夹持器

工业设计

夹持器是握住物体进而操控物体的设备。它能够在执行某些动作的同时夹住和松开物体。运动设备往往模仿人体的运动，就夹持器而言，模仿的是手指的运动。“手指”本身并不属于夹持器，它们只是用于夹持物体的专用定制工具，称为“夹片”。

夹持动作

两种主要的夹持动作：

外部夹持：这是最普遍的夹持物体的方法，这种方法最为简单，需要的行程长度也最短。夹持器夹片闭合时，夹持器所施加的夹紧力将夹住该物体。

内部夹持：在某些应用中，由于物体几何形状的原因，或者由于需要接近物体外部，因而需要从中心夹持物体。这种情况下，夹持器将通过扩张力夹持物体。

工作原理

使用最广的夹持器是气动夹持器；它本质上是一个以压缩空气为动力的汽缸。当供应空气时，夹持器夹片将接近物体并牢牢抓住物体，以便执行其它操作，而当空气方向改变时，夹持器将松开该物体。典型应用是改变物体方向或在选放操作中移动物体。

夹持器夹持工件时，应有一定的力约束和形状约束，以保证被夹工件在移动、停留和装入过程中，应完全松开。另外它还应保证工件夹持姿态再现几何偏差在给定的公差带内。

类型和特点

机械夹持器常用压缩空气作动力源，经传动机构实现手指的运动。根据手指夹持工件时的运动轨迹的不同，机械夹持器分为：

(1)圆弧开合型在传动机构带动下，手指指端的运动轨迹为圆弧，这类夹持器对工件被夹持部位的尺寸有严格要求，否则可能会造成工件状态失常。

(2)圆弧平行开合型这类夹持器两手指工作时作平等开合运动，而指端运动轨迹为一圆弧。如图《圆弧平行开合型》示的夹持器是采用平行四边形传动机构带动手指的平等开合的两种情况，其中图(a)所示机构在夹持时指端前进，图(b)所示机构在夹持时指端后退。

(3)直线平行开合型这类夹持器两手指的运动轨迹为直线，且两指夹持面始终保持乎等，如图《直线平行开合型》示。图(a)采用凸轮机构实现两手指的平行开合，在各指的滑动块上开有斜开凸轮槽，当活塞杆上下运动时，通过装在其末端的滚子在凸轮槽中运动，实现手指的平行夹持运动。图(b)采用齿轮齿条机构，当活塞杆末端的齿条带动齿轮旋转时，手指上的齿条作直线运动，从而使两手指平等开合，以夹持工件。

考虑因素

当选择气动夹持器和夹片设计时，这些是要考虑的主要因素:

（1）零件形状、方向和尺寸差异

如果物体有两个方向相对的平面，则可使用双夹片平行式夹持器，这样可以解决尺寸偏差问题。对于圆柱型物体，也可使用双夹片夹持器来夹持。需要注意的是，扣留或包围型夹持需要的力更小。

（2）零件重量

夹持力大小必须足以在对物体执行所需操作时将物体固定住。计算所需夹持力时必须考虑夹片设计的类型。请注意，选择所需的力时应考虑到安全因素，而且气压也是一个需要注意的因素。

（3）可接近性

这既与执行的作业相关，同时也涉及夹持器夹片的空间大小。如果要对物体外部进行作业，则需要进行内部夹持。剪刀式夹持器通常价格更低，但需要的夹片移动空间更大。

（4）环境

在恶劣环境或无尘室中使用的夹持器需要具有相应的设计。

（5）物体的扣留

当气压不再供应时，夹持器将松开对物体的夹持，物体会掉落。对于此类应用，可以使用弹簧辅助式夹持器。