基于气动肌腱与二次正交铰杆增力机构的夹具系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com基于气动肌腱与二次正交铰杆增力机构的夹具系统口司广琚口王明娣口钟康民苏州大学机电工程学院苏州215021摘要：简述了气动肌腱作为一种新型的柔性气动执行元件，具有许多普通气缸所不具备的特性，能较好地适应制造技术绿色化发展趋势，将气动肌腱与各种形式的机械增力机构相结合，是一种实用而又新颖的创新设计方法。在此基础上，介绍了两种以气动肌腱为驱动力的二次正交铰杆增力气动夹具的结构特点、工作原理，并给出了其力学计算式。关键词：气动肌腱铰杆增力机构增力系数

2、绿色夹具中图分类号：TG751；TH138．51文献标识码：A文章编号：1000—4998(2008)04—0068—03气动肌腱是一种功率一质量比高、能提供双向拉大_I6】，涉及到二次的非常少·，而二次铰杆增力机力的新型气动柔性执行元件。它不是一根普通的橡胶构的力放大倍数，一般能比单次铰杆增力机构增加一管，而是一个高效的能量转换器，无相对运动构件，无个数量级。易损件，无泄漏现象。因此，它与传统气缸相比不但结二次铰杆增力机构是一种串联组合机构，其类型构简单、摩擦小、无污染，而且能产生相当于同径气缸是多种多样的。仅从输出运动的

3、方式来看，既有输出力数倍的拉伸力¨】，能较好地适应制造技术绿色化的发与输入力方向相同或平行的机构，也有输出力与输入展趋势。因此，近年来气动肌腱受到了广泛关注，并陆力方向不相同或不平行的机构；既有输出直线运动的续出现了以气动肌腱代替传统气缸的传动技术。利用机构，也有输出圆弧曲线运动的机构；既有单向输出运机械增力机构的力放大作用，与气动肌腱相结合，形成动的机构，也有双向输出运动的机构；既有只包括1个新型的气动一机械复合传动系统，可以实现气压传动力输出件的机构，也可以有包括2个并行的力输出件的与机械传动在技术上的优势互补，大大简化

4、系统结构。机构。此外，铰杆机构本身也有好几种形式，如单臂铰特别是在需要较大输出力而结构尺寸受限制的场合，杆机构、不等长双臂铰杆、等长双臂铰杆等。有很大的应用空间。另外也可在某些场合中，用相对绿2气动肌腱与二次铰杆增力机构的组合系统色化的气压传动技术，来取代容易产生空气及地面污染的液压传动技术。上述众多类型的二次铰杆增力机构，与气动肌腱进行串联组合，能得到许多形式的气动一机械复合传1铰杆增力机构简介动装置，在此，我们仅介绍两种采用二次正交铰杆增力铰杆增力机构是一种仿生机构，因其具有力放大机构的、且输出运动为单向直线运动的典型复

5、合传动效果显著、力传递效率高等显著优点，在机械工程领域装置，并结合图例对它们进行分析与比较，还对其力学得到了极为广泛的应用_I8】。但是，在此之前应用于与技术性能进行讨论。-1-"程领域的铰杆增力机构一般只x,-J-．~人力进行一次放所谓正交机构，是指输入力方向进行正交变向后进行输出的机构，即一次正交机构的输出力与输入力收稿日期：2007年l1月3结论参考文献1黄健宇．实施工装标准化提高工装和产品设计制造质量与效本文在对Pro／E软件特点、企业-1-装设计特点以率fJ】．机械工业标准化与质量，2002，(1)：27—29．及

6、Pro／E在工装快速设计中的应用可能性进行分析2谭雪松，主编．Pro／ENGINEERWildfire中文版基础教程【M】．的基础上，以单件小批生产中常用的组合夹具为例，介北京：人民邮电出版社，2005．绍了Pro／E族表和UDF在工装快速设计中的应用，进3蔡冬根，主编．Pro／ENGINEER2001应用培训教程【M】．北而说明了实施工装标准化后，借助于Pro／E软件的参京：人民邮电出版社，2004．数化功能及二次开发-1-具，可以进一步提高工装设计△质量，加快工装设计速度。(编辑方也)2008／4机械制造46卷第524期

7、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com方向相垂直[3．，--0zt交机构的输出力与输入力方向置巧妙地利用了气动肌腱能提供双向张力的功能，从相同或平行[7．。而仅用一个气动肌腱就可以同时驱动两个对称的单臂2、1非对称布局的气动肌腱与单臂铰杆一等长双臂铰杆一等长双臂铰杆串联机构，最后在力输出件上得铰杆串联机构的组合装置到一个总的输出力。单臂铰杆一等长双臂铰杆二次正交串联机构与气动肌腱组成的气压一机械复合传动装置，有非对称布局与对称布局两种空间布局方式。非对称布局装置的工作原理如图1所

8、示。图2所示装置的理论输出力和实际输出力p2当气动肌腱内部充入压缩空气后，就会在产生径的计算式分别为：向膨胀的同时伴随着轴向收缩，从而提供一个轴向收【，1一1)Fi、(3)缩力。该收缩力通过单臂铰杆一等长双臂铰杆串联机构进行--0z力放大后，传递到力输出件上，最后由力输p2=【‘面I一一1