工業(yè)機(jī)器人文獻(xiàn)綜述

1、工業(yè)機(jī)器人文獻(xiàn)綜述生產(chǎn)力在不斷進(jìn)步，推動(dòng)養(yǎng)科技的進(jìn)步與革新，以建立更加合理的生產(chǎn)關(guān)系。自工業(yè)革命以來(lái)，人力勞動(dòng)己經(jīng)逐漸被機(jī)械所取代，而這種變革為人類社會(huì)創(chuàng)造出巨大的財(cái)富，極大地推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步時(shí)至今天，機(jī)電一體化，機(jī)械智能化等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并己經(jīng)成為時(shí)代的主旋律。1.工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展：1.1機(jī)器人概念的誕生機(jī)器人概念的誕生機(jī)器人技術(shù)一詞雖然出現(xiàn)的較晚，但這一概念在人類的想象中卻早已出現(xiàn)。自古以來(lái)，有不少科學(xué)家和杰出工匠

2、都曾制造出具有人類特點(diǎn)或具有動(dòng)物特征的機(jī)器人雛形。我國(guó)西周時(shí)期的能工巧匠就研制出了能歌善舞的伶人，這是我國(guó)最早的涉及機(jī)器人概念的文章記錄，此外春秋后期魯班制造過(guò)一只木鳥(niǎo)，能在空中飛行，體現(xiàn)了我國(guó)勞動(dòng)人民的智慧。機(jī)器人一詞由捷克作家卡雷爾.恰佩克在他的諷刺劇《羅莎姆的萬(wàn)能機(jī)器人》中首次提出，劇中描述了一機(jī)器奴仆Robot。此次Robot被沿用下來(lái)，中文譯成機(jī)器人。1942年美國(guó)科幻作家埃薩克.阿西莫夫在他的科幻小說(shuō)《我.機(jī)器人》中提出了“

3、機(jī)器人三大定律”，這三大定律后來(lái)成為學(xué)術(shù)界默認(rèn)的研發(fā)原則?，F(xiàn)代機(jī)器人出現(xiàn)于20世紀(jì)中期，當(dāng)計(jì)算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)，電子技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)及與機(jī)器人相關(guān)的控制技術(shù)和零件加工技術(shù)的成熟，為現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。1.2國(guó)內(nèi)機(jī)器人的發(fā)展史在我國(guó)目前采用工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)主要有汽車行業(yè)、摩托車、電器、工程機(jī)械、石油化工等行業(yè)。我國(guó)作為亞洲第三大的工業(yè)機(jī)器人需求國(guó)，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的需求量在逐年增加，從而吸引了大批工業(yè)機(jī)器人的制造商，加快了我國(guó)工

4、業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展第一階段是20世紀(jì)80年代，我國(guó)為t跟蹤國(guó)際機(jī)器人技術(shù)的道路，當(dāng)時(shí)以原機(jī)械工業(yè)部為主，航天工業(yè)部等部門聯(lián)合組織國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究單位開(kāi)展了工業(yè)機(jī)器人的研究，先后推出了弧焊、點(diǎn)焊、噴漆等多種工業(yè)機(jī)器人。直到90年代，通過(guò)國(guó)家863計(jì)劃等的K77，我國(guó)具備t獨(dú)!)設(shè)計(jì)不生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的能力，培養(yǎng)了一批高水平的研究生產(chǎn)隊(duì)伍進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展進(jìn)入t一個(gè)嶄新的階段，其中最大的特點(diǎn)是以企業(yè)為主體，以市場(chǎng)為導(dǎo)向、贏利為目

5、標(biāo)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)群體止在形成。盡管國(guó)外大的工業(yè)機(jī)器人公司為了占領(lǐng)中國(guó)不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)，加大了其在中國(guó)的經(jīng)銷力度，但是中國(guó)的機(jī)器人企業(yè)以自己獨(dú)有的市場(chǎng)信息優(yōu)勢(shì)、售前售后的服c勢(shì)、針對(duì)中國(guó)企業(yè)的工藝特點(diǎn)的專門化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)努力爭(zhēng)取自己的市場(chǎng)地位隨養(yǎng)全球經(jīng)濟(jì)的一體化發(fā)展，世界制造中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)會(huì)快速的發(fā)展起來(lái)，特別重要的是研制單位必須和需求緊密結(jié)合，讓機(jī)器人走進(jìn)工廠，實(shí)現(xiàn)真止的產(chǎn)業(yè)化。經(jīng)過(guò)20多年的探索，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器

6、人自動(dòng)化技術(shù)取得t長(zhǎng)足的發(fā)展，但是與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有不小的差距機(jī)器人應(yīng)用工程起步也較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)落后隨養(yǎng)我國(guó)制造業(yè)尤其是汽車行業(yè)的發(fā)展，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求日益增長(zhǎng)，工業(yè)機(jī)器人的擁有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求量。尤其是基礎(chǔ)零部件和元器件生產(chǎn)和制造、機(jī)器人可靠性以及成木等問(wèn)題，都存在很多問(wèn)題。尤其在大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人方而，不僅產(chǎn)品長(zhǎng)期大量依靠從國(guó)外引進(jìn)，在維護(hù)、更新改造方而對(duì)國(guó)外的依賴也相當(dāng)嚴(yán)重。1.3國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展方

7、向物行為的機(jī)器。3.2結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身，臂部，手腕，末端操作器和行走機(jī)構(gòu)等部分組成，每一部分都有若干自由度的機(jī)械系統(tǒng)。此外，有的機(jī)器人還具有行走機(jī)構(gòu)，若具有行走機(jī)構(gòu)則構(gòu)成行走機(jī)器人，若沒(méi)有則構(gòu)成單機(jī)器人手臂。工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械機(jī)械系統(tǒng)相當(dāng)于人的身體（骨骼，手，臂，腿等）。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要是指驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)裝置。這部分的作用相當(dāng)于人的肌肉。根據(jù)驅(qū)動(dòng)源的不同，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為電氣，液壓，氣壓以及把它們結(jié)合起來(lái)應(yīng)用的綜合系統(tǒng)

8、。電氣驅(qū)動(dòng)在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用的最為廣泛，主要分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)三種。液壓驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且負(fù)載能力大，對(duì)于重載的搬運(yùn)和零件加工機(jī)器人，采用液壓驅(qū)動(dòng)比較合理。但液壓驅(qū)動(dòng)管道復(fù)雜，清潔困難，因此限制了在裝配作業(yè)中的作用。無(wú)論電氣還是液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人，其手爪的開(kāi)合都采用氣動(dòng)形式。控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序及從傳感器反饋回來(lái)的信號(hào)，控制機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能。如果機(jī)器人不具備信息反饋特征，

9、則該控制系統(tǒng)稱為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)；如果機(jī)器人具備信息反饋特征，則還控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。該部分主要由計(jì)算機(jī)硬件和控制軟件組成。軟件主要有人與機(jī)器人聯(lián)系的人機(jī)交互系統(tǒng)和控制算法等組成。該部分的作用相當(dāng)于人的大腦。感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獲取機(jī)器人內(nèi)部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給控制系統(tǒng)。內(nèi)部狀態(tài)傳感器用于檢測(cè)各個(gè)關(guān)節(jié)的位置，速度等變量，為閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)提供反饋信息。外部狀態(tài)傳感器用于檢測(cè)機(jī)器人與周圍環(huán)境之間的

10、一些狀態(tài)變量，如距離，接近程度和接觸情況等，用于引導(dǎo)機(jī)器人，便于其實(shí)別物體并作出相應(yīng)處理。該部分的作用相當(dāng)于人的五官。4.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的預(yù)測(cè)與展望工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的預(yù)測(cè)與展望機(jī)器人技術(shù)是感知、決策、行動(dòng)和交互四大技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對(duì)機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識(shí)的加深，機(jī)器人技術(shù)正源源不斷地向人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，人們發(fā)展了各種特種機(jī)器人和智能機(jī)器，如仿人機(jī)器人、仿生機(jī)器人、微機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、水下機(jī)器人

11、、移動(dòng)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、空間機(jī)器人、農(nóng)林機(jī)器人等。它們從外觀上看已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了最初工業(yè)機(jī)器人的形狀，其智能和功能也大大超出了工業(yè)機(jī)器人的范圍，更加符合應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求。傳統(tǒng)的機(jī)器人是對(duì)人體的延伸，一般需要人來(lái)操作；而特種機(jī)器人和智能機(jī)器則是通過(guò)感知，由計(jì)算機(jī)推理進(jìn)行響應(yīng)和動(dòng)作，是對(duì)人類智能的延伸。要使機(jī)器人有重大突破必須在下列方面取得技術(shù)進(jìn)步：?縮短實(shí)時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)的總時(shí)間(從傳感器到執(zhí)行器)以增強(qiáng)機(jī)器人的性能；?具有先進(jìn)的人工智能以增