本次设计将机械臂设置为6个自由度，如下机构简图2-5所示。其中旋转的底盘旋转，控制机械手水平方向，机械臂杆1，机械臂杆2摆动控制机械臂垂直方位和长度的确定，机械臂杆3控制机械臂末端执行器结构垂直向下对压力传感器进行准确抓取。

　　压力传感器进行准确定位夹取时，放入夹具盘的时候大约要有1.5N的向下按压力将压力传感器按下固定到夹具盘上使其与检测线路相连。抓取零件的方式有夹持式和吸附式两种，末端执行器的抓取还需保证被抓取零件的抓取、放置和重复精度。这两种末端执行器相比较，具有吸附力分布均匀，结构简单，重量轻的吸附式更具优势。它的原理是将大气压与盘内的压力之间造成的压力差来对工件进行抓取。有真空吸附、气流负压气吸、挤压排气负压气吸式这根据形成压力差区分的三种。

　　该课题主要设计任务是对自动定位机械臂的结构进行设计，该设计的目的是为了使压力传感器从测试盘上进行准确抓取，将产品完整地放置到测试夹具上并在此过程中调整压力传感器的位置（为方便最后的测试需将压力传感器放置成同一方向）到指定测试点，即完成该动作。

　　我国的机器人产业在逐步发展的过程中，显现出了较为明显的在短期发展中看出有三个特点：一是发展不断提速的对于机器人在服务方面型、对于进行特种作业方面型和各种产品的类型；二是产业的集群现象愈发明显，机器人推动产业发展从分散的分布走向聚集，各具特色的机器人产业园区和小镇不断涌现；第三是一批业务水平较高、贴合行业实际、应用方案成熟的中小型企业开始涌现，随着国家政策的重视与扶持，未来龙头企业的出现将是短期发展的方向。

　　作为机械的重要零件，机械臂的设计应用具有重要的意义。机械臂可以提高产品生产速度、质量和提高劳动强度，避免人身事故的发生和改善劳动条件。大大节约了劳动成本。现针对目前企业所面临的一个产品多样化和生产纯人工的矛盾，以研究的压力传感器上板装置为研究对象，通过设计可节省人力的自动化式的测试压力传感器上板装置，将产品自动上板，由此以节省大量的人力成本，也避免因人为造成的产品报废，对工厂利润增加，节约成本有着重要的意义。

　　本课题是基于现实存在的依靠人工单个使产品在进行测试前将产品通过人工单个地装夹到测试夹具上。这不仅耗费大量的人力成本，也造成了人为产生的产品报废。如今，依靠人力手工的生产线已逐渐被自动化生产线所取代。针对目前企业所面临的一个产品量化与人工生产支出效率的矛盾，以次研究的压力传感器企业为研究对象，将根据不同型号所共有的特征设计一套自动的上板夹具，并且通过数据信息统计（包括成本分析、耗费时间对比等）来设计该自动上板转置的各种参数，从而取代大部分的人力，减少人力和产品报废成本支出实现测试压力传感器上板的自动化。

　　我国对机械手臂开始研究开发的时间较晚，但发展速度和潜力却是惊人的。80年代我国第一批工业机器人在沈阳自动化研究所研制出来，实现了从无到有的跨越。近年来国家对机器人产业的投入增加，中国机器人技术改写了只有依赖进口没有出口的历史标志，我国汽车动态装配生产线自动导引车技术在沈阳自动化研究所自主研发，并且在后来九十年代实现技术出口到韩国。2017年我国研制出的仿人手臂的七自由度机械臂，它具有的人机协同作业能力，可以使得它能够迅速地部署到劳动密集型的生产线上。而且它的在研发的技术能够解决现今有的机械臂质量大、对负载荷低、灵活性差、安全性能差等的问题。如今，实现生产全面自动化，社会生产效率进一步提高，对企业和社会生产力发展的有效推动手段，这和随着工业机器人的普及是密不可分的。

　　85型号压力传感器是质量为5.9克，它的外壳采用316不锈钢，采用微机械加工技术制造而成的硅压阻式压力传感器，传感芯片通过电阻焊方式焊接到316不锈钢外壳上。

　　154N型压力传感器是质量为1.72克，其外壳采用的是316不锈钢封装结构，一种经过补偿、且与介质兼容的硅压阻式传感器。

　　零件自动定位机械臂是能够使装夹的压力传感器从夹盘中取出并准确定位入夹具中的机械臂部件。简单介绍自动定位机械臂在现今的研究背景和在世界范围内的发展趋势。并按设计要求对机械臂的整体进行结构设计，对机械臂每个部件的整体尺寸进行设计并对其强度寿命进行校核，对抓取方式与零件识别定位方式进行判别选取与设计：

　　（3）该机械手装夹运送100个工件的时间为 ，装夹一个工件的平均最长时间就为9个/s。该机械臂的定位精度为 。

　　它是利用真空泵进行取料的。当取料盘与物体表面相接触时，真空泵进行抽气。取料盘的内腔形成真空状态从而对物料进行吸取。取料手的管路接通大气，失去真空，物体放下实现放料。吸料盘多由柔软具有弹性、起到密封作用又起到缓冲作用的橡胶材质制成。对于微小无法抓取的零件多有利用线. Select the servo motor to control the rotation of the grabbing end when grabbing.

　　（1）机械臂极限长：根据下图2-4，待上板产品放置盘尺寸参数和机械臂的位置，得出机械臂极限伸长时臂长为 。

　　2、设计机械臂抓取端的抓取方式和抓取线、选择抓取时控制抓取端旋转的伺服电机。

　　上世纪50年代初期，工业机器人的概念被美国的戴沃尔提出，工业机械手慢慢被所人们认知、研发和应用。上世纪60年代之前，机械臂处于发展初期阶段，功能较为单一，主要为示教再现型工业机器人；80年代以后机械臂在日本迅速发展起来，使得机械臂得到技术性的突破。世界从关注生产的工业机器人，转为对人类各个方面有所帮助的机器人研发，以满足不同的需要。例如日本的高桥智隆先生制作的名为Evolta的智能机器人，在仅仅消耗两截碱性电池的情况下，于2008年对美国的大峡谷（Grand Canyon）进行攀登顶峰的攀岩挑战。它只凭徒手抓着一根绳子努力地花了近7个多小时的时间，爬上了高达500多米的大峡谷顶部。在攀爬过程中，他开始是很没有频率地爬绳子，但是他表现得非常非常努力让以至于可以使人们的内心受到鼓舞。

　　本文为了能够灵活抓取压力传感器，机械臂采用关节式机械臂。关节式机械臂的传动方式是适合机械臂去接近目标来操作的一种机械臂类型。多个的活动关节使关节式机械臂和人类的手臂一样，多个自由度一同作业，行动起来灵活便利。它具有可以做数个方向转动，作业范围大，行动灵便，通用性好的优势。但它的定位精度低，控制操作复杂繁琐。该类机械手的运动包括大臂和小臂，以及肘部位、肩部位和执行末端等各个关节。

　　站在长远的角度来看，机器人技术领域与其他技术领域相互融合，机器人与人类共同完成作业和机器人领域、其他技术领域、人类这三者合为一体的这样的趋势。作为要成熟发展的机器人产业这样的长期目标在于，展现机器人自身的实际价值。机器人领域与其他技术领域相互融合是机器人发展的长期践行趋势，这一趋势的必然结果就是，机器人技术将会追随着在传统行业领域中能够获得大规模的应用。人类与机器人关系的理想状态，让机器人能够更好的服务人类，并达到人类的目的，在未来的长期主旨是机器人与人类共同完成作业发展。追求的主要方向是机器人技术更加智能、轻型和柔性。这一方面是机器人在其他各个领域的提升应用保证了这一基础，一方面则是促进人类与机器人协同发展的前提。因此，在人机协作未来的长期主旋律趋势下，机器人发展的三化合一也将是未来发展的重要技术趋势。

　　随着“工业4.0”工业革命的到来，我国也提出了实施“中国制造2025”的工业战略计划。当前，科技含量高的高新技术产业，工业机械手自动生产设备正在稳步快速发展突破。在网站上查询的我国机器人市场产业，2019年我国在机器人市场规模持续扩大的形式下达到了86.8亿美元。[]中国机器人市场在最近的五年间每年的平均增长率达到20.9%。较比传统的在运输、装配等应用领域的定位机械臂而言，定位机械手臂人正向更加智能化、精细化的方向发展，在医用手术领域、生活服务方面加速延伸并已成为了工业化程度的重要标志。

　　所进行定位夹取的是三个不同型号的压力传感器，分别是82型号，85型号和154N型号。

　　82型压力传感器是质量为7.6克，外壳为19mm的外径采用316不锈钢封装结构一种经过补偿、且与介质兼容的硅压阻式传感器。外界压力通过316不锈钢膜片及内部灌充硅油传递到传感器件敏感元件上。