Overoxidized polypyrrole/graphene nanocomposite with good
electrochemical performance as novel electrode material
for the detection of adenine and guanine
Yan-Sha Gao a,Jing-Kun Xu a,n,Li-Min Lu b,nn,Li-Ping Wu a,Kai-Xin Zhang a,Tao Nie a,b,
Xiao-Fei Zhu a,Yao Wu a
a Jiangxi Key Laboratory of Organic Chemistry,Jiangxi Science and Technology Normal University,Nanchang330013,PR China
b College of Science,Jiangxi Agricultural University,Nanchang330045,PR China
a r t i c l e i n f o
Article history:
Received10April2014
Received in revised form
12June2014
Accepted19June2014
Available online26June2014
Keywords:
Overoxidized polypyrrole
Graphene
Adenine
Guanine
Electrochemical detection
a b s t r a c t
Most conducting polymer/graphene composites have excellent electrical conductivity.However,the
background currents of these composites modi?ed electrodes are much larger.In order to improve the
sensitivities of these methods,it is necessary to decrease the background signal.In this paper,porous
structure?lms of overoxidized polypyrrole/graphene(PPyox/GR)have been electrochemically coated
onto glassy carbon electrode(GCE)and successfully utilized as an ef?cient electrode material for the
quantitive detection of adenine and guanine,two of the most important components of DNA and RNA.
The permselective polymer coatings with low background current could improve the selectivity and
sensitivity of microelectrodes for the electropositive purine bases.The GRs into these polymers would
further improve sensitivity by increasing the electroactive surface area.The electrochemical sensor can
be applied to the quanti?cation of adenine and guanine with a linear range covering0.06–100m M and
0.04–100m M,and a low detection limit of0.02μM and0.01μM,respectively.More importantly,the
proposed method was applied to quantify adenine and guanine in calf thymus DNA with satisfactory
results.
&2014Elsevier B.V.All rights reserved.
1.Introduction
Graphene(GR),as a two-dimensional nanomaterial of sp2-bonded
carbon,has attracted great interest due to its unique structure and
properties,such as large speci?c surface area,high thermal conduc-
tivity,and extraordinary electronic transport properties(Wang et al.,
2009).GR has gained increasing attention for a variety of applications
because of these exciting properties(Tang et al.,2009).Recently,GR-
based composites,combining well unique properties of individual
nanostructures,have been highly concerned in various applications,
ranging from environmental science,energy conversion,to sensing
(Gong et al.,2011;Wu et al.,2010;Lu et al.,2008).Particularly,it has
been demonstrated that conducting polymer/GR nanomaterials as
sensing platforms,display extraordinary activity.However,the back-
ground currents of these composites modi?ed electrodes are much
larger because of their good conductivity(Li et al.,2007b).
The sensitivities of these methods are relative low;even some
important species cannot be detected.So,it is necessary to solve this
problem when these conducting polymer/GRs are used as electrode
materials.
Polypyrrole(PPy),one representative conducting polymer with
high conductivity,thermal and environmental stability,easy
synthesis,and nontoxicity,has been used as a functional material
to construct electrochemical sensors(Kim et al.,2010;Richardson-
Burns et al.,2007;George et al.,2006;Gerard et al.,2002).
However,most of the primary studies have been made based on
the excellent conductivity of PPy.As is well known,the PPy?lm
can be further overoxidized at higher potentials to produce the
overoxidized polypyrrole(PPyox),resulting in an insulating mem-
brane with lower background current.The overoxidized?lm
shows a porous structure and has large surface area,which is in
favor of small molecule detection(Wang et al.,2012).Moreover,
during overoxidation process,oxygen containing groups such as
carbonyl and carboxyl were introduced to the pyrrole unit,result-
ing in the improvement of the permselective and antifouling
properties of the sensor(Liu et al.,2014).Then it could be expected
that the integration of the PPyox and GR would not only sig-
ni?cantly improve the electrocatalytic properties of substrates but
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journal homepage:https://www.doczj.com/doc/a62891558.html,/locate/bios
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https://www.doczj.com/doc/a62891558.html,/10.1016/j.bios.2014.06.044
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n Corresponding author.Tel.:t867918537967;fax:t867913823320.
nn Corresponding author.
E-mail addresses:xujingkun@https://www.doczj.com/doc/a62891558.html,(J.-K.Xu),
lulimin816@https://www.doczj.com/doc/a62891558.html,(L.-M.Lu).
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also decrease the overpotential and increase the reaction rate(Li et al.,2007b).
Adenine and guanine are important components found in deoxyribonucleic acid and play key roles in the storage of genetic information.Their concentrations may be regarded as important index for diagnosis of different diseases(Yang et al.,2007). Therefore,the determination of adenine and guanine has great signi?cance to the bioscience and clinical diagnosis.Electroche-mical method has been widely used in the determination of guanine and adenine(Fan et al.,2011).However,adenine and guanine exhibit weak direct electron transfer capacity and irre-versible adsorption on traditional electrode surfaces,which leads to low sensitivity.To overcome these problems,many materials have been employed to modify electrodes,such as mesoporous carbon(Thangaraj and Kumar,2013),carboxylation of multiwalled carbon nanotubes(Tu et al.,2010)and TiO2nanobelts(Cui et al., 2011).
Herein,we proposed a novel electrochemical sensor based on porous structured PPyox/GR nanocomposite for the simultaneous detection of adenine and guanine.The PPyox/GR?lms were prepared by a three-step electrodeposition method.Firstly,the PPy/GR composite was produced by electrochemical polymeriza-tion of pyrrole with graphene oxide(GO)as a dopant,followed by electrochemical reduction of GO in the composite?lm.Then,the obtained PPy/GR was oxidized at a potential oft1.8V and the PPyox/GR modi?ed GCE was obtained.Because the negative charge and speci?c structure of the nanocomposite can prompt the adsorption of the positively charged guanine and adenine via strongπ–πinteractions and electrostatic adsorption,the resulting nanocomposite shows high electrocatalytic ability for the detec-tion of adenine and guanine(Scheme1).2.Experimental
2.1.Chemicals and reagents
Pyrrole,adenine,guanine and calf thymus DNA were purchased from Sigma-Aldrich(USA).GO was purchased from Nanjing Xian Feng Nanomaterials Technology Co.,Ltd.(Nanjing,China).Lithium perchlorate(LiClO4),disodium hydrogen phosphate(Na2HPO4), and sodium dihydrogen phosphate dehydrate(NaH2PO4)were obtained from Sinopharm Chemical Reagent Co.Ltd.All other reagents were of analytical grade,and double distilled water was used throughout the experiment.
2.2.Apparatus
Infrared spectra were recorded using a Bruker Vertex70Four-ier spectrometer with samples in KBr pellets.Ultraviolet–visible spectra measured with a Perkin-Elmer Lambda900ultraviolet–visible–near-infrared spectrophotometer.The cyclic voltammetric measurement was carried out on a CHI660D electrochemical workstation(Shanghai,China).A three-electrode cell(5mL)was used with the modi?ed glassy carbon electrode(GCE)as the working electrode,a saturated calomel electrode(SCE)as the reference electrode and a platinum foil electrode as the counter-electrode.All potentials were measured and reported vs.the SCE and all experiments were carried out at room temperature.
2.3.Preparation of the PPyox/GR modi?ed GCE
Prior to modi?cation,the GCEs were polished with chamois leather containing0.05μm Al2O3slurry,rinsed thoroughly with double distilled water,then washed successively with
double Scheme1.The fabricating procedures of PPyox/GR/GCE and the electrochemical mechanism of adenine and guanine.
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distilled water,anhydrous ethanol and acetone in an ultrasonic bath,and dried under N2before use.
The graphene oxide(GO)was exfoliated by ultra-sonication at room temperature for30min to form a homogeneous colloidal solution of GO.0.01M pyrrole monomer was dispersed into 1mg mLà1of GO solution containing0.1M LiClO4(LiClO4serves as supporting electrolyte)under ultra-sonication for15min at room temperature.The PPy/GO composite?lm was fabricated on the electrode surface by cyclic voltammetry(CV)scanning of the prepared GCE in the above mixture solution fromà0.2to0.8V (v s.SCE)with a scan rate of20mV sà1for5cycles.The PPy/GO-modi?ed GCE was then subjected to CV scanning in nitrogen-saturated0.5M Na2SO4solution within the potential window of à0.1toà1.0V(v s.SCE)at50mV sà1for5cycles to produce the composite?lm of PPy/GR.The obtained modi?ed electrode, denoted as PPy/GR/GCE,was rinsed with distilled water,and transferred to a PBS(pH?7.0)for electrochemical oxidation at t1.8V for250s to produce the composite?lm of PPyox/GR/GCE. The obtained electrode was gently washed with distilled water to remove any non-adsorbed species.For the sake of comparison, PPyox/GCE,GR/GCE and PPy/GCE were prepared under the same conditions(Li et al.,2007b;Si et al.,2011).The obtained electrodes were carefully rinsed with distilled water and dried with ultrapure nitrogen before use.
3.Results and discussion
3.1.Morphology and structural characterization of the polymer?lms
The morphological character of the as-synthesized?lms elec-trodeposited on ITO glasses was investigated by SEM.The SEM images of the PPy,PPyox,PPy/GR and PPyox/GR?lms were shown in Fig.1A–D.Fig.1A shows that PPy?lm grew regularly,compactly and presented a twisty structure,while the overoxidation of PPy resulted in a porous and dendritic-like structure(Fig.1B).Com-pared with PPy,the PPyox yields a loss of conductivity(Li et al., 2007b).However,from the SEM images(Fig.1A and B),it can be seen that the PPyox?lm could reduce the electron transfer distance between the electrochemically active analyte and the underlying electrode,which retains its conductive metallic proper-ties(Sasso et al.,2013).For the PPy/GR(Fig.1C),it can be observed that the PPy/GR?lms have larger speci?c surface area in compar-ison with the PPy thin?lms.A probable explanation was that the PPy in the composite adhered GR to form an interconnected network.Once the PPy of the PPy/GR composite was overoxidized, the morphology changed signi?cantly.As shown in Fig.1D,the PPyox/GR composite displayed a rather porous morphology.This porous nanostructured?lm could extremely enhance the active surface area and might be very important to promote electron transfer.Consequently,the resulting modi?ed electrode exhibited excellent electrocatalytic ability towards the oxidation of adenine and guanine.
FTIR spectra were utilized to characterize the PPyox/GR nano-composite?lm.Fig.2A shows typical FTIR spectra of PPy(a),PPyox (b),GR(c)and PPyox/GR(d)?lms.All of the above samples were prepared through electrochemical method with similar conditions. In the spectrum of PPy(a),vibrations of3445,1629,1546,and 1028cmà1were attributed to stretching modes of N–H,C–C,C–N and C–H in the pyrrole ring,respectively.The peaks at2921and 2863cmà1were assigned to the asymmetric stretching and symmetric vibration of CH2(Bose et al.,2010;Si et al.,2011).In comparison with the PPy,besides the same peaks derived from PPy,a new absorption peak appeared at1731cmà1in the FTIR spectra of PPyox(b),which indicated that carbonyl functionality had been introduced onto the pyrrolic rings(Beck et al.,1987
; Fig.1.SEM images of PPy(A),PPyox(B),PPy/GR(C)and PPyox/GR?lms(D).
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Christensen and Hamnett,1991;Hsueh and Brajter-Toth,1994).For the spectrum of GR (c),three characteristic peaks were seen at 1571,1358and 1157cm à1,which were consistent with previously reported literature (Guo et al.,2009).The vibrations of 1157cm à1and 1358cm à1were attributed to stretching modes of C –O –C and O –H,while a peak appearing at 1571cm à1was associated with the vibrations of C ?C.In case of the PPyox/GR composite ?lm (d),the IR spectrum combined the typical absorption peaks of PPyox and GR,demonstrating that PPyox/GR composite has been suc-cessfully synthesized.
Fig.2B shows the UV/vis spectra of PPy (a),PPyox (b),GR (c)and PPyox/GR ?lm (d).All of the above samples were prepared on the indium tin oxide (ITO)coated glass substrate through the electrochemical method with similar conditions.There was no obvious absorption of GR (c)because the oxygen functionalities had been removed by electrochemical reduction (Ahonen et al.,2001).The PPy spectrum (a)showed a bipolaron absorption peak near 480nm and free carrier tail in the NIR region.The free carrier tail was related to the delocalization of electrons in the polaron band,which can be promoted by the stiffening extension of polymer chain (Song et al.,2004;Epstein and MacDiarmid,1995).After the PPy was overoxidized at a high positive potential,the free carrier tail disappeared and the absorption peak centered at 480nm was shifted to lower wavelength (356nm),which might be due to the addition of carbonyl functionality to the pyrrolic rings with a consequent loss of conjugation (Baker et al.,2010;Christensen and Hamnett,1991;Beck et al.,1987).The spectrum of PPyox/GR nanocomposite was similar to the PPyox,except that the absorbance intensity was lower than that PPyox,which might be
due to the π–πn stacking interaction between PPyox and graphene.These results indicated the formation of PPyox/GR nanocomposite on the ITO.
3.2.Electrocatalytic behaviors of modi ?ed electrodes
The cyclic voltammetric responses of PPy /GCE (a),PPy /GR /GCE (b),PPyox /GCE (c)and PPyox /GR /GCE (d)in deoxygenating PBS solution (pH 4.0)at the rate of 50mV s à1are shown in Fig.3A.As shown,the cyclic voltammograms of PPy /GCE (a)and PPy /GR /GCE (b)look very similar,except that the background current of PPy /GR /GCE is apparently larger than that of PPy/GCE,indicating that the PPy /GR /GCE has larger electroactive surface area and higher conductivity.On the other hand,when these obtained PPy /GCE (a)and PPy /GR /GCE (b)were oxidized in PBS at t1.8V,the background currents of PPyox /GCE (c)and PPyox /GR /GCE (d)were sharply decreased,which indicated that anodic polarization at t1.8V could turn the PPy into an insulating PPyox with a large loss of electroactivity (Van Dyke and Martin,1990).
The electrocatalytic oxidation of adenine and guanine mixture at bare and different modi ?ed electrodes has been investigated by CV.Fig.3B depicts the CV comparison of the bare GCE (a),PPy /GCE (b),GR /GCE (c),PPy /GR /GCE (d),PPyox /GCE (e)and PPyox /GR /GCE (f)in deoxygenating PBS solution (pH 4.0)containing 25m M A and 20m M G.At the bare GCE,two broad oxidation peaks were observed,which corresponded to the electrochemical oxidation of adenine and guanine,respectively.When using PPy/GCE (b)and PPy/GR/GCE (d),the oxidation signal of adenine and guanine disappeared,revealing blocking effect.However,two well-de ?
ned
Fig.2.(A)FTIR spectra of PPy (a),PPyox (b),GR (c)and PPyox/GR ?lms (d).(B)UV/vis spectra of PPy (a),PPyox (b),GR (c)and PPyox/GR ?lms (d).All the samples were deposited on ITO glass
substrates.
Fig.3.(A)Cyclic voltammograms of PPy /GCE (a),PPy /GR /GCE (b),PPyox /GCE (c)and PPyox /GR /GCE (d)in deoxygenating PBS solution (pH 4.0).Scan rate:50mV s à1.(B)Cyclic voltammograms of bare GCE (a),PPy /GCE (b),GR /GCE (c),PPy /GR /GCE (d),PPyox /GCE (e)and PPyox /GR /GCE (f)in the presence of 25m M adenine and 20m M guanine in 0.1M PBS (pH 4.0).Scan rate:50mV s à1.
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oxidation peaks appeared on the surface of GR/GCE(c)and PPyox/ GCE(e),indicating the excellent electrocatalytic activity of GR and PPyox toward adenine and guanine oxidation.While at the PPyox/ GR/GCE(f),it showed a remarkable increase in the peak currents relative to the other modi?ed electrodes,con?rming that PPyox/ GR/GCE with much higher electrocatalytic activity can be used to construct electrochemical sensor for simultaneous determination of adenine and guanine.The highly electrocatalytic activity of PPyox/GR?lm could be due to the fact:?rst,the PPyox/GR showed porous nanostructure,which could extremely enhance the active surface area and might be very important to promote electron transfer;second,the high density carbonyl groups generated on the backbone of PPyox?lm were favorable for cationic species to be accumulated onto the?lm through the ion-exchange equili-brium process,and then be catalytically oxidized at the electrode (Li and Lin,2007a).The detailed oxidation mechanism of adenine and guanine was shown in Scheme1.It can be seen that the electrochemical oxidation of guanine followed a two-step mechanism involving the total loss of4eà,and the?rst2eàoxidation was rate-determining step(Li et al.,2010;Goncalves et al.,2010;Kamel et al.,2008),whereas adenine in the solution phase underwent a complex electrochemical oxidation mechan-ism that was overall aà6Ht,à6eàprocess,involving irrever-sible chemical steps(Wei et al.,2011).
3.3.Effect of scan rate
The in?uence of scan rate on the electrochemical response of 25m M adenine and20m M guanine in0.1M PBS(pH4.0)at PPyox/ GR/GCE was investigated by linear sweep voltammetry(LSV).As can be seen from Fig.S1,the oxidation peak currents of adenine and guanine increased linearly with the scan rate in the range of 20–200mV sà1,and the relationships between the oxidation peak currents and the scan rates were expressed as I pa(μA)?1.3488v(mV sà1)t0.1618(R2?0.9948)and I pa(μA)?à0.4909v (mV sà1)t0.1199(R2?0.9957)for adenine and guanine,respec-tively.These indicated that the electrooxidation reactions of adenine and guanine at the PPyox/GR/GCE were the surface-controlled process.
3.4.Effect of accumulation time and pH
The in?uence of accumulation time on the oxidation behavior of50m M adenine and40m M guanine in0.1M PBS(pH4.0)at PPyox/GR/GCE was investigated by LSV.As shown in Fig.S2,both the oxidation peak currents of adenine and guanine increased with extending the accumulation time from0to20s.However,the oxidation peak currents increased slightly when further improving the accumulation time from20s to60s,suggesting that the amount of adenine and guanine tended to a limiting value at the PPyox/GR?lm.Considering both sensitivity and work ef?ciency, 20s was employed in the further experiments.
The effect of pH value for the detection of adenine and guanine was also investigated.As shown in Fig.S3,the oxidation peak potentials of adenine and guanine shifted positively with the decrease of pH(from8.0to4.0),indicating that the electroche-mical oxidation of adenine and guanine was associated with a proton-transfer process.It can be seen that the linear relationships of the peak potentials of adenine and guanine were proportional to pH with slopes of57.8mV pHà1and51.4mV pHà1,which was close to the expected Nernstian theoretical value of59.0mV pHà1, suggesting that the uptake of electrons was accompanied by an equal number of protons(Nicholson,1965).From Fig.S3,it also can be informed that the anodic peak currents of adenine and guanine reached a maximum at pH4.0.Considering the separation effect and detection sensitivity,the buffer solution pH of4.0was selected as the optimum value in the following measurements. 3.5.Simultaneous/individual determination of adenine
and guanine using PPyox/GR/GCE
The individual determination of adenine or guanine in their mixtures was?rst investigated when the concentration of one species changed,whereas the other species remained constant.As shown in Fig.4a and b,keeping the concentration of guanine constant,the linear response ranges of adenine at PPyox/GR/GCE were0.06–10m M and10–100m M.The linearization equat-ions were I pa?0.2156ct0.1148(R2?0.9951)and I pa?0.0997 ct1.2876(R2?0.9925),respectively,with a detection limit of 0.02m M(S/N?3).At relatively low concentrations of analyte,the outer more accessible active surface area could be fully covered with a lower competition for the surface.It ensures a more ef?cient uptake of adenine,leading to a higher sensitivity for the lower concentrations.Therefore,two linear ranges in slope appeared.Similarly,keeping the concentration of adenine con-stant,a linear relationship between I pa and c was obtained from 0.04–10m M and10–100m M for guanine.The regression equations were I pa?0.2153ct0.1115(R2?0.9975)and I pa?0.1149ct1.0791 (R2?0.9905),respectively,with a detection limit of0.01m M (S/N?3).Table S1compares some of the analytical parameters of PPyox/GR/GCE with other modi?ed electrodes for determining adenine and guanine simultaneously.It can be observed that the proposed electrode is superior in some cases,as compared to the previously reported modi?ed electrodes.
For further evaluating the feasibility of the PPyox/GR/GCE for adenine and guanine determination,coexistent solution
with
Fig.4.Linear sweep voltammetry of different concentrations of adenine(a-n:0.06,0.08,0.1,0.3,0.5,1,5,10,20,30,50,60,80,and100m M)in the presence of20m M guanine(a);different concentrations of guanine(a-o:0.04,0.06,0.08,0.1,0.2,0.5,1,5,7,10,20,40,60,80,and100m M)in the presence of20m M adenine(b)at PPyox/GR/ GCE in0.1M PBS(pH4.0).Scan rate:25mV sà1.Inset:The corresponding calibration curves of individual determination of purine bases.
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different concentrations of guanine and adenine was detected by LSV.As shown in Fig.5,two well-de ?ned oxidation peaks were observed at about t0.85V and t1.18V,corresponding to the oxidation of guanine and adenine,respectively.Here,the adenine showed a regression equation of I pa ?0.1372c t0.7369(R 2?0.9953).As to guanine,the calibration curve was obtained with the regression equations of I pa ?0.1194c t1.0279(R 2?0.9941).
3.6.Reproducibility,stability and selectivity of PPyox /GR /GCE To demonstrate the reproducibility of the PPyox/GR/GCE,20m M adenine and 20m M guanine were determined successively for 20times using the same electrode.As shown in Fig.S4,the relative standard deviation (RSD)values of the anodic peak current were 2.1%and 2.5%for adenine or guanine,respectively,indicating that the modi ?ed electrode had good reproducibility.For evaluat-ing the long-term stability of the PPyox/GR/GCE,it was stored in the air and used for monitoring 20m M adenine and 20m M guanine daily over a period of 15days.The test results showed that there was no change of the peak potentials for adenine and guanine and the current response signals decreased about 1.52%(adenine)and 2.54%(guanine)of their initial response,indicating the PPyox/GR/GCE was quite stable.
The anti-interference ability of PPyox/GR/GCE was investigated by adding various foreign species into a ?xed amount of 20m M adenine or 20m M guanine in 0.1M PBS (pH 4.0).A relative error of 5%was considered tolerable.As shown in Table S2,it was found that 100-fold of K t,Na t,Ca 2t,Mg 2t,Fe 3t,Al 3t,Zn 2t,NH 4t,Cl à,NO 3à,SO 42à,CO 32à,F à,Br à,10-fold of glucose,ascorbic acid,dopamine and uric acid had no obvious interference for the determination of adenine or guanine.These indicated that the present modi ?ed electrode was highly selective towards the detection of adenine and guanine.3.7.Analytical applications
The practical applications of the PPyox/GR/GCE were evaluated in the calf thymus DNA system.3mg of dsDNA was digested using 1.0mL of 1.0M HCl in a sealed 10mL glassy tube.After heating in a boiling water bath for 80min,the solution was adjusted with 1mL of 1M NaOH.After dilution,anodic peak current of this real sample was clearly observed on the PPyox/GR modi ?ed electrode
by LSV,which was due to the oxidation of adenine or guanine residues,respectively.The concentrations of adenine or guanine in the thermally denatured calf thymus DNA were determined by the present biosensor and found to be 20.7570.63μM and 16.4470.31μM,respectively,and the ratio of (G tC)to (A tT)was 0.7970.03,with the RSD of 1.53%(n ?5),which was very close to the standard value of 0.77(Liu et al.,2008;Kovtyukhova et al.,1999).
4.Conclusions
In summary,the porous structured PPyox/GR composite was prepared by a three-step electrodeposition method.Since the negative charge and speci ?c structure of the nanocomposite can prompt the adsorption of the electropositive adenine and guanine via strong π–πn interactions and electrostatic adsorption,the resulting nanocomposite showed high electrocatalytic ability for adenine and guanine.The proposed sensor exhibited a rapid,simple,and sensitive strategy for simultaneous detection of adenine and guanine with low detection limit.The excellent electrocatalytic behavior of PPyox/GR may lead to new applica-tions in electrochemical analysis.
Acknowledgments
We are grateful to the National Natural Science Foundation of China (Grant number:51302117),Ganpo Outstanding Talents 555Projects (2013),the Natural Science Foundation of Jiangxi Province (Grant number:20122BAB216011and 20122BAB213007),the Training Plan for the Main Subject of Academic Leaders of Jiangxi Province (2011),Jiangxi Provincial Department of Education (GJJ13258),Post-doctoral Science Foundation of China (2014M551857)and the Science and Technology Landing Plan of Universities in Jiangxi province (KJLD12081)for their ?nancial support of this work.
Appendix A.Supplementary information
Supplementary data associated with this article can be found in the online version at https://www.doczj.com/doc/a62891558.html,/10.1016/j.bios.2014.06.044.
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Fig.5.Linear sweep voltammetry of different concentrations of adenine (a -g:5,20,30,40,60,80,and 100m M)and guanine (a -g:7,20,40,50,60,80,and 100m M)at PPyox /GR /GCE in 0.1M PBS (pH 4.0).Scan rate:25mV s à1.Inset:The corre-sponding calibration curves of individual and binary determination of purine bases.
Y.-S.Gao et al./Biosensors and Bioelectronics 62(2014)261–267
266
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Y.-S.Gao et al./Biosensors and Bioelectronics62(2014)261–267267
计算机科学与工程学院 课程设计报告 题目全称：员工管理信息系统的设计与实现—岗位与薪金信息管理 学生学号：2606005011姓名：李伟德 指导老师：刘勇国职称：副教授 指导老师评语： 签字： 课程设计成绩： 设计过程表现设计报告质量总分
一、实验室名称：计算机学院软件实验室 二、实验项目名称：员工管理信息系统的设计与实现—岗位与薪 金信息管理 三、实验学时：32 四、实验原理： 员工管理信息系统是由员工管理，部门管理，岗位管理以及薪金管理四部分组成。系统前台采用Visual Stdio 2005 工具开发而成，开发语言是C#程序设计语言，主要是因为C#是微软为.NET平台量身定做的编程语言，它是一种现代面向对象程序设计语言，使程序员能够快速地在.NET平台上开发种类丰富的应用程序，它继承了C++和Java的语法，去掉了C++中的许多复杂和容易引起问题的东西，是由C和C++发展而来的一种“简单、高效、面向对象、类型安全”的程序设计语言，其综合了Visual Basic的高效率和C++的强大功能。 系统后台的数据库采用Miscrosoft Access 2003数据库，主要依据是考虑到系统的数据规模并不大，如果用SQL Server 2005等数据库会造成浪费，而且维护起来比较难。而Access数据库是一个轻量级的数据库，其具有简单，方便的特性，已经满足我们的需求。 五、实验目的： 1.使学生掌握数据库的实现原理，了解SQL的查询命令，并能在实践中使用。 2.使学生学会使用C#语言进行程序设计，了解Vistual Stdio 2005 的开发工具的原理， 并设计出实际可行的项目。 3.加强学生的动手能力，把课堂上学到得东西，融入到实际的项目，达到学以致用的目的。 4.锻炼学生的思维能力，使学生能够领略计算机编程的实现方法，达到举一反三的效果。 六、实验内容： 在员工信息管理系统中完成“岗位”和“薪金”信息管理功能。 岗位信息管理功能包括： 1. 添加岗位：可以添加岗位名称，岗位描述等信息。 2. 删除岗位：可以删除岗位名称，岗位描述等信息。 3. 修改岗位：可以修改指定岗位的岗位名称，岗位描述等信息。 4. 查询岗位：可以查询指定岗位的岗位名称，岗位描述等信息。 薪金信息管理功能包括： 1. 添加员工薪金信息：可以添加员工姓名，月份，备注，薪金等信息。 2. 删除员工薪金信息：可以删除指定员工的姓名，月份，备注，薪金等信息。 3. 修改员工薪金信息：可以修改指定员工的姓名，月份，备注，薪金等信息。 4. 查询员工薪金信息：可以查询指定员工的薪金等信息。 七、实验器材（设备、元器件）： 1.一台Windows XP平台或以上的PC机；
学术活动 企业员工信息管理系统
比赛规则 一、题目：企业员工信息管理系统 二、目的和要求 目的： 1.熟练使用函数 2.熟练使用结构体 3.熟练使用流、文件流 4.熟练使用数组 5.熟练使用循环与选择 6.熟练使用链表和指针 7.熟练应用C语言综合知识 要求及评分参考： 设计一个企业员工信息管理系统，使之能提供以下功能： 1、应提供一个界面来调用各个功能,调用界面和各个功能的操作界面 应尽可能清晰美观! 2、输入功能：职工信息录入（职工信息用文件保存），可以一次完成 若干条记录的输入。 3、浏览功能：完成对全部职工信息的显示。 4、查找功能：①完成按职工的职工号查询职工的相关信息，并显示。 ②完成按职工的学历查询职工的相关信息，并显示。 ③完成按职工的查询职工的相关信息，并显示。 5、删除功能：通过输入职工的完成对该名职工的信息进行删除。 6、添加功能：完成添加新职工的信息的任务。 7、修改功能：通过输入职工的完成对该名职工的信息进行修改。 8、退出职工信息管理系统。 三、信息描述 职工信息包括职工号、、性别、年龄、学历、工资、住址、等。 四、解决方案 1、首先进行需求分析，搞清楚系统功能和任务； 2、然后在设计中确定模块结构、划分功能模块，将软件功能需求分配给所
划分的最单元模块（即那些函数来完成哪些模块，模块如何划分给组员）。确定模块间的联系，确定数据结构、文件结构、确定测试方法与策略； 3、确定每一模块采用的数据结构和模块接口的细节，包括对系统外部的接口和用户界面及算法，对系统部其他模块的接口； 4、根据分析编写C语言代码。 五、进度安排 设计时间为5个工作日，每组分为6个人（包括一个组长），并分为五个阶段完成： 1、分析设计阶段。在老师的指导下自主学习和钻研问题，组员之间讨论， 明确设计要求，找出现实方法。按照需求分析、功能划分、详细设计步骤 等几个步骤进行。这一阶段前1天完成，也作为每组的评分标准； 2、编码阶段。根据设计分析方案组员开始编写C语言代码，然后调试该代 码，实现课题要求的功能。这一阶段在2-4天完成，这阶段有组员之间分配任务，分工合作完成（注意，代码中必须使用指针、链表来操作数据，必须把数据使用文件流保存到文件中，以此作为评分标准，如果算法优秀 有加分）； 3、总结报告阶段。总结设计工作，写出课程设计说明书，包括需求分析、 总体设计、详细设计、编码、测试的步骤和容。这一阶段在5天完成； 4、考核评分阶段。 （此页不能提交给学生，只作为评分的参考）
上下料机械手 上下料机械手主要实现机床制造过程的完全自动化，并采用了集成加工技术，适 用于生产线的上下料、工件翻转、工件转序等。在国内的机械加工，目前很多都是使 用专机或人工进行机床上下料的方式，这在产品比较单一、产能不高的情况下是非常 适合的，但是随着社会的进步和发展，科技的日益进步，产品更新换代加快，使用专 机或人工进行机床上下料就暴露出了很多的不足和弱点，一方面专机占地面积大结构复杂、维修不便，不利于自动化流水线的生产；另一方面，它的柔性不够，难以适应日益加快的变化，不利于产品结构的调整；其次，使用人工会造成劳动强度的增加，容易产生工伤事故，效率也比较低下，且使用人工上下料的产品质量的稳定性不够， 不能满足大批量生产的需求。 广州神勇智能装备有限公司在研发生产上下料机械手方面具有丰富的经验。已有 很多成功案例解决现在中小企业招工难的问题。 使用上下料机器人自动柔性搬运系统就可以解决以上问题, 该系统具有很高的效 率和产品质量稳定性, 柔性较高且可靠性高, 结构简单更易于维护, 可以满足不同种类产品的生产, 对用户来说, 可以很快进行产品结构的调整和扩大产能, 并且可以大大降低产业工人的劳动强度。 上下料机器人采用模块化设计，可以进行各种形式的组合，组成多台联机的生产线。组成部分有：立柱、横梁(X轴)、竖梁(Z轴)、控制系统、上下料仓系统、爪手系 统等。各模块在机械上彼此相对独立，亦可以在一定范围内进行任意组合，可实现对 车床、加工中心、插齿机、电火花机床、磨床等类设备的自动化生产。 上下料机器人的安装调试可以与加工机床分开进行，机床部分为标准机即可。机
器人部分是一个完全独立体，即便在顾客现场亦可对已经购买的机床进行自动化改造和升级。换言之，机器人故障时，只需调整或维修机器人而不会影响机床的正常运转。 机器人控制系统是整条自动化线的大脑，控制 着每部分机构，即可以独立工作，也可以协调合作， 顺利完成生产。机器人控制系统功能：①对机器人 运行轨迹进行编程;②对各部分机构独立操作;③ 提 供必要的操作指导及诊断信息;④ 能协调机器人与 机床之间的工作过程;⑤ 控制系统具有丰富的I/O 口资源，可扩展;⑥多种控制模式，如：自动，手动，停止，急停，故障诊断。 优越性： (1) 生产效率高：要提高生产效率，必须控制生产节拍。除了固定的生产加工节拍无法提高外，自动上、下料取代了人工操作，这样就可以很好的控制节拍，避免了由于人为因素而对生产节拍产生的影响，大大提高了生产效率。 (2) 工艺修改灵活：我们可以通过修改程序和手爪夹具，迅速的改变生产工艺，调试速度快，免去了对员工还要进行培训的时间，快速就可投产。 (3) 提高工件出场质量：机器人自动化生产线，从上料，装夹，下料完全由机器人完成，减少了中间环节，零件质量大大提高，特别是工件表面更美观。 应用领域：在实践中，自动上下料机器手几乎可以在工业生产中的各行各业被大量广泛应用，具有操作方便，效率高，工件质量高等优点，同时将操作工人从繁重，单调的工作环境中解救出来，越来越受到生产厂家的青睐，拥有此套生产线势必能凸显企业生产实力，提高市场的竞争力，是工业生产加工的必然趋势。
目录 三正文 (4) 3.1课程设计的目的与要求 (4) 3.2系统分析 (4) 3.2.1系统开发背景、开发范围、建设目标与必要性 (4) 3.2.2 业务流程分析 (4) 3.2.3数据字典 (6) 3.2.4处理逻辑的定义 (6) 3.3 系统设计 (8) 3.3.1功能设计 (8) 3.3.2系统运行环境 (9) 3.4系统实施 (10) 3.4.1程序代码 (10) 3.4.2运行结果 (29) 四课程设计总结或结论35 五参考文献 35
三、正文 3.1课程设计的目的与要求 通过管理信息系统课程设计，进一步掌握管理信息系统的理论和方法。培养和锻炼开发管理信息系统的能力。为今后信息系统开发打下良好的基础。 要求了解企业管理信息系统开发的全过程，理解信息系统课程相关的概念，掌握管理信息系统的开发方法。主要包括：系统调研方法；业务分析、数据分析、系统逻辑模型设计方法；数据库设计、功能设计、物理模型设计方法；系统的实现等方法。完成一个小型系统的设计与开发。 3.2 系统分析 3.2.1系统开发背景、开发范围、建设目标与必要性 随着本世纪以来科学技术的突飞猛进和社会生产力的迅速发展，人们进行信息交流的深度与广度不断增加，信息量急剧增长，传统的信息处理与决策的手段已不能适应社会的需要，信息的重要性和信息处理问题的紧迫性空前提高了，面对着日益复杂和不断发展，变化的社会环境，特别是企业间日趋剧烈的竞争形势，一个人、一个企业要在现代社会中求生存，求发展，必须具备足够的信息和强有力的信息收集与处理手段。电子计算机以强大的信息处理能力作为人类脑力劳动的有力助手登上历史舞台以后，出现了把人类从繁琐的脑力劳动下解放出来的现代信息革命。 为了适应现代企业或公司经营发展的需要，为提高企业工作效率、保证企业职工信息管理质量、快而准确地为企业制定好的经营方针与决策，我们有必要开发一个职工信息管理系统。 3.2.2业务流程分析 现行管理系统的业务流程图 ………
获奖者2010年10月5日，2010年诺贝尔物理学奖被授予英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的研究。 PPT1安德烈·海姆，1958年10月出生于俄罗斯，拥有荷兰国籍，父母为德国人。1987 年在俄罗斯科学院固体物理学研究院获得博士学位。他于2001年加入曼彻斯特大学，现任物理学 教授和纳米科技中心主任。之前拥有此荣誉头衔的人包括卢瑟福爵士，卢瑟福于1907-1919年在曼 彻斯特大学工作。 他至今发表了超过150篇的文章，其中有发表在自然和科学杂志上的。他获得的奖项包括2007 年的Mott Prize和2008年的Europhysics Prize。2010年成为皇家学会350周年纪念荣誉研究教授。 在2000年他还获得“搞笑诺贝尔奖”——通过磁性克服重力，让一只青蛙悬浮在半空中。10年 后的2010年他获得诺贝尔物理学奖。 2010年医学奖：荷兰的两位科学家发现哮喘症可用过山车治疗。 和平奖：英国研究人员证实诅咒可以减轻疼痛。 PPT2康斯坦丁·诺沃肖洛夫，1974年出生于俄罗斯，具有英国和俄罗斯双重国籍。2004年在荷兰奈梅亨大学获得博士学位。是安德烈·海姆的博士生。 曼彻斯特大学目前任教的诺贝尔奖得主人数增加到4名，获得诺贝尔奖的历史总人数为25位。发现 石墨属于混晶，为片层结构，层内由共价键相连，层间由分子间作用力相连。共价键是比较牢固的，但分子间作用力（范德华力）小得多。因此，石墨的单层是牢固的，而层间作用力很小，极易脱落。 2004年，他们发现了一种简单易行的新途径。他们强行将石墨分离成较小的碎片，从碎片中剥离出较薄的石墨薄片，然后用一种特殊的塑料胶带粘住薄片的两侧，撕开胶带，薄片也随之一分为二。不断重复这一过程，就可以得到越来越薄的石墨薄片，而其中部分样品仅由一层碳原子构成——他们制得了石墨烯。 结构
计算机科学和工程学院 课程设计报告 题目全称：员工管理信息系统的设计和实现—岗位和薪金信息管理 学生学号：2606005011姓名：李伟德 指导老师：刘勇国职称：副教授 指导老师评语： 签字： 课程设计成绩： 设计过程表现设计报告质量总分 一、实验室名称：计算机学院软件实验室 二、实验项目名称：员工管理信息系统的设计和实现—岗位和薪 金信息管理 三、实验学时：32 四、实验原理： 员工管理信息系统是由员工管理，部门管理，岗位管理以及薪金管理四部分组成。系统前台采用Visual Stdio 2005 工具开发而成，开发语言是C#程序设计语言，主要是因为C#是微软为.NET平台量身定做的编程语言，它是一种现代面向对象程序设计语言，使程序员能够快速地在.NET平台上开发种类丰富的使用程序，它继承了C++和Java的语法，去掉了C++中的许多复杂和容易引起问题的东西，是由C和C++发展而来的一种“简单、高效、面向对象、类型安全”的程序设计语言，其综合了Visual Basic的高效率和C++的强大功能。 系统后台的数据库采用Miscrosoft Access 2003数据库，主要依据是考虑到系统的数据规模并不大，如果用SQL Server 2005等数据库会造成浪费，而且维护起来比较难。而Access数据库是一个轻量级的数据库，其具有简单，方便的特性，已经满足我们的需求。 五、实验目的： 1.使学生掌握数据库的实现原理，了解SQL的查询命令，并能在实践中使用。
2.使学生学会使用C#语言进行程序设计，了解Vistual Stdio 2005 的开发工具的原理， 并设计出实际可行的项目。 3.加强学生的动手能力，把课堂上学到得东西，融入到实际的项目，达到学以致用的目的。 4.锻炼学生的思维能力，使学生能够领略计算机编程的实现方法，达到举一反三的效果。 六、实验内容： 在员工信息管理系统中完成“岗位”和“薪金”信息管理功能。 岗位信息管理功能包括： 1. 添加岗位：可以添加岗位名称，岗位描述等信息。 2. 删除岗位：可以删除岗位名称，岗位描述等信息。 3. 修改岗位：可以修改指定岗位的岗位名称，岗位描述等信息。 4. 查询岗位：可以查询指定岗位的岗位名称，岗位描述等信息。 薪金信息管理功能包括： 1. 添加员工薪金信息：可以添加员工姓名，月份，备注，薪金等信息。 2. 删除员工薪金信息：可以删除指定员工的姓名，月份，备注，薪金等信息。 3. 修改员工薪金信息：可以修改指定员工的姓名，月份，备注，薪金等信息。 4. 查询员工薪金信息：可以查询指定员工的薪金等信息。 七、实验器材（设备、元器件）： 1.一台Windows XP平台或以上的PC机； 2.Vistual Stdio 2005开发软件及Microsoft ACCESS２００３数据库软件； 八、实验步骤： 1、设计系统结构组成 系统提供了一套员工综合信息管理平台，使得系统管理人员对公司的岗位进行分类，进而确定各个岗位所对应的部门信息，在已有部门信息的基础上能够对所有员工信息进行分类管理。主要功能有：岗位设置、员工个人信息管理、员工所属部门信息管理、员工薪金信息管理。 系统模块设计划分如下： 员工薪金信息模块：可以删除、添加、修改和查询员工薪金信息； 岗位设置模块：可以删除、添加、修改和查询岗位； 它们之间既是相互联系同时又是彼此独立的，整个框架结构如图1所示。
本科毕业设计说明书 企业员工信息管理系统的设计与实现EMPLOYEE INFORMATION MANAGEMENT SYSTEM DESIGN AND IMPLEMENTATION 学院（部）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 2012年5月25日
企业员工信息管理系统的设计与实现 摘要 现今互联网发展越来越迅速，给人们的工作和生活带来了极大的便利和高效，信息化，电子化已经成为节约运营成本，提高工作效率的首选。因此在信息化科技飞速发展的今天，借助于电脑，通过员工信息管理系统管理各部门职工，能为企业人力资源的管理者提供人性化的服务。同时也能为企业的员工提供一定的方便。 本系统具有多方面特点：系统功能完备，用户使用方便简捷，人性化的用户界面，安全保密设置齐全，大大减少了操作人员和用户的工作负担，提高了企业员工信息管理的工作效率和企业的信息化的水平。 本论文从员工信息管理系统的初步调查开始，详细介绍员工信息管系统的需求分析和数据流程分析，并进行了系统总体结构设计、数据结构和数据库设计、输入输出设计等。 关键词：J2EE，Mysql，struts2，企业员工信息管理
EMPLOYEE INFORMATION MANAGEMENT SYSTEM DESIGN AND IMPLEMENTATION ABSTRACT Nowadays, the Internet development is fast, bringing people's work and life tremendous convenience with efficiently.Therefore, the rapid development of technology of information technology today, through the use of computers, employee information management system to manage the various departments and workers, to provide personalized service for corporate human resources managers.Also provides a convenience for the employees of the enterprise. This system has a various characteristics:The system function is complete, using conveniently, the customer interface humanization, the safety keeps secret a constitution well-found, reduced an operation the work of the personnel and customer burden consumedly.Raise the work efficiency of the business enterprise information management and the information-based level of the business enterprise. Papers from personnel management information system, the preliminary survey began detailed introduction of human resource management information system requirements analysis, and data flow analysis, and a system overall structure design, data structure and database design, input/output design, etc. KEYWORDS:J2EE, Mysql,struts2,Employee information management
自动上下料机械手开题报告 1.课题研究的意义 对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要的作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，他能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，悠着广阔的发展前途。 2.课题简介和设计要求 1、简介 本课题是为普通车床配套而设计的自动上下料机械手。工业机械手是工 业生产的必然产物，他是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求 输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动 化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用 2、本设计的具体要求 本课题通过应用Auto CAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理 设计，运用PRO/E技术对自动上下料机械手进行三维实体造型，并进行 了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。他能实行 自动上下料运动。机械手的运动速度是按着满足生存率的要求来设定的。 3.课题研究拟采用的手段和工作路线 课程设计方法； 设计时，认真阅读参考现有的相关技术资料，继承或借鉴前任人的设计经验和成果，但不盲目抄袭，根据具体的设计条件和要求，独立思考，大胆的进行改进与创新，争取拿出一个高质量的设计成果。 全面考虑现有机械手零部件的强度、刚度、工艺性、经济性和维护性等方面要求任何零部件的结构和尺寸。 设计时应尽量使用标准和规范，这样有利于零件的互换性和工艺性，同时也可减少设计工作量、节省设计时间，对于国家标准或部门规范，一般都要严格遵守和执行。设计中采用标准或规范的多少，是评价设计质量的一项重要指标。因此，毕业设计中，凡是有国家标准和企业标准规范要求的，应尽量采用。 工作路线： 了解设计任务书，明确设计要求、工作条件、涉及内容的步骤；通过查阅有关设计资料，参观实物征询操作人员的建议等，了解设计对象的性能、结构及工艺性；准好设计需要的资料、绘图工具；拟定涉及计划等。 绘制机械手各部件装配草图；进行机械手总体结构设计和部件设计。 写明整个设计的主要计算和一些技术说明。
职工信息管理系统 1.可行性分析 在当今社会，互联网的发展，给人们的工作和生活带来了极大的便利和高效，信息化，电子化已经成为节约运营成本，提高工作效率的首选。 当前大量企业的员工管理尚处于手工作业阶段，不但效率低下，还常常因为管理的不慎而出现纰漏。因此部分企业需求，设计企业员工信息管理系统，以帮助企业达到员工管理办公自动化、节约管理成本、提高企业工作效率的目的。员工信息管理系统主要对企业员工的信息进行集中管理，方便企业建立一个完善的、强大的员工信息数据库，它是以SQL2000数据库作为开发平台，使用java编写程序、完成数据输入、修改、存储、调用查询等功能。并使用SQL 2000数据库形成数据，进行数据存储。本项目开发计划旨在明确规范开发过程，保证项目质量，统一小组成员对项目的理解，并对其开发工作提供指导；同时还作为项目通过评审的依据。并说明该软件开发项目的实现在技术上、经济上和社会因素上的可行性，评述为了合理地达到开发目标可供选择的各种可能实施方案，说明并论证所选定实施方案的理由。 1.1 技术可行性 根据用户提出的系统功能、性能及实现系统的各项约束条件，根据新系统目标，来衡量所需技术是否具备。本系统主要采用数据库管理方法，服务器选用MySQL Server 数据库，他是它是目前能处理所有中小型系统最方便的流行数据库，它能够处理大量数据，同时保持数据的完整性并提供许多高级管理功能。它的灵活性、安全性和易用性为数据库编程提供了良好的条件。硬件方面，该系统短小精悍对赢家没有太大要求，只要能够运行windows操作系统就可以很好的运行该软件。 1.2操作可行性 由系统分系可以看出本系统的开发在技术上具有可行性。首先系统对于服务器端和客户端所要求的软、硬件的最低配置现在大多数的用户用机都能达到。本系统对管理人员和用户没有任何的特殊要求，实际操作基本上以鼠标操作为主并辅以少量的键盘操作，操作方式很方便。因此该项目具有良好的易用性。用户只要具备简单的应用计算机的能力无论学历，无论背景，均可以使用本系统，用户界面上的按钮的功能明确，用户一看就可以了解怎么使用本系统，以及本系统能够完成的功能，因此本系统在操作上是可行的。 1.3经济可行性 估算新系统的成本效益分析，其中包括估计项目开发的成本，开发费用和今后的运行、维护费用，估计新系统将获得的效益，估算开发成本是否回高于项目预期的全部经费。并且，分析系统开发是否会对其它产品或利润带来一定影响。本系统作为一个课程设计，没有必要考虑维护费用，以及本系统可获得的效益等问题。 1.4法律及社会效益方面的可行性
-- 摘要 本次设计的课题是自动上下料机械手的主要零部件设计及三维造型,确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。 机械手能代替人工操作,起到减轻工人劳动强度，节约加工时间,提高生产效率，降低生产成本的特点。在实用基础上，对自动上下料机械手直臂与夹持部件进行三维设计，其中分为三个部分:手爪、手腕、直臂。整体机械手为直角坐标型，驱动均为电机驱动,结构简单可靠,精度高。设计了手爪为平移型夹持式手爪，传动结构为滑动丝杆；手腕为回转型，转动角度为0-180°，传动结构为蜗轮蜗杆；设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩；画出机械手的运动简图;对工作机构和传动系统进行设计计算，包括主要部件的设计计算、强度校核和运动分析;设计绘制起升装置的总图和主要零件工作图;利用三维CAD软件对主要零件进行实体设计和造型。 关键词:直臂与夹持部件;机械手；CAD二维设计；Prｏ／ｅ三维设计
Abstract Thｅtopic of this ｄｅsiｇn iｓthｅｍaｉn ｃompoｎent ｏf theａutomatiｃup-ｄoｗn mａｔerial manipuｌatｏr ｄesiｇn and 3 d mｏdeｌling, detｅrmｉｎe the ｃoordｉnates ｏfｔhe manipulatｏr type ａnd dｅｇｒeｅof freedom, dｅterｍine the techniｃal pａrameters of tｈe manipuｌａtor. Ｒｏｂots cａn ｒeplａce manｕａｌopｅｒａtion，reduce lａboｒｉntensitｙ，savｅｐroceｓｓing time,ｉｍprove the producｔion efficieｎｃy,rｅducｅtｈｅpｒｏdｕction cｏｓｔ.Ｏn the bａsis of practｉcａｌ，aｕtoｍatic manｉpulａtor arm ｓtrａｉｇht up andｄowｎanｄclampiｎg ｐarts fｏr 3 d ｄesｉgｎ，ｗhｉch is ｄｉvided into ｔhree pａrｔs: ｈand, wrist，arｍstraighｔ. Iｎtegral ｔyｐｅｍanｉｐuｌator ｆor ｒectangular coordiｎates, ｄriｖe fｏｒmotｏｒdriｖe, strｕcturｅsimple，ｒeliａble and ｈigｈprｅｃisｉon．Ｄeｓｉgnｈａnd clａw clａｍｐing tyｐｅgｒiｐper ｆor tｒansｌａtｉon, tｈe ｔransｍission sｔrｕctｕｒｅfor slｉｄing screw; Ｗrist fｏr ｔｒaｎsfｏｒmatｉｏn, roｔaｔｉoｎAｎglｅoｆ0-180°, foｒtheｗorm gear aｎd worm drｉvｅstructurｅ；Ｍanｉpulaｔor wrist ｓt ｒuctuｒeｗas dｅsｉgned, caｌcuｌateｄｔhe ｗｒｉｓtｗｈｅnｔｈe d ｒｉｖinｇmoｍent；Draw thｅｍanｉpｕlator kinematic skｅtch; Ｔhe woｒｋiｎｇmｅchanism and tｒansmissｉon systｅm deｓign and cａlculation, inc ｌuｄｉng desｉgｎｃａlcｕlatｉｏn, inｔensity and tｈeｍovｅmeｎt o ｆtｈe main partｓof ａnａlysis; Deｓｉgn dｒawing gｅneｒaｌlayouｔand ｍaiｎparts ｏｆｌiftinｇdｅvｉce wｏrkｉｎｇdrawinｇ；Ｕsing th ｒee-ｄimeｎsiｏnaｌCＡＤｓｏfｔwarｅfor thｅｍaiｎpaｒｔs ｆor physicaｌdesｉgｎaｎd moｄｅｌling. Kｅｙwｏrd: Straight arm and clamping ｐａｒtｓ; Manipulaｔor; 2 d ＣAD ｄeｓｉgn;Ｐro/e 3 d desｉgn
理工学院毕业设计(论文)开题报告 题目：铣床自动上下料点位控制机械手的设计 学生姓名：韩抟彬学号： 10L0551370 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：陈继荣 2014年3月31日
毕业设计开题报告 摘要； 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 PLC是以现代微处理器技术为核心的控制器，作为一种通用的工业控制器，其可靠性高、抗干扰能力强；PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息；PLC采用光电隔离和滤波技术有效抑制外部干扰源对PLC的影响，此外PLC还可在强、通用性好；开发周期短，功耗小。本课题对现代工业的的发展具有很重要的意义。 1．课题研究的目的和意义 1.1本课题的意义 机械手又名工业机器人，是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代科技的一个重要组成部分。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。 机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因此，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的
摘要 企业员工信息管理就是企业管理中的一个重要内容,随着时代的进步,企业人员数量也不断增加、分工的不断细化、各个行业间联系的不断密切,对人事管理的要求也不断提高。如何管理好企业内部员工的信息,对员工实施高效的宏观管理,对企事业单位的人员构成情况与发展趋势进行统计、规划、分析并制定切实可行的人事政策,就是一项繁重而艰巨的任务。 本文以企业管理信息系统建设中的员工信息管理子系统的设计与实现为目标,利用软件工程中系统开发的原理与方法,详细论述了系统的设计方案、开发、测试等过程。系统在Linux平台下,以Oracle10g为后台数据库管理系统,实现了以员工信息管理,考勤信息管理、工资管理及综合查询模块为主要功能的系统开发。为企业人事管理提供信息咨询,信息检索,信息存取等服务,系统的实施基本上能够满足现代企业对人事管理的需要,为提高企业人事管理效率提供了行之有效的手段。6 第一章 职工管理的背景 借助现代信息技术与管理理论,建立员工管理信息系统就是当今社会的重要趋势。党与政府根据知识经济时代的特点,对国民经济建设提出了“用信息化带动工业化”的指导思想。对企业而言,全面开发与应用计算机管理信息系统就就是近期不能回避的问题。在企业管理中,人力资源就是企业最宝贵的资源,也就是企业的“生命线”,因此职工管理就是企业的计算机管理信息系统重要组成部分。而职工管理又就是人力资源管理的重中之重。实行电子化的职工管理,可以让人力资源管理人员从繁重琐碎的案头工作解脱出来,去完成更重要的工作。职工管理信息系统的实现可以减轻比较繁琐的手工职工管理。 现在应用在大中型企业的管理信息系统中,几乎都包括了职工管理模块。有些环境中就是由作为大型ERP软件中的一个模块引进的,有些就是作为企业的财务系统的一部分。这些根据规范的西方的管理制度设计的职工管理软件,在很多时候还不能完全解决中国特色的中小企业的问题,所以我们设计了一个简单的职工管理系统,为这些具有中国特色的中小企业解决她们在职工管理方面的问题。
第1章绪论 1.1 选题背景 机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC 中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。 1.2 设计目的 本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。 目前，在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工
石墨烯 世界2010年最大的科学笑话？ 是“石墨薄片”获2010世界诺贝尔物理学奖? 获奖理由是说：获奖科学家用小学生使用的铅笔，在纸上涂抹下铅笔芯中的石墨粉，再用胶粘纸，进行反复粘贴，石墨粉变薄，而能创造出天下奇迹。也就是石墨粉越薄，强度越大，强得能超过钢铁100倍？越薄越能耐高温？越薄越有超导电性？而没有任何事实根据支持，竟然获奖。 “石墨薄片”获奖，被推荐和评选为2010世界最大笑的理由是：因为在宇宙间，在世界上找不到，永远也找不到，物质越薄，强度越大，越能耐高温，电阻越小的物质和事实存在,诺贝尔奖又是世界上的大事。而宇宙间有数不尽的大自然机器早已作了上百亿年的试验，证据事实数据堆山塞海。人类也进行了数不尽的物质材料验证实验，事实证据也无处不在。无不说明在地球上，人世间绝对没有，物质越薄强度越大……的物质和事实存在。难道宇宙和人类早已进行了千年，万年……. 的辛苦实验，还不如用铅笔在纸上毫无事实根据的胡乱画圈？而世界顶级的科学家们，则对大自然的事实视而不见，就此胡乱的相信和评选.....，还有我们更多无知的吹捧，难道不是天下的大笑话？如果您不相信可以去自作小学生的实验，去看一看变相批评瑞典皇家科学院，2010年物理学评审委员会的建议文章，就会更明白。当
然还有在自由的环境下，用“石墨诺贝尔笑话奖”这个题目就能看到成千上万的科学精英们，对此问题是怎么说的？又是怎么样去看？
科学家将石墨烯聚光能力提高20倍 据美国物理学家组织网8月30日报道，英国科学家表示，他们对石墨烯的最新研究表明，让石墨烯与金属纳米结构结合可将石墨烯的聚光能力提高20倍，改进后的石墨烯设备有望在未来的高速光子通讯中用作光敏器，让速度为现在几十倍的超高速互联网成为现实。相关研究发表于《自然—通讯》杂志上。 2010年，英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃谢洛夫因在石墨烯研究领域的突出贡献而荣膺诺贝尔奖。现在，他们和剑桥大学科学家做出了这项最新发现，为提高互联网和其他通讯设施的速度铺平了道路。 此前科学家们就发现，将两根紧密排列的金属丝放在石墨烯上方，用光照射于其上会产生电力，这个简单的设备其实是一个基本的太阳能电池。更重要的是，因为石墨烯内的电子拥有高流动性和高速度等独特属性，石墨烯设备处理数据的速度可能是目前最快的互联网光缆的几十倍甚至几百倍。 然而，迄今为止，这些极富应用潜力的设备在实用过程中一直遭遇聚光效率低下这一瓶颈，石墨烯只能吸收照射于其上的3%的光线来产生电力，其余光线全成了“漏网之鱼”。
职工信息管理系统
职工信息管理系统 摘要 随着计算机的飞速发展，它的应用已经十分广泛，它在人们的生产、生活、工作和学习中发挥着重要的作用。例如一个现代化的公司，拥有数千名的员工，那么如何管理这么庞大的职工信息档案呢？这时，开发一个功能完善的职工信息管理系统就必不可少了。本文介绍了在https://www.doczj.com/doc/a62891558.html,框架下采用“自上而下地总体规划，自下而上地应用开发”的策略开发本系统的详细过程，提出了实现职工信息、部门信息查询、管理、更新的基本目标并阐述系统结构设计和功能设计从软件工程的角度进行了科学而严谨的阐述。从职工信息的查询到管理实现了自动化的模式，从而提高了工作效率。 本系统采用了B/S模式的结构设计，为企业的人事部门提供了一套操作简易、应用广泛、扩展性强的人事管理系统。可以对企业内部的员工管理更加方便。这种采用网络管理的好处是可以对企业的众多
员工的信息进行动态的管理，修改、添加和删除都非常方便，不必再像原来准备一个巨大的档案库，在诸多文挡中查找资料，减少了这些重要工作出错的可能性。 本文通过作者设计和开发一个中小型职工信息管理系统的实践，阐述了人事管理软件中所应具有的功能及其设计与实现。主要有以下三个方面的功能：1．职工和部门信息的查询；2．职工和部门信息的管理（包括添加、删除和修改）3．评出每个月工作成绩最优秀的职工。 关键词：职工信息管理，https://www.doczj.com/doc/a62891558.html,，B/S
Abstract With the development at full speed of computer, its application is very extensively, and it is giving play to the important effect in the production, life, work and study of people. Does a such as modernized company possess the staff of several thousand, and how manages so huge staff and workers' information archives like that? At this moment, the staff and workers' information management system that to develop the function perfect was indispensable. The tactics that this text, article, etc. introduced at https://www.doczj.com/doc/a62891558.html, and adopts under the frame " the development is applied in the comprehensive planning from top to bottom from bottom to top " are developed the detailed course of this system, and put forward the basic objective to realize that staff and workers' information and department information are inquired about, are managed and are renewed and expounding system structural design from the angle of software engineering having carried on expounding of science and
摘要： 本论文设计了程序：《C语言课程设计指导书》第11题职工信息管理系统。这个管理系统能对职工信息（包括职工号、姓名、性别、年龄、学历、工资、住址、电话等）进行有效地信息录入、浏览、查询、插入、删除等操作，会给用户带来很大的便利。 一职工信息管理系统 1.1 题目要求 职工信息包括职工号、姓名、性别、年龄、学历、工资、住址、电话等（职工号不重复）。试设计一职工信息管理系统，使之能提供以下功能： （1）系统以菜单方式工作 （2）职工信息录入功能（职工信息用文件保存） （3）职工信息浏览功能 （4）职工信息查询功能，查询方式 按职工号查询等 按学历查询等 （5）职工信息删除、修改功能（可选项） [提示]建立职工信息结构体，结构体成员包括职工号、姓名、性别、年龄、学历、工资、住址、电话。 1.2 需求分析 根据题目要求，要求对职工信息进行输入、输出等操作；在程序中需要浏览职工的信息，应提供显示、查找、浏览、插入、修改等操作；另外还应提供键盘式选择菜单实现功能选择。 1.3总体设计 根据需求分析，可以对这个系统的设计分为以下几个模块： 职工信息管理系统 数据输入数据浏览数据查找数据插入退出 图1.3 系统功能模块图 1.4详细设计 1.4.1 主函数 主函数一般设计得比较简洁，只提供输入，处理和输出部分的函数调用。其中各功能模块用菜单方式选择。 [流程图]：
显示各功能选项 N 输入n ,判断n 是否是0-5 Y 根据n的值调用各功能模块函数 图1.4.1 主函数流程图 [程序]： /*****************主函数**********************/ main () {menu(); } /*****************menu函数********************/ void menu() { int n,w1;/*变量n保存选择菜单数字，w1判断输入的数字是否在功能菜单对应数字范围*/ do { puts("\t\t*****************menu****************\n\n"); puts("\t\t\t\t1.Enter new data"); puts("\t\t\t\t2.Browse all"); puts("\t\t\t\t3.Search "); puts("\t\t\t\t4.add"); puts("\t\t\t\t5.Exit"); puts("\n\n\t\t***********************************\n"); printf("Choice your number(1-5):[ ]\b\b"); scanf("%d",&n); if(n<1||n>5) /*对选择的数字作出判断，是否在菜单功能数字范围内*/ {w1=1;getchar();} else w1=0; } while(w1==1); switch(n)/*根据输入的数字，进入到相应的操作模块中*/ {case 1:enter();break;/*输入模块*/ case 2:browse();break; /*浏览模块*/ case 3:search();break; /*查找模块，其中包括按不同类别进行查找的多个子模块*/ case 4:add();break;/*插入模块*/ case 5:exit(0); /*退出*/ } } 注：menu函数能提供菜单方式选择功能，可以根据用户需要进入到所想要的操作模块中，此外把menu函数独立出来，可以方便随时对它进行调用，容易返回到系统界面。