学海网

本科毕业设计-海水有机锡测定机械手设计，共29页，13421字，附设计图纸
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　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

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。