1 國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)狀況

　　1.1 機(jī)器人領(lǐng)域

　　機(jī)器人技術(shù)與信息技術(shù)一樣，在強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力方面是極為重要的戰(zhàn)略技術(shù)領(lǐng)域墅诡。機(jī)器人是先進(jìn)制造技術(shù)和自動(dòng)化裝備的典型代表壳嚎， 是人造機(jī)器的“終極”形式。它涉及到機(jī)械末早、電子烟馅、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能郑趁、傳感器刊驴、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成寡润，因此它的發(fā)展與眾多學(xué)科發(fā)展密切相關(guān)捆憎。一方面， 機(jī)器人在制造業(yè)應(yīng)用的范圍越來越廣闊梭纹，其標(biāo)準(zhǔn)化躲惰、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的程度也越來越高晶襟，功能越來越強(qiáng)驳达，并向著成套技術(shù)和裝備的方向發(fā)展；另一方面笼肴，機(jī)器人向著非制造業(yè)應(yīng)用發(fā)展以及微小型方向發(fā)展缆瑟，并將服務(wù)于人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域⌒Ρ總體趨勢(shì)是阱墩，從狹義的機(jī)器人概念向廣義的機(jī)器人技術(shù)概念轉(zhuǎn)移，從工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)向解決方案業(yè)務(wù)的機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展辱得。機(jī)器人技術(shù)的內(nèi)涵已變?yōu)椤办`活應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的局该、具有在實(shí)世界動(dòng)作功能的智能化系統(tǒng)”。

　　工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體) 沉享、控制器涉佑、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)工成，是一種仿人操作顶质、自動(dòng)控制淮超、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備旺订。特別適合于多品種弄企、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定区拳、提高產(chǎn)品質(zhì)量拘领，提高生產(chǎn)效率， 改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用樱调。

　　機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)约素， 而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置， 既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力笆凌， 又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作圣猎、精確度高士葫、抗惡劣環(huán)境的能力， 從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物送悔， 它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備慢显， 也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備．

　　1.2 機(jī)械手領(lǐng)域

　　工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支放祟。它的特 點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)鳍怨， 在構(gòu)造和性能上 兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)， 尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性巾妖。機(jī) 械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力， 在國(guó)民經(jīng)濟(jì) 各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景变钙。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)牵梗、機(jī)械學(xué)、 電氣液壓技術(shù)挥棒、自動(dòng)控制技術(shù)仓脓、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科 學(xué)領(lǐng)域， 是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)芭惠。

　　2 工業(yè)機(jī)器人的研究趨勢(shì)

　　目前锨间， 國(guó)外機(jī)器人技術(shù)正在向智能機(jī)器和智能系統(tǒng)的方向發(fā)展， 其現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　(1) 工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度弦离、高精度婿芝、高可靠 性、便于操作和維修)棵章，而單機(jī)價(jià)格不斷下降挨让，平均單機(jī)價(jià)格從91年的10.3萬美元降至97 年的6.5萬美元。

　　(2)機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化缓溅、可重構(gòu)化發(fā)展蛇损。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)坛怪、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化淤齐；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)袜匿；國(guó)外已有模塊化裝配機(jī)器人 產(chǎn)品問市更啄。

　　(3)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化沉帮、網(wǎng)絡(luò)化锈死；器件集成度提高，控制柜日見小巧穆壕，且采用模塊化結(jié)構(gòu)待牵； 大大提高了系統(tǒng)的可靠性其屏、易操作性和 可維修性。

　(4)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真缨该、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制偎行，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。

　　(5)機(jī)器人化機(jī)械開始興起饿遏。從94年美國(guó)開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床”以來医狡， 這種新型裝置已成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)之一， 紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域替熊。

　　3 有關(guān)工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)技術(shù)

　　3.1 機(jī)器人機(jī)構(gòu)技術(shù)

　　目前已經(jīng)開發(fā)出了多種類型機(jī)器人機(jī)構(gòu)肿车， 運(yùn)動(dòng)自由度從3自由度到7或8自由度不等，其結(jié)構(gòu)有串聯(lián)掘顾、并聯(lián)及垂直關(guān)節(jié)和平面關(guān)節(jié)多種到讽。目前研究重點(diǎn)是機(jī)器人新的結(jié)構(gòu)、功能及可實(shí)現(xiàn)性累踱，其目的是使機(jī)器功能更強(qiáng)保媒、柔性更大、滿足不同目的的需求惫借。另外研究機(jī)器人一些新的設(shè)計(jì)方法辟昏， 探索新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，進(jìn)一步提高負(fù)載/自重比堰洛。同時(shí)機(jī)器人機(jī)構(gòu)向著模塊化获列、可重構(gòu)方向發(fā)展。

　　3.2 機(jī)器人控制技術(shù)

　　現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的全數(shù)字化控制势木，控制能力可達(dá)21軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制蛛倦；基于傳感器的控制技術(shù)已取得了重大進(jìn)展。目前重點(diǎn)研究開放式啦桌、模塊化控制系統(tǒng)溯壶，人機(jī)界面更加友好，具有良好的語(yǔ)言及圖形編輯界面甫男。同時(shí)機(jī)器人的控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于Pc機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點(diǎn)且改。編程技術(shù)除進(jìn)一步提高在線編程的可操作性之外， 離線編程的實(shí)用化將成為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容板驳。

　　3.3 數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

　　機(jī)器人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)控制又跛，絕對(duì)位置反饋。目前正研究利用計(jì)算機(jī)技術(shù)若治，探索高效的控制驅(qū)動(dòng)算法慨蓝，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度 和控制精度；同時(shí)利用現(xiàn)場(chǎng)總線(PROFIBUS)技術(shù)端幼，實(shí)現(xiàn)的分布式控制缩髓。

　　3.4 多傳感系統(tǒng)技術(shù)

　　為進(jìn)一步提高機(jī)器人的智能和適應(yīng)性憨箍， 多種傳感器的應(yīng)用是其問題解決的關(guān)鍵。目前視覺傳感器学释、激光傳感器等已在機(jī)器人中成功應(yīng)用遇娜。下一步的研究熱點(diǎn)集中在有效可行的(特別是在非線性及非平穩(wěn)非正態(tài)分布的情形下)多傳感器融合算法， 以及解決傳感系統(tǒng)的實(shí)用化問題粱思。

　　3.5 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)

　　機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)主要包括機(jī)器人工作環(huán)境的優(yōu)化設(shè)計(jì)和智能作業(yè)区呕。優(yōu)化設(shè)計(jì)主要利用各種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)手段， 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)分析和仿真槐芹， 提高設(shè)計(jì)效率和優(yōu)化海拾。智能作業(yè)則是利用傳感器技術(shù)和控制方法， 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)的高度柔性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性填阅， 同時(shí)降低操作人員參與的復(fù)雜性序摔。目前， 機(jī)器人的作業(yè)主要靠人的參與實(shí)現(xiàn)示教婴鞭， 缺乏自我學(xué)習(xí)和自我完善的能力。這方面的研究工作剛剛開始熙掺。

　　3.6 機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

　　網(wǎng)絡(luò)化使機(jī)器人由獨(dú)立的系統(tǒng)向群體系統(tǒng)發(fā)展未斑， 使遠(yuǎn)距離操作監(jiān)控、維護(hù)及遙控腦型工廠成為可能币绩， 這是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑蜡秽。目前， 機(jī)器人僅僅實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)通訊和控制缆镣， 網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人是目前機(jī)器人研究中的熱點(diǎn)之一芽突。

　　3.7 機(jī)器人靈巧化和智能化發(fā)展

　　機(jī)器人結(jié)構(gòu)越來越靈巧， 控制系統(tǒng)愈來愈小董瞻， 其智能也越來越高寞蚌， 并正朝著一體化方向發(fā)展。

　　3.8 工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

　　機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體化裝備钠糊，技術(shù)附加值很高挟秤，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的新興產(chǎn)業(yè)抄伍，將對(duì)未來生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起越來越重要的作用艘刚。從近幾年世界機(jī)器人推出的產(chǎn)品來看，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正在向智能機(jī)器和智能系統(tǒng)的方向發(fā)展截珍，其發(fā)展趨勢(shì)主要為結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化悲尝，控制技術(shù)的開放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化惰疯，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化吐梗，多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化突仆，工作環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化，以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面断迁。

        4 新興技術(shù)在機(jī)器人上的應(yīng)用

　　4.1 微機(jī)在機(jī)器人上的應(yīng)用

　　微操作系統(tǒng)作為MEMS研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支受到各發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視耙窥， 紛紛投入大量資金進(jìn)行微操作機(jī)器人系統(tǒng)的研究， 現(xiàn)已研制出多種各具特色的微操作機(jī)器人實(shí)驗(yàn)樣機(jī)系統(tǒng)迎硼。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人是按照給定的程序做簡(jiǎn)單重復(fù)的動(dòng)作（如焊接还皮、裝配、搬運(yùn)等）雹税， 不需要太強(qiáng)的智能效岂。而對(duì)于微操作機(jī)器人來說，情況就有很大不同旧庶。因?yàn)楸徊僮鲗?duì)象十分微小额前， 操作人員不可能十分清楚它們的精確位置， 況且外界環(huán)境的變化使得它們的相對(duì)位置不定牵敷，微觀世界里的物理法則及力學(xué)特性與宏觀世界也大相徑庭胡岔， 這就要求機(jī)器人有很強(qiáng)的自動(dòng)識(shí)別能力和決策能力。

　4.2 藍(lán)牙在機(jī)器人上的應(yīng)用

　　機(jī)器人智能技術(shù)中最為重要的相關(guān)領(lǐng)域是機(jī)器人的多感覺系統(tǒng)和多傳感信息的集成與融合枷餐。藍(lán)牙技術(shù)是用于替代電纜或連線的短距離無線通信技術(shù)靶瘸。機(jī)器人采集信號(hào)可以通過在智能機(jī)器人上安裝一個(gè)帶有藍(lán)牙模塊的探測(cè)器作為接收設(shè)備來完成各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享以及同外部通信之間的數(shù)據(jù)交換功能， 同時(shí)還負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)從設(shè)備的管理和控制毛肋。

　　5 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景

　　有人認(rèn)為怨咪， 應(yīng)用機(jī)器人只是為了節(jié)省勞動(dòng)力，而我國(guó)勞動(dòng)力資源豐富润匙，發(fā)展機(jī)器人不一定符合我國(guó)國(guó)情诗眨。這是一種誤解。在我國(guó)孕讳，社會(huì)主義制度的優(yōu)越性決定了機(jī)器人能夠充分發(fā)揮其長(zhǎng)處匠楚。它不僅能為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來高度的生產(chǎn)力和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且將為我國(guó)的宇宙開發(fā)卫病、海洋開發(fā)油啤、核能利用等新興領(lǐng)域的發(fā)展做出卓越的貢獻(xiàn)。

　　我國(guó)機(jī)器人學(xué)研究起步較晚膏娃， 但進(jìn)步較快党纱， 已經(jīng)在工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人和智能機(jī)器人各個(gè)方面區(qū)的了明顯的成就蚜再。近年來我國(guó)的機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展豹恶， 但是與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比， 還有一定的差距率敞， 如可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品旅峰；機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚滞逼， 應(yīng)用領(lǐng)域窄， 生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國(guó)外比有差距念距。我國(guó)目前從事機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用工程的單位相對(duì)較少泄肆， 工業(yè)機(jī)器人的擁有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求量， 長(zhǎng)期大量依靠從國(guó)外引進(jìn)董容。

　　我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步鹤协，在國(guó)家的支持下，通過“七五”衍震、“八五”科技攻關(guān)味滞，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)钮呀、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)剑鞍， 生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆爽醋、弧焊蚁署、點(diǎn)焊、裝配蚂四、搬運(yùn)等機(jī)器人形用；其中有130多臺(tái)套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近30條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應(yīng)用， 弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上证杭。但總的來看， 我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離妒御， 如： 可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品解愤； 機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄乎莉，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國(guó)外比有差距送讲； 在應(yīng)用規(guī)模上， 我國(guó)已安裝的國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人約200臺(tái)炒圈，約占全球已安裝臺(tái)數(shù)的萬分之四署咸。以上原因主要是沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前我國(guó)的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求蚕顷，“一客戶铜乱，一次重新設(shè)計(jì)”， 品種規(guī)格多峰辣、批量小馏舰、零部件通用化程度低、供貨周期長(zhǎng)拓坠、成本也不低便浮，而且質(zhì)量哩拒、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)尤痒， 對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃曾谁， 搞好系列化、通用化悔叽、睦绸茫化設(shè)計(jì)， 積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程骄蝇。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)膳殷，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)九火，也不構(gòu)成任何其他建議赚窃。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳岔激，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)勒极，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻虑鼎、圖片辱匿、文字如涉及作品版權(quán)問題，請(qǐng)第一時(shí)間告知炫彩，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容匾七，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn江兢。