本文在青岛远博检验检测技术有限公司的资助下,结合菌落计数工作的实际情况,提出一款辅助菌落计数的培养皿抓取机械手的解决方案。该机械手应用在恒温箱内,可自动抓取培养皿辅助菌落拍摄计数,自动化程度高,比人工操作计数时间缩短了2到3倍,对提高菌落计数效率具有重大意义。通过分析该机械手应用的工作环境与需求,确定了培养皿抓取机械手的整体结构方案。主要包括回转轴J1、升降轴J2和末端夹持器等机构,运用SolidWorks软件对机械手整体进行了结构设计,对各机构的伺服电机、滚珠丝杠、同步带等关键零部件进行了选型计算,得到了培养皿抓取机械手整体结构的初步设计方案。通过对培养皿抓取机械手的运动学和动力学理论分析得到了该机械手的运动形式与规律,运用MATLAB Robotics Tools工具箱对该机械手的杆件模型进行了工作空间仿真,得到了工作空间散点图,结果符合预先设计的运动规律。运用ADAMS软件对该机械手进行了动力学分析,模拟其抓取过程,得到了回转轴J1、升降轴J2和末端夹持器在工作时的驱动力矩或力、速度、加速度、瞬时驱动功率及末端位移曲线图,结果表明机械手运行平稳,验证了机械手各驱动电机选型的合理性。运用ANSYS Workbench软件对培养皿抓取机械手的恒温箱中层安装板和升降轴J2的丝杠螺母座等关键承重零件进行了静力学分析,得到了其应力、应变和总变形云图,结果表明其强度和刚度均符合设计要求;对培养皿抓取机械手整机进行了模态分析,得到了机械手整机的固有频率和振动形态,为避免机械手发生共振提供参考。