不可忽视的一种机械设计——钩扣机构构型设计

在机械产品和自动化设计中经常会遇到一种大学机械工程本科书上没有的一种机械，钩扣机构。用途很广，比如火车挂钩，汽车牵引钩，行车吊钩，机动车辆箱门板锁定装置。轿车后备箱开关锁定装置机构，常规武器中枪炮机械中不少都有钩扣机构组成，日常生活中服装用的拉锁等都属于钩扣机构。

钩扣机构看起来很简单，但里面蕴藏着机械机构和机械逻辑类机构的很多道理，是机构学中机构的外延。

钩扣初步

简单的钩扣是挂钩，但挂钩形状和结构也有不少学问，见下图可知钩扣初步一二。

单体构本身两杆一副基本的特例，是杆的一端有钩多功能形状。所以研究钩，实际也是在研究两杆一副机构，在普遍性的东西应用到特殊功能的环境和条件下的一种特例情况。有钩的形状和构的强度问题上面图片中构的计算公式写出供以便设计制造钩扣者参考。

钩扣机构的应用设计是一个难题也是思维能力提高的过程，可以用于机械手执行端的一种事例。

布料件送料操作机械手钩扣式抓料夹爪机构

布料类产品用机械手移载，搬运操作机械手设计抓取却有难题，由于某厂家生产需要，老板和笔者一起去上海科技产品产品展览馆一起去请教国外专家，了解毛巾手绢类产品搬运移载机械手设计方法经验，国外机器人机械手专家，直摇头，没有办法。笔者和用户老板回到住处，开始自己考虑，真是事情是逼出来，终于考虑出托板和弯针的复合作用功能——钩扣机构式抓料夹爪机构。

在大学一般有实验室，个人设计没有试验的条件和和时间必须是一次性成功，靠的是逻辑思维和计算机作图和动作模拟演示验证。用有个10毫米缸径小气缸驱动四角对称撑起的钩扣机构是布料类工件抓取的一种创新复合机构。

缸径10毫米小型气缸，在国内市场上买不到，也没有样本做设计数据依靠，笔者曾询问过油气缸厂家为何产品只做到缸径40为止小缸径不做了，厂家说：国家标准最小只有缸径40毫米，小的国家没有标准。没标注到不是我们不能制作，是不允许出售。这样没办法只好买台湾产的缸径10毫米小气缸了。国家标准是政府标准计量局管理，没有产品标准是国家和政府没跟进市场需要去做标准，产品机构和结构我们工程师有能力自己解决，我们企业科技人员能跟进市场科技前沿和用户需求的。

在毛巾，手绢等移动送料机械手是笔者设计的一种机械手的钩扣机构的应用。

钩扣式机械抓手机构看起来复杂，这是来之不易的，是国外没有的技术设计经历，不是学来的，从来没有的东西是学不来的，是中国自己的工程师和厂家结合的技术结晶。所以这是中国企业工程师具有无中生有的设计能力的写照。

钩扣式冲压加工送料机械手

这种板料冲压送料机械手简单易行，没有专门驱动和开关量的电气控制部分，自驱动自步进送进，送进距离可调。是一种简单实用的板料冲压送料机械手方案，实质是连杆机构，钩扣机构的综合利用，也是CAD 绘图设计的图上作业的应用。图上作业画图在这里不在写出读者认真思考会有其方向和目标的。

搞机械设计和搞个实体企业一样，不能照抄复制，都有个结构构思、逻辑推演，感性与理性的结合发展。积累的过程，不是照抄照搬的复制过程。

两种机车车辆牵引自动挂钩机构

活钩转动轴心不一样，活钩转动轴心在钩的作用力线之上，固定钩入钩时活钩张开角度是逆时针，好处入钩省力，活钩是逻辑非转构杆机构，锁定杠是属逻辑禁类机构，禁止活钩在作用力下继续动作，形成一个单稳类逻辑类机构，只有这样分析问题看待问题才能抓住问题的本质，抓住体统的整体和离散构件的逻辑关系，形成机械系统单稳设计的把控。活钩轴心在受力作用线上，优点固定构入钩后活钩不易开，锁定棘杆磨损小。固定钩入钩活钩自动张开方向是顺时针。所以结构，系统组成决定其功能特点，认真研究机构结构组成是个理论与实践的深层次问题。

钩扣机构用场很多，不少开关的闭合开机里面都有钩扣机构的功能和作用。在车辆工程中，轿车的门锁，后备箱开启，锁定，在货车机动车辆的大箱板锁扣都与钩扣机构有关，日常生活中服装中的拉链拉锁，实质也是钩扣机构的一种形式。机械自动化，工艺装备自动化设计中钩扣机构不可或缺，认识弄通钩扣机构的原理和变通应用可以给机械设计者维修工匠们添加能力的翅膀。

钩扣机构进一步研究和应用以及其它待研发出的机构新型，是我们搞机械设计制造及自动化专业者的研创成果的期待！让创新思维引领科技创新，让创新科技引领未来！