有机锡测定机械手设计
零件分拣机械手设计
零件分拣机械手设计
1. 首先，确定需要分拣的零件种类和数量，以此来设计机械手的工作台和夹具。
2. 确定机械手的工作范围和动作顺序，可以根据零件的形状、重量等特点来选择机械手的类型和品牌。
3. 设计机械手的动力、传动和控制系统，可以考虑采用液压、气压或电动驱动，以及PLC或其他控制系统。
4. 设计零件的分拣和分类系统，可以采用视觉识别或传感器探测，将零件按照种类和规格分拣成不同的容器或储物箱。
5. 对机械手的各项安全措施进行设计和规划，包括避免碰撞、控制机械手的速度和摆动幅度等，以确保工作人员的安全。
6. 进行模拟和测试，确保机械手能够高效地完成分拣任务并保证零件的质量和数量。
7. 最后，对机械手进行维护和保养，以延长使用寿命并确保其工作效率。
工业机器人资料
关于锡焊机械臂的设计与实现的方法1绪论1.1引言机器人技术是综合了机械学、计算机、控制论、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域，机器人的应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
工业机器人(又称关节式机器人，机械手，机械臂等)由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感器装置构成，是一种仿人操作、自动控制，可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
它对稳定提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着关键的作用。
1.2机械臂简介机械臂是一个特殊的机电一体化的设备，从控制观点来分，机器人系统可以分成四部分：机器人、控制器、环境和任务。
机器人是由臂(连杆)、关节和末端执行装置(连接工具)构成。
控制器是个专用计算机，相当于机器人大脑，它以计算机程序方式来完成给定任务。
环境就是指机器人所处的或工作的周围环境，即机器人遇到的一些障碍物及其它们之间的相互关系等。
任务是指机器人要完成的操作，它需要用适当的程序语言来描述，并把它们存入到控制计算机中。
1.3机械臂描述机械臂是一系列旋转或移动关节相连接的开链式杆件机构，一端通过支柱固定在机座；另一端自由，可实现装配、焊接、搬运等各种操作任务。
为了能够描述机械臂的各连杆的空间位姿和它们之间的相对位姿，在机械臂的每一杆件固联上一个坐标系，利用齐次变换，来描述其相对位姿和相对运动。
新式的工业机器人都是以关节坐标直接编制程序的，物体在工作空间内的位置以及机器人手臂的位置，都是以某个确定的坐标系来描述的；而工作任务则是以某个中间坐标系来规定的，由笛卡尔坐标系来描述工作任务时，必须把上述这些规定变换为一系列能够由手臂驱动的关节位置，确定手臂位置和姿态的各关节位置的解答，即运动方程的求解。
机器人运动学是专门研究物体运动规律，而在研究中不考虑产生运动的力和力矩，它涉及到运动物体的位置、速度、加速度和位置变量对时间的高阶导数。
机械手手爪部位毕业设计说明书讲解
目录摘要 (1)引言 (1)1. 机械手总体方案设计 (2)1.1设计要求 (2)1.2运动形式的选择 (2)1.3驱动方式的选择 (4)1.4总体结构设计 (5)2. 机械手手部设计 (6)2.1结构分析 (6)2.2计算分析 (6)3. PLC控制系统设计 (11)3.1机械手移动工件控制系统的控制要求 (11)3.2机械手移动工件控制系统的PLC选型和资源配置 (13)3.3机械手移动工件控制系统的PLC程序 (14)4. 动画制作 (18)4.1建立机械手模型 (18)4.2制作机械手的动画 (18)结束语 (26)致谢 (26)参考文献 (26)附录 (27)摘要机械手设计包括机械结构设计，检测传感系统设计和控制系统设计等，是机械、电子、检测、控制和计算机技术的综合应用。
本课题通过对设计要求的分析，设计出机械手的总体方案，重点阐述了手部结构的设计以及控制系统硬软件的设计，完成了整个系统工作的动画设计。
实现了机械手的基本搬运功能，达到了预期要求，具有一定的应用前景。
关键词：机械手PLC 动画随着世界经济和技术的发展，人类活动的不断扩大，机器人应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，也从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。
像海洋开发、宇宙探测、采掘、建筑、医疗、农林业、服务、娱乐等行业都提出了自动化各机器人化的要求。
随着机器人的产生和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。
工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的，多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
机械手是一种模仿人手动作，并按设定的程序来抓取、搬运工件或夹持工具，机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。
机械手总体方案设计范文
机械手总体方案设计一、背景与目的机械手作为一种智能化、精准高效的装配工具，在工业制造领域中应用较为广泛。
本文的设计目的是为制造业企业提供一种可靠性高、精度高、成本低的机械手总体方案，以提高装配速度、减少劳动成本，提升生产效率，促进企业发展。
二、机械手总体设计方案机械手总体设计需要考虑到机器人的工作环境、工作物体、工作任务、控制要求等多方面因素，我们总结出以下机械手设计方案：1.工作环境基于机器人企业实际应用中资金和场地的限制，我们决定采用基于三轴方案的机械手设计，即机械手的运动空间仅包括X、Y、Z三个轴，安装在固定的平台上进行工作。
2.工作物体本方案的机械手设计主要针对小型零部件装配和物品搬运，静载荷在5KG以内。
根据零部件的尺寸大小、重量等参数，考虑采用柔性指夹爪作为机械手的主夹具，以适应不同形状、大小的零部件抓取和移动。
3.工作任务机械手的主要工作任务是零部件的装配和移动，具体包括：完成零部件间的组装，完成零部件的放置和摆放，根据工艺要求完成零部件的切割、粘接等工作。
4.控制要求机械手控制需要达到以下要求：•精度高：机械手要求定位精度小于0.1mm，重复定位精度小于0.05mm，以确保零部件的精准装配。
•运动快：机械手的最大末端速度要求大于1000mm/s，以保证零部件的高效装配。
•可编程行：机械手的行动需要可以灵活编程，在不同的工艺生产场合中进行。
•安全性高：机械手要求在危险区域、电气扰动等不安全情况下能够及时停止运动。
三、机械手硬件设计1.机械手机构设计机械手机构设计以柔性指夹爪为主夹具，同时根据零部件的特点设计不同的补偿机构，以适应各类工作任务。
2.机械手控制系统设计机械手控制系统包括传感器、控制芯片、控制软件等多个部分，通过这些设备完成机械手的姿态控制、位置控制等功能。
其中，机械手的控制软件需要具备编程灵活、参数调节方便等特点。
3.机械手电气系统设计机械手的电气系统包括各种传感器、控制器、电机及相关电路。
机械手实验课程设计
机械手实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械手的基本构造、原理及其在工业自动化中的应用；2. 了解机械手的运动学、动力学及控制系统的基本知识；3. 掌握机械手实验的相关操作步骤和注意事项。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行机械手实验操作的能力；2. 提高学生分析实验数据、解决实际问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械手及自动化技术的兴趣，培养其创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨、细致的科学态度，提高其安全意识和责任感；3. 引导学生关注我国工业自动化发展，增强其国家认同感和自豪感。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师应充分准备实验设备、教具，确保课程内容的实用性、安全性；注重启发式教学，引导学生主动参与、积极思考，提高课堂效果。
通过本课程的学习，使学生达到以上设定的知识、技能和情感态度价值观目标，为我国工业自动化领域培养具备实践能力的优秀人才。
二、教学内容1. 理论知识：- 机械手的结构组成及其功能；- 机械手的运动学、动力学基本原理；- 机械手控制系统的基本构成及工作原理；- 机械手在工业自动化中的应用案例分析。
2. 实践操作：- 机械手实验设备的认识与操作；- 机械手基本动作编程与控制；- 机械手抓取、搬运等任务实践；- 实验数据采集、分析与处理。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：机械手基本概念、结构组成及功能；- 第二课时：机械手的运动学、动力学原理；- 第三课时：机械手控制系统介绍；- 第四课时：实践操作，学习机械手编程与控制；- 第五课时：实践操作，完成抓取、搬运任务；- 第六课时：实验数据采集、分析与总结。
教学内容关联教材章节：- 《自动化设备与生产线》第四章：工业机器人；- 《机械基础》第七章：机械传动与控制；- 《电气控制与PLC应用》第三章：PLC控制系统设计。
机械手指制作方法
机械手指制作方法机械手指是一种用于自动化操作的机械臂设备，其制作方法较为复杂。
下面将分步骤为大家介绍机械手指的制作方法。
1、设计机械手指的结构与单元机械手指的结构与单元设计是机械手指制作的核心，需要综合考虑机械手指的作业环境、载荷数量大小、操作机器人的型号等因素，设计出最合适的结构和单元。
其次还需考虑材质的选择，例如高强度的钛合金、不锈钢等。
设计完成后，可以使用CAD软件进行模型的建立，并进行数值模拟分析，以验证是否符合设计要求。
2、加工机械手指的零部件根据机械手指的设计图纸，台车机、数控铣床、数控车床等器材对机械手指的零部件进行加工。
在加工过程中，需要严格控制加工工艺，确保每一个零部件尺寸精确，表面光洁平整。
3、组装机械手指的零部件将加工好的机械手指零部件进行组装。
此时，需要特别注意零部件的安装顺序和位置、紧固度、固定方式等细节问题。
不符合要求的零部件需进行更换或修正，以确保机械手指的正常运行。
4、电器部分的安装和调试安装和调试机械手指的电气部分，包括电动执行器、伺服电机、传感器、控制器、驱动器等。
在调试过程中，需要测试电气部分的各个功能，确保其与机械部分的配合良好，能够实现精准控制。
5、机械手指的整体调试将电气部分与机械部分进行整体调试，并通过实际操作来验证机械手指的运行情况。
在此过程中，需要模拟机械手指的实际工作环境和使用场景，探测机械手指的故障和改善方案等。
6、机械手指的性能测试和验收对机械手指的各项性能指标进行测试，并进行验收。
测试结果需要符合预设的机械手指性能指标，例如负载承重能力、动态稳定性、运动精度等等。
验收合格的机械手指可以正式投入使用。
以上是机械手指的制作方法的步骤。
在制作过程中，需要严格按照规范进行操作，不仅要注重精度和质量，还要考虑机械手指的整体性能和安全性。
《一种新型串并混联上下料机械手分析与设计》范文
《一种新型串并混联上下料机械手分析与设计》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，机械手作为工业生产线上重要的自动化设备，其性能和效率直接影响到整个生产线的运行。
串并混联上下料机械手作为一种新型的机械手结构，具有高精度、高效率、高灵活性的特点，被广泛应用于各种生产领域。
本文将针对一种新型的串并混联上下料机械手进行深入的分析与设计。
二、新型串并混联上下料机械手概述新型串并混联上下料机械手是一种结合了串联和并联机构特点的机械装置。
其基本结构包括串联部分和并联部分，串联部分负责实现机械手的主体运动，而并联部分则用于提高机械手的灵活性和精度。
这种结构使得机械手在执行上下料任务时，能够快速、准确地完成动作，同时具有较高的稳定性和可靠性。
三、机械手设计与分析1. 结构设计与选择在设计过程中，我们首先需要根据实际生产需求，确定机械手的尺寸、运动范围、承载能力等参数。
在此基础上，我们采用了先进的建模和仿真技术，对机械手的各个部分进行详细的设计和优化。
在材料选择上，我们采用了高强度、轻量化的材料，以降低机械手的重量，提高其运动速度和灵活性。
2. 运动学与动力学分析为了确保机械手的运动性能和稳定性，我们对其进行了运动学和动力学分析。
通过建立数学模型，分析机械手的运动轨迹、速度、加速度等参数，以及各部分之间的相互作用力。
此外，我们还通过仿真软件对机械手进行了动力学分析，验证了其在实际工作环境中的运动稳定性和可靠性。
3. 控制系统设计控制系统是机械手的核心部分，我们采用了先进的计算机控制系统，实现了对机械手的精确控制。
通过编写控制程序，实现了对机械手的运动轨迹、速度、加速度等参数的实时控制。
同时，我们还采用了传感器技术，实现了对机械手状态的实时监测和反馈。
四、创新点与技术难点本设计的创新点在于将串并混联结构应用于上下料机械手的设计中，使得机械手具有更高的精度和灵活性。
同时，我们采用了先进的控制系统和传感器技术，实现了对机械手的精确控制和实时监测。
机械手手掌部分设计方案
机械手手掌部分设计方案
设计目标：设计一个抓取机构，能完成对网球的抓取，放下两个目的。
设计原理：刺机械手掌部分设计总体方案如图
其外形为仿人手设计有一个直流伺服电机驱动三根手指做抓取动作，其内部结构如图
由电机带动齿轮一转动，通过齿轮传动，带动杆一杆二转动。
通过电机的正反转，进而驱动手指部分做抓取，松开运动。
设计说明;这种设计具有很高的仿生性，比较贴合人的手掌功能。
并且设计原理简单，成
本较低，又能较好的完成设计目标。
但是该方案也存在一些不足，即其对零件尺寸加工精度要求较高。
并且对材料的强度耐磨性都有一定要求。
但方案整体还是具备很强优势的。
工业机器人夹爪零部件设计-手指设计
添加第二个方向 添加薄膜特征
拉伸特征
建立手指工具
l 首先右键点击设计树中的前视基准面，选择草图绘制，绘制图中草图，并使用 拉伸特征进行拉伸。
拉伸特征
拉伸切除凸台基体
l 在拉伸出实体的侧面，按照图中进行草图绘制。 l 点击拉伸切除实体工具，进行切除，终止条件选择完全贯穿。
矩形绘制
绘制边角矩形
1.点击草图工 具栏边角矩形
2.图形区域点 击选择起点
4.设置边角矩形参数
3.拖动鼠标至 终点完成绘制
草图绘制
绘制中心矩形
1.点击中心矩形
2图形区域点击 选择起点作为矩
形中心点
4.设置中心矩形参数
3.移动鼠标至终 点点击完成绘制
草图绘制
绘制三点边角矩形
1.点击三点边角矩形
2.图形区域点击 选择起点
3 创建拉伸切除特征 切除厚度3mm
拉伸特征
l 在基准面1绘制拉伸切除草图 l 创建拉伸切除特征，切除厚度15mm
1 绘制拉伸切除草图
2 创建拉伸切除特征
拉伸特征
1 选择第一基准，建立基准面
2 绘制拉伸切除草图
3 创建拉伸切除特征 切除厚度16mm
总结
1.完成手指设计需要绘制草图、拉伸凸台基体、拉伸 切除。
2.图形区域点 击直线等终点 作切线弧起点
4.设置切线弧参数
3.移动鼠标至终 点点击完成绘制
草图绘制
绘制三点圆弧
4.拖动鼠标设 置圆弧大小
5.设置三点圆弧参数
1.点击圆弧 下拉菜单中 的三点圆弧
2.图形区域点 击选择起点
3.移动鼠标 至终点点击
草图绘制
样条曲线绘制
工业机械手设计指导书
工业机械手设计一、毕业设计题目概述机械手是模仿人的手部动作，按照给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置，它是机械化、自动化的重要手段。
因此，获得了日益广泛的应用，特别在高温、高压、危险、易燃、易爆、放射性等恶劣环境，以及笨重、单调、频繁的操作中，它代替了人的工作，具有重要的意义。
在机械加工中，冲压、铸、锻、焊、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输、国防工业等各方面，也已愈来愈引起人们的重视。
机械手一般由执行机构、驱动机构、控制机构以及位置检测装置等组成，驱动系统可采用液压传动、气动传动、电气传动和机械传动等形式，而多数采用电液机联合传动。
该机械手是将圆柱形零件从传送带上夹装到专用机床上，待加工完毕后再夹装回传送带的专用机械手(图1)。
机械手总体设计分为夹持器、伸缩臂、升降臂和底座四大部件设计及二个系统：PC电控系统与液压控制系统设计。
夹持器安装于伸缩臂上，伸缩臂安装在升降臂上，升降臂安装在底座上。
连接方式均为法兰盘螺栓连接。
机械手工作过程如图2所示。
图2 机械手工作流程图码垛机械手结构如图3所示。
工作程序为：液压缸2伸出→四边形机构3下降→夹持器4夹紧工件5→液压缸2缩回→四边形机构3上升→底座1回转→（到达位置后）液压缸2伸出→四边形机构3下降→夹持器4放开工件5→液压缸2缩回→四边形机构3上升→底座1回转至原位。
然后进行下一循环。
改变夹持器形状，可夹持不同工件或物体。
二、设计参数（说明：工业机械手改换末端执行器和工作方式，可完成不同工件或物体的操作，基本结构、设计内容和控制程序大体相同。
本设计题目共分四种：工件工序转换机械手；箱体类物体移位机械手；工件翻转机械手；装箱机械手。
）本设计工业机械手由四个部分组成：底座回转部分、机身升降部分、伸缩臂伸缩部分和末端执行器夹持部分。
主机总体参数：圆柱形零件的尺寸为直径80毫米，高为150毫米，机械手回转角度为90度，升降高度为500mm，伸缩长度为300mm。
《核酸采样智能机械手》科技活动设计
《核酸采样智能机械手》科技活动设计
在制作“核酸采样智能机械手”时，我们使用Arduino主控板，当成机械手的大脑。
采用了塑料线槽，当成机械手的主要支架。
而进行采样工作时，捏取棉签的夹子部分，是利用3D打印出来的滑动齿轮夹。
此外还使用电位器、LED灯、伺服电机、主控拓展板、蜂鸣器等一些电子零件。
机械手主要分成两个部分，其一是我们人工操作的“操纵杆”，另一部分是机器运行的“采样杆”，两者之间可通过数据线或无线方式连接。
机械手第一个功能“远距离操控”的工作原理，是通过Arduino主控板，将“操作杆”因为移动，引起杆关节处电位器的电压变化数据，映射成“采样杆”伺服电机的转动角度。
从而实现远距离实时操控的功能。
机械手第二个功能“自主采样”的工作原理是，利用Arduino主控板将医护人员的一次规范采样操作流程中，随时间变化的杆动作（伺服电机在连续时间采样点的角度）记录下来，从而实现脱离控制，自主运行，重现医护人员标准操作采样手法的过程。
“核酸采样智能机械手”由于是实验版，所以尺寸较小。
如果制作成现场版，相信会因为其工作原理可靠，结构简单便于安装，耗材便于成本控制，操作简易便于普及，等等优点，可大范围应用于我们的疫情防控工作中。
届时，我们的区域性全员检测，可能不再需要像现在这样，历时几天甚至一周的时间，而是在短短的几个小时内即可完成。
这样，我们核酸检测的前端部分“核酸采样”和后端部分“核酸检测”就可以一样地高效。
补齐短板后的防控流程，相信会更好保障我们的安全，给我们的生活带来更多的安心和放心。
我们的经济发展将再次回归快车道。
有机锡的检测方法
有机锡的检测方法我折腾了好久有机锡的检测方法，总算找到点门道。
我一开始真是瞎摸索，就知道有机锡这东西挺难搞的。
最开始我按照一般金属检测那套来试，那就是大错特错了。
我想着都是金属嘛，就用那些检测常见金属元素的试剂，结果啥都没检测出来，感觉自己特别蠢。
后来呢，我就上网查资料，看到有说到气相色谱法。
这个气相色谱听起来就特别高大上。
我就想去实验室试一下。
这就好比要在一个大迷宫里找东西一样，气相色谱仪就是我的地图。
不过这个方法可难了，首先，样品的制备就特别讲究。
要把样品处理得特别干净，得像洗特别珍贵的宝石一样仔细，不能有一点杂质，不然就会干扰结果。
在准备样品的时候，我可出了不少错。
有一回忘记把样品里别的有机物除掉了，结果那个色谱峰啊，乱得像一团麻，根本没法看。
后来我就知道了，在做有机锡检测的样品准备工作时，一定要把有机锡从各种其他物质中分离出来。
我是这样做的，先用有机溶剂萃取，就像从混合果汁里把一种特定的水果挑出来一样，然后再经过一些消化处理。
还有一回，我尝试用液相色谱法检测有机锡，感觉这个方法也许会更简单一点，毕竟我之前对液相色谱的操作比较熟。
但是我又错了，液相色谱法对于有机锡检测来说，灵敏度不够。
就好比你用小铲子去挖宝藏，但是宝藏埋得太深了，小铲子根本挖不到，液相色谱就这么不给力。
我还没有试过原子吸收光谱法，我也不确定这个方法可不可以用来检测有机锡。
不过我倒是知道有一些其他的研究人员会用一些特殊的探测器，结合一些特定的化学反应来检测，就像钓鱼一样，用特定的鱼饵去钓特定的鱼，比如用一些对有机锡有特定吸附性能的材料，让有机锡分子都聚集到上面然后再检测，这个听起来很不错，我正打算去试试。
我现在觉得啊，检测有机锡一定要多尝试几种方法，每个方法就像不同的工具一样，总有一把适合打开这个检测谜题的锁。
另外检测之前样本的处理是重中之重，这就像要搭一个稳固的地基才能盖高楼一样，要是地基不稳，那检测结果肯定好不了。
自动沾锡装置毕业设计
自动沾锡装置毕业设计自动沾锡装置毕业设计摘摘要要本次设计的自动沾锡装置可以抓取变压器，代替人工在高温的环境下完成沾锡过程，避免烫伤等伤害。
本次设计的自动沾锡装置由多部分组成，机械手、竖臂、横臂、锡炉等。
综合所学理论知识与相关机械设计的专业知识，可完成对此自动沾锡装置设计，并且绘制所需装配图和零件图。
此沾锡装置其中的机械部分可采用伺服电动机、螺旋杆、导向光杆等相关机械部件组成。
沾锡的装置控制系统的设计，绘制的机械臂的工作原理图，大大提高了工作效率和图纸质量。
本文采用三维设计，三维效果绘制整个装置，然后再完成了二维图形的绘制，不仅提高了效率，而且好的图纸质量高。
这次的机械设计，希望能对可改善工作环境和良好的改善，还可以为企业提高产业效益和好的效果。
关键词：机械手；伺服电机；UG；PLC Abstract Automatic soldering device, this design can grab the transformer, instead of manual work is stained with tin process in high temperature environment, avoid scald injury. The design of the automaticsoldering device is composed of many parts, mechanical hand, arm, arm, tin furnace etc Integrated the theory of professional knowledge and related mechanical design, can finish the automatic soldering device design, and draw the assembly drawing and part drawing. This tin device which can be composed of the mechanical parts of servo motor, screw, guide rod and other related mechanical parts. Design of control system with tin, working principle diagram of mechanical arm drawing, greatly improving the working efficiency and quality of the drawings. This paper uses 3D design, 3D rendering the entire device, and then in the two-dimensional graphics rendering, not only improve the efficiency, but also good drawings of high quality. Mechanical design of this, in hopes of improving the working environment and good improvement, but also for enterprises to improve industrial efficiency and good effect. Keywords: machine hand; servo motor; UG; PLC 目目录录摘要7 ABSTRACT.8 第1 章绪论11 1.1 本论文的背景和意义.11 1.2 本论文的理论知识.13 1.3 本章小结.14 第 2 章沾锡装置的总体设计15 2.1 执行机构的选择.15 2.2 驱动机构的选择.15 2.3 传动机构的选择.16 2.4 机械手的基本形式的选择.18 2.5 沾锡装置的主要部件及其运动.19 2.6 机械手的技术参数.21 2.7 本章小结.22 第 3 章机械手部分的设计23 3.1 机械手设计的要求23 3.2 典型的手部结构23 3.3 机械手的设计计算23 3.4 手爪的夹持范围计算25 3.5 滑动丝杠的设计26 3.6 齿轮的设计.30 3.6.1 选择齿轮的材料，确定许用应力30 3.6.2 齿面接触疲劳强度的设计计算31 3.6.3 齿根弯曲疲劳强度校核计算33 3.6.4 齿轮其他主要尺寸计算34 3.7 电机的选型37 3.8 辅助的三维图.38 3.9 本章小结39 第4 章直臂部分的设计40 4.1 手臂的结构的选择40 4.2 滚珠丝杠的设计.41 4.3 电机的选型.45 4.4 辅助的三维图.46 4.5 本章小结.47 第5 章横臂部分的设计48 5.1 手臂的结构的选择48 5.2 滚珠丝杠的设计.48 5.3 电机的选型52 5.4 辅助的三维图.53 5.5 本章小结54 第6 章吹锡装置55 6.1 辅助的三维图57 6.2 本章小结.57 第7 章总结58 致谢60 参考文献61 附录1 外文翻译.62 中文译文75 完85 中国矿业大学徐海学院2013 届本科生毕业设计 1 第 1 章绪论 1.1 本论文的背景和意义在我国，沾锡机还没有被广泛应用，好多沾锡企业仍然在使用手工沾锡、波峰焊沾锡。
探测机器人机械手结构设计
第1章绪论1.1 题目来源与分析题目《探测机器人机械手结构设计》来源于生产实践中。
总体设计如下面两个图，各位看那个对于我这个题目好一些设计那个，手部为钳爪式手部，腕部不用旋转，驱动方式为电动，最好用直流电机，电机不要功率太大，减速器最好用行星齿轮箱，体积比较小，整体设计要求体积小，重量轻，易维修，操作方便，抓取重量为0.5---1Kg 左右，如果电机不好选择可以适当改变，因为是试验用机械手，所以改动不能太大。
机器人是近30年发展起来的一种典型的、机电一体化的、独立的自动化生产工具。
在制造工业中，应用探测机器人技术是提高生产过程自动化，改善劳动条件，提高产品质量和生产效率的有效手段之一，也是新技术革命的一个重要内容。
自古以来,人们所设想的机器人一般是一种在外形和功能上均能模拟人类智能的机器。
特别是在20世纪20年代前后,捷克和美国的一些科幻作家创作了一批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品,更使机器人在人们的思想中成为一种无所不能的“超人”。
在现实生活中,一些民间工匠根据这些文学描绘,也制造出一些仿人或仿生的机器人。
然而在当时的科技条件下,要使机器人具有某种特殊的“智能”而成为“超人”,显然是不可能的。
美国的戴沃尔设想了一种可控制的机械手,他首先突破了对机器人的传统观点,提出机器人并不一定必须像人,但是必须能做一些人的工作。
1954年,他依据这一想法设计制作了世界上第一台机器人实验装置,发表了《适用于重复作业的通用性探测机器人》一文,并获得了美国专利。
戴沃尔将遥控操纵器的探测连杆机构与数控机床的伺服轴联结在一起,预定的机械手动作一经编程输入后,机械等就可以离开人的辅助而独立运行。
这种机器人也可以接受示教而完成各种简单任务。
示教过程中操作者用手带动机械手依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列记录在数字存储器中，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下再现出那些位置序列。
因此，这种机器人的主要技术就是“可编程”以及“示教再现。
机械手手爪的三维设计
机械手手爪的三维设计1 手部设计基本要求（1）应具有适当的夹紧力和驱动力。
应当考虑到在一定的夹紧力下，不同的传动机构所需的驱动力大小是不同的。
（2）手指应具有一定的张开范围，手指应该具有足够的开闭角度（手指从张开到闭合绕支点所转过的角度）∆γ，以便于抓取工件。
（3）要求结构紧凑、重量轻、效率高，在保证本身刚度、强度的前提下，尽可能使结构紧凑、重量轻，以利于减轻手臂的负载。
（4）应保证手抓的夹持精度。
2 典型的手部结构（1）回转型包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种。
（2）移动型移动型即两手指相对支座作往复运动。
（3）平面平移型。
3 机械手手爪的设计计算3.1选择手爪的类型及夹紧装置本设计是设计抓取圆柱形物块的机械手。
常用的工业机械手手部,按握持工件的原理,分为夹持和吸附两大类。
吸附式常用于抓取工件表面平整、面积较大的板状物体,不适合用于本方案。
本设计机械手采用夹持式手指,夹持式机械手按运动形式可分为回转型和平移型。
平移型手指的张开闭合靠手指的平行移动,这种手指结构简单, 适于夹持平板和圆柱类材料, 且工件径向尺寸的变化不影响其轴心的位置, 其理论夹持误差为零。
通过综合考虑，本设计选择移动型手爪，采用丝杠螺母这种传动结构方式。
运行方式为电机带动直齿轮使丝杠转动继而带动手爪接触块移动，从而形成手爪的张合，当手爪抓到零件时，电机停止，手爪形成自锁，带动零件移动。
图1 二维手爪结构图3.2 手爪夹持范围计算加工毛坯尺寸：Φ20-Φ30 长度：100左右毛坯质量（以钢材的密度计算）：约246g-555g（按最大600g计算）装夹深度：约25mm纵向定位精度：0.1mm横向定位精度：1mm手爪接触块为橡胶，橡胶具有弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳等特点。
图2 手爪橡胶3.3 滑动丝杠设计 设计条件： 需自锁丝杠长度 145mm 最大质量共计约1100g 。
丝杠载荷：丝杠竖直时承受最大轴向力N F a 6.11max =，G=mg (g 取10N/kg)。
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摘要本毕业设计所设计的有机锡测定机械手替代人手来完成化学成分鉴定中化学试剂在萃取瓶中萃取，并在反应容器中鉴定的系列动作。
海水中有机锡含量的鉴定通常是通过手工方式将萃取针压进发生器，10分钟后将萃取针从发生器中取出。
然后，萃取针移动到气相色谱仪进样口进行反应，从而获得相关实验数据。
由于海水中有机锡的质量浓度很低, 因此研制开发具有高灵敏度的有机锡的测定方法具有重要的实际意义。
本课题的的工作就是将手动来完成的工作通过自动机械手的方式来替代，提高测定设备的自动化程度。
自动机械手的设计要实现控制简单，维护方便，可以适应海上的工作环境，能够更好的完成实验操作。
关键词：有机锡测定机械手设计目录1引言1．1 设计任务及目的1．2 国内外相关技术的现状和发展趋势1．3 本课题研究的意义2总体方案设计2．1机械手设计说明2．2 机械手系统功能分析2.2.1功能要求2.2.2工作流程3机械手运动机构详细设计3．1运动机构设计要求3．2直线运动系统分析3．3滚珠丝杠技术数据分析及选型3.3.1技术数据分析3.3.2计算及选型3．4直线导轨技术数据分析及选型3.4.1技术数据分析3.4.2设计及选型3．5萃取装置结构设计3.5.1连接结构设计3.5.2萃取针固定结构设计3.5.3萃取针控制结构设计4机械手驱动机构详细设计4．1驱动系统功能分析4．2伺服电机计算选型4.2.1竖直伺服电机计算选型4.2.1水平伺服电机计算选型4．3步进电机计算选型结论致谢参考文献1 引言随着人类社会工业化的不断发展,海洋污染问题日益严重,而有机锡作为人为因素引入海洋环境的极毒化学品之一, 已经引起各国政府和环保组织的高度重视[1]。
在海洋领域, 有机锡主要用于海洋船体的防污涂料中,其中氯化三丁基锡( TBT )是对人体和生物有巨毒的物质, 极低质量浓度的TBT就能引起海洋生物累积性中毒或引起可怕的生殖逆向性变化, 引起生物性畸变。
有机锡化合物对于海洋生态系统的不同层次、不同侧面、各个子系统都会造成严重的污染,甚至是不可逆转的破坏,最终将影响到人类的生活和生存。
由于海水中有机锡的质量浓度很低, 因此研制开发具有高灵敏度的有机锡的测定方法具有重要的实际意义。
采用机械手进行测定便是大家普遍认同的方向。
机械手是一种模仿人手动作．并按设定的程序、轨迹和要求替代人手抓取、搬运工件或操持工具进行操作的机电一体化自动化装置，不仅可以提高生产过程中的自动化程度，而且还可以改善劳动条件，减轻人力，并便于有节奏的生产作业。
机械手的迅速发展是因为它对于工业自动化生产的积极作用正在日益为人们所认识：首先，它可以部分地代替人工操作；其次，它能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重复装卸；再次，它能操作必要的机具进行焊接和装配。
它能大大地改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
所以，机械手受到各先进工业国家的重视，并投入了大量的人力物力加以研究和应用，尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。
工业机械手的性能，要求不断提高工，作精度和作业速度，增加机构的自由度，提高通用性和灵活性，同时还要求降低成本，控制简单，安全可靠。
机械手研究的关键在于：安全可靠性、自适应性和更高的智能。
安全可靠性研究确保整个机器人系统工作万无一失，因此，要求其手爪结构和控制系统要简单化，并且向小型化，集成化技术的发展。
日本学者认为多自由度多控制单元机械手缺乏机械的可靠性和实用性，并且存在着抓取稳固性和控制复杂性的问题，在微处理器防辐射能力有限的情况下，很难可靠地控制复杂的多单元机械手。
从这点出发，研制使用简单、可靠的机械机构机械手就成了发展的趋势。
1．1 设计任务及目的本毕业设计所设计的有机锡测定机械手替代人手来完成化学成分鉴定中化学试剂在萃取瓶中萃取，并在反应容器中鉴定的系列动作。
海水中有机锡含量的鉴定通常是通过手工方式将萃取针压进发生器，10分钟后将萃取针从发生器中取出。
然后，萃取针移动到气相色谱仪进样口进行反应，从而获得相关实验数据。
由于海水中有机锡的质量浓度很低, 因此研制开发具有高灵敏度的有机锡的测定方法具有重要的实际意义。
本课题的的工作就是将手动来完成的工作通过自动机械手的方式来替代，提高测定设备的自动化程度。
自动机械手的设计要实现控制简单，维护方便，可以适应海上的工作环境，能够更好的完成实验操作。
1．2 国内外相关技术的现状和发展趋势目前机械手主要应用于制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。
随着生产的发展，机械手功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大并发展成为工业机器人。
从1959年美国UNIMATION公司推出了全世界第一台工业机器人，随着科学技术的不断进步与技术的日益创新。
世界各国在机器人制造业竞争十分激烈。
其中美国、日本及西欧机器人制造业在世界上具有一定的代表性。
尤其是日本，随着电子自动化技术的迅速发展和相应举措的得当应用，使其超越美国成为“机器人王国”。
随着自动化技术的不断发展，特别是计算机的出现推动了机器人迅速向前迈进。
从上世纪50年代到本世纪初机器人技术无论是在研究品种与制造质量，或是在销售数量与应用范围（工业领域或非工业领域）方面，都在不断扩大和提高。
从研究品种来看，机器人可以按负载重量、控制方式、自由度、结构或应用领域等分成很多种类，一般可以分为操作型机器人、程控性机器人、示教再现型机器人、数控机器人、感觉控制型机器人、适应控制型机器人、学习控制型机器人及智能机器人。
我国的机器人从应用领域出发，分为工业机器人及特种机器人两大类。
从应用范围来看，1999－2003年，世界实际装备工业机器人数量预计将由1999年的74.3万台增加到89.2万台。
其中日本、美国、欧洲居前三位。
从销售数量来看，自从20世纪60年代机器人进入工业领域以来，世界各国历年累计销售量到1999年底达到约110万台。
1999年世界工业机器人的年销售额比上半年增长7%，达到51亿美元。
与创纪录的1999年同期相比，2000年上半年世界机器人增长了12%。
欧洲的销售合同增长14%，亚洲销售合同增长率38%。
我国在机器人的研究方面，与世界其他工业发达国家相比，落后了10年多时间。
真正的研究应该始于20世纪70年代初期。
1972年我国开始研究自己的工业机器人。
进入二十世纪80年代后，国家863计划把机器人自动化领域的重要研究课题。
这样机械手也步了入快速发展的轨道。
经过十几年的研究、生产和应用，是中国的机械手的生产从无到有，跨出了一大步。
近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年查销售额已突破十亿元。
“十五”是中国工业机器人产业发展的一个关键转折点，市场需求也有一个井喷的发展。
经过“八五”、“九五”的技术攻关，我国基本掌握了工业中机械手的设计制造技术、控制系统的硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，开发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业中所用到的不同类型机械手并装配于大型生产线中。
1．3 本课题研究的意义本课题研究通过有机锡测试装置测定海水中有机锡，通过对项目的分析及方案论证，最终确定开展对简易型精确定位自动机械手的开发和研究，通过机械手控制萃取装置实现测试过程的自动化。
该机械手要求在X、Y两坐标中可以实现有效行程内准确定位，并能在实际操作中尽可能的简便，采用现代工业自动化普遍用到的可编程控制器(PLC)对系统动作进行控制。
工业机械手运动臂的控制方式主要有液压驱动，气压驱动，电动控制，机械传动控制。
在本课题的研究中，舍弃了传统的液压驱动，气压驱动，采用全电动控制。
通过对直线运动定位技术的研究，实现机械手的控制和驱动。
结合课题中的两自由度机械手，本文深入地研究了通过电动驱动和PLC控制系统的原理及其实现方法，实现了运行速度快、易于控制、控制精度高、结构简单、维护与使用方便。
本课题的研究，为纯电动机械手的实现和应用，提供了一种简单易行且具有一定定位精度的方法，此方法对电动控制机械手在工业自动化中的应用，具有较高的工程实际意义。
同时可以提高学生综合运用所学理论知识进行机械产品液电气系统设计的能力，并通过与同组同学配合，锻炼其合作设计机电系统的能力。
2 总体方案设计2．1 机械手设计说明本课题针对海水中有机锡测定过程中自动化程度不高的弊端，通过设计自动机械手用以替代之前的检测手段，提高测定设备的自动化程度。
结论本课题研究通过有机锡测试装置测定海水中有机锡，通过对项目的分析及方案论证，通过机械手控制萃取装置实现测试过程的自动化。
大多数工业机械手运动臂的控制方式主要采用液压或气压驱动。
这种控制方式的优点是结构简单、易于控制，但需要配置压力源或气源，控制系统的体积大，系统定位靠设定行程开关的位置来实现，可靠性和灵活性差，不利于生产过程的自动化。
基于上述原因，我所设计的有机锡测定机械手的运动定位全电动控制方式，用伺服电机驱动直线运动系统，实现升降和伸缩。
这种方式可以避免液压驱动和气压驱动产生的弊端。
在本设计中，对机械手的运动机构和驱动机构分别进行了详细的数据分析与计算，并结合实际要求进行选型。
在直线运动机构中，直线运动机构的设计是关键，通过对滚珠丝杠和直线导轨的技术数据分析，进行计算选型，选型过程进行了较为全面的考虑，对工作环境，主要技术指标，使用寿命等重要因素进行了分析。
萃取装置的结构设计以便于加工和稳定工作为选型方针，通过固定和控制机构的结合，使萃取针能够完成升降的实验动作，在工作的过程中可以保持较高的准确度。
在驱动系统中，对伺服电机和步进电机进行了讨论，最终确定直线运动机构中选用伺服电机，萃取装置中用步进电机带动偏心轮。
通过计算，确定了所需伺服电机提供的转矩，并结合转速进行选型。
步进电机的使用环境较单一，所以用两相的步进电机即可对偏心轮进行控制。
本课题的研究，为纯电动机械手的实现和应用，提供了一种简单易行且具有一定定位精度的方法，此方法对电动控制机械手在工业自动化中的应用，具有较高的工程实际意义。
致谢时光飞逝，毕业的季节已悄然而至。
首先，我要由衷的感谢指导我毕业设计的刘永强老师。
在完成毕业设计期间，无论是在学习还是生活上，刘老师都给予了我无微不至的关怀和指导。
刘老师认真负责的态度和严谨治学的精神都使我受益匪浅。
当我在设计的过程中遇到困难时，刘老师总会从繁忙的工作中抽出时间，来帮助我分析和研究解决问题的办法，使我从中学到了很多无法从书本中学到的知识。
值此论文完成之际，谨向刘老师表示衷心的感谢，并致以深深的敬意。
同时，我要由衷的感谢同组同学对我的帮助。
在几个月的设计中我们在学习上、生活中互相帮助，同舟共济，共渡难关，建立了深厚的友谊。