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3.6.1 传动轴的设计及其强度校核 24
3.6.2 连接键的设计及其强度校核 24
3.7 取样机械手传动部分的装配 25
4 驱动系统的设计 27
4.1 驱动系统的选取 27
4.2 驱动气缸的选取 28
4.2.1 摆动气缸的工作原理 28
4.2.2 气缸的选取 29
4.3 气动换向阀 29
4.3.1 气动换向阀的工作原理 29
4.3.2 气动换向阀的选取 30
4.4 气压驱动系统的设计 30
4.4.1 气压驱动辅件的选取 30
4.4.2 气压传动回路的设计 31
5 联轴器的选取 33
6 自动取样机械臂PLC的控制设计 34
6.1 PLC概述 34
6.1.1 PLC的基本结构 34
6.1.2 PLC的种类和选择 34
6.1.3 PLC的工作原理 35
6.2 自动取样机械臂的PLC控制方案 35
6.2.1 控制系统分析 35
6.2.2 机械臂的工作流程 36
6.2.3 机械臂PLC控制系统的I/O分配 36
6.2.4 PLC外部接线图和梯形图的绘制 37
结 论 39
致 谢 40
参考文献 41
1 绪论
1.1 选题背景
在海关、码头等港口运输系统中，皮带输送铁矿粉自动取样设备，在铁矿的抽样检验中得到广泛应用。由于铁矿出运装货时间较长，抽样人员在现场工作劳动强度较大，特别在冬季夜晚寒风凛冽的港口，连续抽样给抽样人员带来了很大的困难。铁矿自动取样设备可以替代人工抽样，保证抽样的均匀和准确，降低抽样人员的劳动强度。目前，很多企业的研究人员都在进行这方面的工作，正逐步把人工取样代之以自动取样设备，因此，各类不同用途的自动取样设备应运而生。
1.1.1 自动取样设备的研究现状
随着机械系统的高速、高度自动化发展，工业需求日新月异，因此在对一些具有周期性的芜杂的作业内容上，传统的手动的检测与测量等控制手段逐渐被具有智能控制系统的机器人取代。这取样机构的生产率、取样准确性提出了更高的要求，同时也要求取样机构更加灵活、柔性化，以适用抽取不同的样品，这使得自动取样机械手及其机器人在自动机和自动生产线上得到越来越广泛的应用。[1]
1.1.2 自动取样设备的分类
自动取样设备种类繁多，按照工作原理来分类主要分为纯机械式和电控机械式两种。
（1）纯机械式自动取样器 制造成本较低，但精度、稳定性、柔性也相对较低；
（2）电控机械式自动取样器 可靠性强，工作量可调节性较大，可同时进行多个任务，所以我们日常生活中的自动取样设备以电控式居多。
1.2 本课题研究的问题和内容
1.2.1 本课题的研究任务
设计研制一台用于港口皮带运输机的铁矿粉自动取样器。
1.2.2 本课题要求
该取样设备具有自动取样的功能，可以模拟人工定时定量地从传输皮带上提取样品，装入样品箱内。该设备由控制电机、减速传动机构、取样动作机构和电脑程序控制电路等部件组成，配备必要的定位传感器，可实现以下功能：
(1)单次取样动作完整；
(2) 每次取样间隔时间可以设定 ；