题目：移液机器人设计与应用研究

黄芩苷是中药黄芩中的主要成分，是多种中药注射剂的原料，它主要从黄芩溶液中分离提纯而获得。目前采用的提纯方法受人为因素影响较大，不能保证其提纯精度。针对这一问题，提出了将机电一体化技术引入到中药提纯实验领域的方法，采用移液机器人实现提纯实验的自动化进行。本文分析了国内外各类自动取样系统和搬运机器人的研究现状，并结合结晶提纯实验的实际要求，提出了移液机器人的设计指标及方案。首先，对移液机器人进行了构型设计。移液机器人的主体机构采用空间RPR构型，主体机构的末端串联1个执行机构。主体机构实现将移液器移动到指定位置和姿态的运动，执行机构实现移液器对溶液的吸入和排出的运动。其次，对移液机器人进行了结构设计，基于保证机器人工作的可靠性，利用有限元分析软件Ansys对机器人的主要零部件进行了强度分析。然后，对机器人进行了运动学分析，获取了机器人运动学的正逆解方程，这为机器人的控制奠定了基础。接着，根据提纯实验的具体要求，对机器人的控制系统的硬件和软件进行了设计，得到了基于PMAC运动控制卡和单片机的联合控制方案，编写了上位机交互界面和下位机运动控制程序，实现了系统的闭环控制。最后，对移液机器人进行了实验研究，获取了机器人物理样机的工作性能。针对所设计移液机器人的不足，提出了进一步的改进建议和想法。