有機(jī)錫測(cè)定機(jī)械手設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘 要 本畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的有機(jī)錫測(cè)定機(jī)械手替代人手來完成化學(xué)成分鑒定中化學(xué)試劑在萃取瓶中萃取，并在反應(yīng)容器中鑒定的系列動(dòng)作。 海水中有機(jī)錫含量的鑒定通常是通過手工方式將萃取針壓進(jìn)發(fā)生器， 10 分鐘后將萃取針從發(fā)生器中取出。然后，萃取針移動(dòng)到氣相色譜儀進(jìn)樣口進(jìn)行反應(yīng)，從而獲得相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 由于海水中有機(jī)錫的質(zhì)量濃度很低 , 因此研制開發(fā)具有高靈敏度的有機(jī)錫的測(cè)定方法具有重要的實(shí)際意義。本課題的的工作就是將手動(dòng)來完成的工作通過自動(dòng)機(jī)械手的方式來替代，提高測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化程度。自動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)控制簡(jiǎn)單 ，維護(hù)方便，可以適應(yīng)海上的工作環(huán)境，能夠更好的完成實(shí)驗(yàn)操作。 關(guān)鍵詞： 有機(jī)錫 測(cè)定 機(jī)械手設(shè)計(jì)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 1 引言 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 3 本課題研究的意義 2 總體方案設(shè)計(jì) 2 1 機(jī)械手設(shè)計(jì)說明 2 2 機(jī)械手系統(tǒng)功能分析 能要求 作流程 3 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì) 3 1 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 3 2 直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 3 3 滾珠絲杠技術(shù)數(shù)據(jù)分析及選型 術(shù)數(shù)據(jù)分析 算及選型 3 4 直線導(dǎo)軌技術(shù)數(shù)據(jù)分 析及選型 術(shù)數(shù)據(jù)分析 計(jì)及選型 3 5 萃取裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 取針固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 取針控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 機(jī)械手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì) 4 1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功能分析 4 2 伺服電機(jī)計(jì)算選型 直伺服電機(jī)計(jì)算選型 平伺服電機(jī)計(jì)算選型 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 3 步進(jìn)電機(jī)計(jì)算選型 結(jié) 論 致 謝 參 考 文 獻(xiàn) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 引言 隨著人類社會(huì)工業(yè)化的不斷發(fā)展 ,海洋污染問題日益嚴(yán)重 ,而有機(jī)錫作為人為因素引入海洋環(huán)境的極毒化學(xué)品之一 , 已經(jīng)引起各國(guó) 政府和環(huán)保組織的高度重視 1。 在海洋領(lǐng)域 , 有機(jī)錫主要用于海洋船體的防污涂料中 ,其中氯化三丁基錫 ( 是對(duì)人體和生物有巨毒的物質(zhì) , 極低質(zhì)量濃度的 能引起海洋生物累積性中毒或引起可怕的生殖逆向性變化 , 引起生物性畸變。 有機(jī)錫化合物對(duì)于海洋生態(tài)系統(tǒng)的不同層次、不同側(cè)面、各個(gè)子系統(tǒng)都會(huì)造成嚴(yán)重的污染 ,甚至是不可逆轉(zhuǎn)的破壞 ,最終將影響到人類的生活和生存。 由于海水中有機(jī)錫的質(zhì)量濃度很低 , 因此研制開發(fā)具有高靈敏度的有機(jī)錫的測(cè)定方法具有重要的實(shí)際意義。 采用機(jī)械手進(jìn)行測(cè)定便是大家普遍認(rèn)同的方向。 機(jī) 械手 是一種模仿人手動(dòng)作并按設(shè)定的程序、軌跡和要求替代人手抓取、搬運(yùn)工件或操持工具進(jìn)行操作的機(jī)電一體化自動(dòng)化裝置，不僅可 以提高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度 ，而且還可 以改善勞動(dòng)條件 ， 減輕人力，并便于有節(jié)奏的 生產(chǎn)作業(yè)。 機(jī)械手的迅速發(fā)展是因?yàn)樗鼘?duì)于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的 積極作用正 在 日益為人們所認(rèn)識(shí)： 首先，它可以 部分地代替人工操作； 其次， 它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和 重復(fù) 裝卸； 再次 ， 它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。 它能大大地改善工人的勞動(dòng)條件，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化 和自動(dòng)化的步伐。 所以 ，機(jī)械手受到各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的重視，并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用，尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。工業(yè)機(jī)械手的性能，要求不斷提高工 ， 作精度和作業(yè)速度，增加機(jī)構(gòu)的自由度，提高通用性和靈活性，同時(shí)還要求降低成本，控制簡(jiǎn)單，安全可靠。 機(jī)械手 研究的關(guān)鍵在于：安全可靠性、自適應(yīng)性和更高的智能。安全可靠性研究確保整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)工作萬無一失，因此，要求其手爪結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)要簡(jiǎn)單化 ，并且向小型化，集成化技術(shù)的發(fā)展。 日本學(xué)者認(rèn)為多自由度多 控制單元機(jī)械手 缺乏機(jī) 械的可靠性和實(shí)用性，并且存在著抓取穩(wěn)固性和控制復(fù)雜性的問題，在微處理器防輻射能力有限的情況下，很難可靠地控制 復(fù)雜的多單元機(jī)械手。從這點(diǎn)出發(fā)，研制使用簡(jiǎn)單、可靠的機(jī)械機(jī)構(gòu) 機(jī)械手就成了發(fā)展的趨勢(shì)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 本畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的 有機(jī)錫測(cè)定機(jī)械手 替代人手來完成化學(xué)成分鑒定中化學(xué)試劑在萃取瓶中萃取，并在反應(yīng)容器中鑒定的系列動(dòng)作。 海水中有機(jī)錫含量的鑒定 通常是 通過手工方式將萃取針壓進(jìn)發(fā)生器， 10 分鐘后將萃取針從發(fā)生器中取出。然后，萃取針移動(dòng)到氣相色譜儀進(jìn)樣口進(jìn)行反應(yīng)，從而獲得相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 由于海水中 有機(jī)錫的質(zhì)量濃度很低 , 因此研制開發(fā)具有高靈敏度的有機(jī)錫的測(cè)定方法具有重要的實(shí)際意義。 本課題的的工作就是將手動(dòng)來完成的工作通過自動(dòng)機(jī)械手的方式來替代，提高測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化程度 。自動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)控制簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可以適應(yīng)海上的工作環(huán)境，能夠更好的完成實(shí)驗(yàn)操作。 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 目前機(jī)械手主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械手功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大 并發(fā)展成為工業(yè)機(jī)器人 。 從 1959 年美國(guó) 司推出了全世界第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與技術(shù)的日益創(chuàng)新。世界各國(guó)在機(jī)器人制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。其中美國(guó)、日本及西歐機(jī)器人制造業(yè)在世界上具有一定的代表性。尤其是日本，隨著電子自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展和相應(yīng)舉措的得當(dāng)應(yīng)用，使其超越美國(guó)成為“機(jī)器人王國(guó)”。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)推動(dòng)了機(jī)器人迅速向前邁進(jìn)。從上世紀(jì) 50 年代到本世紀(jì)初機(jī)器人技術(shù)無論是在研究品種與制造質(zhì)量，或是在銷售數(shù)量與應(yīng)用范圍（工業(yè)領(lǐng)域或非工業(yè)領(lǐng)域）方面，都在不斷擴(kuò)大和提高。 從研究品種來看 ，機(jī)器人可以按負(fù)載重量、控制方式、自由度、結(jié)構(gòu)或應(yīng)用領(lǐng)域等分成很多種類，一般可以分為操作型機(jī)器人、程控性機(jī)器人、示教再現(xiàn)型機(jī)器人、數(shù)控機(jī)器人、感覺控制型機(jī)器人、適應(yīng)控制型機(jī)器人、學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人及智能機(jī)器人。我國(guó)的機(jī)器人從應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)，分為工業(yè)機(jī)器人及特種機(jī)器人兩大類。 從應(yīng)用范圍來看， 1999 2003 年，世界實(shí)際裝備工業(yè)機(jī)器人數(shù)量預(yù)計(jì)將由 1999 年的 臺(tái)增加到 臺(tái)。其中日本、美國(guó)、歐洲居前三位。從銷售數(shù)量來看，自從 20 世紀(jì) 60 年代機(jī)器人進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域以來，世界各國(guó)歷年累計(jì)銷售量到 1999 年 底達(dá)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 到約 110 萬臺(tái)。 1999 年世界工業(yè)機(jī)器人的年銷售額比上半年增長(zhǎng) 7%， 達(dá)到 51 億美元。與創(chuàng)紀(jì)錄的 1999 年同期相比， 2000 年上半年世界機(jī)器人增長(zhǎng)了 12%。歐洲的銷售合同增長(zhǎng) 14%，亞洲銷售合同增長(zhǎng)率 38%。 我國(guó)在機(jī)器人的研究方面，與世界其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，落后了 10 年多時(shí)間。真正的研究應(yīng)該始于 20 世紀(jì) 70 年代初期。 1972 年我國(guó)開始研究自己的工業(yè)機(jī)器人。進(jìn)入二十世紀(jì) 80 年代后，國(guó)家 863 計(jì)劃把機(jī)器人自動(dòng)化領(lǐng)域的重要研究課題。這樣機(jī)械手也步了入快速發(fā)展的軌道。經(jīng)過十幾年的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用，是中國(guó)的機(jī)械 手的生產(chǎn)從無到有，跨出了一大步。近幾年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人及含工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)線相關(guān)產(chǎn)品的年查銷售額已突破十億元?！笆濉笔侵袊?guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，市場(chǎng)需求也有一個(gè)井噴的發(fā)展。 經(jīng)過“八五”、“九五”的技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)基本掌握了工業(yè)中機(jī)械手的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)中所用到的不同類型機(jī)械手并裝配于大型生產(chǎn)線中 。 1 3 本課題研究 的 意義 本課題研究通過有機(jī)錫測(cè)試裝置測(cè)定海水中有機(jī)錫， 通過對(duì)項(xiàng)目的分 析及方案論證，最終確定開展對(duì)簡(jiǎn)易型精確定位自 動(dòng)機(jī)械手的開發(fā)和研究，通過機(jī)械手 控制萃取裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程的自動(dòng)化。 該機(jī)械手要求 在 X、 Y 兩坐標(biāo)中可以實(shí)現(xiàn)有效行程內(nèi)準(zhǔn)確定位， 并能在實(shí)際操作中盡可能的簡(jiǎn)便， 采用現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化普遍用到的可編程控制器(系統(tǒng)動(dòng)作進(jìn)行控制。 工業(yè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)臂的控制方式主要 有 液壓 驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)控制，機(jī)械傳動(dòng)控制。 在本課題的研究中，舍棄了傳統(tǒng)的 液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng) ， 采用全電動(dòng)控制。 通 過對(duì)直線運(yùn)動(dòng)定位技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的控制和驅(qū)動(dòng)。結(jié)合課題中的兩 自由度 機(jī)械手，本文深入地研究了通過 電動(dòng) 驅(qū)動(dòng)和 制系統(tǒng)的原理及其實(shí)現(xiàn)方法， 實(shí)現(xiàn)了 運(yùn)行速度快、易于控制、控制精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)與使用方便 。本課題的研究，為純 電動(dòng)機(jī)械手的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，提供了一種簡(jiǎn)單易行且具有一定定位 精度的方法，此方法對(duì)電動(dòng)控制 機(jī)械手在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用，具有較高的工程實(shí)際意義 。 同時(shí)可以提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品液電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，并通過與同組同學(xué)配合，鍛煉其合作設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)的能力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 總體方案設(shè)計(jì) 2 1 機(jī)械手設(shè)計(jì)說明 本課題針對(duì)海水中有機(jī)錫測(cè)定過程中自動(dòng)化程度不高的 弊端， 通過 設(shè)計(jì)自動(dòng)機(jī)械手用以替代 之 前的檢測(cè)手段 ，提高測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化程度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 結(jié) 論 本課題研究通過有機(jī)錫測(cè)試裝置測(cè)定海水中有機(jī)錫，通過對(duì)項(xiàng)目的分析及方案論證，通過機(jī)械手控制萃取裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程的自動(dòng)化 。 大多數(shù) 工 業(yè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)臂的控制方式主要采用液壓或氣 壓驅(qū)動(dòng)。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制，但需要配置壓力源或氣源，控制系統(tǒng)的體積大，系統(tǒng)定位靠設(shè)定行程開關(guān)的位置來實(shí)現(xiàn)，可靠性和靈活性差，不利于生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。基于上述原因，我所設(shè)計(jì)的有機(jī)錫測(cè)定機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)定位全電動(dòng)控制方式，用 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) ，實(shí)現(xiàn)升降和伸縮。 這種方式 可以避免液壓驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的弊端。 在本設(shè)計(jì)中，對(duì)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析與計(jì)算，并結(jié)合實(shí)際要求進(jìn)行選型。 在直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中， 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，通過對(duì)滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌的技術(shù)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行計(jì)算選型，選型過程進(jìn)行了較為全面的考慮，對(duì)工作環(huán)境，主要技術(shù)指標(biāo)，使用壽命等重要因素進(jìn)行了分析。萃取裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以便于加工和穩(wěn)定工作為選型方針，通過固定和控制機(jī)構(gòu)的結(jié)合，使萃取針能夠完成升降的實(shí)驗(yàn)動(dòng)作，在工作的過程中可以保持較高的準(zhǔn)確度。 在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行了討論 ，最終確定直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中選用伺服電機(jī)，萃取裝置中用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)偏心輪。通過計(jì)算，確定了所需伺服電機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速進(jìn)行選型。步進(jìn)電機(jī)的使用環(huán)境較單一，所以用兩相的步進(jìn)電機(jī)即可對(duì)偏心輪進(jìn)行控制。 本課題的研究，為純電動(dòng) 機(jī)械手的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，提供了一種簡(jiǎn)單易行且具有一定定位 精度的方法，此方法對(duì)電動(dòng)控制 機(jī)械手在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用，具有較高的工程實(shí)際意義 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 致 謝 時(shí)光飛逝，畢業(yè)的季節(jié)已悄然而至。 首先，我要由衷的感謝指導(dǎo)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的劉永強(qiáng)老師。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，無論是在學(xué)習(xí)還是生活上，劉老師都給予 了我無微不至的關(guān)懷和指導(dǎo)。劉老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神都使我受益匪淺。當(dāng)我在設(shè)計(jì)的過程中遇到困難時(shí)，劉老師總會(huì)從繁忙的工作中抽出時(shí)間，來幫助我分析和研究解決問題的辦法，使我從中學(xué)到了很多無法從書本中學(xué)到的知識(shí)。值此論文完成之際，謹(jǐn)向劉老師表示衷心的感謝，并致以深深的敬意。 同時(shí)，我要由衷的感謝同組同學(xué)對(duì)我的幫助。在幾個(gè)月的設(shè)計(jì)中我們?cè)趯W(xué)習(xí)上、生活中互相幫助，同舟共濟(jì)，共渡難關(guān)，建立了深厚的友誼。 在這一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多東西，通過查閱各種書籍、資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)，使我不僅復(fù)習(xí)和鞏固了以前學(xué)過 的各科知識(shí)，而且使我學(xué)到了許多機(jī)械其他方面的專業(yè)知識(shí)，掌握了一般的設(shè)計(jì)方法并完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。 四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，感謝那些陪伴我一起度過這美好的大學(xué)生活的同學(xué)。他們無私的關(guān)心、幫助和支持，在學(xué)習(xí)和生活中給予了我巨大的信心。與他們?cè)谝黄鹕?、學(xué)習(xí)的四年令人難忘，給我留下了一段美好的回憶 。 感謝我的親人在我求學(xué)和成長(zhǎng)過程中 無私的付出了很多，他們偉大的愛永遠(yuǎn)激勵(lì)著我在人生道路上奮發(fā)進(jìn)取。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 參 考 文 獻(xiàn) 1 江桂斌 國(guó)內(nèi)外有機(jī)錫污染研究現(xiàn)狀 衛(wèi)生研究 2001,30(1)： 1 濮良貴，紀(jì)明剛 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社， 金清肅 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 孫桓，陳作模，葛文杰 北京：高等教育出版社， 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 4 卷 第 4 版 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 6 羅召光中國(guó)機(jī)器人制造業(yè)的發(fā)展與對(duì)策礦山機(jī)械， 2002(1)： 6 龍立新工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)分析焊工之友 1999， 11(3)： 2 天津大學(xué)工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 編寫組工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 天津：科學(xué) 技術(shù) 出版社 1979 9 王承義機(jī)械手及其應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1981 10 王宗培步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . 1986 11 陳隆昌陳筱艷控制電機(jī)西安：西安電子科技大學(xué)出版社 1994 12 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室 理論力學(xué) ( ) 北京：高等教育出版社， 2007 13 李欣業(yè)，梁建術(shù)，郝淑英 材料力學(xué) 北京：中國(guó)鐵道出版社， 4 崔振勇，印建平機(jī)械制圖北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003 15 K， ， T 2005 of to 479 484 摘 要 本畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的有機(jī)錫測(cè)定機(jī)械手替代人手來完成化學(xué)成分鑒定中化學(xué)試劑在萃取瓶中萃取，并在反應(yīng)容器中鑒定的系列動(dòng)作。 海水中有機(jī)錫含量的鑒定通常是通過手工方式將萃取針壓進(jìn)發(fā)生器， 10 分鐘后將萃取針從發(fā)生器中取出。然后，萃取針移動(dòng)到氣相色譜 儀進(jìn)樣口進(jìn)行反應(yīng)，從而獲得相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 由于海水中有機(jī)錫的質(zhì)量濃度很低 , 因此研制開發(fā)具有高靈敏度的有機(jī)錫的測(cè)定方法具有重要的實(shí)際意義。本課題的的工作就是將手動(dòng)來完成的工作通過自動(dòng)機(jī)械手的方式來替代，提高測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化程度。自動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)控制簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可以適應(yīng)海上的工作環(huán)境，能夠更好的完成實(shí)驗(yàn)操作。 關(guān)鍵詞： 有機(jī)錫 測(cè)定 機(jī)械手設(shè)計(jì)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 1 引言 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 3 本課題研究的意義 2 總體方案設(shè)計(jì) 2 1 機(jī)械手設(shè)計(jì)說明 2 2 機(jī)械手系統(tǒng)功能分析 能要求 作流程 3 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì) 3 1 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 3 2 直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 3 3 滾珠絲杠技術(shù)數(shù)據(jù)分析及選型 術(shù)數(shù)據(jù)分析 算及選型 3 4 直線導(dǎo)軌技術(shù)數(shù)據(jù)分析及選型 術(shù)數(shù)據(jù)分析 計(jì)及選型 3 5 萃取裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 取針固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 取針控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 機(jī)械手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì) 4 1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功能分析 4 2 伺服電機(jī)計(jì)算選型 直伺服電機(jī)計(jì)算選型 平伺服電機(jī)計(jì)算選型 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 3 步進(jìn)電機(jī)計(jì)算選型 結(jié) 論 致 謝 參 考 文 獻(xiàn) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 引言 隨著人類社會(huì)工業(yè)化的不斷發(fā)展 ,海洋污染問題日益嚴(yán)重 ,而有機(jī)錫作為人為因素引入海洋環(huán)境的極毒化學(xué)品之一 , 已經(jīng)引起各國(guó)政府和環(huán)保組織的高度重視 1。在海洋領(lǐng)域 , 有機(jī)錫主要用于海洋船體的防污涂料中 ,其中氯化三丁基錫 ( 是對(duì)人體和生物有巨毒的物質(zhì) , 極低質(zhì)量濃度的 能引起海洋生物累積性中毒或引起可怕的生殖逆向性變化 , 引起生物性畸變。有機(jī)錫化合物對(duì)于海 洋生態(tài)系統(tǒng)的不同層次、不同側(cè)面、各個(gè)子系統(tǒng)都會(huì)造成嚴(yán)重的污染 ,甚至是不可逆轉(zhuǎn)的破壞 ,最終將影響到人類的生活和生存。 由于海水中有機(jī)錫的質(zhì)量濃度很低 , 因此研制開發(fā)具有高靈敏度的有機(jī)錫的測(cè)定方法具有重要的實(shí)際意義。 采用機(jī)械手進(jìn)行測(cè)定便是大家普遍認(rèn)同的方向。 機(jī)械手 是一種模仿人手動(dòng)作并按設(shè)定的程序、軌跡和要求替代人手抓取、搬運(yùn)工件或操持工具進(jìn)行操作的機(jī)電一體化自動(dòng)化裝置，不僅可 以提高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度 ，而且還可 以改善勞動(dòng)條件 ， 減輕人力，并便于有節(jié)奏的 生產(chǎn)作業(yè)。 機(jī)械手的迅速發(fā)展是因?yàn)樗鼘?duì)于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的 積 極作用正 在 日益為人們所認(rèn)識(shí)： 首先，它可以 部分地代替人工操作； 其次， 它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和 重復(fù) 裝卸； 再次 ， 它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。 它能大大地改善工人的勞動(dòng)條件，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 所以 ，機(jī)械手受到各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的重視，并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用，尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。工業(yè)機(jī)械手的性能，要求不斷提高工 ， 作精度和作業(yè)速度，增加機(jī)構(gòu)的自由度，提高通用性和靈活性， 同時(shí)還要求降低成本，控制簡(jiǎn)單，安全可靠。 機(jī)械手 研究的關(guān)鍵在于：安全可靠性、自適應(yīng)性和更高的智能。安全可靠性研究確保整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)工作萬無一失，因此，要求其手爪結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)要簡(jiǎn)單化 ，并且向小型化，集成化技術(shù)的發(fā)展。 日本學(xué)者認(rèn)為多自由度多 控制單元機(jī)械手 缺乏機(jī)械的可靠性和實(shí)用性，并且存在著抓取穩(wěn)固性和控制復(fù)雜性的問題，在微處理器防輻射能力有限的情況下，很難可靠地控制 復(fù)雜的多單元機(jī)械手。從這點(diǎn)出發(fā)，研制使用簡(jiǎn)單、可靠的機(jī)械機(jī)構(gòu) 機(jī)械手就成了發(fā)展的趨勢(shì)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 本畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的 有機(jī)錫測(cè)定機(jī)械 手 替代人手來完成化學(xué)成分鑒定中化學(xué)試劑在萃取瓶中萃取，并在反應(yīng)容器中鑒定的系列動(dòng)作。 海水中有機(jī)錫含量的鑒定 通常是 通過手工方式將萃取針壓進(jìn)發(fā)生器， 10 分鐘后將萃取針從發(fā)生器中取出。然后，萃取針移動(dòng)到氣相色譜儀進(jìn)樣口進(jìn)行反應(yīng)，從而獲得相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 由于海水中有機(jī)錫的質(zhì)量濃度很低 , 因此研制開發(fā)具有高靈敏度的有機(jī)錫的測(cè)定方法具有重要的實(shí)際意義。 本課題的的工作就是將手動(dòng)來完成的工作通過自動(dòng)機(jī)械手的方式來替代，提高測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化程度 。自動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)控制簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可以適應(yīng)海上的工作環(huán)境，能夠更好的完 成實(shí)驗(yàn)操作。 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 目前機(jī)械手主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械手功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大 并發(fā)展成為工業(yè)機(jī)器人 。 從 1959 年美國(guó) 司推出了全世界第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與技術(shù)的日益創(chuàng)新。世界各國(guó)在機(jī)器人制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。其中美國(guó)、日本及西歐機(jī)器人制造業(yè)在世界上具有一定的代表性。尤其是日本，隨著電子自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展和相應(yīng)舉措的得當(dāng)應(yīng)用 ，使其超越美國(guó)成為“機(jī)器人王國(guó)”。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)推動(dòng)了機(jī)器人迅速向前邁進(jìn)。從上世紀(jì) 50 年代到本世紀(jì)初機(jī)器人技術(shù)無論是在研究品種與制造質(zhì)量，或是在銷售數(shù)量與應(yīng)用范圍（工業(yè)領(lǐng)域或非工業(yè)領(lǐng)域）方面，都在不斷擴(kuò)大和提高。 從研究品種來看，機(jī)器人可以按負(fù)載重量、控制方式、自由度、結(jié)構(gòu)或應(yīng)用領(lǐng)域等分成很多種類，一般可以分為操作型機(jī)器人、程控性機(jī)器人、示教再現(xiàn)型機(jī)器人、數(shù)控機(jī)器人、感覺控制型機(jī)器人、適應(yīng)控制型機(jī)器人、學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人及智能機(jī)器人。我國(guó)的機(jī)器人從應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)，分為工業(yè)機(jī)器人及特 種機(jī)器人兩大類。 從應(yīng)用范圍來看， 1999 2003 年，世界實(shí)際裝備工業(yè)機(jī)器人數(shù)量預(yù)計(jì)將由 1999 年的 臺(tái)增加到 臺(tái)。其中日本、美國(guó)、歐洲居前三位。從銷售數(shù)量來看，自從 20 世紀(jì) 60 年代機(jī)器人進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域以來，世界各國(guó)歷年累計(jì)銷售量到 1999 年底達(dá)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 到約 110 萬臺(tái)。 1999 年世界工業(yè)機(jī)器人的年銷售額比上半年增長(zhǎng) 7%， 達(dá)到 51 億美元。與創(chuàng)紀(jì)錄的 1999 年同期相比， 2000 年上半年世界機(jī)器人增長(zhǎng)了 12%。歐洲的銷售合同增長(zhǎng) 14%，亞洲銷售合同增長(zhǎng)率 38%。 我國(guó)在機(jī)器人的研究方面，與世界其他工業(yè)發(fā)達(dá) 國(guó)家相比，落后了 10 年多時(shí)間。真正的研究應(yīng)該始于 20 世紀(jì) 70 年代初期。 1972 年我國(guó)開始研究自己的工業(yè)機(jī)器人。進(jìn)入二十世紀(jì) 80 年代后，國(guó)家 863 計(jì)劃把機(jī)器人自動(dòng)化領(lǐng)域的重要研究課題。這樣機(jī)械手也步了入快速發(fā)展的軌道。經(jīng)過十幾年的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用，是中國(guó)的機(jī)械手的生產(chǎn)從無到有，跨出了一大步。近幾年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人及含工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)線相關(guān)產(chǎn)品的年查銷售額已突破十億元?！笆濉笔侵袊?guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，市場(chǎng)需求也有一個(gè)井噴的發(fā)展。 經(jīng)過“八五”、“九五”的技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)基本掌握了工業(yè)中機(jī)械手的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)中所用到的不同類型機(jī)械手并裝配于大型生產(chǎn)線中。 1 3 本課題研究 的 意義 本課題研究通過有機(jī)錫測(cè)試裝置測(cè)定海水中有機(jī)錫，通過對(duì)項(xiàng)目的分析及方案論證，最終確定開展對(duì)簡(jiǎn)易型精確定位自 動(dòng)機(jī)械手的開發(fā)和研究，通過機(jī)械手 控制萃取裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程的自動(dòng)化。 該機(jī)械手要求 在 X、 Y 兩坐標(biāo)中可以實(shí)現(xiàn)有效行程內(nèi)準(zhǔn)確定位， 并能在實(shí)際操作中盡可能的簡(jiǎn)便， 采用現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化普遍用到的可編程控制器(系統(tǒng)動(dòng)作進(jìn)行控制。 工業(yè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)臂的控制方式主要 有 液壓 驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)控制，機(jī)械傳動(dòng)控制。在本課題的研究中，舍棄了傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng) ， 采用全電動(dòng)控制。 通 過對(duì)直線運(yùn)動(dòng)定位技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的控制和驅(qū)動(dòng)。結(jié)合課題中的兩自由度機(jī)械手，本文深入地研究了通過電動(dòng)驅(qū)動(dòng)和 制系統(tǒng)的原理及其實(shí)現(xiàn)方法， 實(shí)現(xiàn)了 運(yùn)行速度快、易于控制、控制精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)與使用方便 。本課題的研究，為純電動(dòng)機(jī)械手的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，提供了一種簡(jiǎn)單易行且具有一定定位 精度的方法， 此方法對(duì)電動(dòng)控制 機(jī)械手在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用，具有較高的工程實(shí)際意義 。 同時(shí)可以提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品液電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，并通過與同組同學(xué)配合，鍛煉其合作設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)的能力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 總體方案設(shè)計(jì) 2 1 機(jī)械手設(shè)計(jì)說明 本課題針對(duì)海水中有機(jī)錫測(cè)定過程中自動(dòng)化程度不高的弊端， 通過 設(shè)計(jì)自動(dòng)機(jī)械手用以替代 之前的檢測(cè)手段 ，提高測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化程度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 結(jié) 論 本課題研究通過有機(jī)錫測(cè)試裝置測(cè)定海水中有機(jī)錫，通過對(duì)項(xiàng)目的分析及方案論證，通過機(jī)械手控制萃取裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程的自動(dòng)化 。 大多數(shù) 工 業(yè)機(jī)械手運(yùn) 動(dòng)臂的控制方式主要采用液壓或氣 壓驅(qū)動(dòng)。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制，但需要配置壓力源或氣源，控制系統(tǒng)的體積大，系統(tǒng)定位靠設(shè)定行程開關(guān)的位置來實(shí)現(xiàn)，可靠性和靈活性差，不利于生產(chǎn)過程的自動(dòng)化?；谏鲜鲈?，我所設(shè)計(jì)的有機(jī)錫測(cè)定機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)定位全電動(dòng)控制方式，用 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) ，實(shí)現(xiàn)升降和伸縮。 這種方式可以避免液壓驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的弊端。 在本設(shè)計(jì)中，對(duì)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析與計(jì)算，并結(jié)合實(shí)際要求進(jìn)行選型。 在直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，通過對(duì)滾珠絲杠 和直線導(dǎo)軌的技術(shù)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行計(jì)算選型，選型過程進(jìn)行了較為全面的考慮，對(duì)工作環(huán)境，主要技術(shù)指標(biāo)，使用壽命等重要因素進(jìn)行了分析。萃取裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以便于加工和穩(wěn)定工作為選型方針，通過固定和控制機(jī)構(gòu)的結(jié)合，使萃取針能夠完成升降的實(shí)驗(yàn)動(dòng)作，在工作的過程中可以保持較高的準(zhǔn)確度。 在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行了討論，最終確定直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中選用伺服電機(jī)，萃取裝置中用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)偏心輪。通過計(jì)算，確定了所需伺服電機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速進(jìn)行選型。步進(jìn)電機(jī)的使用環(huán)境較單一，所以用兩相的步進(jìn)電機(jī)即可對(duì)偏心輪進(jìn)行控制 。 本課題的研究，為純電動(dòng) 機(jī)械手的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，提供了一種簡(jiǎn)單易行且具有一定定位 精度的方法，此方法對(duì)電動(dòng)控制 機(jī)械手在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用，具有較高的工程實(shí)際意義 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 致 謝 時(shí)光飛逝，畢業(yè)的季節(jié)已悄然而至。 首先，我要由衷的感謝指導(dǎo)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的劉永強(qiáng)老師。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，無論是在學(xué)習(xí)還是生活上，劉老師都給予了我無微不至的關(guān)懷和指導(dǎo)。劉老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神都使我受益匪淺。當(dāng)我在設(shè)計(jì)的過程中遇到困難時(shí)，劉老師總會(huì)從繁忙的工作中抽出時(shí)間，來幫助我分析和研究解決問題的辦法，使我從中學(xué)到了很多無法從書本中學(xué)到的知識(shí)。值此論文完成之際，謹(jǐn)向劉老師表示衷心的感謝，并致以深深的敬意。 同時(shí)，我要由衷的感謝同組同學(xué)對(duì)我的幫助。在幾個(gè)月的設(shè)計(jì)中我們?cè)趯W(xué)習(xí)上、生活中互相幫助，同舟共濟(jì)，共渡難關(guān)，建立了深厚的友誼。 在這一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多東西，通過查閱各種書籍、資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)，使我不僅復(fù)習(xí)和鞏固了以前學(xué)過的各科知識(shí)，而且使我學(xué)到了許多機(jī)械其他方面的專業(yè)知識(shí)，掌握了一般的設(shè)計(jì)方法并完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。 四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，感謝那些陪伴我一起度過這美好的大學(xué)生活的同學(xué)。他們無私的關(guān)心、幫助和支持 ，在學(xué)習(xí)和生活中給予了我巨大的信心。與他們?cè)谝黄鹕睢W(xué)習(xí)的四年令人難忘，給我留下了一段美好的回憶 。 感謝我的親人在我求學(xué)和成長(zhǎng)過程中 無私的付出了很多，他們偉大的愛永遠(yuǎn)激勵(lì)著我在人生道路上奮發(fā)進(jìn)取。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 參 考 文 獻(xiàn) 1 江桂斌 國(guó)內(nèi)外有機(jī)錫污染研究現(xiàn)狀 衛(wèi)生研究 2001,30(1)： 1 濮良貴，紀(jì)明剛 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社， 金清肅機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)武漢：華中科技大學(xué)出版社， 孫桓，陳作模，葛文杰 北京：高等教育出版社 ， 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 4 卷 第 4 版 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 6 羅召光中國(guó)機(jī)器人制造業(yè)的發(fā)展與對(duì)策礦山機(jī)械， 2002(1)： 6 龍立新工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)分析焊工之友 1999， 11(3)： 2 天津大學(xué)工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 編寫組工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 天津：科學(xué)技術(shù) 出版社 1979 9 王承義機(jī)械手及其應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1981 10 王宗培步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . 1986 11 陳隆昌陳筱艷控 制電機(jī)西安：西安電子科技大學(xué)出版社 1994 12 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室理論力學(xué) ( )北京：高等教育出版社， 2007 13 李欣業(yè)，梁建術(shù)，郝淑英材料力學(xué)北京：中國(guó)鐵道出版社， 4 崔振勇，印建平機(jī)械制圖北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003 15 K， ， T 2005 of to 479 484 摘 要 本畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的有機(jī)錫測(cè)定機(jī)械手替代人手來完成化學(xué)成分鑒定中化學(xué)試劑在萃取瓶中萃取，并在反應(yīng)容器中鑒定的系列動(dòng)作。 海水中有機(jī)錫含量的鑒定通常是通過手工方式將萃取針壓進(jìn)發(fā)生器， 10 分鐘后將萃取針從買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 發(fā)生器中取出。然后，萃取針移動(dòng)到氣相色譜儀進(jìn)樣口進(jìn)行反應(yīng)，從而獲得相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 由于海水中有機(jī)錫的質(zhì)量濃度很低 , 因此研制開發(fā)具有高靈敏度的有機(jī)錫的測(cè)定方法具有重要的實(shí)際意義。本課題的的工作就是將手動(dòng)來完成的工作通過自動(dòng)機(jī)械手的方式 來替代，提高測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化程度。自動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)控制簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可以適應(yīng)海上的工作環(huán)境，能夠更好的完成實(shí)驗(yàn)操作。 關(guān)鍵詞： 有機(jī)錫 測(cè)定 機(jī)械手設(shè)計(jì)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 1 引言 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 3 本課題研究的意義 2 總體方案設(shè)計(jì) 2 1 機(jī)械手設(shè)計(jì)說明 2 2 機(jī)械手系統(tǒng)功能分析 能要求 作流程 3 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì) 3 1 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 3 2 直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)分析 3 3 滾珠絲杠技術(shù)數(shù)據(jù)分析及選型 術(shù)數(shù)據(jù)分析 算及選型 3 4 直線導(dǎo)軌技術(shù)數(shù)據(jù)分析及選型 術(shù)數(shù)據(jù)分析 計(jì)及選型 3 5 萃取裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 取針固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 取針控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 機(jī)械手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì) 4 1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功能分析 4 2 伺服電機(jī)計(jì)算選型 直伺服電機(jī)計(jì)算選型 平伺服電機(jī)計(jì)算選型 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 3 步進(jìn)電機(jī)計(jì)算選型 結(jié) 論 致 謝 參 考 文 獻(xiàn) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 引言 隨著人類社會(huì)工業(yè)化的不斷發(fā)展 ,海洋污染問題日益嚴(yán)重 ,而有機(jī)錫作為人為因素引入海洋環(huán)境的極毒化學(xué)品之一 , 已經(jīng)引起各國(guó)政府和環(huán)保組織的高度重視 1。在海洋領(lǐng)域 , 有機(jī)錫主要用于海洋船體的防污涂料中 ,其中氯化三丁基錫 ( 是對(duì)人體和生物有巨毒的物質(zhì) , 極低質(zhì)量濃度的 能引起海洋生物累積性中毒或引起可怕的生殖逆向性變化 , 引起生物性畸變。有機(jī)錫化合物對(duì)于海洋生態(tài)系統(tǒng)的不同層次、不同側(cè)面、各個(gè)子系統(tǒng)都會(huì)造成嚴(yán)重的污染 ,甚至是不可逆轉(zhuǎn)的破壞 ,最終將影響到人類的生活和生存。 由于海水中有機(jī)錫的質(zhì)量濃度很低 , 因此研制開發(fā)具有高靈敏度的有機(jī)錫的測(cè)定方法具 有重要的實(shí)際意義。 采用機(jī)械手進(jìn)行測(cè)定便是大家普遍認(rèn)同的方向。 機(jī)械手 是一種模仿人手動(dòng)作并按設(shè)定的程序、軌跡和要求替代人手抓取、搬運(yùn)工件或操持工具進(jìn)行操作的機(jī)電一體化自動(dòng)化裝置，不僅可 以提高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度 ，而且還可 以改善勞動(dòng)條件 ， 減輕人力，并便于有節(jié)奏的 生產(chǎn)作業(yè)。 機(jī)械手的迅速發(fā)展是因?yàn)樗鼘?duì)于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的 積極作用正 在 日益為人們所認(rèn)識(shí)： 首先，它可以 部分地代替人工操作； 其次， 它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和 重復(fù) 裝卸； 再次 ， 它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。 它能大大地改善工人的勞動(dòng)條件，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 所以 ，機(jī)械手受到各先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的重視，并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用，尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。工業(yè)機(jī)械手的性能，要求不斷提高工 ， 作精度和作業(yè)速度，增加機(jī)構(gòu)的自由度，提高通用性和靈活性，同時(shí)還要求降低成本，控制簡(jiǎn)單，安全可靠。 機(jī)械手 研究的關(guān)鍵在于：安全可靠性、自適應(yīng)性和更高的智能。安全可靠性研究確保整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)工作萬無一失，因此，要求其手爪結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)要簡(jiǎn)單化 ，并且向小型 化，集成化技術(shù)的發(fā)展。 日本學(xué)者認(rèn)為多自由度多 控制單元機(jī)械手 缺乏機(jī)械的可靠性和實(shí)用性，并且存在著抓取穩(wěn)固性和控制復(fù)雜性的問題，在微處理器防輻射能力有限的情況下，很難可靠地控制 復(fù)雜的多單元機(jī)械手。從這點(diǎn)出發(fā)，研制使用簡(jiǎn)單、可靠的機(jī)械機(jī)構(gòu) 機(jī)械手就成了發(fā)展的趨勢(shì)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 本畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的 有機(jī)錫測(cè)定機(jī)械手 替代人手來完成化學(xué)成分鑒定中化學(xué)試劑在萃取瓶中萃取，并在反應(yīng)容器中鑒定的系列動(dòng)作。 海水中有機(jī)錫含量的鑒定 通常是 通過手工方式將萃取針壓進(jìn)發(fā)生器， 10 分鐘后將萃取針從發(fā)生器中取出。然后，萃取針移 動(dòng)到氣相色譜儀進(jìn)樣口進(jìn)行反應(yīng)，從而獲得相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 由于海水中有機(jī)錫的質(zhì)量濃度很低 , 因此研制開發(fā)具有高靈敏度的有機(jī)錫的測(cè)定方法具有重要的實(shí)際意義。 本課題的的工作就是將手動(dòng)來完成的工作通過自動(dòng)機(jī)械手的方式來替代，提高測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化程度 。自動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)控制簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，可以適應(yīng)海上的工作環(huán)境，能夠更好的完成實(shí)驗(yàn)操作。 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 目前機(jī)械手主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械手功能和性能的不斷改善 和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大 并發(fā)展成為工業(yè)機(jī)器人 。 從 1959 年美國(guó) 司推出了全世界第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與技術(shù)的日益創(chuàng)新。世界各國(guó)在機(jī)器人制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。其中美國(guó)、日本及西歐機(jī)器人制造業(yè)在世界上具有一定的代表性。尤其是日本，隨著電子自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展和相應(yīng)舉措的得當(dāng)應(yīng)用，使其超越美國(guó)成為“機(jī)器人王國(guó)”。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)推動(dòng)了機(jī)器人迅速向前邁進(jìn)。從上世紀(jì) 50 年代到本世紀(jì)初機(jī)器人技術(shù)無論是在研究品種與制造質(zhì)量，或是在銷售數(shù)量與應(yīng)用范圍（ 工業(yè)領(lǐng)域或非工業(yè)領(lǐng)域）方面，都在不斷擴(kuò)大和提高。 從研究品種來看，機(jī)器人可以按負(fù)載重量、控制方式、自由度、結(jié)構(gòu)或應(yīng)用領(lǐng)域等分成很多種類，一般可以分為操作型機(jī)器人、程控性機(jī)器人、示教再現(xiàn)型機(jī)器人、數(shù)控機(jī)器人、感覺控制型機(jī)器人、適應(yīng)控制型機(jī)器人、學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人及智能機(jī)器人。我國(guó)的機(jī)器人從應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)，分為工業(yè)機(jī)器人及特種機(jī)器人兩大類。 從應(yīng)用范圍來看， 1999 2003 年，世界實(shí)際裝備工業(yè)機(jī)器人數(shù)量預(yù)計(jì)將由 1999 年的 臺(tái)增加到 臺(tái)。其中日本、美國(guó)、歐洲居前三位。從銷售數(shù)量來看，自從 20 世紀(jì) 60 年代機(jī)器人進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域以來，世界各國(guó)歷年累計(jì)銷售量到 1999 年底達(dá)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 到約 110 萬臺(tái)。 1999 年世界工業(yè)機(jī)器人的年銷售額比上半年增長(zhǎng) 7%， 達(dá)到 51 億美元。與創(chuàng)紀(jì)錄的 1999 年同期相比， 2000 年上半年世界機(jī)器人增長(zhǎng)了 12%。歐洲的銷售合同增長(zhǎng) 14%，亞洲銷售合同增長(zhǎng)率 38%。 我國(guó)在機(jī)器人的研究方面，與世界其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，落后了 10 年多時(shí)間。真正的研究應(yīng)該始于 20 世紀(jì) 70 年代初期。 1972 年我國(guó)開始研究自己的工業(yè)機(jī)器人。進(jìn)入二十世紀(jì) 80 年代后，國(guó)家 863 計(jì)劃把機(jī)器人自動(dòng)化領(lǐng)域的重要研究課題。這樣機(jī)械手也 步了入快速發(fā)展的軌道。經(jīng)過十幾年的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用，是中國(guó)的機(jī)械手的生產(chǎn)從無到有，跨出了一大步。近幾年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人及含工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)線相關(guān)產(chǎn)品的年查銷售額已突破十億元?！笆濉笔侵袊?guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，市場(chǎng)需求也有一個(gè)井噴的發(fā)展。 經(jīng)過“八五”、“九五”的技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)基本掌握了工業(yè)中機(jī)械手的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)中所用到的不同類型機(jī)械手并裝配于大型生產(chǎn)線中。 1 3 本課題研究 的 意 義 本課題研究通過有機(jī)錫測(cè)試裝置測(cè)定海水中有機(jī)錫，通過對(duì)項(xiàng)目的分析及方案論證，最終確定開展對(duì)簡(jiǎn)易型精確定位自 動(dòng)機(jī)械手的開發(fā)和研究，通過機(jī)械手 控制萃取裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程的自動(dòng)化。 該機(jī)械手要求 在 X、 Y 兩坐標(biāo)中可以實(shí)現(xiàn)有效行程內(nèi)準(zhǔn)確定位， 并能在實(shí)際操作中盡可能的簡(jiǎn)便， 采用現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化普遍用到的可編程控制器(系統(tǒng)動(dòng)作進(jìn)行控制。 工業(yè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)臂的控制方式主要 有 液壓 驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)控制，機(jī)械傳動(dòng)控制。在本課題的研究中，舍棄了傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng) ， 采用全電動(dòng)控制。 通 過對(duì)直線運(yùn)動(dòng)定位技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)機(jī)械 手的控制和驅(qū)動(dòng)。結(jié)合課題中的兩自由度機(jī)械手，本文深入地研究了通過電動(dòng)驅(qū)動(dòng)和 制系統(tǒng)的原理及其實(shí)現(xiàn)方法， 實(shí)現(xiàn)了 運(yùn)行速度快、易于控制、控制精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)與使用方便 。本課題的研究，為純電動(dòng)機(jī)械手的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，提供了一種簡(jiǎn)單易行且具有一定定位 精度的方法，此方法對(duì)電動(dòng)控制 機(jī)械手在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用，具有較高的工程實(shí)際意義 。 同時(shí)可以提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品液電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，并通過與同組同學(xué)配合，鍛煉其合作設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)的能力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 總體方案設(shè)計(jì) 2 1 機(jī)械手設(shè)計(jì)說明 本課題針對(duì)海水中有 機(jī)錫測(cè)定過程中自動(dòng)化程度不高的弊端， 通過 設(shè)計(jì)自動(dòng)機(jī)械手用以替代 之前的檢測(cè)手段 ，提高測(cè)定設(shè)備的自動(dòng)化程度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 結(jié) 論 本課題研究通過有機(jī)錫測(cè)試裝置測(cè)定海水中有機(jī)錫，通過對(duì)項(xiàng)目的分析及方案論證，通過機(jī)械手控制萃取裝置實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程的自動(dòng)化 。 大多數(shù) 工 業(yè)機(jī)