我采用了單作用氣缸中的活塞式氣缸，壓縮空氣推動活塞但方向運動，借助彈簧力反向運動。結(jié)構(gòu)簡單，壓縮空氣用量較柱塞式少。 空氣控制閥 空氣控制閥是氣動控制元件，它的作用是控制和調(diào)節(jié)氣路系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力、流量和方向，從而保證氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定的程序正常地進(jìn)行工作。空氣控制閥按其作用可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三類。n 壓力控制閥根據(jù)它的作用不同又可分為：調(diào)壓法、安全閥和順序閥。n 流量控制閥是用來調(diào)節(jié)和控制壓縮空氣的流量、流速以及改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作速度。它主要有截流閥、單向截流閥和排氣節(jié)流閥。n 方向控制閥是用來控制氣流的方向、氣路的通斷，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作發(fā)生變化的氣動元件。方向控制閥按閥內(nèi)氣流的方向分：單向型方向控制閥，它只允許氣流沿一個方向流動。如單向閥、快速排氣閥等；換向型方向閥，它可以改變氣流流動的方向。按控制方式分：電磁、氣壓、機(jī)械和人力等控制方法實現(xiàn)。按動作方式可分為：直動式和先導(dǎo)式。按聯(lián)結(jié)方式分：管式連接、板式連接和法蘭連接式連接。本次機(jī)械手的設(shè)計中：經(jīng)過考慮和分析后，在不光滿足各氣路要求的條件下又考慮到控制閥的統(tǒng)一性和方便性，我統(tǒng)一選擇了型號為Q24D2H15S1的電磁方向控制閥。各氣缸凡能采用排氣節(jié)流方式的，都通過電磁閥的排氣口節(jié)流阻尼螺釘（錐面式）調(diào)速。手臂前后伸縮氣缸的氣路上，在最接近氣缸處，裝有兩個快速排氣閥，以加快啟動速度和調(diào)節(jié)全行程上的速度，同時通過調(diào)節(jié)閥又可使其加速度限制在允許的范圍內(nèi)，以減少制動時的慣性沖擊，提高定位精度。手臂的上下升降則采用進(jìn)氣節(jié)流方式，用一個單向節(jié)流閥調(diào)整手臂的上升速度。下降（靠自重下降）速度仍有電磁閥排氣口節(jié)流調(diào)整。氣動基本回路 氣動回路和液壓回路相比，有幾方面的不同；一臺氣動機(jī)械手的氣動系統(tǒng)有時比較復(fù)雜，但經(jīng)過剖析卻不外乎一些基本回路所組成。掌握了氣動基本回路以后，對分析和設(shè)計氣動機(jī)械手的氣動系統(tǒng)都有較大的幫助。第一， 空氣壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣首先儲存于儲氣罐中，然后供給各個回路使用。畫氣動回路圖示空氣壓縮機(jī)常省略不畫，但設(shè)計氣動?xùn)|回路時，不要忘記考慮氣源的能力。第二， 氣動回路使用過的空氣是經(jīng)排氣口排入大氣的，因而不設(shè)回氣管道來回收空氣。第三， 由于空氣的粘性很小，在管路中的壓力損失較小。因此，在盡量縮短氣動管路的情況下管路仍然很長，并不妨礙使用。由于氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，以氣缸應(yīng)用最廣泛，故下面所論及的基本回路均以氣缸為其執(zhí)行機(jī)構(gòu)。設(shè)計機(jī)械手的氣動系統(tǒng)時，最簡便的方法是把選定的完成不同任務(wù)的基本回路組合起來。氣動基本回路的種類：氣動基本回路的種類很多，為了便于設(shè)計機(jī)械手的氣動回路，僅將氣動基本回路按方向控制回路和速度控制回路兩方面加以敘述。① 方向控制回路（一）單作用氣缸中間停止回路（圖21）這種回路可使活塞停在氣缸中間的任意位置。當(dāng)三位三通電磁閥的滑閥處在中間位置時，氣缸的通路封閉，活塞停止運動?；y處在位置I時，活塞下腔進(jìn)氣，推動活塞桿伸出?；y處在位置II時，活塞下腔排氣，彈簧力推動活塞下行。（二）雙作用氣缸換向回路（圖22）采用二位五通單電控滑閥控制活塞雙向運動。圖示位置，活塞右腔進(jìn)氣，左腔排氣，活塞向左運動。滑閥切換后，活塞左腔進(jìn)氣，右腔排氣，實現(xiàn)了氣缸活塞的換向。這種回路時雙作用氣缸的最基本的換向回路。2—1單作用氣缸中間停止回路2—2雙作用氣缸換向回路（三）雙作用氣缸的活塞可在任意位置停止的回路圖23所示為單活塞桿氣缸的這種回路。它采用中封式三位五通雙電控滑閥，當(dāng)滑閥處在中間位置時，各口互不相通，活塞可停留在氣缸的任意位置。這種回路不允許有漏損，這樣才能保證氣缸可靠地工作。在氣缸終端需要保持活塞固定的停止位置時，也使用這種回路。圖24所示為雙活塞桿氣缸的這種回路。它采用中封式三位五通雙電控滑閥，當(dāng)滑閥處在中間位置時，壓縮空氣同時與活塞左、右兩腔相通。因兩腔活塞的有效受壓面積相等，從而保證了活塞兩腔同時受壓時，活塞能停留在任意位置。但當(dāng)外界加在活塞桿上的軸向力不平衡時，則活塞停止的位置不穩(wěn)定。為了克服這個缺點，可增設(shè)調(diào)壓閥進(jìn)行壓力調(diào)解，控制活塞兩側(cè)壓力平衡，如圖25所示。這種回路可允許有少量漏損，比采用中封式閥較可靠。（四）延時控制回路圖26所示的延時控制回路，為控制信號A使二位四通單氣控滑閥1切換時，壓縮空氣經(jīng)閥單向節(jié)流閥3向氣容4充氣，經(jīng)過一定的時間，氣容壓力達(dá)到一定數(shù)值，控制二位三通氣控閥2切換。壓縮空氣經(jīng)閥2的B口輸往執(zhí)行機(jī)構(gòu)。信號A取消后，閥1又彈簧復(fù)位，壓縮空氣控制閥2也復(fù)位而關(guān)閉，B口無輸出。氣容4中的空氣經(jīng)閥3的單向閥、閥1而排空。延時控制回路用于不允許使用時間繼電器的場合，如易燃、易爆和大粉塵的場合。2—4雙活塞桿氣缸任意位置停止回路2—3單活塞桿氣缸任意位置停止回路2—5帶調(diào)壓閥的雙活塞桿氣缸任意位置停止回路2—6 延時控制回路② 速度控制回路（一）單作用氣缸的速度控制回路（圖27）它由二位三通單電控滑閥1和兩個單向節(jié)流閥2和3所組成。閥1使氣缸換向，閥2 的節(jié)流閥控制氣缸活塞桿的伸出速度。閥3的節(jié)流閥控制活塞桿的退回速度。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，可以改變活塞雙向的運動速度。2—7單作用氣缸的速度控制回路（二）雙作用氣缸單向速度控制回路（圖28）該回路是在氣缸的一個氣路上裝設(shè)單向節(jié)流閥1。圖示位置為壓縮空氣經(jīng)二位五通單電控滑閥2和閥1的單向閥進(jìn)入氣缸活塞的右腔，推動活塞左移。當(dāng)閥2切換后，活塞右腔的排氣速度受閥1可調(diào)節(jié)流閥的限制，從而控制了活塞桿的伸出速度。由于背壓的存在，也增加了氣缸工作行程的穩(wěn)定性。除此之外?；钊祷匦谐痰募被剡\動，也可用來提高機(jī)器的生產(chǎn)率。2—8 雙作用氣缸單向速度控制回路（三）雙作用氣缸雙向速度控制回路圖29所示是將兩個單向節(jié)流閥裝在氣缸的兩條氣路上，分別控制活塞兩個方向運動時的排氣速度。調(diào)節(jié)節(jié)流閥，即可得到活塞不同的運動速度。2—9 雙作用氣缸雙向速度控制回路圖210所示是帶有排氣節(jié)流閥的速度控制回路。它是將節(jié)流閥安裝在二位五通單電控滑閥的排氣口上。調(diào)節(jié)節(jié)流閥，即可控制氣缸的排氣速度，從而使活塞得到不同的運動速度。這種回路的特點是結(jié)構(gòu)較簡單。2—10帶有排氣節(jié)流閥的速度控制回路圖211所示使活塞可得到快速運動的速度控制回路。它是在單向節(jié)流閥1和2的后面氣路上并聯(lián)了二位二通閥3和4。這樣，不僅可以由閥1和閥2來調(diào)節(jié)（排氣節(jié)流）活塞兩個方向的運動速度，而且當(dāng)閥3打開時，則活塞可快速左行。二位五通單電控滑閥5切換后，若閥4打開，則活塞可快速右行。因此，可根據(jù)需要得到活塞雙向的快速運動。2—11活塞做快速運動的速度控制回路（四）雙作用氣缸速回運動控制回路該回路當(dāng)活塞桿右行時，壓縮空氣經(jīng)由二位五通單電控滑閥3和快速排氣閥2進(jìn)入氣缸活塞的左腔，推動活塞右行。此時，氣缸右腔的空氣經(jīng)單向節(jié)流閥1節(jié)流控制后排空。閥3切換（圖示位置）后，壓縮空氣經(jīng)閥1的單向閥進(jìn)入氣缸的右腔。此時，氣缸左腔的空氣從閥2快速排入大氣，獲得急回運動。這種回路要求氣缸附加緩沖裝置。2—12雙作用氣缸速回運動控制回路（一） 雙缸同步動作的速度控制回路該回路時采用一個二位四通單電控滑閥來控制兩個氣缸，并在每個氣缸的氣路中裝設(shè)單向節(jié)流閥，以調(diào)整和控制活塞的速度，使之達(dá)到同步運動的目的。如用雙缸或多缸操縱一個重型框架起落時，同步舉升或降落極為重要，否則框架被扭斜將產(chǎn)生很大的附加阻力，甚至不能運動。這種回路應(yīng)以阻力最大的那個氣缸為準(zhǔn)，調(diào)整其它缸的運動速度以達(dá)到同步的目的。（二） 氣液操作缸同步回路圖214所示的同步回路是由于連接兩個氣液操作缸被封入油液，所以兩活塞的運動速度可完全同步。設(shè)計時，應(yīng)考慮到缸5有桿腔和缸4無桿腔有效面積的關(guān)系，當(dāng)有效面積相等時，兩缸獲同步運動。也可以設(shè)計成兩缸按一定比例的速度運動。2—13雙缸同步動作的速度控制回路2—14氣液操作缸同步回路（三） 緩沖回路對可調(diào)行程位置的氣缸（如某些機(jī)械手的氣缸）緩沖問題，可采用緩沖回路來解決。圖215所示的緩沖回路，是在氣缸的兩條氣路上并聯(lián)兩個二位二通閥1和2。在閥1和閥2的排氣口裝設(shè)節(jié)流螺釘。并在回路中的二位五通雙電控滑閥3的兩個排氣口上也裝設(shè)節(jié)流螺釘。調(diào)節(jié)閥1和閥2的排氣節(jié)流螺釘，以控制活塞快速行程時的速度。調(diào)節(jié)閥3的排氣節(jié)流螺釘，以控制活塞的減速。從而達(dá)到減速