醫(yī)用血液試管開關(guān)蓋機的結(jié)構(gòu)設(shè)計

摘要醫(yī)用血液試管開關(guān)蓋設(shè)備機械手通過同步帶驅(qū)動實現(xiàn)左右移載，其中移動過程中定位三個位置，分別是左側(cè)開蓋工位、停留工位、右側(cè)開工位。抓手采用氣爪的形式，通過氣爪抓取試管蓋子并通過提升氣缸將試管和蓋子實現(xiàn)分離。采用左右雙工位目的是提高作業(yè)效率、增大產(chǎn)量，不使用的時候機械手在中間停留。機構(gòu)往復(fù)運動、到達作業(yè)位置光電開關(guān)會進行位置檢測，如果存在偏差，系統(tǒng)會向驅(qū)動器發(fā)出指令，私服電機會針對偏差迅速進行微調(diào)、達到指定位置。通過對主要零部件的設(shè)計以及校核得到最優(yōu)化結(jié)構(gòu)，通過使用SW三維軟件對設(shè)備進行三維建模，并輸出二維CAD格式圖紙。關(guān)鍵詞：醫(yī)用血液試管、開關(guān)蓋、機械手、雙工位

AbstractThemanipulatorofthemedicalbloodtesttubeswitchcoverequipmentisdrivenbythesynchronousbelttorealizetheleftandrighttransfer,inwhichthreepositionsarelocatedduringthemovingprocess,namely,theleftcoveropeningposition,thestayingpositionandtherightopeningposition.Thegrabadoptstheformofairclaw,grabsthecoverofthetesttubethroughtheairclawandseparatesthetesttubeandthecoverthroughtheliftingcylinder.Thepurposeofusingtheleftandrightdoublestationsistoimprovetheworkingefficiencyandincreasetheoutput.Whennotinuse,themanipulatorstaysinthemiddle.Thephotoelectricswitchwilldetectthepositionwhenthemechanismreciprocatesandreachestheworkingposition.Ifthereisanydeviation,thesystemwillsendinstructionstothedriver,andtheprivatemotorwillquicklyfinetunethedeviationtoreachthedesignatedposition.Throughthedesignandverificationofthemainparts,theoptimizedstructureisobtained.ThroughtheuseofSW3Dsoftware,the3Dmodelingoftheequipmentiscarriedout,andthe2DCADformatdrawingsareoutput。Keywords:medicalbloodtesttube、switchcover、manipulator、doublestation

目錄TOC\o"1-3"\h\u278191引言 頁1引言國外研究現(xiàn)狀：最早期的組裝機械手是美國的ESM公司在上個世紀(jì)30年代提出的一種簡單的組裝機械手。它的作用就是對簡單的機械電子產(chǎn)品進行分揀，精度和加工難度都相對簡單，也是組裝機械手行業(yè)的最早的一批設(shè)備。近期麻省理工學(xué)院攜手普林斯頓大學(xué)的工程師研發(fā)出了一種新型機械手系統(tǒng)，能夠幫助人們完成產(chǎn)品的分揀和挑選任務(wù)。這個機械手還可以在倉庫分揀中得以運用，可以快速識別產(chǎn)品并進行抓取工作。全套設(shè)計加QQ11970985或197216396

2012年亞馬遜公司通過自動化物流提供商Kiva花重金買下了機械手倉儲業(yè)務(wù)后，通過機械手來對倉庫的貨物配貨和盤點等工作。當(dāng)今亞馬遜公司的幾十個倉庫里，努力工作的Kiva機械手超過15000個。正因如此，亞馬遜成為全世界最有效率的倉庫。亞馬遜把倉庫分割成兩大部分：一部分是員工只用在特定的位置對貨物進行盤點和配貨。另一部分是Kiva機械手將貨物分揀到員工身邊。GreyOrange的主要自動化工業(yè)機械手推出了三種：一種是用于包裹的分析和快速分揀的機械手系統(tǒng)Sorter,第二種是高速動態(tài)的尺寸維度稱重系統(tǒng)Profiler,第三種是用于存儲和檢查的機械手Butler。他們可以對要派發(fā)的用戶的包裹進行收集，系統(tǒng)會通過計算庫存來進行及時補貨。國內(nèi)研究現(xiàn)狀：國內(nèi)的組裝機械手相對起步較晚，但是發(fā)展也是相當(dāng)迅速的，中國自上世紀(jì)世紀(jì)70年代末改革開放，才開始陸續(xù)重視機械自動化產(chǎn)業(yè)。關(guān)于機械手的發(fā)展正式開始，還是上個世紀(jì)90年代。隨著中國加入WTO對機械產(chǎn)品的要求越來越嚴(yán)格，加工無論是從加工精度還是加工難度都逐漸人工作業(yè)已經(jīng)無法滿足基本需求，陸陸續(xù)續(xù)開始使用機械手對放在產(chǎn)線上進行代替人工作業(yè)，組裝機械手也在這種大環(huán)境下逐漸誕生。國內(nèi)許多企業(yè)都將用到自動組裝機械手，如果將一些問題處理好，該項發(fā)展的空間特別大，自動化的社會指日可待。一個國家的高科技水平和發(fā)展水平要看最頂端的工業(yè)機械手的研發(fā)和制造技術(shù)，它代表著機電一體化的最高榮譽。從科學(xué)技術(shù)研發(fā)的角度來說，機械手的構(gòu)架的硬件平臺是實現(xiàn)智能化。為了讓機械臂與環(huán)境更好的融合、更加靈活、跟上智能生產(chǎn)的步伐。最初的組裝機械手機械臂主要應(yīng)用于太空探索的方向，現(xiàn)在工業(yè)機械手的應(yīng)用普遍各個行業(yè)，是整個生產(chǎn)型企業(yè)的發(fā)展主要方向。發(fā)展趨勢：從世界的大發(fā)展環(huán)境下，工業(yè)4.0時代已經(jīng)到來。智能制造、精密制造已經(jīng)是現(xiàn)在刻不容緩的話題，如何才能實現(xiàn)高的工作效率，還要降低生產(chǎn)成本保證企業(yè)利潤，各種機械手的開發(fā)勢在必行，其中組裝機械手就是機械手的一種。以往生產(chǎn)線中分揀作業(yè)都是通過人工進行手工分揀，不但效率低下還會浪費大量的人工成本，目前工人的工資也是逐年升高，通過機械手進行分解不但效率高，更重要的是可以24小時不間斷作業(yè)。未來關(guān)于組裝機械手的發(fā)展趨勢將會是機械手的結(jié)構(gòu)越來越精密、精度越來越高、分揀速度越來越快、智能化會越來越強大。智能制造的發(fā)展趨勢將會是操作人員在辦公室坐著，就可以對車間上的機械手進行遠程遙控。不夸張的說，一個操作者可以控制一條生產(chǎn)線乃至一個車間的所有自動化設(shè)備。目前生產(chǎn)制造的主要發(fā)展方向就是智能制造,即我們所說的工業(yè)4.0時代，智能制造的核心內(nèi)容就是工業(yè)機械手。使用工業(yè)機械手可以有效提高工作效率，減少人工作業(yè)的強度、降低生產(chǎn)成本。隨著國內(nèi)工業(yè)機械手的普遍應(yīng)用，工業(yè)機械手集群協(xié)作模式對控制中心的運算、協(xié)調(diào)能力提出了更高的要求。工業(yè)機械手云服務(wù)平臺，是由前列的信息技術(shù)、計算機技術(shù)及新興云計算、聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融會貫通的產(chǎn)物，是一種源于互聯(lián)網(wǎng)的、指向工業(yè)機械手的服務(wù)框架產(chǎn)物。機械手云服務(wù)平臺通過云計算在內(nèi)的當(dāng)代信息技術(shù)前沿理念，在普遍的網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境下，協(xié)助機械手卸載運算計量的工作，使控制中心的運算能力大大提高，將產(chǎn)品打造成高附加值、低成本和全機球化制造的服務(wù)。電商物流帶動了全國多個行業(yè)的發(fā)展，商品從生產(chǎn)到包裝到客戶手中時間越來越短，留給工廠的時間在不斷壓縮，工廠迫切需要自動化分揀設(shè)備的加入。我們在日常生產(chǎn)中，醫(yī)藥、食品、化工、物流等行業(yè)經(jīng)?？梢钥吹浇M裝機械手的身影。

2醫(yī)用血液試管開關(guān)蓋整體結(jié)構(gòu)設(shè)計機械手通過同步帶驅(qū)動實現(xiàn)左右移載，其中移動過程中定位三個位置，分別是左側(cè)開蓋工位、停留工位、右側(cè)開工位。抓手采用氣爪的形式，通過氣爪抓取試管蓋子并通過提升氣缸將試管和蓋子實現(xiàn)分離。本次設(shè)計的架體選用鋁合金制架體，鋁合金的密度只有2.7，是鐵的三分之一，能夠保證整體的質(zhì)量非常輕，確定了比較適合本次設(shè)計的鋁合金型號就是6063-T5。關(guān)于軸的材料選用45號鋼，因為該材料在調(diào)質(zhì)處理之后都會有著非常高的強度，滿足軸高扭矩的使用工況。這里的調(diào)質(zhì)處理硬度達到HB220-230的強度即可。采用左右兩個工位目的是提高作業(yè)效率、增大產(chǎn)量。具體結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示。圖2-1試管開關(guān)蓋機構(gòu)圖表2-1試管開關(guān)蓋明細表序號名稱數(shù)量材料1同步帶鎖緊板B16061合金2感應(yīng)片2Q2353支承板26061合金4驅(qū)動馬達1組件5光電開關(guān)EE-SX-674_1_4-112組件6ATP22XL050_A_H8同步帶輪160617光電調(diào)節(jié)組件1組件8導(dǎo)軌HGW15CCHIWINL112組件9移載板14510試管-玻璃1玻璃11滑塊HGW15CCHIWIN-12組件12夾爪裝配1組件13工作臺面1Q23514滑塊MGW15H-12組件15墊板16061合金16氣缸接頭16061合金17同步帶鎖緊板16061合金18架體1鋁型材19MAL25x75氣缸1組件20夾爪裝配B2組件21氣缸固定板16061合金22試管整體1組件23導(dǎo)軌MGW15H-11組件24同步帶1丁腈橡膠25固定板16061合金26導(dǎo)軌墊板1Q23527內(nèi)六角圓柱頭螺釘M10×401Q235試管開關(guān)蓋機的工作需要根據(jù)指令進行相應(yīng)的操作，所謂的指令就是PLC程序。根據(jù)動作的需要先對試管開關(guān)蓋機的動作進行PLC編程，之后試管開關(guān)蓋機的每個動作都是根據(jù)程序進行動作的。試管開關(guān)蓋機的其機械系統(tǒng)分成執(zhí)行機構(gòu)和驅(qū)動系統(tǒng)兩部分。每次移載的位置是否準(zhǔn)確又通過檢測系統(tǒng)進行位置信息反饋給PLC,如果位置信息不準(zhǔn)確，系統(tǒng)會對私服馬達發(fā)出指令進行微調(diào)，最終滿足位置需求。其中執(zhí)行機構(gòu)主要是末端的抓手機構(gòu)，關(guān)于驅(qū)動機構(gòu)除了采用馬達的方式之外，也可以采用氣缸、液壓缸等均可做為動力源。各部分關(guān)系圖如下圖2-2所示。位形檢測位形檢測機械系統(tǒng)工作對象執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動-傳動裝置控制系統(tǒng)機械系統(tǒng)工作對象執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動-傳動裝置控制系統(tǒng)圖2-2各部分關(guān)系圖3各零部件的詳細設(shè)計3.1機械手整體結(jié)構(gòu)設(shè)計該機械手采用電機驅(qū)動同步帶輪，通過正反轉(zhuǎn)動帶動兩組機械手左右往復(fù)運動。機構(gòu)往復(fù)運動、到達作業(yè)位置光電開關(guān)會進行位置檢測，如果存在偏差，系統(tǒng)會向驅(qū)動器發(fā)出指令，伺服電機會針對偏差迅速進行微調(diào)、達到指定位置。具體的上下料機械手結(jié)構(gòu)見圖3-1所示。圖3-1機械手結(jié)構(gòu)3.2同步帶輪的選用同步帶在自動化設(shè)備中使用非常廣泛，其擁有成本低、耐用等諸多優(yōu)點，結(jié)合這里的使用條件，零件重量較輕、移載頻繁，選擇XL型同步帶，并配相應(yīng)同步帶輪。由于同步帶輪同步帶使用方便快捷，可做為標(biāo)準(zhǔn)件直接采用，其應(yīng)用越來越廣泛，越來越多的應(yīng)用在不同的行業(yè)內(nèi)。從自動化設(shè)備近幾年的發(fā)展也可以看出，同步帶傳動已經(jīng)成為行業(yè)的一種潮流。在本次設(shè)計的往復(fù)機械手機構(gòu)中，同步帶輪選擇的是密度更小的鋁合金材料，使用這種鋁合金材料生產(chǎn)的機構(gòu)更輕便易操作，綜合考慮材料的特性及使用需求，本次設(shè)計中選擇的是材料為6063-T5的鋁合金材料。關(guān)于從動端同步帶輪的樣式如圖3-2所示，主動端同步帶輪如圖3-3所示采用鍵槽連接方式和驅(qū)動電機連接。圖3-2ATP22XL050從動端同步帶輪圖3-3ATP22XL050主動端同步帶輪通過以上圖可以得知，該兩種同步帶輪外形模數(shù)、齒數(shù)是一樣的，從動同步帶輪軸心鑲嵌軸承可以被動旋轉(zhuǎn)，主動同步帶輪軸心是鍵槽連接，通過電機直連直接傳遞動力。3.3減速機構(gòu)設(shè)計3.3.1選定齒輪類型﹑精度等級﹑材料及齒數(shù)（1）按傳動方案選用直齒圓柱齒輪傳動，直齒加工簡單、成本低、應(yīng)用廣泛。（2）本機工作速度、功率都不高，故選用7級精度，可以有效保證設(shè)備工況需求、滿足使用條件。（3）齒輪材料及熱處理：選擇小齒輪材料為40Gr，調(diào)質(zhì)處理，硬度250HBS，大齒輪材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為230HBS，二者硬度差為20HBS。通過熱處理提高齒輪零件強度、保證滿足使用需求。齒數(shù)選擇。選取小齒輪齒數(shù)18，初步確定傳動比為則大齒輪齒數(shù)此時傳動比3.3.2按齒面接觸疲勞強度計算（1）確定各參數(shù)的值（3-1）因大小齒輪為鋼制，由《機械設(shè)計》表12.12查得彈性影響系數(shù)（3-2）初擬載荷系數(shù)K=2.0取齒寬系數(shù)0.3對于標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動，由《機械設(shè)計》圖12.16查得設(shè)，求得;應(yīng)力循環(huán)次數(shù)使用期：8×350×16=44800h按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限為：小齒輪：；大齒輪：接觸疲勞強度壽命系數(shù)查教材得接觸疲勞壽命系數(shù)，計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)S=1，由課本式10-12得（2）參數(shù)計算1）試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得（3-3）2）計算平均圓周速度3）計算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)，根據(jù)v=4.4m/s，8級精度，查得動載系數(shù)；查得K=1.42；得K=1.35；得。故載荷系數(shù)（3-4）4）按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑（3-5）5）計算齒寬b和模數(shù)b=m=6）齒輪部分相關(guān)參數(shù)查手冊得齒輪彎曲疲勞強度極限。查手冊得彎曲疲勞壽命系數(shù)。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則7）校核（3-6）滿足要求。（3-7）所以安全。3.4軸承夾爪的設(shè)計如圖3-4氣爪夾緊試管蓋，夾爪采用45#鋼制作，通過調(diào)質(zhì)處理保證其擁有足夠的強度，以滿足使用要求。夾爪表面需拋光處理，盡量不要在夾緊過程中損傷工件表面，在夾爪與試管蓋接觸面上粘貼聚氨酯塑料，更好保護軸承外圓表面，隨著長期使用會產(chǎn)生磨損，定期檢查設(shè)備，針對這種磨損零件需要及時檢查并更換，包活固定夾爪的螺絲也需要定期檢查校正位置，以為在長期往復(fù)使用過程中難免會產(chǎn)生位置偏差。圖3-4試管蓋抓取示意圖圖3-5V型夾緊示意圖工件以外圓柱面在V型塊定位，由于工件定位面外圓直徑有公差δD，因此對一批工件來說，當(dāng)直徑由最小D－δD變大到D時，工件中心（即定位基準(zhǔn)）將在V型塊的對稱中心平面內(nèi)上下偏移，左右不發(fā)生偏移，即工件由變大到,其變化量（即基準(zhǔn)位移誤差Δ）從圖（a）中的幾何關(guān)系退出：ΔY==基準(zhǔn)不重合誤差：從圖（b）中設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，假設(shè)定位基準(zhǔn)不動，當(dāng)工件直徑由最小D－δD變到最大D時，設(shè)計基準(zhǔn)的變化量為，即基準(zhǔn)不重合誤差ΔB=。從圖(c)中可知，設(shè)計基準(zhǔn)為工件的下母線。即，上述方向由a到a′與定位基準(zhǔn)變到的方向相反，故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差.ΔD=ΔY－ΔB=－=0.207δD=0.207×0.01=0.00207ΔD=0.00207＜T即滿足要求。3.5墊板的設(shè)計墊板做為機械手往復(fù)移載機構(gòu)中的重要零件，其加工精度必須保證，每個零件都保證足夠的精度、組裝成一體的設(shè)備才能保證較高的定位精度。墊板的詳細圖紙如下圖3-6所示，零件尺寸較多，可以采用14mm厚鋼板經(jīng)線切割切割外形，銑床加工四周和上下表面，最后數(shù)控銑床加工各孔。圖3-6墊板二維圖如上墊板二維圖中尺寸，8-Φ4.5完全貫穿（沉孔Φ8深4.6）用于固定滑塊（滑塊型號HGW15H）；2-M5螺紋孔用于固定氣缸固定板；2-M4螺紋孔用于固定同步帶固定板；6-M4螺紋孔用于固定導(dǎo)軌（導(dǎo)軌型號HGW15CCHIWIN），長度175mm左右各1個；4-M3螺紋孔用于固定感應(yīng)片，左右各一個，通過感應(yīng)片檢測機械手位置，進行校正。墊板零件的上下表面有著較高的平面度要求，其加工光潔度必須保證3.2，加工后零件表面鍍鉻處理。3.6電機光電調(diào)節(jié)板設(shè)計設(shè)備零部件在按照加工圖紙加工出來之后存在加工誤差，每個零件通過組裝到一起之后又會產(chǎn)生很多累積誤差。往往設(shè)計的時候其位置能夠達到使用要求，實際加工出來組裝成整體之后誤差較大，不能滿足要求。該機械手移載機構(gòu)通過同步帶驅(qū)動往復(fù)左右運動，當(dāng)?shù)竭_取料位置和壓蓋位置后，光電會自動檢測，光電開關(guān)通過固定在調(diào)節(jié)板上調(diào)節(jié)板設(shè)計長條孔的形式，可以隨時調(diào)節(jié)彌補加工和組裝鎖產(chǎn)生的累積誤差。本機械手的光電檢測開關(guān)選用光EE-SX-674型號，其固定尺寸為2-M3螺紋孔。如圖3-7所示，電機光電調(diào)節(jié)板總長度500mm,寬度25mm,厚度8mm，為增加調(diào)節(jié)板強度，長條孔分兩段，每段220mm，采用線切割加工、變形小能夠保證使用強度，加工后鍍鎳處理。圖3-7電機光電調(diào)節(jié)板4驅(qū)動電機以及抓取氣缸的選型4.1機械手電機的選擇電機做為該設(shè)備的主要驅(qū)動裝置，在設(shè)備中如同心臟一樣重要。電機的選型必須滿足設(shè)計需求。選擇合適類型的電機后可以按照相關(guān)的使用需求，對電動機的相關(guān)參數(shù)進行確定。電機的主要參數(shù)是矩扭必須滿足的使用要求，所選電機的啟動轉(zhuǎn)矩必須大于該設(shè)備的負(fù)載扭矩。而計算相關(guān)扭矩又需要對各轉(zhuǎn)動慣量等進行詳細計算。電機轉(zhuǎn)速有750轉(zhuǎn)/分鐘、1000轉(zhuǎn)/分鐘、1500轉(zhuǎn)/分鐘等多種樣式，需要結(jié)合設(shè)計任務(wù)的實際要求去確定電機的具體轉(zhuǎn)速。除此之外，還要通過確定其他參數(shù)，校核電機型號是否滿足要求。選擇型號為東方馬達AZ系列DC電源輸入內(nèi)藏定位型AZM46MK-HP9+AZD-KD+CC020VZFB2電機，電機的功率、轉(zhuǎn)速、啟動轉(zhuǎn)矩和最大扭矩都能滿足設(shè)計要求，并在加了安全系數(shù)的條件下也能很好的滿足使用要求，電機的具體型號和參數(shù)如表4-1所示，負(fù)載扭矩特性如圖4-1所示。表4-1AZM46MK-HP9+AZD-KD+CC020VZFB2電機參數(shù)參數(shù)具體情況參數(shù)具體情況安裝尺寸40mm容許轉(zhuǎn)矩2.5N?m軸型單軸電源輸入電壓DC24V/DC48V電磁制動有電壓容許范圍±5%電纜線2m（標(biāo)準(zhǔn)電纜線）電源輸入電流1.8A驅(qū)動器型內(nèi)藏定位型CE標(biāo)志是的勵磁最大靜止轉(zhuǎn)矩2.5N?mPC設(shè)定程序MEXE02轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量J71×10^-7kg?m^2電動機部質(zhì)量0.88kg齒隙3arcmin(0.05°)電路部質(zhì)量0.15kg速度范圍0～600r/min減速比5分辨率000P/R0.04°/脈沖圖4-1負(fù)載扭矩特性圖4.2機械手電機的校核（1）轉(zhuǎn)動慣量的詳細計算電機中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量旋轉(zhuǎn)軸的計算轉(zhuǎn)動慣量工作臺是可以移動的部件，可按照如下公式（4-1）將工作臺的移動質(zhì)量折算到旋轉(zhuǎn)軸軸上下移動的慣量上：（4-1）式中：——步進距離，cm；——工作臺的質(zhì)量，kg。將已知條件，代入到公式（3-1）中可得聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動慣量系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量（2）計算轉(zhuǎn)矩特性Mjmax為電機的最大靜轉(zhuǎn)矩，也是電機的定位轉(zhuǎn)矩，其值可在相關(guān)資料中查得Mmq為電機的名義啟動轉(zhuǎn)矩，Mmq與Mjmax具有線性關(guān)系，可以表達為公式（4-2）（4-2）在資料中查得。將數(shù)據(jù)代入到公式中得電機空載啟動扭矩的計算如公式（4-3）（4-3）式中Mkq——空載啟動時的力矩，N·m；Mka——空載啟動情況下，可移動部件的速度由零升速到最大時，折算到電機軸上的加速力矩，N·m；Mkf——在電機上的摩擦力矩（空載啟動時），N·m。計算Mkq的各相關(guān)項的力矩值如下：加速力矩Mka的計算如公式（4-4）（4-4）其中機構(gòu)運動最大速度時電機的輸出轉(zhuǎn)速值的計算如公式（4-5）（4-5）式中：Jε——機械結(jié)構(gòu)中等效的轉(zhuǎn)動慣量值；ε——電機加速度的最大值；T——運動機構(gòu)從靜止?fàn)顟B(tài)下啟動加速到最大快進速度所需的時間；vmax——執(zhí)行機構(gòu)的最大速度；?b——初選電機的步距角；δb——脈沖當(dāng)量。帶入公式（4-5）可得再將結(jié)果帶入公式（4-4）可得空載摩擦力矩Mkf的計算如公式（4-6）（4-6）式中：M——運動部件的總重量；μ——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)；η——傳動系統(tǒng)總效率，（）；L——旋轉(zhuǎn)軸的最大行程。所以帶入公式（4-6）可得附加摩擦力矩M0的計算如公式（4-7）（4-7）式中：FYJ——使用的旋轉(zhuǎn)軸的預(yù)緊壓力值（為最大軸向負(fù)載的1/3）；η0——旋轉(zhuǎn)軸未預(yù)緊時的傳動效率，這里取。帶入公式（4-7）可得通過將以上計算所得的加速力矩Mka、空載摩擦力矩Mkf以及附加摩擦力矩M0，帶入公式（4-3）可得到馬達啟動的空載轉(zhuǎn)矩為：初步確定電機型號時，電機空載時的啟動轉(zhuǎn)矩應(yīng)不高于電機銘牌上的啟動轉(zhuǎn)矩，即。根據(jù)上述計算可知，電機初步滿足要求。4.3抓取氣缸的選擇試管蓋通過氣缸抓取，通過計算氣缸的受力F取已確定F,η和p，計算得到缸徑D，并查表選出缸徑D的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。算出D=12.6,為了保證強度足夠使用要求，我們通常會取一個安全系數(shù)，同時也會往標(biāo)準(zhǔn)氣缸的系列上去靠近，所以這里的缸徑取16mm。根據(jù)公式計算氣缸壁厚的計算如下。：根據(jù)上面相關(guān)計算選擇品牌SMC的氣缸，具體型號是MHS3-16D，該氣缸的具體參數(shù)見下表。表4-2MHS3-16D型手指氣缸參數(shù)序號項目參數(shù)1缸徑（mm）162行程（mm）53活塞桿位移（mm）04配管螺紋M45可選項標(biāo)準(zhǔn)（兩端橡膠緩沖）6磁性開關(guān)型號M9NV7導(dǎo)線長度（m）1m8磁性開關(guān)數(shù)量2個9螺紋on/offon5基于Solidworks的三維建模Solidworks三維軟件主要應(yīng)用于機械行業(yè),其軟件內(nèi)部的功能非常強大，可以應(yīng)用于鈑金設(shè)計，模具設(shè)計，機加工零部件建模以及仿真分析，有限元分析等諸多功能。本文主要通過Solidworks軟件進行三維建模,通過針對每一個零部件的建模然后組裝，最終呈現(xiàn)在我們面前的是一個整體的設(shè)備。零件的建模的基本步驟是首先要建立一個草圖，草圖建立完成之后可以通過拉伸，旋轉(zhuǎn)，掃描等一系列操作，最終成為一個實體。在實體的基礎(chǔ)上，可以通過拉伸切除孔異形孔打螺紋孔，等一系列操作最終呈現(xiàn)在我們面前的是一個完整的模型。每一個零部件建模完成之后，可通過組裝功能將它們組裝成一個整體，組裝的時候主要應(yīng)用配合去實現(xiàn)，配合的關(guān)系有同軸度、重合、平行、垂直等一系列位置關(guān)系，將他們鎖定。Solidworks三維軟件在目前的機械行業(yè)應(yīng)用非常的廣泛，應(yīng)用于非標(biāo)自動化設(shè)計行業(yè)以及鈑金展開行業(yè)、模具制造、機加工等行業(yè)，因為該軟件使用非常便捷，軟件的操作通俗易懂、便于理解、入門等級比較低，通過短時間的努力便可充分掌握各大主要功能。通過裝配功能將設(shè)備整體呈現(xiàn)在面前，非常直觀的表達了設(shè)備各個零部件之間的配合關(guān)系，也可可通過仿真功能進行模型的仿真運動。通過Solidworks對每個零件進行三維建模，然后將零部件組裝起來，具體如下圖5-1所示。圖5-1試管開關(guān)蓋設(shè)備三維模型當(dāng)前在機械設(shè)計行業(yè)很多領(lǐng)域都會應(yīng)用到仿真分析等相關(guān)軟件，比如自動化設(shè)備的設(shè)計過程中，通過三維軟件對零部件進行建模，然后通過組裝成一個整體通過軟件中的運動分析功能對軟件進行仿真分析這樣就非常形象直觀的呈現(xiàn)在我們面前。仿真的最終目的是模擬其真實加工情況，節(jié)約成本在沒有加工出實物之前，通過模型在電腦上就可以觀察其真實狀態(tài)。通過逼真的仿真畫面，很容易就會發(fā)現(xiàn)其設(shè)計不足、結(jié)構(gòu)不足、工藝不足等不足之處，可預(yù)先知道不足之后對其進行改進，以改變以往加工出實體之后再進行改造升級，通過仿真發(fā)現(xiàn)不足進行改進，這樣的流程非常節(jié)約生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率節(jié)約了人力物力等，杜絕了浪費。

謝辭盡管有再多的不舍，還是阻止不了時間向前移動的腳步，還是阻止不了畢業(yè)的臨近。大學(xué)這幾年時間是我人生中最難忘的時光，在這四年里我經(jīng)歷了太多的成長，從以往做事更多的需要父母的建議到大學(xué)時代更多的獨立的解決問題。這不僅僅包含學(xué)業(yè)上需要解決的問題，還有自己獨立面對和解決生活中的問題。在大學(xué)的這段時光里，我的學(xué)習(xí)能力和處理事情的能力以及一些世界觀人生觀和價值觀的成長是顯而易見的。我的這些成長離不開學(xué)校提供給學(xué)生的濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，離不開老師對我的關(guān)愛和幫助，也離不開同學(xué)對我的幫助和鼓勵。這段經(jīng)歷對于我個人來講是一個蛻變的過程，通過這段經(jīng)歷將我從一個懵懵懂懂，做事按部就班的人變成一個積極主動地，遇到事情可以主動尋找解決問題方法的人，而且解決問題這個過程中我們不但可以成長，還能收獲快樂和喜悅，這對我畢業(yè)以后的生活和工作是一筆巨大的財富。生活不會一帆風(fēng)順，一定會遇到很多的問題，在遇到問題時候，我們面對問題的態(tài)度會影響我們的人生品質(zhì)，通過在大學(xué)里面學(xué)習(xí)到的知識和個人性格的培養(yǎng)，可以使我在面對困難的時候不再彷徨和害怕，而是想著做任何事情都有解決的辦法?！盎ㄓ性匍_日，人無再少年”，在大學(xué)的這幾年，是我們?nèi)松凶顚氋F的幾年，或許會因有些想做而沒做的事情而留有一些遺憾，但卻沒有后悔的事情。感謝大學(xué)的生活和學(xué)習(xí)帶給我個人的成長，也非常感謝在大學(xué)這幾年時間里面老師和同學(xué)對我的幫助，希望每個人在面對未來的生活時都可以更加自信和從容。畢業(yè)設(shè)計的全部過程離不開甘勇老師的熱心指導(dǎo)和幫助，今年又是一個特殊的年份，新型冠狀病毒肺炎對我們的城市是一次沉重的打擊、更是一次嚴(yán)峻的考驗。老師們在這種艱苦的環(huán)境下還要上網(wǎng)課、同時還要輔導(dǎo)畢業(yè)班的畢業(yè)設(shè)計，對老師的辛苦付出表示最忠誠的感謝，謝謝您們的辛苦付出?；叵氪髮W(xué)四年在學(xué)習(xí)過程中得到很多老師和同學(xué)的幫助，在這里也對你們說一聲感謝，謝謝所有幫助過我的人，祝福大家的生活如同芝麻開花節(jié)節(jié)高、事業(yè)風(fēng)調(diào)雨水！參考文獻[1]朱江麗.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機,2020,51(09):226.[2]張春暉.機電自動化在機械制造中的應(yīng)用分析[J].南方農(nóng)機,2020,51(09):242.[3]楊艷芳,楊秒,舒亮,吳自然,陳定方.考慮工序剛性約束的自動化裝配生產(chǎn)線多目標(biāo)優(yōu)化研究[J].機械工程學(xué)報,2020,56(07):181-192.[4]李端芳.淺談機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2020(05):95-96.[5]戴偉鵬.簡析機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計[J].南方農(nóng)機,2020,51(03):90.[6]楊帆,張文娟,孫劍偉,王哲.基于ANSYS技術(shù)的機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[J].粘接,2020,41(02):154-157+162.[7]何海申.機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用及趨勢探究[J].科技風(fēng),2020(03):162.[8]石文昌.三菱工業(yè)機器人螺釘自動裝配夾爪設(shè)計[J].工程技術(shù)研究,2019,4(24):1.[9]機械設(shè)計[M].北京航空航天大學(xué)出版社,王之櫟,2011[10]機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京理工大學(xué)出版社,王玉,2011[11]電氣控制與PLC應(yīng)用[M].中國電力出版社,范永勝,2007[12]J.R.Olatunji