工業(yè)機器人文獻綜述

1、工業(yè)機器人文獻綜述生產力在不斷進步，推動養(yǎng)科技的進步與革新，以建立更加合理的生產關系。自工業(yè)革命以來，人力勞動己經逐漸被機械所取代，而這種變革為人類社會創(chuàng)造出巨大的財富，極大地推動了人類社會的進步時至今天，機電一體化，機械智能化等技術應運而生并己經成為時代的主旋律。1.工業(yè)機器人的發(fā)展工業(yè)機器人的發(fā)展：1.1機器人概念的誕生機器人概念的誕生機器人技術一詞雖然出現(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，有不少科學家和杰出工匠

2、都曾制造出具有人類特點或具有動物特征的機器人雛形。我國西周時期的能工巧匠就研制出了能歌善舞的伶人，這是我國最早的涉及機器人概念的文章記錄，此外春秋后期魯班制造過一只木鳥，能在空中飛行，體現(xiàn)了我國勞動人民的智慧。機器人一詞由捷克作家卡雷爾.恰佩克在他的諷刺劇《羅莎姆的萬能機器人》中首次提出，劇中描述了一機器奴仆Robot。此次Robot被沿用下來，中文譯成機器人。1942年美國科幻作家埃薩克.阿西莫夫在他的科幻小說《我.機器人》中提出了“

3、機器人三大定律”，這三大定律后來成為學術界默認的研發(fā)原則。現(xiàn)代機器人出現(xiàn)于20世紀中期，當計算機技術出現(xiàn)，電子技術的進步，數(shù)控機床的出現(xiàn)及與機器人相關的控制技術和零件加工技術的成熟，為現(xiàn)代機器人的發(fā)展打下了基礎。1.2國內機器人的發(fā)展史在我國目前采用工業(yè)機器人的行業(yè)主要有汽車行業(yè)、摩托車、電器、工程機械、石油化工等行業(yè)。我國作為亞洲第三大的工業(yè)機器人需求國，對于工業(yè)機器人的需求量在逐年增加，從而吸引了大批工業(yè)機器人的制造商，加快了我國工

4、業(yè)機器人技術的發(fā)展第一階段是20世紀80年代，我國為t跟蹤國際機器人技術的道路，當時以原機械工業(yè)部為主，航天工業(yè)部等部門聯(lián)合組織國內的相關研究單位開展了工業(yè)機器人的研究，先后推出了弧焊、點焊、噴漆等多種工業(yè)機器人。直到90年代，通過國家863計劃等的K77，我國具備t獨!)設計不生產工業(yè)機器人的能力，培養(yǎng)了一批高水平的研究生產隊伍進入21世紀，中國的工業(yè)機器人發(fā)展進入t一個嶄新的階段，其中最大的特點是以企業(yè)為主體，以市場為導向、贏利為目

5、標的機器人產業(yè)開發(fā)群體止在形成。盡管國外大的工業(yè)機器人公司為了占領中國不斷擴大的市場，加大了其在中國的經銷力度，但是中國的機器人企業(yè)以自己獨有的市場信息優(yōu)勢、售前售后的服c勢、針對中國企業(yè)的工藝特點的專門化設計優(yōu)勢努力爭取自己的市場地位隨養(yǎng)全球經濟的一體化發(fā)展，世界制造中心向中國轉移的趨勢，中國工業(yè)機器人的產業(yè)會快速的發(fā)展起來，特別重要的是研制單位必須和需求緊密結合，讓機器人走進工廠，實現(xiàn)真止的產業(yè)化。經過20多年的探索，我國的工業(yè)機器

6、人自動化技術取得t長足的發(fā)展，但是與世界發(fā)達國家相比，還有不小的差距機器人應用工程起步也較晚，應用領域窄，生產線系統(tǒng)技術落后隨養(yǎng)我國制造業(yè)尤其是汽車行業(yè)的發(fā)展，對工業(yè)機器人的需求日益增長，工業(yè)機器人的擁有量遠遠不能滿足需求量。尤其是基礎零部件和元器件生產和制造、機器人可靠性以及成木等問題，都存在很多問題。尤其在大負載工業(yè)機器人方而，不僅產品長期大量依靠從國外引進，在維護、更新改造方而對國外的依賴也相當嚴重。1.3國內外工業(yè)機器人的發(fā)展方

7、向物行為的機器。3.2結構結構工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)包括機身，臂部，手腕，末端操作器和行走機構等部分組成，每一部分都有若干自由度的機械系統(tǒng)。此外，有的機器人還具有行走機構，若具有行走機構則構成行走機器人，若沒有則構成單機器人手臂。工業(yè)機器人的機械機械系統(tǒng)相當于人的身體（骨骼，手，臂，腿等）。驅動系統(tǒng)主要是指驅動機械系統(tǒng)動作的驅動裝置。這部分的作用相當于人的肌肉。根據驅動源的不同，驅動系統(tǒng)分為電氣，液壓，氣壓以及把它們結合起來應用的綜合系統(tǒng)

8、。電氣驅動在工業(yè)機器人中應用的最為廣泛，主要分為步進電動機，直流伺服電機和交流伺服電機三種。液壓驅動運動平穩(wěn)，且負載能力大，對于重載的搬運和零件加工機器人，采用液壓驅動比較合理。但液壓驅動管道復雜，清潔困難，因此限制了在裝配作業(yè)中的作用。無論電氣還是液壓驅動的機器人，其手爪的開合都采用氣動形式。控制系統(tǒng)的任務是根據機器人的作業(yè)指令程序及從傳感器反饋回來的信號，控制機器人的執(zhí)行機構，使其完成規(guī)定的運動和功能。如果機器人不具備信息反饋特征，

9、則該控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)；如果機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)。該部分主要由計算機硬件和控制軟件組成。軟件主要有人與機器人聯(lián)系的人機交互系統(tǒng)和控制算法等組成。該部分的作用相當于人的大腦。感知系統(tǒng)由內部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獲取機器人內部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給控制系統(tǒng)。內部狀態(tài)傳感器用于檢測各個關節(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)傳感器用于檢測機器人與周圍環(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，用于引導機器人，便于其實別物體并作出相應處理。該部分的作用相當于人的五官。4.工業(yè)機器人技術應用的預測與展望工業(yè)機器人技術應用的預測與展望機器人技術是感知、決策、行動和交互四大技術的結合。隨著人們對機器人技術智能化本質認識的加深，機器人技術正源源不斷地向人類活動的各個領域滲透。結合這些領域的應用特點，人們發(fā)展了各種特種機器人和智能機器，如仿人機器人、仿生機器人、微機器人、醫(yī)療機器人、水下機器人

11、、移動機器人、軍用機器人、空間機器人、農林機器人等。它們從外觀上看已經遠遠脫離了最初工業(yè)機器人的形狀，其智能和功能也大大超出了工業(yè)機器人的范圍，更加符合應用領域的特殊要求。傳統(tǒng)的機器人是對人體的延伸，一般需要人來操作；而特種機器人和智能機器則是通過感知，由計算機推理進行響應和動作，是對人類智能的延伸。要使機器人有重大突破必須在下列方面取得技術進步：?縮短實時系統(tǒng)響應的總時間(從傳感器到執(zhí)行器)以增強機器人的性能；?具有先進的人工智能以增