1    引言

        立式注塑机专用机械手是能够模仿人体上肢部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。立式注塑机机械手是为注塑生产自动化专门配备的机械，它可以在减轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产，提高注塑成型机的生产率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到极其重要的作用。立式注塑机机械手目前主要有摇摆式和横走式两种，其主要采用气动、步进电机或伺服电机进行驱动，机构的运动形式以直线运动为主，自由度较少，一般为2~3个。随着科技的不断发展，未来的机械手将朝着高精度、多功能化、更加智能化、联网化发展，相信在不久的将来可以实现注塑车间全自动化生产。

2    驱动系统设计

        该课题的机械手为平行式机械手，是一种典型的三自锁功能，这样就可以减轻机械手夹持工件后夹紧力，保持机构的工作。

3    力学计算

        由力学公式可以发现，机械手的夹持力F与丝杆的螺旋升角与摩擦角的和的正切tan（λ＋ρ）成反比，与铰杆机构理论压力角的正切tanα成反比，与杠杆主动臂、从动臂长度的比值l1/l2成正比。设机构中电动机、丝杆螺母均已选定，在机械手夹持状态下α=10°、l1/l2＝3、λ＝4.5°、ρ=8.8°，铰杆机构的机械效率ηMT=0.9，杠杆机构的机械效率ηML=0.97，则图1所示机械手能把电动输出的作用力放大约40倍。这一数据充分表明，采用螺旋-铰杆-杠杆串联增力机构的机械手，可以使用在一些要求夹持力比较大的场合。

4    结语

        丝杆螺母传动结构紧凑，文中再将驱动电机与丝杆螺母置于杠杆机构之内，因此与传统的气压缸、液压缸外置布局的机械手比较，结构特别紧凑。再采用螺旋-铰杆-杠杆三级串联增力机构，对抓取力进行非常显著的放大。在实际应用中可根据不同的应用场合选择合适的机构，例如：改变支撑点的位置，实现机械手的外夹持；根据工件外形可以使用两爪、三爪等完成抓取动作。