助力机械手负载平衡的气动控制

        助力机械手，又称为气动助力器、气动平衡吊、移载机等，是能自动平衡负载重量的助力装置，被它拿起的负载，无论负载的重量是怎样的变化，它都会快速感知立即响应自动平衡，负载就像失重漂浮在空气中一样，只要在操作手柄上施加单向力，它就会按你的意愿升降平移，垂直轴线上的负载是通过以zhuanli技术为核心的自动平衡器和气缸组成的气控系统实现平衡的；负载的升降是通过气缸驱动实现的。助力机械手由主机、夹具和气控系统组成。主机具有升降、回转平移功能，根据负载工作区域要求，选择主机参数；根据负载工作过程要求的不同，设计专用夹具；主机、夹具整体功能的实现由气控系统来完成。

   助力机械手的核心是通过平衡阀来调节主气缸两侧的气压，从而实现平衡负载。气源空气进来，先通过气动三联件来净化过滤，过滤器起到排水的作用，减压阀起到设定系统工作压力的作用，油雾分离器是用来除掉压缩空气中的油雾，从而使压缩空气得到净化。净化后的压缩空气首先经过残压释放阀，这里残压释放阀的作用是用来放空，即释放回路中残余的压缩空气。接着压缩空气通过单向阀进入储气罐，单向阀所起的作用是当系统突然断气时，储气罐中的大气不能逆流。而储气继的作用是实现断气保护，也就是说当发生突然断电导致气源断气，这时储气罐中的压缩空气足够维持系统保持原有状态，不会发生工件脱落而伤人的事故。

   储气罐流出的空气进入平衡阀的入口，平衡阀有4个气口，分别是进气口、排气口、溢流口和先导压力口。出气口出来的空气通过双向调速阀接到主气缸的无杆侧，这里双向调速阀所起的作用是调整负载上升和下降的速度，即对进入主气缸的压缩空气进行双向节流。当系统的阻力足够大以及重载时，可以酌夹紧块情考虑不通过双向调速阀，而直接接入主气缸无杆侧的进气口，气缸有侧的气口接消声器，起到气缸排气时的消声作用，系统主气缸采用的是单杆双作用气缸。

   当平衡阀先导压力口的压力突然增大时，溢流口中就有压缩空气排出，直到主气缸完全卸载，重新达到新的平衡状态，此时溢流口才会关闭。平衡阀先导气口的压力变化是由一个二位三通阀来控制，这里称为阀1，通过换向实现有载压力和无载压力的切换。溢流口出来的压缩空气分成2路，一路接快速排气阀，也称为消声排气节流阀：另一路接另一个二位三通阀，这里称为阀2，阀2的作用是控制释放回路的通断，而快速排气阀的作用则是控制阀2的气控口压缩空气的流速，从而为实现空中释放锁定奠定了条件。

   夹持器操作开关采取双手联控，同时开关的出气口侧接入单向节流阀，实现操作开关的延时，以防止无意中按下按钮而起动设备，这里释放回路中的阀2控制释放回路的通断。当平衡阀溢流口中有气通过使阀2切换时，释放回路被切断，此时释放按钮失效，从而实现空中释放锁定。夹持按钮与释放按钮通过逻辑或阀相连来控制阀3的切换及阀1的换向，从而实现有载压力和空载压力的切换。控制回路中的双气控二位五通阀是主要的工作阀，起到换向作用。当夹持按钮起动时，夹持侧气控口有气通过，使双气控阀换向，则夹紧气缸杆伸出，工件被夹紧：当释放侧气控口有气通过，使双气控阀复位，则夹紧气缸杆缩回，工件被释放。在夹紧气缸的进气口和出气口都配有调速阀（排气节流式），用来调整夹紧气缸动作的快慢。

   制动回路是通过机械臂连接处的3个制动气缸来实现的，由一个单气控二位五通阀来实现换向，控制制动气缸的压紧和松开，从而实现系统的制动和漂泊。此阀的气控口由制动旋钮来控制。

   翻转回路同样由一个单气控二位五通阀来实现换向，从而实现翻转气缸的作用，使助力机械手夹持的工件实现从水平到翻转或从翻转到水平，此阀气控口由翻转旋钮来控制。