真空抓取裝置結構設計

⑴ 真空吊具的真空吊具的工作原理

通過抽空吸盤內的空氣產生真空，抽走1kg/cm ²（950~1050mbars）大氣壓力。因此，吸盤以1kg/cm ² 的壓力擠壓工件。在一個1m²的真空吸盤上我們能得到10000kg的壓力。
這一物理事實引導出一個非常有效的搬運系統。
使用真空吊具至少有四個主要的優點：
1． 操作速度快
真空能量存儲在真空蓄能器里，在一秒鍾之內它可以被傳送到吸盤，瞬間吸取；在兩秒鍾之內吸盤里的真空可以返回到一個大氣壓，瞬間釋放。
2. 安全吸附，對物料表面無損傷
真空吊具主要是依靠真空源在抽空吸盤內部的空氣產生真空，一般吸盤的材質有硅膠、天然橡膠、丁腈膠等，可以完成對板材、玻璃等物料的無損傷搬運或上料。
3． 使用安全
吊具的真空通常來自蓄能器。在萬一真空泵斷電的情況下能量儲備可以保持負載幾個小時。
真空度是可控的。感測器可以顯示出系統萬一泄漏的情況和負載被釋放的情況。只要吸盤里有適當的真空存在負載就不會墜落。只是一個物理法則。
4． 節時省力省成本
真空吊具的使用可以減少倉儲區的雇員。吸取和釋放僅用一個人就可以完成：行車操作員。無論如何，減少從事艱苦和危險工作的工人是可能的，也是必需的。
由於真空裝置的搬運是非常快的，所以成本的節約存在於速度之中。我們的真空搬運系統不會在產品上留下痕跡，因此可以搬運需要小心處理的材料。
5． 操作簡便
由於真空吊具的操作是在上面的，這樣抓取、放下、釋放就變得比較容易了。這也是使用真空吊具來搬運東西的主要優點之一。
真空吊具一般應用於：
1. 鐵板、鋁板、鋼板、石板等板材搬運及激光切割機上料。
2. 各類玻璃的搬運。
3. 鐵卷、鋼卷、鋁卷等卷材的搬運及上料
4. 鐵管、鋼管等管材的搬運及上料
5. 混凝土預製件搬運及上料
6. 適用於其它表面較平整、形狀較規則的各類物料搬運

⑵ 抽真空設備都需要什麼部件

一個比較完善的真空系統由真空室、所需的真空泵或真空機組、真空測量裝置、連接導管、真空閥門、捕集器、及其它真空元件及電氣控制系統構成。所需部件大概為:1. 真空室放氣閥2. 電離真空規3. 熱偶真空規4. 流量調節閥5. 高真空閥6. 擴散泵7. 儲氣罐8. 熱偶規管( 測擴散泵前級壓力) 9. 前級真空閥10. 壓力感測器11. 預抽閥12. 羅茨真空泵13. 旁通閥14. 電磁放氣閥15. 機械真空泵。

⑶ 真空吸盤_工作原理

工作原理：首先將真空吸盤通過接管與真空設備接通,然後與待提升物如玻璃、紙張等接觸，起動真空設備抽吸，使吸盤內產生負氣壓，從而將待提升物吸牢，即可開始搬送待提升物。

當待提升物搬送到目的地時，平穩地充氣進真空吸盤內，使真空吸盤內由負氣壓變成零氣壓或稍為正的氣壓，真空吸盤就脫離待提升物,從而完成了提升搬送重物的任務。真空吸盤是真空設備執行器之一，吸盤材料採用丁腈橡膠製造，具有較大的扯斷力。

(3)真空抓取裝置結構設計擴展閱讀

維護維修：

在EOAT使用真空吸盤（不帶夾鉗）的情況下，需要注意的是，機械手的移動速度不能太高，否則會在吸盤上產生一個切力，使製品在快速扭轉的過程中很容易掉下來。在有些情況下，可以使用一個夾鉗來保證製品的安全運送。

考慮到可能會出現製品粘附在模具上的情況，通常可以安裝一個氣鉗來解決這一問題。當製品表面積太小或者製品太重而無法使用真空吸盤時，同樣可以通過使用夾鉗來解決這個問題。如果製品對外觀要求很嚴格，那麼被夾住的部位就不能是外表面。為解決這一問題，可以安裝一個感測電路。

⑷ 真空吸盤_工作原理

由於真空吸盤的特殊結構，在與物體接觸後會形成一個臨時性的密閉空間。我們通過氣動管路或者一定的裝置，抽走或者稀薄密閉空間裡面的空氣。這樣，密閉空間裡面的氣壓就低於外界的一個大氣壓了。於是，內外壓力差產生了。外面的大氣壓會把物體和真空吸盤牢牢地擠壓在一起。這樣，我們就看到真空吸盤吸住了物體。到達目的地後把密閉空間和外面的大氣壓聯通，真空吸盤就與物體分離開了。基於上述原理，真空吸盤是真空系統中重要的配件!在真空系統吸附、抓取工件的時候，真空吸盤直接和工件接觸，起到密封、連接等作用。真空吸盤的材質有好多種，比如丁晴橡膠、硅橡膠、氟橡膠、天然橡膠等等。不同的材質適用於不同環境，比如硅橡膠的真空吸盤適用於高溫場合、丁晴橡膠的耐油性比較好等等。真空吸盤也有很多種規格和形狀，真空吸盤的直徑從—2MM到300—400mm都有。根據形狀，真空吸盤有圓形真空吸盤、橢圓形真空吸盤、方形真空吸盤;單層真空吸盤、雙層真空吸盤、多層真空吸盤等。
真空吸盤一般被用於搬運和固定物體之用，我們將真空發生器、真空開關、真空表等配件組裝到一起，這樣，既節省了客戶的成本，又方便了客戶的安裝，還可以根據客戶的需要選配和設計各種功能。
有效吸附面積
吸盤直徑雖表示吸盤的外徑，但利用真空壓力吸附物體時，因真空壓會使橡膠變形，吸附面積也會隨之縮小。縮小後的面積即稱為有效吸附面積，此時的吸盤直徑即稱為有效吸盤直徑。根據真空壓力，吸盤橡膠的厚度以及與吸附物的摩擦系數等不同，有效吸盤直徑也會有差異，一般情況可預估會縮小10%，所以選擇時，請考慮到此點，不要使吸盤從吸附物的邊緣露出。
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⑸ 畢業設計關於兩指機械手設計方案

加分發給你，先給你個頭看看目錄
摘要 1
第一章 機械手設計任務書 1
1.1畢業設計目的 1
1.2本課題的內容和要求 2
第二章 抓取機構設計 4
2.1手部設計計算 4
2.2腕部設計計算 7
2.3臂伸縮機構設計 8
第三章 液壓系統原理設計及草圖 11
3.1手部抓取缸 11
3.2腕部擺動液壓迴路 12
3.3小臂伸縮缸液壓迴路 13
3.4總體系統圖 14
第四章 機身機座的結構設計 15
4.1電機的選擇 16
4.2減速器的選擇 17
4.3螺柱的設計與校核 17
第五章 機械手的定位與平穩性 19
5.1常用的定位方式 19
5.2影響平穩性和定位精度的因素 19
5.3機械手運動的緩沖裝置 20
第六章 機械手的控制 21
第七章 機械手的組成與分類 22
7.1機械手組成 22
7.2機械手分類 24
第八章 機械手Solidworks三維造型 25
8.1上手爪造型 26
8.2螺栓的繪制 30
畢業設計感想 35
參考資料 36

送料機械手設計及Solidworks運動模擬

摘要
本課題是為普通車床配套而設計的上料機械手。工業機械手是工業生產的必然產物，它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術設備，對實現工業生產自動化，推動工業生產的進一步發展起著重要作用。因而具有強大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實踐證明，工業機械手可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產率和自動化水平。工業生產中經常出現的笨重工件的搬運和長期頻繁、單調的操作，採用機械手是有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環境條件下進行操作，更顯示其優越性，有著廣闊的發展前途。
本課題通過應用AutoCAD 技術對機械手進行結構設計和液壓傳動原理設計，運用Solidworks技術對上料機械手進行三維實體造型，並進行了運動模擬，使其能將基本的運動更具體的展現在人們面前。它能實行自動上料運動；在安裝工件時，將工件送入卡盤中的夾緊運動等。上料機械手的運動速度是按著滿足生產率的要求來設定。

關鍵字 機械手，AutoCAD，Solidworks 。

第一章 機械手設計任務書

1.1畢業設計目的
畢業設計是學生完成本專業教學計劃的最後一個極為重要的實踐性教學環節，是使學生綜合運用所學過的基本理論、基本知識與基本技能去解決專業范圍內的工程技術問題而進行的一次基本訓練。這對學生即將從事的相關技術工作和未來事業的開拓都具有一定意義。
其主要目的：
培養學生綜合分析和解決本專業的一般工程技術問題的獨立工作能力，拓寬和深化學生的知識。
培養學生樹立正確的設計思想，設計構思和創新思維，掌握工程設計的一般程序規范和方法。
培養學生樹立正確的設計思想和使用技術資料、國家標准等手冊、圖冊工具書進行設計計算，數據處理，編寫技術文件等方面的工作能力。
培養學生進行調查研究，面向實際，面向生產，向工人和技術人員學習的基本工作態度，工作作風和工作方法。

1.2本課題的內容和要求

（一、）原始數據及資料
（1、）原始數據：
生產綱領：100000件（兩班制生產）
自由度（四個自由度）
臂轉動180º
臂上下運動 500mm
臂伸長（收縮）500mm
手部轉動 ±180º
（2、）設計要求：
a、上料機械手結構設計圖、裝配圖、各主要零件圖（一套）
b、液壓原理圖（一張）
c、機械手三維造型
d、動作模擬模擬
e、設計計算說明書（一份）
（3、）技術要求
主要參數的確定：
a、坐標形式：直角坐標系
b、臂的運動行程：伸縮運動500mm，回轉運動180º。
c、運動速度：使生產率滿足生產綱領的要求即可。
d、控制方式：起止設定位置。
e、定位精度：±0.5mm。
f、手指握力：392N
g、驅動方式：液壓驅動。
（二、）料槽形式及分析動作要求
（ 1、）料槽形式
由於工件的形狀屬於小型回轉體，此種形狀的零件通常採用自重輸送的輸料槽,如圖1.1所示，該裝置結構簡單，不需要其它動力源和特殊裝置，所以本課題採用此種輸料槽。

圖1.1機械手安裝簡易圖
（2、）動作要求分析如圖1.2所示
動作一：送 料
動作二：預夾緊
動作三：手臂上升
動作四：手臂旋轉
動作五：小臂伸長
動作六：手腕旋轉
預夾緊
手臂上升
手臂旋轉
小臂伸長
手腕旋轉
手臂轉回
圖1.2 要求分析
第二章 抓取機構設計

2.1手部設計計算

一、對手部設計的要求
1、有適當的夾緊力
手部在工作時，應具有適當的夾緊力，以保證夾持穩定可靠，變形小，且不損壞工件的已加工表面。對於剛性很差的工件夾緊力大小應該設計得可以調節，對於笨重的工件應考慮採用自鎖安全裝置。
2、有足夠的開閉范圍
夾持類手部的手指都有張開和閉合裝置。工作時，一個手指開閉位置以最大變化量稱為開閉范圍。對於回轉型手部手指開閉范圍，可用開閉角和手指夾緊端長度表示。手指開閉范圍的要求與許多因素有關，如工件的形狀和尺寸，手指的形狀和尺寸，一般來說，如工作環境許可，開閉范圍大一些較好，如圖2.1所示。

圖2.1 機械手開閉示例簡圖

3、力求結構簡單，重量輕，體積小
手部處於腕部的最前端，工作時運動狀態多變，其結構，重量和體積直接影響整個機械手的結構，抓重，定位精度，運動速度等性能。因此，在設計手部時，必須力求結構簡單，重量輕，體積小。
4、手指應有一定的強度和剛度
5、其它要求
因此送料，夾緊機械手，根據工件的形狀，採用最常用的外卡式兩指鉗爪，夾緊方式用常閉史彈簧夾緊，松開時，用單作用式液壓缸。此種結構較為簡單，製造方便。
二、拉緊裝置原理
如圖2.2所示【4】：油缸右腔停止進油時，彈簧力夾緊工件，油缸右腔進油時松開工件。

圖2.2 油缸示意圖
1、右腔推力為
FP=（π／4）D²P （2.1）
=（π／4）0.5²2510³
=4908.7N
2、根據鉗爪夾持的方位，查出當量夾緊力計算公式為：
F1=（2b／a）（cosα′）²N′ （2.2）
其中 N′=498N=392N，帶入公式2.2得：
F1=（2b／a）（cosα′）²N′
=(2150/50)（cos30º）²392
=1764N
則實際加緊力為 F1實際=PK1K2/η （2.3）
=17641.51.1/0.85=3424N

經圓整F1=3500N
3、計算手部活塞桿行程長L,即
L=（D/2）tgψ （2.4）
=25×tg30º
=23.1mm
經圓整取l=25mm
4、確定「V」型鉗爪的L、β。
取L/Rcp=3 （2.5）
式中： Rcp=P/4=200/4=50 （2.6）
由公式（2.5）（2.6）得：L=3×Rcp=150
取「V」型鉗口的夾角2α=120º，則偏轉角β按最佳偏轉角來確定，
查表得：
β=22º39′
5、機械運動范圍（速度）【1】
（1）伸縮運動 Vmax=500mm/s
Vmin=50mm/s
（2）上升運動 Vmax=500mm/s
Vmin=40mm/s
（3）下降Vmax=800mm/s
Vmin=80mm/s
（4）回轉Wmax=90º/s
Wmin=30º/s
所以取手部驅動活塞速度V=60mm/s
6、手部右腔流量
Q=sv （2.7）
=60πr²
=60×3.14×25²
=1177.5mm³/s
7、手部工作壓強
P= F1/S （2.8）
=3500/1962.5=1.78Mpa
2.2腕部設計計算

腕部是聯結手部和臂部的部件，腕部運動主要用來改變被夾物體的方位，它動作靈活，轉動慣性小。本課題腕部具有回轉這一個自由度，可採用具有一個活動度的回轉缸驅動的腕部結構。
要求：回轉±90º
角速度W=45º/s
以最大負荷計算：
當工件處於水平位置時，擺動缸的工件扭矩最大，採用估演算法，工件重10kg，長度l=650mm。如圖2.3所示。
1、計算扭矩M1〖4〗
設重力集中於離手指中心200mm處，即扭矩M1為：
M1=F×S （2.9）
=10×9.8×0.2=19.6（N·M）

F

S
F
圖2.3 腕部受力簡圖
2、油缸（伸縮）及其配件的估算扭矩M2〖4〗
F=5kg S=10cm
帶入公式2.9得
M2=F×S=5×9.8×0.1 =4.9（N·M）
3、擺動缸的摩擦力矩M摩〖4〗
F摩=300（N）（估算值）
S=20mm （估算值）
M摩=F摩×S=6（N·M）
4、擺動缸的總摩擦力矩M〖4〗
M=M1+M2+M摩 （2.10）
=30.5（N·M）
5.由公式
T=P×b（ΦA1²-Φmm²）×106/8 （2.11）
其中： b—葉片密度，這里取b=3cm；
ΦA1—擺動缸內徑, 這里取ΦA1=10cm；
Φmm—轉軸直徑, 這里取Φmm=3cm。
所以代入（2.11）公式
P=8T/b（ΦA1²-Φmm²）×106
=8×30.5/0.03×（0.1²-0.03²）×106
=0.89Mpa
又因為
W=8Q/（ΦA1²-Φmm²）b
所以
Q=W（ΦA1²-Φmm²）b/8
=（π/4）（0.1²-0.03²）×0.03/8
=0.27×10-4m³/s
=27ml/s

2.3臂伸縮機構設計

手臂是機械手的主要執行部件。它的作用是支撐腕部和手部，並帶動它們在空間運動。
臂部運動的目的，一般是把手部送達空間運動范圍內的任意點上，從臂部的受力情況看，它在工作中即直接承受著腕部、手部和工件的動、靜載荷，而且自身運動又較多，故受力較復雜。
機械手的精度最終集中在反映在手部的位置精度上。所以在選擇合適的導向裝置和定位方式就顯得尤其重要了。
手臂的伸縮速度為200m/s
行程L=500mm
1、手臂右腔流量，公式（2.7）得：【4】
Q=sv
=200×π×40²
=1004800mm³/s
=0.1/10²m³/s
=1000ml/s
2、手臂右腔工作壓力，公式（2.8） 得：〖4〗
P=F/S （2.12）
式中：F——取工件重和手臂活動部件總重，估算 F=10+20=30kg， F摩=1000N。
所以代入公式（2.12）得：
P=（F+ F摩）/S
=（30×9.8+1000）/π×40²
=0.26Mpa
3、繪制機構工作參數表如圖2.4所示：

圖2.4機構工作參數表
4、由初步計算選液壓泵〖4〗
所需液壓最高壓力
P=1.78Mpa
所需液壓最大流量
Q=1000ml/s
選取CB-D型液壓泵（齒輪泵）
此泵工作壓力為10Mpa，轉速為1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之間，可以滿足需要。
5、驗算腕部擺動缸：
T=PD（ΦA1²-Φmm²）ηm×106/8 （2.13）
W=8θηv/（ΦA1²-Φmm²）b （2.14）
式中：Ηm—機械效率取： 0.85～0.9
Ηv—容積效率取： 0.7～0.95
所以代入公式（2.13）得：
T=0.89×0.03×（0.1²-0.03²）×0.85×106/8
=25.8（N·M）
T<M=30.5（N·M）
代入公式（2.14）得：
W=（8×27×10-6）×0.85/（0.1²-0.03²）×0.03
=0.673rad/s
W<π/4≈0.785rad/s
因此，取腕部回轉油缸工作壓力 P=1Mpa
流量 Q=35ml/s
圓整其他缸的數值：
手部抓取缸工作壓力PⅠ=2Mpa
流量QⅠ=120ml/s
小臂伸縮缸工作壓力PⅠ=0.25Mpa
流量QⅠ=1000ml/s

第三章 液壓系統原理設計及草圖

3.1手部抓取缸

圖 3.1手部抓取缸液壓原理圖〖7〗

1、手部抓取缸液壓原理圖如圖3.1所示
2、泵的供油壓力P取10Mpa，流量Q取系統所需最大流量即Q=1300ml/s。
因此，需裝圖3.1中所示的調速閥，流量定為7.2L/min，工作壓力P=2Mpa。
採用：
YF-B10B溢流閥
2FRM5-20/102調速閥
23E1-10B二位三通閥

⑹ 為什麼折紙抓取工具可以抓取自身重量120倍的物體

受折紙工藝的啟發，麻省理工學院計算機科學及人工智慧實驗室（CSAIL）和哈佛大學的一批研究員設計了一種全新的抓取器，它能夠抓住並舉起各種形狀、尺寸和重量的物體。「我的目標就是設計一種會幫你打包行李、雜貨的機器人。目前的機械臂能抓取的物品種類極其有限——要麼不能太重，要麼形狀有要求，例如方形、圓柱形等」。

該團隊開發的抓取器呈空心的圓錐狀，它包含了三個部分，一個由3D列印製作的、16根硅橡膠制的骨架，一個用於夾持的連接器，以及外面的輕質表皮。它並不是把物體夾住，而是「陷入」物體的表面。它的靈感源於一種名叫「魔球」的折紙工藝品，這種「魔球」由一張長方形的紙折成，能不斷在球形和圓柱形之間切換。團隊的這個項目的資助方包括美國國防部高級研究計劃局和國家科學基金會等，他們計劃於今年春季在蒙特利爾的機器人與自動化國際會議上展示這個項目。

⑺ 羅茨真空泵的整體結構布置有幾種

羅茨真空泵的兩個轉子在泵體中如何布置，決定了泵的總體結構。目前國內外羅茨克空泵的總體結構布置一般有5種方案：

1、立式羅茨真空泵

兩個轉子的軸線呈水平安裝，但兩個轉子軸線構成的平面與水平面垂直，這種結構，泵的進排氣口呈水平設置，裝配和連接管道都比較方便。但其缺點是泵的重心太高，在高速運轉時穩定性差，所以目前除小規格的泵外，採用這種結構型式的不太多。

2、卧式羅茨真空泵

兩個轉子的軸線呈水平安裝，兩個轉子軸線構成的平面成水平方向，這種結構的泵的進氣口在泵的上方，排氣口在泵的下方或側面(也有與此相反的）。下邊的排氣口一般為水平方向接出，所以進排氣方向是相互垂直的。排氣口接一個三通管向兩個方向開口，一端接排氣管道，另—端堵死或接旁通閥時使用。這種結構的特點是重心低，髙速運轉時穩定性好。目前國內外大中型泵多採用此種結構型式。
3、豎軸式羅茨真空泵

國外有的羅茨泵的兩個轉子軸線與水平面垂直安裝， 這種結構的裝配間隙容易控制，轉子裝配方便，佔地面積小，但齒輪等傳動機構裝拆不便，潤滑裝置也較復雜，當總體結構決定後，泵體本身的結構與形狀也就相應地決定了。
4、帶溢流閥的羅茨泵

為了防止超載引起事故，羅茨泵上裝有一個比較可靠的安全保護器，即在旁通管路上裝有一個溢流閥。排氣口處於規定壓力時，溢流閥是關閉的。當其排氣口壓力超過規定壓力時，則溢流閥的閥門自動被頂開而產生溢流，排氣口壓力變正常後，滋流閥再自行關閉。它能自動調節，也是泵的允許壓差裝置，因此溢流閥的最大好處是使羅茨泵能連同前級泵一起，在各種壓力范圍內能連續運轉。採用這種設計，能使真空容器在粗真空狀態的抽氣停息時間可縮短30?50%。對於比較大的泵，溢流閥安裝在漿體外邊的旁通管路上，在比較小的泵上，溢流閥則是裝在泵殼內的。為了防止超載而產生事故，另—種新的方法是在電機和泵之間安裝扭力矩變換器（即液力聯軸器）。

5、帶蒸汽冷凝器的羅茨泵

在需要抽吸蒸汽情況下，抽氣機組必須設計會使蒸汽冷凝的冷凝器，這個冷凝器可裝在泵之前或裝在泵之後，而不裝在羅茨泵的泵體上•在某種情況下，冷凝物升華吸熱能夠減少羅茨泵發熱。假設採用了復式冷凝器，在維修時可用適當的溶劑淸除污垢，蒸汽就能順暢地在導管中流動。

⑻ 有沒有誰知道CNC真空吸盤的原理

工作原理：

1、真空吸盤通過接管與真空設備接通，與待提升物接觸，起動真空設備抽吸，使吸盤內產生負氣壓，從而將待提升物吸牢，即可開始搬送待提升物。

2、當待提升物搬送到目的地時，平穩地充氣進真空吸盤內，使真空吸盤內由負氣壓變成零氣壓或稍為正的氣壓，真空吸盤就脫離待提升物，從而完成了提升搬送重物的任務。

(8)真空抓取裝置結構設計擴展閱讀：

真空吸盤使用特點

一、易損耗。一般用橡膠製造，直接接觸物體，磨損嚴重，所以損耗很快，是氣動易損件。

二、易使用。不管被吸物體是什麼材料做的，只要能密封，不漏氣，均能使用。電磁吸盤就不行，只能用在鋼材上，其他材料的板材或者物體是不能吸的。

三、無污染。真空吸盤特別環保，不會污染環境，沒有光、熱，電磁等產生。

四、不傷工件。真空吸盤由於是橡膠材料所造，吸取或者放下工件不會對工件造成任何損傷。而掛鉤式吊具和鋼纜式吊具就不行。在一些行業，對工件表面的要求特別嚴格，只能用真空吸盤。

⑼ 真空吸盤原理是什麼 真空吸盤是怎麼工作的

1、真空吸盤原理：首先將真空吸盤通過接管與真空設備（如真空發生器等）接通，然後與待提升物如玻璃、紙張等接觸，起動真空設備抽吸，使吸盤內產生負氣壓，從而將待提升物吸牢，即可開始搬送待提升物。

2、當待提升物搬送到目的地時，平穩地充氣進真空吸盤內，使真空吸盤內由負氣壓變成零氣壓或稍為正的氣壓，真空吸盤就脫離待提升物，從而完成了提升搬送重物的任務。

3、真空吸盤，又稱真空吊具，是真空設備執行器之一。一般來說，利用真空吸盤抓取製品是最廉價的一種方法。