气动助力机械手的平衡原理分析与故障排除
气动平衡助力机械手的原理及应用
气动平衡助力机械手的原理及应用作者：谢楚军来源：《知音励志·教育版》2017年第04期摘要：气动平衡助力机械手是一种新型的物料搬运助力设备。
它的设计原理是利用力的平衡，达到对物品进行相应的推拉从而使得物料位置改变的目的。
本文阐述了气动平衡助力机械手操作的原理和应用，希望能为广大高中学子提供学习上的帮助。
【关键词】气动平衡；原理；应用气动平衡助力机械手是指由人力操控，气动辅助人力进行物料运输的设备。
重物在向上提升或者下降时由气路保证没有人工操作力。
操控力与物体的重量有关，操控气动平衡助力机械手的工作人员用手即可把物品准确的移到空间中的位置。
气动平衡助力机械手操作过程简单易学，在现代汽车业和专业的装配工业应用广泛，人力的劳动力度小，可搬运的物体质量大，是现代搬运业的福音。
1 气动平衡助力机械手的原理和结构正确操作气动平衡助力机械手设备对操作人员和整个生产过程发挥着重要的作用，我们需要对设备的组成和每个组成部分的工作原理进行充分的了解。
气动平衡助力机械手具有操作简单，省时省力安全度高等特点，对于提高生产中的效率和提高产品质量有着重要的作用。
1.1 气动平衡助力机械手的结构助力机械手设备主要由平衡吊主机、抓取夹具及安装结构等部分组成。
平衡吊主机是进行重物在空中保持没有重力作用的设备。
抓取夹具是进行工价抓取以及运输的设备。
安装结构是指根据要求用来支撑整套装置的部分。
不同行业对助力机械手设备的要求不一样，为了满足各个行业实现重物转移的操作，市场上推出了不同类型的平衡吊机。
根据助力机械手工作原理的不同，分为臂杆式和软索式两种，按照装置系统所采用基座不同，分为落地固定式、落地移动式、悬挂固定式、悬挂移动式、附墙式等几种方式。
气动平衡助力机械手设备分为立柱式和悬挂式两种结构，平衡助力机械手主体结构有三个转动节点，一个节点可以沿着自身的轴线转动360°，一个节点可以转动300°，另外一个节点可以自由的转动。
气动机械手设计原理及需要注意的问题
气动机械手设计原理及需要注意的问题蒋慧敏【摘要】设计气动机械手,就需要设计好机械手臂。
在设计气动机械手之前,需要计算好各种公式以及数据等,这样才能使设计出来的产品误差较小。
机械手在设计时,需要只做一个自由度。
要计算好它的每个部位的数据,都要认真研究好,这样才可以减少误差。
在计算好各个数据之后就可以开始进行设计,设计时每个部位都必须研究好,这样在装配时才能不出差错。
在装配好之后,还需要进行试验,然后进行调试,看看哪些方面没有完善,并且改正,这样一个完整的气动机械手才能设计好。
【期刊名称】《时代农机》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】1页(P57-57)【关键词】气动;机械手;设计原理;解析【作者】蒋慧敏【作者单位】江苏省灌云中等专业学校,江苏灌云222200;【正文语种】中文【中图分类】TP241在设计好气动机械手时，要检查它的数据，看看数据是否正确，是否已经达到了最小误差，调试时要注意出现的问题，并且找出合理的解决方法。
气动机械手需要机械与电气相结合，这样才能使机械手更加地灵活方便，性能也变得更强。
1 总体方案设计（1）机械手的设计要求。
机械手在设计时，计算过程必须认真，反复的检查计算过程是否有差错。
机械手还需要液压传动，他依靠液压传动来进行操作。
此外还可以运用气压传动、机械传动，还有电气传动机械手等，而设计的是气动机械手。
只要根据图1原理，就可以设计出一个气动机械手。
气动机械手需要用电磁换向阀来配合，所以在设计气动机械手之前，要设计好一个合理的电磁换向阀。
在设计气动机械手时，还需要用到时间继电器，时间继电器的延时功能对于设计气动机械手有很大的帮助。
图1 气动机械手的原理图（2）气动原理的设计。
在气动机械手中，气动原理的设计是非常重要的。
气动元件，他可以运用到小型产品，简单工艺等地方，在高速情况下，它就不能运用了，必须用其他产品来代替。
气动技术需要运用压缩机，这样才能传递或者控制信号，这是非常重要的手段之一。
机械手故障排除法
机械手故障排除法一、故障排除1.1警报故障码说明:(1)E01: 原点信号故障!(2)E02: 终点信号故障!(3)E03: 副臂上位信号故障!(4)E04: 正臂上位信号故障!(5)E06：正臂成品确认信号故障！(6)E07：副臂夹具信号故障！(7)E08：空气压力不足！(8)E12：正臂侧姿信号故障！(9)E13：正臂回正信号故障！(10)E14：置料安全信号故障！(11)E18：正臂前进信号故障！(12)E20：副臂前进信号故障1(13)E20：副臂后退信号故障！(14)E24：正臂侧姿电磁阀故障！(15)E25：副臂下行电磁阀故障！(16)E26：副臂前进电磁阀故障！(17)E27：变频器故障！(18)E32：原点与终点信号同时ON！(19)E36：置物安全信号已亮！(20)E37：中板信号故障！(21)E80：已达设定模数！(22)E92：开模完信号故障！1.2 警告码说明（1）W01：模侧姿（2）W02：手臂下行时横出入（3）W04：模式未设定（4）W05：成品臂未依模式动作（5）W06：料头臂未依模式动作（6）W10：未归原点（7）W11：未归终点1.3 警报故障排除流程图: 1.3.1 E01:原点信号故障1.3.2 E02:终点信号故障1.3.3 E03:副臂上位信号故障1.3.4 E04:正臂上位信号故障1.3.5 E06: 正臂成品信号故障注意:真空产生器V端(吸气口)必须定期(3~4周)做保养清洗以防吸力不足或检测成吕不正确的情形1.3.6 E07:副臂夹具信号故障1.3.7 E08:空气压力不足1.4.8 E12:正臂侧姿信号故障4.3.9 E13: 正臂回正信号故障1.4.10 E14: 置料安全信号故障4.3.11 E18:正臂后退故障4.3.12 E20: 副臂后退信号故障1.3.13 E22:正臂下故障1.3.13 E23: 正臂进故障1.3.15 E24: 正臂侧姿故障1.3.16 E25: 副臂下故障1.3.18 E27 变频器故障1.3.19 E32: 原/终点信号同时亮1.3.20 E36: 置物安全信号已亮1.3.21: 中板信号故障当射出机开模完后8秒内,若中板信号故障,则出现E37。
机械手的原理及其常见故障分析
（一）、刀具掉刀产生故障的原因可能有： (1)刀具夹不紧掉刀 原因可能是卡紧爪弹簧压力过小；或弹簧后面的螺母松动；或 刀具超重；或机械手卡紧锁不起作用卡爪缩不回：应调松螺母， 使最大载荷不超过额定数值。
(3) 刀具交换时掉刀 换刀时主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移，机械手抓刀时没 有到位，就开始拔刀，都会导致换刀时掉刀。这时应重新移动主轴箱，使其回到换刀点 位置，重新设定换刀点。
由于加工中心的自动换刀要求可靠准确，而且结构相对比较复杂，提高换刀速度技 术难度大。目前国外机床先进企业生产的高速加工中心为了适应高速加工，大都配备了 快速自动换刀装置，很多采用了新技术、新方法。
功能部件技术水平的高低、性能的优劣以及整体的社会配套水平，都直接决定和影响 着数控机床整机的技术水平和性能，也制约着主机的发展速度。而换刀机械手则是加工中 心稳定可靠运行的关键功能部件。它的快速、准确的换刀程序是影响加工中心发挥高效、 可靠的加工性能的重要因素。没有换刀机械手，就不可能有集中工序进行加工的加工中心。 有资料显示，刀库和机械手的故障率约占整机故障率的 25%[1]。所以说，换刀机械手的性 能、质量直接影响着数控机床整机的性能、质量和品种的发展。
机械手的原理及其常见故障分析
摘要：目前，加工中心是备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的一种功能较全 的数字控制机床，也是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计、制 造的水平，是判断企业技术能力和工艺水平标志的一个方面.
关键词：ATC 准确 快速 可靠 稳定
随着人类的发展、文明的进步，工业正不断发展着，需要人们完成的工作量也不断 增大（尤其是那种重复性大的工作，像传运货物），涉及到危险性的工作也日趋增多，这 就迫使人们研究开发一种新装置，能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓 取、搬运物件或操作工具的自动操作的一种装置，而机械手正是这样一种装置：它可代 替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全， 因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
气动机械手的结构设计及伺服控制分析
2021年第7期120引言气动机械手具有结构简单、造价低廉、运行过程无污染等优势，被广泛应用在工业生产领域，是实现自动化生产的主要设备，深受人们的青睐。
为保证气动机械手运行质量，能够在高速运动下，实现任一点自动定位，需要结合气动机械手运行情况，加强结构设计，注重气动伺服定位技术的应用。
基于此，开展气动机械手的结构设计及伺服控制的分析研究就显得尤为必要。
1气动机械手的工作原理气动机械手的工作原理图如图1所示：在工作中，大臂2有两个运动状态，其一是沿着大臂伸展方向的伸缩，其二是围绕着铰接中心进行摆动，在大臂摆动通过气缸4的伸缩来实现。
气缸2的缸体通过铰接的方式连接在机架之上，而活塞端则和大臂相互铰，随着气缸的伸缩，会带动大臂摆动，就能实现气动机械手的上下摆动。
大臂的伸缩运动通过气缸3来实现，气缸3的缸体固定在大臂之上，其中活塞端和小臂相互连接，缸体伸缩就能带动气动机械手进行左右移动。
小臂可看作是伸缩旋转组合缸，既能向前伸出也可以自由旋转，保证气动机械手能够接近物体，并保证良好的夹持姿态，手指在夹紧气缸的驱动之下，就能夹紧或者松开物体。
2气动机械手的结构设计要点2.1手部结构设计手部是气动机械手的主要组成结构，用于夹持或者放开物体，但由于手部和物体接触的形式不同，常用的手部结构有两种形式，一种是夹持式手部，另一种是吸附式手部。
为提升气动机械手的实用性，在手部结构设计时刻，可设计成能够更换的结构。
如果被夹持的物体是圆柱刀柄，可使用夹持式手部结构。
如果被夹持的物体为板材，可选择气流负压式洗盘。
气动机械手中的手部结构，对不同物件所需的要求不同，通常情况下，需要手部结构能够灵活变通，并且具有良好的夹紧力，以保证使用的安全性。
因此，夹持式手部结构，在设计中要尽量选择SMC 的标准回旋式气抓，并安装上两根手指，此种设计方法，结构比较简单，可通过外夹的夹持方式完成物体搬运。
2.2手臂结构设计手臂结构设计是气动机械手设计的重中之重，需要遵循灵活、轻便的设计原则，是手部结构直接接触的部分，至少需要4个自由度，包括：小臂升降模块设计时要保证刀具能够从刀库的插孔中自由提出或者插入，并保证气缸能够按照设计好的轨迹运行；小臂伸缩模块设计时要尽量减少对回转中心的转动惯量；立柱升降模块设计时要保证立柱安装在基座连接的转台之上，同时带动机构进行运动，这就要求立柱具有良好的坚固性和刚性；手臂的回转模块设计时需要保证气动机械手手臂能够实现自由回转运动。
机械手气动系统分析
液压与气动系统的使用与维护机械手气动系统分析机械工程学院谢洪君授课导航 气动机械手自动上下料介绍 气动机械手自动上下料动作 机械手气动原理分析气动机械手自动上下料介绍在自动化生产线上，能自动完成将工件向加工或装配机械供给并上下料的装置，称为自动上下料装置。
自动上下料装置就是为实现将工件自动选入准确的位置，夹紧以及取下工件所必须的许多功能机构的总和，如图自动化生产线实训设备。
气动机械手自动上下料动作气动机械手气动机械手上下料气动机械手自动上料动作①气动机械手夹紧工件②立柱上升③立柱旋转④立柱下降⑤气动机械手松开工件………………那么，这些动作是怎么通过气动系统来实现呢？56气动原理分析气动机械手气压传动系统原理图气动机械手自动上下料装置所用控制阀主要有手动阀k 、机动阀a 0、双气控换向阀a 等。
气动机械手控制阀的应用机动阀有两种：双向起作用的 单向起作用的二位三通机动阀它利用执行机构或者其他机构的机械运动，借助阀上的凸轮、滚轮、杠杆或撞块等机构来操作阀杆，驱动阀换向。
液压与气动系统的使用与维护气动机械手控制阀的应用a）无气控信号 b）有气控信号 c）图形符号二位三通单气控换向阀在信号消失后立即复位。
二位三通单气控换向阀气动机械手控制阀的应用二位五通双气控阀——有记忆控制功能。
信号消失后阀芯不复位，只有在与原信号反方向的新的气控信号到达后，阀门才获得新的开关位置。
a）X口有气控信号 b）Y口有气控信号 c)图形符号气动机械手控制阀的应用单气控换向阀对单作用气缸的换向回路二位五通双气控换向阀对双作用气缸的换向回路a b气动原理分析气动机械手气压传动系统动画气动机械手气动原理分析（1）按下启动阀k，控制气体经启动阀使主控阀c处于左位，C缸活塞杆退回，实现动作C0（立柱下降）。
（2）当C缸活塞杆退回，其上的挡铁压下c0时，控制气体使B缸的主控阀b处于左位，B缸活塞杆伸出，实现动作B1(伸臂动作）。
（3）当B缸活塞杆伸出，其上的挡铁压下b1时，控制气体使A缸的主控阀 a 处于左位，A缸活塞杆退回，实现动作A0(夹紧工件）。
气动辅助控制助力搬运吊装机械手设计
气动辅助控制助力搬运吊装机械手设计简介随着我国工业快速的发展，在工业生产中，人们经常要在高温、腐蚀及有毒气体等存在有害物质的环境下工作，增加了工人的劳动强度，危及到工人的生命安全。
机械手能够部分的代替人工操作，实现机械化和自动化操作，得到广泛的应用。
其按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸，改善了工人的劳动条件，是工业机器人系统中传统的任务执行机构。
机械公社圈机械手是机器人的关键部件之一，能显著地提高劳动生产率。
目前：机械手主要由手部和运动机构组成。
手部是用来抓持工件的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料的不同，设有多种结构形式的手部，一般专用机械手的手部只有一节关节，很难夹持多种类型的物件。
运动机构可以使手部完成各种转动、移动或者复合运动，改变被抓持工件的位置和姿势，达到规定的要求。
运动机构的升降、伸缩、旋转的方式，称为机械手的自由度。
机械公社圈自由度越多，其结构也越复杂，制造难度就越大。
一般的运动机构只有2-3 个自由度，很难达到理想的抓拿效果。
与此同时，机械手在作业时，普通起吊设备在运行时，存在一定的冲击力及反弹力，对工件损害较大。
所以：在国内同行业中，科研单位和企业科技人员在不断地研究、探索、改进机械手的控制程序以达到理想效果，虽然在技术上取得一些进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术问题，希望研究出操作方便，实用、安全性能好的机械手，能有效地提高生产效率。
优点该机械手采用电气控制、气压控制及机械原理相结合设计而成，利用电气技术控制气压控制阀，使机械手实现快速抓夹工件与传送和装卸，机械公社圈利用电气按钮开关，开与关实现操作机械手的抓夹与卸料动作。
并能保持气缸输出的气压达到平衡，减少了气压冲击力及反弹，提高机器的性能及安全可靠性。
并且设有移动装置，可实现移动作业。
独特的夹爪设计，适应抓夹不同形状、材质、重量工件的需求。
通用性广，提高工作效率。
气动辅助控制助力搬运吊装机械手1.内侧板、2.大侧板、3.伸缩气缸、4.拉杆、5.万向轮、6.移动小车、7.立柱、8. 轴承座、9. 气管、10. 摆动主臂、11. 摆动副臂、12. 旋臂轴承座、13. 旋转主臂、14. 垂臂轴承座、15. 扶手、16. 机械手主轴、17. 电气控制盒、18. 旋转气缸、19. 夹紧气缸、20. 夹爪、21 工件移动小车6 是一个长方形状的底盘，在底盘的四角上各设有一个万向轮 5，在底盘的中心设有立柱 7，左侧设有拉杆 4，立柱 7 顶端设有轴承座 8，可旋转 360°，立柱 7 的顶端与大侧板 2 右侧的下端相连接，大侧板 2 内设有气压控制阀，气压控制阀与伸缩气缸 3 相连接，伸缩气缸 3 设置在大侧板 2 左侧的下端，伸缩气缸 3 的导杆与内侧板1 下端上的导套相连接，大侧板2内设有内侧板1，大侧板2左侧设有长条腰形孔滑动轴槽，轴槽内设有两个滑动轴，分一上一下，两个滑动轴与内侧板 1 相连接，在内侧板 1 两个滑动轴偏中心设有一个摆动主臂轴，在大侧板2 上右侧设两个轴，机械公社圈上轴与摆动副臂11 的顶端相连接，下轴与摆动主臂 10 相连接，摆动主臂 10 与摆动副臂 11 的另一端均与旋臂轴承座 12 相连接，旋臂轴承座 12 与旋转主臂 13 顶端的主轴相连接，可旋转 360°，旋转主臂 13 与垂臂轴承座14 相连接，垂臂轴承座 14 可垂臂旋转 360°，垂臂轴承座 14 与机械手主轴 16 相连接，机械手主轴 16 上设有扶手 15，扶手 15 下端内侧设有电气控制盒 17，电气控制盒 17 上面设有按钮开关，电气控制盒17的电气线路与气压控制阀、旋转气缸18、夹紧气缸19线路相连接，机械手主轴 16 另一端设有旋转气缸 18，旋转气缸 18 通过气管9 与气压控制阀相连接，气管9 内设有两根管路，一根进气管，一根回气管，旋转气缸 18 的主轴通过机械手主轴 16 顶端的轴孔与夹紧气缸 19 相连接，夹紧气缸 19 与夹爪 20 相连接，夹爪 20 可左右各旋转 90°，夹爪 20 为两节关节，夹爪 20 内夹有工件 21，构成了气压控制助力机械手。
气动助力机械手工作原理
气动助力机械手工作原理
气动助力机械手是一种使用空气压缩机或气压驱动气动元件来实现动作的机械手。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 压缩空气供给：通过空气压缩机将大气中的空气压缩到一定压力后，通过管路输送至气动助力机械手中。
2. 气动元件控制动作：气动助力机械手中使用了气动元件，如气缸、气动马达等，通过调节气源供给和排气，通过控制气缸的进出气，实现机械手的动作。
3. 机械结构传动：机械手的机械结构通过传动装置与气动元件连接，将气动元件的运动转化为机械手的运动，实现机械手的抓取、举升、转动等动作。
4. 控制系统控制：气动助力机械手需要通过控制系统来控制机械手的运动，可以通过手动操作、自动控制或PLC控制等方式实现。
总结来说，气动助力机械手的工作原理就是通过压缩空气供给和气动元件控制动作，实现机械手的运动，完成抓取、举升、转动等工作。
气动助力机械手的应用及系统功能分析
气动助力机械手的应用及系统功能分析在现代化工业生产过程中，为了应对大型零部件的搬运及装配，降低操作人员的劳动强度，提高工作效率，采用气动助力机械手。
操作人员只需用很小的力就可以上下左右移动很重的工件。
气动助力机械手的基本原理是用恒压控制气路来平衡负载，借助平行连杆机构实现任意位置的平衡。
一、适用范围和类型：气动助力机械手适合安全、高效的抓放任何不同形貌、形状的物品，抓取重量范围10kg―600kg,根据不同的安装形式包括3个种类：立柱式、悬吊固定式、悬吊滑动式。
立柱式悬吊固定式悬吊滑动式二、安全特性1. 安全阀单元监控机械臂的运动速度、防止在错误指令发出或意外发生后机械臂快速上升或下降伤人。
2．单向阀单元+储气罐单元断气保护：确保机械手断气不会发生意外伤人，操作可持续1 到2 个工作循环。
3．制动器单元1）制动器位于连接关节处，以防止机械手旋转和松脱，也可使得操作者容易控制工件、即机械手和夹具可停在任意位置；制动器由装在夹具上的按钮控制，当操作者按下控制按钮后，机械手处于锁紧状态；制动器也可用于工作结束后停放机械手。
2）处于制动状态时，机械手所有按钮不起作用，防止意外伤害发生。
4．夹具自锁单元截止阀功能设计，防止系统在任意位置出现断气或漏气现象时，夹具不会松开物体，除非操作者发出指令。
5．负载自锁单元----负载到位保护负载自锁到位保护设计，确保在工件没有放到指定位置时，夹具不会松开，即使按“松开”按钮；此设计可以阻止工件的非人为释放。
6．负载自锁单元----负载悬空保护负载自锁悬空保护设计，确保工件处于半空中，永不释放，即使按“松开”按钮。
如果操作者停止按“松开”按钮，机械手和夹具就会回到原始平衡状态；如果操作者继续按“松开”按钮，工件会继续处于被抓紧状态，并慢慢地随机械臂下降到设计最低点。
7．负载自锁单元----负载极限保护负载自锁极限保护设计，在机械手设计最低极限位置时，夹具不会松开负载，即使按“松开”按钮。
气动机械手控制系统设计分析
气动机械手控制系统设计分析气动机械手是一种用气压作为动力源的机械手臂，主要应用于工业自动化制造中的装配、夹取等工作。
气动机械手控制系统是机械手操作的重要组成部分，本文将从气动机械手控制系统设计分析的角度，对气动机械手控制系统相关问题进行分析。
一、气动机械手控制原理气动机械手的控制原理是通过空气压力驱动气缸活塞，改变气缸活塞的位置从而实现机械手臂的运动。
气动机械手控制系统一般由执行机构、感应元件、控制器、传感器等组成，其中最重要的部分就是控制器。
在气动机械手控制系统中，控制器是独立的微型计算机，其主要功能是根据操作者的设定来计算控制信号并形成控制指令，同时控制器还负责接收传感器的信号，控制气缸的开闭以及控制气压的大小等。
控制器一般使用PLC（可编程逻辑控制器）或PC（个人计算机）等。
二、气动机械手控制系统设计1、控制器选型气动机械手控制系统设计的一个重要因素是选择控制器类型。
可编程逻辑控制器（PLC）是主要的控制器类型之一，它是一种基于电子技术的智能控制器，具有可编程性和可扩展性特点。
PLC的应用是非常广泛的，它可以用于机器人、制造业、自动化系统等领域。
另外，个人计算机（PC）也可以作为气动机械手控制器。
相比PLC，PC的可编程性更强，其控制功能也更加灵活。
不过，PC在可靠性和实时性方面相对较弱，其控制系统需要通过编写控制软件或使用现有的控制程序来实现。
因此，在实际应用中需要根据具体的控制要求和性能要求来选择控制器类型。
2、传感器选型在气动机械手控制系统中，传感器是非常重要的部分，它能够实现机械手运动的持续监测和位置检测。
传感器的选型应该根据需求进行，有以下几种常用传感器：（1）接触式传感器：可以感知物体的接触情况，通常用于检测机械手夹持物体的情况。
（2）光电传感器：可以感知物体的存在和位置，通常用于检测工件的位置和方向。
（3）压力传感器：可以感知气压变化，通常用于检测气缸的工作状态。
（4）编码器：可以检测机械手的位置和方向，通常用于机械手的导航。
气动助力机械手的平衡原理分析与故障排除
气动助力机械手的平衡原理分析与故障排除摘要：气动助力机械手又称平衡器、平衡环、气动助力器等，由于其具有省事，省力的特点，被广泛应用于现代工业中的各个领域，如：大型物料的移载，搬运，大型设备的精确定位、装配等场合，总之，在现代生产中，无论原料的接受还是半成品的加工、生产、配送等环节，气动机械手都发挥着不可替代的作用。
基于此，本文主要对气动助力机械手的平衡原理与故障排除进行分析探讨。
关键词：气动助力机械手；平衡原理；故障排除1、气动助力机械手的组成气动助力机械手的重要组成是：平衡装置、气动系统、安全系统和操作系统。
操作系统由夹具，操作手柄和操作气路组成，它将硅棒夹紧，是机械手的手臂。
它的复杂程度决定了机械手的复杂程度；它的人性化程度决定了机械手的成败。
安全系统由多个回转关节的刹车，限位，安全气路及外保护组成，它使机械手安全可靠。
平衡装置是机械手的主体，是实现力平衡的主要机构。
它由气动系统由平衡气路，负载负荷转换逻辑气路，操作气路和安全气路组成。
是实现力平衡的主要动力源。
平衡气路用于平衡夹具和硅料的重量，负载负荷转换逻辑气路使机械手在有载，无载状态下均可实现平衡。
操作者始终处于轻松的工作状态，它是机械手的灵魂。
2、气动助力机械手平衡功能的工作原理通过阅读气动原理图（图1），助力机械手的“初定位”、“翻转”、“刹车”动作较易理解，文章不再叙述，重点分析“加载”、“夹紧”，以及“放松”后“空载”状态实现的工作原理。
图1 气动原理图2.1重力平衡气缸的空载压力与加载压力“重力平衡气缸”的压力由一个外控式减压阀9控制，进入重力平衡气缸的压力将由该外控式减压阀的压力实现控制。
外控式减压阀的控制气路连接到梭阀13，梭阀的两端分别直通到减压阀11以及间接通过阀3连通到减压阀12。
图中减压阀11常通，可知减压阀11调定的是“空载”压力，减压阀12调定的是“加载”压力。
“空载”压力与“加载”压力切换时，起作用的是阀3的通断，当阀3的非弹簧位起作用时，通过减压阀12与通过减压阀11的气体同时进入梭阀13的两端，因为调定“加载”压力的减压阀12压力一定高于调定“空载”的减压阀11的压力，根据梭阀工作时取输入高压作为输出的原理，通过减压阀12的“加载”压力进入外控式减压阀9的控制口，“重力平衡气缸”得到的是“加载”压力状态。
气动变频横走式机械手控制解决方案
气动变频横走式机械手控制解决方案气动变频横走式机械手控制解决方案是当前智能制造领域中的一个重要技术，其能够帮助企业提高生产效率，降低生产成本，提升生产质量。
本文将从气动变频横走式机械手的原理、应用及控制等方面进行阐述，探讨气动变频横走式机械手控制的解决方案。
一、气动变频横走式机械手的原理气动变频横走式机械手是一种采用气动调节器控制、触摸屏操作的机械手，其工作原理是通过气动系统的控制，达到机械手的运动效果。
具体地说，气动变频横走式机械手的运动轨迹是由步进电机控制，而步进电机又是由变频器控制的。
在工作时，气源经过气源三联模块均衡分配后，通过气管将均匀的气体送入气缸驱动运动部件，实现机械手的动作需求。
二、气动变频横走式机械手的应用气动变频横走式机械手广泛应用于各个行业的生产线上，如电子、机械、汽车、食品等领域。
例如，在电子制造业中，气动变频横走式机械手能够快速而精准地完成组装、插接、贴片等工作，提高生产效率；在汽车制造业中，气动变频横走式机械手能够完成车身涂装、焊接、装配等工作，提高生产质量。
在食品包装领域，气动变频横走式机械手的高速快捷性能，适用于各种食品包装的快捷、规范封装。
三、气动变频横走式机械手的控制在气动变频横走式机械手的控制方面，需要考虑实现机械手的定位、控制、调试管理、故障检测与处理等。
在机械手的运动控制方面，需要精确掌握机械手的加速度、速度、位置和姿态等参数，才能实现机械手的快速精准运动。
因此，在气动变频横走式机械手的控制方面，需要采用控制器进行管理。
在气动变频横走式机械手控制器中，需要采用PID调节方法，实现机械手的位置或速度控制。
PID调节可以通过控制机械手的角度、速度和加速度等参数对机械手进行精准控制，从而实现机械手的高效自动化操作。
同时，该调节方法还可以保证机械手的定位精度，并且优化机械手的速度和加速度，从而实现更快速、更准确的操作。
四、气动变频横走式机械手控制解决方案为了在气动变频横走式机械手的控制过程中实现高效的工作效率，需要采用一系列的控制解决方案。
气动平衡助力机械手反馈控制系统设计
气动平衡助力机械手反馈控制系统设计
巴晓甫;李欢欢;王永宏;侣胜武;闫喜强
【期刊名称】《液压与气动》
【年(卷),期】2017(000)012
【摘要】针对气动平衡助力机械手负载端力臂不断变化的随位平衡问题,提出通过反馈控制实现机械手随位平衡方法.在采集气缸输出端压力基础上,将输出压力信号实时反馈给气缸输入端控制器——主气控调压阀,通过对主气控调压阀输出端的气压调节,使气缸输入端压力和输出端压力达到动态平衡,实现机械手在负载端力臂变化情况下的随位平衡.实验结果表明:在额定载荷下,人手能轻便地移动机械手;当停止移动时,机械手在无手操纵力下能自动平衡.
【总页数】5页(P90-94)
【作者】巴晓甫;李欢欢;王永宏;侣胜武;闫喜强
【作者单位】中航飞机股份有限公司西安飞机分公司制造工程部,陕西西安710089;西安航空职业技术学院汽车工程学院,陕西西安710089;中航飞机股份有限公司西安飞机分公司制造工程部,陕西西安710089;中航飞机股份有限公司西安飞机分公司制造工程部,陕西西安710089;中航飞机股份有限公司西安飞机分公司制造工程部,陕西西安710089
【正文语种】中文
【中图分类】TH138;TP241
【相关文献】
1.气动平衡装填机械手技术研究 [J], 刘威;姚涛
2.气动平衡助力机械手的原理及应用 [J], 肖立军;米学宁;石雷;管依;林晓东;杨亮
3.气动平衡助力机械手反馈控制研究 [J], 惠潇潇
4.基于压力反馈控制的车间机械手智能防碰撞监测系统设计 [J], 菅振邦
5.基于压力反馈控制的车间机械手智能防碰撞监测系统设计 [J], 卢剑伟
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气电一体化助力机械手概述
气电一体化助力机械手概述作者：刘小满来源：《名城绘》2020年第06期摘要：随着自动化、智能化发展速度的加快，机器人在工业生产中的运用不断增多，助力机械手属于机器人的一种，其可在复杂、强度大的生产环境中发挥重要作用，既可降低人员工作量，也可避免偏差的产生，提高工业生产效率。
文章就将重点对气电一体化助力机械手的进行详细阐述和说明。
关键词：气电一体化;助力机械手;生产效率助力机械手能够替代企业员工开展搬运、装卸等较为笨重的工作，从而降低劳动损耗，减少人员作业量，节约企业人资成本。
气电一体化助力机械手在现今工业生产中的运用，可满足新时期发展下的各种需求，增强我国的工业生产实力，为经济效益的提升提供帮助。
1、气电一体化助力机械手的运行原理气电一体化助力机械手可借助减速电机和机械传动装置，实现物体搬运，保证物体搬运的稳定性、均衡性，且利用气电一体化助力机械手一次搬运重量可达到1吨以上。
同时，气电一体化助力机械手还具备自动上锁的功能，在意外情况发生后，系统会开启自动上锁功能，维护设备运行安全性，避免危险的发生。
而设备内的平衡气缸与气动元件装置可使搬运物体保持在无重力浮动状态下，减少搬运阻力，降低搬运难度。
2、气电一体化助力机械手的构成2.1减速电机减速电机在气电一体化助力机械手中占有重要地位。
通过对减速电机的研究发现，其具有的优势为：体积小、结构紧凑、造型美观、承载力强、精细度高、适用范围广、能耗率低、不会产生噪音污染。
伺服电机是减速电机的衍生体，除具备减速电机优势外，使用寿命和运转平稳性有所改进，精准度进一步优化。
2.2传动装置气电一体化助力机械手的传动装置以螺杆副传动为主，具备垂直升降、導向、自动上锁等功能，可大大提升气电一体化助力机械手运转的安全性，增强物体移动过程的平稳性、高效性。
传动装置具备噪音污染低、结构简单、稳定性高、承载能力强等优势，且设备运转中对电能的需求量不高，但运转速度快，传动精准度高，可确保气电一体化助力机械手运行效率，在问题发生的第一时间，实施自锁保护，维护设备的运转安全。
机械手的原理及其常见故障分析
机械手的原理及其常见故障分析机械手是一种能够模拟人手动作并执行各种操作任务的机器人设备。
其原理基于机械结构、传动机构、控制系统等多个方面的技术。
1.机械结构：机械手的结构通常由三个关节组成，分别为“肩部”、“肘部”和“手腕”。
这些关节通过电机或液压系统控制运动，并且可以实现旋转、抓取和放置等动作。
2.传感器技术：机械手配备了多种传感器，如光电传感器、力传感器和视觉传感器等。
这些传感器可以感知环境和物体的信息，并向控制系统提供反馈，以实现精确的操控。
3.控制系统：机械手的控制系统利用计算机或嵌入式系统来控制运动和操作。
通过编程和算法的设计，控制系统能够实现机械手的自动化操作，完成各种复杂的任务。
机械手的常见故障可以分为以下几类：1.电气故障：机械手的运动通常依赖于电机的正常工作。
电气故障可能包括电机损坏、电线断开、控制系统故障等。
这些故障将导致机械手无法准确地执行任务。
2.机械故障：机械手的关节和传动机构在长时间使用后可能会出现磨损和松动等问题。
这将导致机械手的运动不稳定，甚至失去控制能力。
3.传感器故障：机械手的传感器如果出现损坏或失效，将无法准确感知环境和物体的信息。
这将导致机械手的操控能力受到限制。
4.通信故障：机械手的控制系统通常与外部设备或网络进行通信。
如果通信出现故障，机械手将无法接收或发送指令，从而无法执行任务。
对于机械手的常见故障，可以采取以下分析方法：1.观察和检查：通过观察机械手的运动和操作情况，以及检查电线、电机和传感器等部件的状态，可以初步确定故障的位置和类型。
2.测试和测量：使用测试设备和仪器对机械手的电气和机械系统进行测试和测量。
通过测量电流、电压、功率等参数，可以确定故障的具体原因。
3.维护和保养：定期对机械手进行维护和保养，如清洁和润滑关节、更换磨损零部件等，可以减少故障发生的可能性。
4.故障诊断：如果故障无法通过以上方法解决，需要进行故障诊断。
通过查看故障代码和日志，以及利用专业的故障诊断工具，可以确定故障的具体原因和解决方案。
气动助力机械手说明书
气动助力机械手 使用说明书一、概述首先感谢您选择了我公司生产的气动搬运机械手，气动搬运机械手是我公司自主研发的一款应用于生产线助力搬运的设备，此设备操作简单、使用安全可靠、维护保养方便等显著特点，只需进行简单的按钮操作即可实现工件的快速搬运，是现代生产线、仓库等最理想的搬运设备。
本机与传统电动助力机械手相比，具有结构轻巧、拆装方便、用途广泛等特点，可搬运载荷从10Kg到100Kg，满足不同用户的需要。
本产品具有以下几个显著特点：1．稳定性高，操作简单。
采用全气动控制，只需操作一个控制开关便可完成工件的搬运过程。
2．效率高，搬运周期短。
搬运开始后，操作者用较小的力便可控制工件在空间中的运动，并且可在任意位置停止，搬运过程轻松、快捷、连贯。
3．安全性能高，设置了断气保护和工件检测。
当气源压力突然消失时，工件会保持在原位置而不下落。
挂钩上没有工件时，有载开关无法启动，避免操作端突然升起，保护操作者的安全。
4．主要元器件均采用国际知名品牌产品，质量有保证。
本使用说明书详细说明了其使用方法及注意事项，为更好的操作设备，使用前请仔细阅读本说明书并妥善保管。
二、性能参数作业半径：700~2500mm升降幅度：1300mm水平旋转角度：0~350°挂钩旋转角度：360°额定载荷：30Kg工作压力：0.5Mpa三、构造原理简介本套助力机械手系统采用全气动控制来搬运工件，其主体由支座、动力机构、连杆组、吊钩、气动控制系统组成，如图一所示，简介如下：1.支座2.动力机构3.气动控制系统4.连杆组5.吊钩图一气动助力机械手的组成1.支座：支撑整个机械臂并带有旋转功能，根据要求可在规定范围内旋转。
支座用4个M20膨胀螺栓固定在地面上。
2.动力机构：由气缸推动滑块运动，实现操作端的升降运动。
3.连杆组：平行四边形的杆机构依靠气缸和平衡块实现任意位置的平衡停止，可使连杆组操作端在1800mm的水平范围，最大半径2500mm，最小半径700mm，竖直升程1300mm的范围内运动。
气动机械手设计调研报告
气动机械手设计调研报告气动机械手是利用空气压缩机产生气动力驱动的机械手。
它的设计和应用在各个领域都具有重要意义。
本调研报告将对气动机械手的设计和应用进行调研，并分析其优点和不足之处。
一、气动机械手的设计原理气动机械手的设计原理基于空气压缩机产生的气动力。
气压通过管道传输到机械手的气缸中，使活塞运动，从而驱动机械手实现抓取、搬运等动作。
气动机械手具有结构简单、体积小、重量轻、成本低的优点，适用于需要快速、精确和连续运动的场合。
二、气动机械手的应用场景气动机械手广泛应用于工业生产线、仓储物流、自动化仪器等领域。
在工业生产线上，气动机械手可以承担物料的搬运和组装任务，提高生产效率和质量。
在仓储物流领域，气动机械手可以实现货物的快速装卸和分拣，减少人力成本。
在自动化仪器领域，气动机械手可以用于实验操作、样品处理等任务。
三、气动机械手的优点1. 结构简单：气动机械手由气缸、活塞、连接杆等简单组件组成，易于制造和维护。
2. 快速响应：气动机械手响应速度快，可以实现高频率和高精度的动作。
3. 负载能力大：气动机械手可以通过增加气源的压力来增加负载能力，适用于重物搬运等任务。
4. 成本低：相比于电动机或液压机械手，气动机械手的成本较低。
四、气动机械手的不足之处1. 控制复杂：气动机械手的控制需要通过气源的压力和流量控制来实现，相对复杂。
2. 动力不稳定：由于气压在工作过程中会波动，气动机械手的力和速度也会有所波动，不够稳定。
3. 环境要求高：气动机械手的工作环境需要保持相对清洁和无尘，否则容易影响气缸的正常运动。
五、发展趋势和展望随着自动化技术的进步和工业生产的需求增长，气动机械手将会有更广泛的应用。
未来的气动机械手可能会在控制系统和驱动方式上有所创新，以提高其精度和稳定性。
此外，利用智能传感器和人工智能技术，可以实现气动机械手的自主控制和智能操作，提高其效率和灵活性。
综上所述，气动机械手具有结构简单、体积小、重量轻、成本低等优点，在工业生产线、仓储物流、自动化仪器等领域有广泛的应用前景。
气动机械手的结构设计-分析及控制的研究
气动机械手的结构设计\分析及控制的研究摘要：随着微电子技术、传感器技术、控制技术和机械制造工艺水平的飞速发展，机器人的应用领域逐步从汽车拓展到其它领域。
在各种类型的机器人中，模拟人体手臂而构成的关节型机器人，具有结构紧凑、所占空间小、运动空间大等优点，是应用最为广泛的机器人之一。
尤其由柔性关节组成的柔性仿生机器人在服务机器人及康复机器人领域中的应用和需求越来越突出。
关键词：模拟人体手臂; 关节型机器人Abstract: with the microelectronics technology, the sensor technology, control technology and machinery manufacturing technology level of rapid development, application field of robot gradually expand from car into other fields. In all types of robot, simulation of a human arm robot joints, with compact structure, accounting for the space is little, sports a large space etc, and is one of the most widely used a robot. Especially by flexible joints of the flexibility of the bionic robot composed in service robot and rehabilitation robots the application fields and demand more and more outstanding.Keywords: simulation human arm; Joint robot1、引言近20年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。
气动平衡原理
气动平衡原理气动平衡原理是一种基于压力平衡的机械原理，用于控制飞行器、空气动力系统和工业自动化等领域中的运动状态。
在工业自动化中，气动平衡原理是一种重要的控制机制，可以实现自动化系统的平衡、稳定和可靠性。
下面将详细介绍气动平衡的原理、工作原理和应用。
一、气动平衡的原理气动平衡是一种基于空气的机械原理，利用空气动力学的原理对颗粒、流体等进行分析和控制。
每一个物体都受到空气对其表面的压力力和阻力力的作用，气动平衡就是基于这一原理来进行设计和控制的。
基本原理是：当一个物体在空气中运动时，它所受到的空气动力在横向和纵向上是相等的，即要使物体保持平衡，就要保持局部压力和速度的平衡。
这就是气动平衡原理。
二、气动平衡的工作原理气动平衡原理主要是依靠压力差来实现的。
通过对空气压力的差异进行调节，就可以实现对物体的控制。
气动平衡系统包括传感器、执行元件、调节器和控制系统。
在气动平衡系统中，传感器起着非常重要的作用。
传感器主要用来测量局部空气压力，按照测量的数据输出相应的电信号给控制系统。
控制系统将这些信号进行分析，然后通过调节执行元件的活动来实现对气动平衡系统的控制。
调节器是气动平衡系统的关键部件，用来调节气体流量并保持平衡。
调节器根据传感器测量到的局部压力信号，调节气体流量和进出口流道的面积，从而实现对气动平衡系统的控制。
执行元件主要有一些活门、阀门、隔板等，通过活门或阀门的开启或关闭，来实现气流的控制。
执行元件的开启或关闭是由控制系统通过传感器和调节器来控制的。
三、气动平衡的应用气动平衡的应用范围非常广泛，主要应用于飞机、汽车、船舶等运动器械，能够保证运动器械的平衡性和稳定性。
此外，气动平衡还被广泛应用于机床、舞台灯光、工业自动化等领域中。
从机床的应用来看，气动平衡可以用于控制锯片和磨头的转速，保证其自动平衡，提高木工和金属车床的加工效率。
在工业自动化中，气动平衡系统可以用来控制货物的悬挂和调节，以保证机械设备的稳定性和安全性。
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制，进入重力平衡气缸的压力将由该外控式减压阀的压 力实现控制。外控式减压阀的控制气路连接到梭阀13， 梭阀的两端分别直通到减压阀11以及间接通过阀3连通
收稿日期：2016-11-30 作者简介：张璐（1981 -），男，上海人，工程师，工学学士，主要从事制造设备的机械维修技术工作。
1 气动助力机械手的使用功能
OP340工位的气动助力机械手用于将变速器搬运至 检测线。助力机械手具备操作面板，如图1所示，面板 上的拨杆、按钮及其作用如气动原理图（图2）所示。
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1.重力平衡气缸；2.气动控制元件；3.机械手悬臂；4.机械手夹具；5.变速器总成；6.操作面板
图1 助力机械手外观及其部件分布
在使用机械手进行工位操作时，操作者手动移动 机械手夹具到装配线上的变速器放置处，调整夹具与变 速器对位，拨动操作面板上的“初定位”拨杆按钮，使 机械手与变速器初定位。初定位结束后，按“夹紧”按 钮，使夹具有效夹紧变速器。按下“加载”按钮，此时 机械手夹具转为平衡悬浮状态，夹具控制盒上的负载指 示器转变为红色。将夹具移至空旷处，按下“翻转”按 钮，将工件翻转到所需状态。移动夹具到安装位置处， 将变速器放置到位后，按住“放松”按钮，夹具与变速 器脱离，负载指示器转变为白色。手动移动夹具至空旷 处，按下“翻转”按钮，待夹具翻转到取料状态后，将 机械臂移动到空闲位置，按下“刹车”按钮，锁住各回 转关节，完成本次操作过程。
气动助力机械手的“空载”指的是机械手夹具上 无变速器时的状态，“加载”是指 机械手夹具上有变速 器时的状态。助力机械手的悬臂后端有一“重力平衡 气缸”，在“空载”时用于平衡助力机械手悬臂的自 重，“加载”时平衡变速器的重量及助力机械手悬臂的 自重。
2 气动助力机械手平衡功能的工作原理
通过阅读气动原理图（图2），助力机械手的“初 定位”、“翻转”、“刹车”动作较易理解，文章不再 叙述，重点分析 “加载”、“夹紧”，以及“放松” 后“空载”状态实现的工作原理。
【70】 第39卷 第2期 2017-02
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图2 气动原理图
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到减压阀12。图中减压阀11常通，可知减压阀11调定的 是“空载”压力，减压阀12调定的是“加载”压力。
“空载”压力与“加载”压力切换时，起作用的是 阀3的通断，当阀3的非弹簧位起作用时，通过减压阀12 与通过减压阀11的气体同时进入梭阀13的两端，因为调 定“加载”压力的减压阀12压力一定高于调定“空载” 的减压阀11的压力，根据梭阀工作时取输入高压作为输 出的原理，通过减压阀12的“加载”压力进入外控式减 压阀9的控制口，“重力平衡气缸”得到的是“加载” 压力状态。如果阀3的弹簧位起作用，“重力平衡气 缸”得到的是“空载”的压力状态。
2.3 “放松”与“空载” 当把变速器放置到位，按下并按住“放松”按钮，
压缩空气进入阀4、阀5的非弹簧位，立即使这两个阀的 非弹簧位起作用，经过减压阀12、阀3的“加载”压力 压缩空气由于阀4的换向而被切断，此时进入外控式减 压阀9外控口的是减压阀11调定的“空载”压力压缩空 气，重力平衡气缸欲由“加载”状态向“空载”状态切 换，但由于阀5的换向，直接关闭了外控式减压阀9的无 阻碍排气口（阀5上安装的消声器），外控式减压阀9的
2.2 “夹紧”和“加载”
按下“夹紧”按钮后（只需按下即放开），气控 阀6的图示右位起作用，压缩空气进入“夹紧气缸”， “夹紧气缸”的夹爪夹紧变速器。此时，按下“加载” 按钮（按住），压缩空气经过梭阀1进入双压阀2的右 端，此时双压阀2两端的输入压力相等，均为气源压 力，双压阀产生输出，此时阀3的非弹簧位起作用， “重力平衡气缸”得到“加载”的压力状态，加载压力同
助力搬运或移载零部件的目的。详细分析了变速器装配线上气动助力机械手平衡功能实现的
工作原理，排除了实际生产过程中出现的平衡功能故障。
关键词：气动；助力机械手；平衡助力；排气节流阀
中图分类号：TP241.2
文献标识码：A
文章编号：1009-0134(2017)02-0070-03
0 引言
气动助力机械手广泛应用于我公司双离合变速器的 装配线上，操作者通过操作机械悬臂、使用机械手操作 面板上的拨杆或按钮，完成变速器在机械手夹具上的定 位、夹紧放松、翻转等动作，实现变速器总成在装配线 上的搬运和移载。气动助力机械手采用纯气动控制，无 电气控制元器件。机械手具备平衡悬臂自重及变速器重 量的功能，平衡功能是气动助力机械手的重要特点与气动 控制难点。本文以装配线上OP340工位的气动助力机械手 为例，分析其平衡功能的工作原理及其故障的排除。
气动助力机械手的平衡原理分析与故障排除
Balancing principle analysis and troubleshooting of power pneumatic manipulator
张璐
ZHANG Lu
（上海汽车变速器有限公司，上海 201807）
摘 要：气动助力机械手广泛运用于汽车及零部件装配生产线上，通过气体压力平衡零部件的重量达到
第39卷 第2期 2017-02 【71】
排气需要经过排气节流阀10实现。重力平衡气缸由“加 载”切换至“空载”时需要将气缸内压力由“加载”压 力下降到“空载”压力，压力的下载需要通过排出多余 的气体来实现，排气则只能通过外控式减压阀的排气 口，但此时外控式减压阀的排气口被排气节流阀10节 流，延长了排气时间，也就延长了重力平衡气缸由“加 载”切换至“空载”的时间。
时通过气管通路进入“负载指示灯”，负载指示灯亮起。 按下的“加载”按钮随后放开，梭阀9的右端输入
停止，气管内的加载压力将把梭阀内钢球顶到右边，关 闭梭阀右端的输入，梭阀左端输入至输出打通，加载压 力气体进入双压阀2的右端，由于双压阀2的左端输入压 力为气源压力，此时双压阀2的右端压力（加载压力） 低于左端压力，根据双压阀输入压力不同时取低压作为 输出的原理，双压阀2右端的加载压力进入阀3，继续使 阀3的非弹簧位起作用，此时“重力平衡气缸”将保持 “加载”的压力状态，负载指示灯也保持亮起状态。