第一篇：工業(yè)機(jī)器人市場調(diào)研報(bào)告

工業(yè)機(jī)器人市場調(diào)研報(bào)告

江蘇省交通技師學(xué)院 電氣信息系 張xx

一、我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

機(jī)器人是人類二十世紀(jì)的一項(xiàng)重要發(fā)明。1959年美國的英伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，之后，世界各國都在爭相開展機(jī)器人研究，機(jī)器人的的功能和應(yīng)用領(lǐng)域一直在不斷地拓展。

我國機(jī)器人的研起步究較晚。先后經(jīng)歷了二十世紀(jì)70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的實(shí)用化期。1972年，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化所開始了機(jī)器人的研究工作。1977年，南開大學(xué)機(jī)器人與信息自動(dòng)化研究所研制出我國第一臺(tái)用于生物試驗(yàn)的微操作機(jī)器人系統(tǒng)。1985年12月12日，我國第一臺(tái)重達(dá)2000公斤的水下機(jī)器人“海人一號(hào)”在遼寧旅順港下潛60米，首潛成功，開創(chuàng)了機(jī)器人研制的新紀(jì)元。隨后，我國研制的機(jī)器人相繼問世：中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化所研制成功了體重36公斤，身高1米的纜浮游作業(yè)輕型“金魚二號(hào)”水下機(jī)器人；中科院長春光機(jī)所發(fā)明的“四足遙控仿生載重步行機(jī)器人”，在1986年中國第二屆發(fā)明展覽會(huì)上獲金牌獎(jiǎng)；1987年又獲第15屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明與新技術(shù)展覽會(huì)銀牌獎(jiǎng)。

中國機(jī)器人示范工程中心從1987年開始，先后制造了三臺(tái)“水下機(jī)器人”，它們分別是：（1）1987年3月制造的身高4.7米，體重1200公斤的“老大瑞康四號(hào)機(jī)器人”；（2）1989年6月制造的“老三水下機(jī)器人”；（3）1990年9月制造的“老二中型機(jī)器人”。

1988年初，中國船舶總公司702所，研制成功了身高3.1米，體重650公斤的載人式“水下機(jī)器人”；1988年2月，國防科技大學(xué)研制成功六關(guān)節(jié)平面運(yùn)動(dòng)型“兩足步行機(jī)器人”。

1994年10月，中科院沈陽自動(dòng)化所研制成功的我國第一臺(tái)無纜水下機(jī)器人“探索者號(hào)”長4.4米，寬0.8米，高1.5米，載體重2.2噸，最大潛水深度為1000米。它的研制成功，標(biāo)志著我國水下機(jī)器人技術(shù)已走向成熟。

1995年5月，我國第一臺(tái)高性能精密裝配智能型機(jī)器人“精密一號(hào)”在上海交通大學(xué)誕生，它的誕生標(biāo)志著我國已具有開發(fā)第二代工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平。

1997年中科院沈陽自動(dòng)化所研制成功的“6000米無纜自治水下機(jī)器人”，是我國863計(jì)劃中的重中之重項(xiàng)目，獲得2000年國家十大科技成果獎(jiǎng)。2005年4月，中科院沈陽自動(dòng)化所又研制成功星球探測機(jī)器人。2006年，我國又研制成功世界最大潛深載人潛水器“海極一號(hào)”，7000米的工作潛深，可以達(dá)到世界99.8%的海底，比世界上另外5臺(tái)同類產(chǎn)品深500米。

經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國機(jī)器人的研究，有了長足的發(fā)展，有的方面已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。但與先進(jìn)的國家相比，還有恨大距離，從總體上來看，我國機(jī)器人研究仍然任重道遠(yuǎn)。

產(chǎn)業(yè)化不足——我國工業(yè)機(jī)器人之弊端

20世紀(jì)90年代末，我國建立了9個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地和7個(gè)科研基地。產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)給產(chǎn)業(yè)化帶來了希望，為發(fā)展我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。目前，我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)具有國際先進(jìn)水平的平面關(guān)節(jié)型裝配機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、搬運(yùn)碼垛機(jī)器人等一系列產(chǎn)品，不少品種已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。

“機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化已呈星火燎原之勢！”

盡管如此，我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化卻存在著巨大的問題。除了眾多歷史原因造成制造業(yè)水平低下的原因外，更多的是對(duì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識(shí)和定位上存在著不同的觀點(diǎn)。

首先，我國基礎(chǔ)零部件制造能力差。雖然我國在相關(guān)零部件方面有了一定的基礎(chǔ)，但是無論從質(zhì)量、產(chǎn)品系列全面，還是批量化供給方面都與國外存在較大的差距。特別是在高性能交流伺服電機(jī)和精密減速器方面的差距尤其明顯，因此造成關(guān)鍵零部件的進(jìn)口，影響了我國機(jī)器人的價(jià)格競爭力。

第二，中國的機(jī)器人還沒有形成自己的品牌。雖然已經(jīng)擁有一批企業(yè)從事機(jī)器人的開發(fā)，但是都沒有形成較大的規(guī)模，缺乏市場的品牌認(rèn)知度，在機(jī)器人市場方面一直面臨國外機(jī)器人品牌的打壓。國外機(jī)器人作為成熟的產(chǎn)業(yè)采用整機(jī)降價(jià)，吸引國內(nèi)企業(yè)購買，而在后續(xù)的維護(hù)備件費(fèi)用很高的策略，逐步占領(lǐng)中國市場。

第三，國家認(rèn)識(shí)不到位，在鼓勵(lì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品方面的政策少。工業(yè)機(jī)器人的制造及應(yīng)用水平，代表了一個(gè)國家的制造業(yè)水平，我們必須從國家高度認(rèn)識(shí)發(fā)展中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的重要性，這是我國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的重要手段和途徑。

據(jù)了解，日本戰(zhàn)后對(duì)機(jī)器人采取的一系列相關(guān)政策，極大地推動(dòng)了機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前，日本已是世界上工業(yè)機(jī)器人的第一生產(chǎn)大國。工業(yè)機(jī)器人作為高新技術(shù)產(chǎn)品，應(yīng)該比照新能源中的電動(dòng)汽車，出臺(tái)相應(yīng)的扶植政策。

李教授說：“如今，已經(jīng)有一批機(jī)器人企業(yè)根據(jù)市場需求，自行研制或與科研院所合作，進(jìn)行機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化開發(fā)?？梢灶A(yù)見，我國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)不久后將會(huì)作為一種在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位的產(chǎn)業(yè)而存在。”

奇瑞已經(jīng)制定了2010年年產(chǎn)100臺(tái)焊接機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。

政策扶持——我國工業(yè)機(jī)器人之推進(jìn)劑

李教授指出，中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化正處于關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如果政府的扶植力度再向前推進(jìn)一步，中國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將會(huì)越過目前的“臨界期”，跨上一個(gè)新的臺(tái)階，進(jìn)入快速發(fā)展階段。

同時(shí)，如何適應(yīng)快速變化的國內(nèi)外市場需求，如何以高質(zhì)量、低成本和快速反應(yīng)的手段在市場中取得生存和發(fā)展，已是我國企業(yè)不容回避的問題。這些問題為我國工業(yè)機(jī)器人提供了不同的市場需求，促進(jìn)我國工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用市場日趨成熟。

二、我國工業(yè)機(jī)器人研發(fā)歷程與現(xiàn)狀

剛才談到了日本在20世紀(jì)60年代和美國都在開始進(jìn)行機(jī)器人的研究，由于我們國家存在很多其他的各種因素、問題。我們國家在機(jī)器人的研究，在20世紀(jì)70年代后期，當(dāng)時(shí)我們?cè)趪冶本┡e辦一個(gè)日本的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品展覽會(huì)，在這個(gè)會(huì)上有兩個(gè)產(chǎn)品，一個(gè)是數(shù)控機(jī)床，一個(gè)是工業(yè)機(jī)器人，這個(gè)時(shí)候，我們國家的許多學(xué)者，看到了這樣一個(gè)方向，開始進(jìn)行了機(jī)器人的研究，但是這時(shí)候研究，基本上還局限于理論的探討階段，那么真正進(jìn)行機(jī)器人研究的時(shí)候，是在七五、八五、九五、十五將近這二十年的發(fā)展，發(fā)展最迅速的時(shí)候，是在1986年我們國家成立了863計(jì)劃是高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，就將機(jī)器人技術(shù)作為一個(gè)重要的發(fā)展的主題，國家投入將近幾個(gè)億的資金開始進(jìn)行了機(jī)器人研究，使得我們國家在機(jī)器人這一領(lǐng)域得到很快地、迅速地發(fā)展。

目前主要單位像中科院沈陽自動(dòng)化所，原機(jī)械部的北京自動(dòng)化所，像哈爾濱工業(yè)大學(xué)，北京航空航天大學(xué)，清華大學(xué)，還包括中科院北京自動(dòng)化所等等的一些單位都做了非常重要的研究工作，也取得了很多的成果，而且目前這幾年來看，我們國家在高校里邊，有很多單位從事機(jī)器人研究，很多研究生和博士生都在從事機(jī)器人方面的研究，目前我們國家比較有代表性的研究，有工業(yè)機(jī)器人，水下機(jī)器人，空間機(jī)器人，核工業(yè)的機(jī)器人，都在國際上應(yīng)該處于領(lǐng)先水平，總體上我們國家與發(fā)達(dá)國家相比，還存在很大的差距，主要表現(xiàn)在，我們國家在機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化方面，目前還沒有固定的成熟的產(chǎn)品，但是在上述這些水下、空間、核工業(yè)，一些特殊機(jī)器人方面，我們?nèi)〉昧撕芏嘤刑厣难芯砍删汀?/p>

三、我國工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用領(lǐng)域分析

目前，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中，弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、分配機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴漆機(jī)器人及搬運(yùn)機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人都已被大量采用。

圖1 國內(nèi)各主要行業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人需求比例

汽車制造業(yè)是工業(yè)機(jī)器人最大的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的帶動(dòng)作用最強(qiáng)。在工業(yè)機(jī)器人全部的需求中，汽車行業(yè)的占比普遍在20%以上。

中國汽車市場經(jīng)過幾年快速增長以后，快速發(fā)展趨勢、速度、效益、質(zhì)量都超過了我們的預(yù)期。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明2012年1-9月份我國汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷1409.23萬輛。

除了汽車行業(yè)，對(duì)機(jī)器人的需要大大提高的是電子行業(yè)。在亞洲應(yīng)用在電子行業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，占了總數(shù)的30％以上，是工業(yè)機(jī)器人的最大用戶，這與全球范圍內(nèi)汽車工業(yè)是工業(yè)機(jī)器人的最大用戶有所不同。

2012年1-6月，電子工業(yè)生產(chǎn)保持較快增長，增速比上年同期加快。電子元、器件生產(chǎn)加快增長，通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)增速繼續(xù)放緩。1-6月，電子工業(yè)累計(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值（現(xiàn)價(jià)）17372億元，同比增長17.1%，增速比上年同期回落10個(gè)百分點(diǎn)，比上月加快1.3個(gè)百分點(diǎn)。工業(yè)增加值增長16.5%，增速比上年同期回落9.2個(gè)百分點(diǎn)，比上月加快1.2個(gè)百分點(diǎn)。其中，電子計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、電子元件、電子器件等產(chǎn)品產(chǎn)值保持兩位數(shù)增長。產(chǎn)銷率為96.75%，比上年同期降低0.68個(gè)百分點(diǎn)，處于近年來較低水平。

工業(yè)機(jī)器人還廣泛應(yīng)用于金屬制品業(yè)(包括機(jī)械)、橡膠及塑料工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域。

除傳統(tǒng)制造業(yè)如采礦、冶金、石油、化學(xué)、船舶等領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人同時(shí)也已開始擴(kuò)大到核能、航空、航天、醫(yī)藥、生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔、醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中。如，水下機(jī)器人、拋光機(jī)器人、打毛刺機(jī)器人、擦玻璃機(jī)器人、高壓線作業(yè)機(jī)器人、服裝裁剪機(jī)器人、制衣機(jī)器人、管道機(jī)器人等特種機(jī)器人以及掃雷機(jī)器人、作戰(zhàn)機(jī)器人、偵察機(jī)器人、哨兵機(jī)器人、排雷機(jī)器人、布雷機(jī)器人等軍用機(jī)器人都廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。而且，隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩，未來各種專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和家庭用消費(fèi)機(jī)器人將不斷貼近人類生活，其市場將繁榮興旺。

四、國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場銷售情況

工業(yè)機(jī)器人誕生于20世紀(jì)60年代,在20世紀(jì)90年代得到迅速發(fā)展,是最先產(chǎn)業(yè)化的機(jī)器人技術(shù)。它是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù),是當(dāng)代研究十分活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。

它的出現(xiàn)是為了適應(yīng)制造業(yè)規(guī)?；a(chǎn),解決單調(diào)、重復(fù)的體力勞動(dòng)和提高生產(chǎn)質(zhì)量而代替人工作業(yè)。

發(fā)達(dá)國家的使用經(jīng)驗(yàn)表明:使用工業(yè)機(jī)器人可以降低廢品率和產(chǎn)品成本,提高了機(jī)床的利用率,降低了工人誤操作帶來的殘次零件風(fēng)險(xiǎn)等,其帶來的一系列效益也是十分明顯的,例如減少人工用量、減少機(jī)床損耗、加快技術(shù)創(chuàng)新速度、提高企業(yè)競爭力等。機(jī)器人具有執(zhí)行各種任務(wù)特別是高危任務(wù)的能力,平均故障間隔期達(dá)60000小時(shí)以上,比傳統(tǒng)的自動(dòng)化工藝更加先進(jìn)。

目前，我國進(jìn)口的工業(yè)機(jī)器人主要來自日本，2004年日本對(duì)華出口的機(jī)器人占我國進(jìn)口的工業(yè)機(jī)器人的一半，其他如歐洲品牌機(jī)器人，如ABB、KUKA、COMAU，占據(jù)市場的另一半。

2005年，我國工業(yè)機(jī)器人擁有量達(dá)到7000臺(tái)，年銷增長到28.7億元。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長，特別是汽車業(yè)的高速發(fā)展，每年新增工業(yè)機(jī)器人的臺(tái)數(shù)和總量都在快速增長。2006年，我國工業(yè)機(jī)器人新安裝臺(tái)數(shù)達(dá)5770臺(tái)、2007年為6581臺(tái)，2008年則達(dá)到7500臺(tái)。截止2008年年末，我國已有工業(yè)機(jī)器人31400臺(tái)。

隨著我國從勞動(dòng)密集型向現(xiàn)代化制造業(yè)方向發(fā)展，雖然機(jī)器人保有量達(dá)到一定的規(guī)模，但與發(fā)達(dá)國家相比仍然有不少差距。

僅從汽車工業(yè)每百萬名生產(chǎn)工人占有的機(jī)器人來講，（日本1710臺(tái)、意大利1600臺(tái)、美國770臺(tái)、英國610臺(tái)、瑞典630臺(tái)，而我國還不到90臺(tái)），中國仍然是世界上相對(duì)比較落后的國家。面對(duì)中國這樣龐大的市場，每一個(gè)機(jī)器人供應(yīng)商都有著非常大的用武之地。

五、國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場特征分析

我國機(jī)器人市場的九大特點(diǎn)

一、市場需求增長速度快：有關(guān)專家預(yù)測，我國機(jī)器人到2010年擁有量為17300臺(tái)，年銷售額為93.1億元。根據(jù)發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展與升級(jí)的歷程和工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢，機(jī)器人的需求每年將以40%的速度增長，到2015年我國機(jī)器人市場的容量約達(dá)十幾萬臺(tái)套。

二、從事機(jī)器人研發(fā)和制造的單位多：目前我國從事機(jī)器人研究與制造的技術(shù)力量相對(duì)分散，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，沒有形成一個(gè)研發(fā)中心、產(chǎn)業(yè)集群、規(guī)模企業(yè)與知名品牌。我國的工業(yè)機(jī)器人從20世紀(jì)80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，目前，我國從事機(jī)器人研發(fā)和制造的單位200多家。由于人事管理體制的束縛，機(jī)器人研發(fā)的技術(shù)力量相對(duì)分散，難以形成合力。由于技術(shù)、市場、政策等多方面的不確定性，企業(yè)也不愿投入巨資，進(jìn)行機(jī)器人的規(guī)?；a(chǎn)。

三、機(jī)器人市場容量大：據(jù)預(yù)測，目前我國僅汽車行業(yè)、電子和家電行業(yè)、煙草行業(yè)、新能源電池行業(yè)等，年需求機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線裝備線就達(dá)300多條，產(chǎn)值約為60多億元，這些自動(dòng)化生產(chǎn)線需要配套大量的工業(yè)機(jī)器人。

四、使用機(jī)器人的工種、行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)相對(duì)集中：就使用的工種而言，弧焊、點(diǎn)焊、裝配、噴涂機(jī)器人應(yīng)用的最多；其次是搬運(yùn)、上下料（沖壓、壓鑄、鑄鍛、注塑等用的大多是上下料機(jī)器人）；就使用的行業(yè)而言，大機(jī)械行業(yè)（機(jī)械制造和汽車工業(yè)）占用戶的65％，電子電器和郵電通訊占用戶的13％，工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在汽車、機(jī)械制造等行業(yè)；就使用的地區(qū)而言，我國工業(yè)機(jī)器人的使用主要集中在廣東、江蘇、上海、北京等地,擁有量占全國的一半以上；就使用的企業(yè)而言，外商獨(dú)資企業(yè)、中外合資企業(yè)和大型國有企業(yè)是工業(yè)機(jī)器人的主要客戶。

五、國家支持機(jī)器人產(chǎn)業(yè)力度有待加強(qiáng)：目前，國家對(duì)于機(jī)器人研發(fā)的資金援助與政策支持不夠強(qiáng)。機(jī)器人充分體現(xiàn)了人和機(jī)器的各自優(yōu)長，它比傳統(tǒng)機(jī)器具有更大的靈活性和更廣泛的應(yīng)用范圍，機(jī)器人的出現(xiàn)和應(yīng)用是人類生產(chǎn)和社會(huì)進(jìn)步的需要，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和生產(chǎn)工具進(jìn)化的必然。在制造業(yè)中誕生的工業(yè)機(jī)器人是繼動(dòng)力機(jī)、計(jì)算機(jī)之后而出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具。

機(jī)器人及其自動(dòng)化成套裝備已成為目前國內(nèi)外極受重視的高新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，它是先進(jìn)制造裝備的典型代表，是發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的重要手段。機(jī)器人及其成套設(shè)備的應(yīng)用將使現(xiàn)代制造業(yè)產(chǎn)生變革，對(duì)改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，全面提升企業(yè)的綜合競爭力具有重大作用。機(jī)器人及其自動(dòng)化成套裝備的擁有量和水平，是衡量一個(gè)國家制造綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一。因此，國家重視并加大對(duì)機(jī)器人研發(fā)的支持力度是必然趨勢。

六、機(jī)器人進(jìn)口比例高：目前我國所擁有的機(jī)器人，國產(chǎn)占20％，其余都是從日本、美國、瑞典等40多個(gè)國家引進(jìn)的?，F(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)所用的機(jī)器人大多數(shù)是在生產(chǎn)線上使用，組成機(jī)器人化的生產(chǎn)系統(tǒng)，單臺(tái)機(jī)器人很少使用。由于我國還不能自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)先進(jìn)的大型自動(dòng)化成套裝備，更形不成整體配套能力，目前的狀況是幾乎全部依賴于進(jìn)口，被國外公司所壟斷，因此與大型自動(dòng)化成套設(shè)備配套的工業(yè)機(jī)器人也就大部分從國外（特別是日本）進(jìn)口。國外機(jī)器人產(chǎn)品不僅價(jià)格昂貴，而且使用效果不理想，這為我們自主生產(chǎn)機(jī)器人，滿足國內(nèi)市場需求，發(fā)展中國機(jī)器人及其自動(dòng)化成套裝備產(chǎn)業(yè)提供了良好的機(jī)遇。

七、進(jìn)口機(jī)器人“水土不服”嚴(yán)重：在我國花大量外匯引進(jìn)的“洋”機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備中，問題較大的占33％，而根本不能用的竟然高達(dá)16％，“洋”機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線在我國 “水土不服” 嚴(yán)重，主要原因是國外系統(tǒng)不適合中國企業(yè)的工藝現(xiàn)狀；國內(nèi)人員素質(zhì)較低，培訓(xùn)跟不上；系統(tǒng)選型不合理，配臵不當(dāng)；缺乏足夠的售前、售中和售后服務(wù)。

八、獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)缺乏。我國雖然在機(jī)器人某些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破,但還缺乏整體核心技術(shù)的突破,具有中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人則很少,不能生產(chǎn)高精密、高速與高效的關(guān)鍵部件。

九、機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化步伐緩慢：我國機(jī)器人研究和制造的單位多，還沒有一家大規(guī)模進(jìn)行機(jī)器人生產(chǎn)的企業(yè)，致使我國工業(yè)機(jī)器人長期大量依賴進(jìn)口，僅1992年至1995年（調(diào)查統(tǒng)計(jì)68家用戶）的３年時(shí)間，我國就從國外進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人566臺(tái)、機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線11條，耗資1.5億美元。

六、我國工業(yè)機(jī)器人市場需求

長期以來，由于我國人口眾多、勞動(dòng)力價(jià)格低廉、生產(chǎn)技術(shù)水平又相對(duì)落后，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用受到了很大限制。但是，隨著工業(yè)機(jī)器人價(jià)格的不斷降低和性能的不斷提高，勞動(dòng)力成本不斷上升，尤其是汽車業(yè)的快速發(fā)展，我國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用情況將發(fā)生質(zhì)的變化。

國家863機(jī)器人技術(shù)主題自成立以來一直重視機(jī)器人技術(shù)在產(chǎn)業(yè)中的推廣和應(yīng)用,長期以來推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)以提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),利用機(jī)器人技術(shù)發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)。目前,政府正在使用各種辦法加大中國裝備制造業(yè)在市場中占據(jù)的份額,并提供優(yōu)惠措施鼓勵(lì)更多企業(yè)使用機(jī)器人及技術(shù)以提升技術(shù)水平。國內(nèi)越來越多的企業(yè)在生產(chǎn)中采用了工業(yè)機(jī)器人,各種機(jī)器人生產(chǎn)廠家的銷售量都有大幅度的提高。根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計(jì),最近4年來許多企業(yè)在華的銷售量甚至是前面十幾年銷售量的幾倍,年平均增長率超過40%。2001年我國工業(yè)機(jī)器人海關(guān)進(jìn)出口數(shù)量不過是3774臺(tái),國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)量約700臺(tái)左右。2004年市場規(guī)模已經(jīng)增長到萬臺(tái)左右,數(shù)量和金額相對(duì)于2001年都增長了兩倍。2004年國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人數(shù)量突破了1400臺(tái),產(chǎn)值突破8億元人民幣。進(jìn)口機(jī)器人數(shù)量超過9000臺(tái),其中多功能機(jī)器人約1700臺(tái),簡易機(jī)器人7500臺(tái),進(jìn)口額約25億美元。德國CLOOS公司在華焊接機(jī)器人銷售量2000年以前為47臺(tái),2000年以后已經(jīng)突破121臺(tái),銷售量翻了近3倍?？梢灶A(yù)見,中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)不久后將會(huì)作為一種在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位的產(chǎn)業(yè)而存在。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，“九〃五”期間，我國工業(yè)機(jī)器人的需求量以每年30％以上的速度快速增長。至2000年時(shí)，我國工業(yè)機(jī)器人的擁有量已達(dá)3500臺(tái)左右，主要包括點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、注塑、裝配、搬運(yùn)、沖壓等各類機(jī)器人，銷售額為6．7億元。2005年時(shí)擁有量達(dá)到7OOO臺(tái)，年銷售額增長至28．7億元。近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，特別是汽車業(yè)的高速發(fā)展，我國每年新增的工業(yè)機(jī)器人臺(tái)數(shù)以及總安裝量都在快速增長。例如，2006年我國工業(yè)機(jī)器人新安裝臺(tái)數(shù)為5770臺(tái)，2007年為6581臺(tái)，2008年為7900臺(tái)，2009年為5000臺(tái)，截至2009年末，我國工業(yè)機(jī)器人安裝量為36800臺(tái)。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)和美國國家機(jī)器人協(xié)會(huì)最新推測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，2012年我國工業(yè)機(jī)器人年安裝臺(tái)數(shù)將達(dá)10000，屆時(shí)安裝量將達(dá)60400臺(tái)。

從工業(yè)機(jī)器人密度（汽車制造業(yè)中，每萬名生產(chǎn)工人占有的機(jī)器人數(shù)量）分析，我國的汽車市場遠(yuǎn)未飽和。從汽車工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)2008年11月提供的具體數(shù)據(jù)看，日本和意大利分別達(dá)到1710和1600，德國為1180，法國1120臺(tái)，西班牙950臺(tái)，美國770臺(tái)，英國610臺(tái)，瑞典630臺(tái)，我國還不到90臺(tái)(08年我國汽車從業(yè)工人約為356萬)，即使我國達(dá)到600臺(tái)的密度，則擁有213600臺(tái)的市場潛力。

歸納起來，國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場具有如下特征： 一是國內(nèi)汽車業(yè)的高速發(fā)展有力促進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人市場的發(fā)展，自2000年，我國汽車行業(yè)進(jìn)入高速增長期，作為自動(dòng)化程度高、技術(shù)資金密集型產(chǎn)業(yè)，汽車行業(yè)的增產(chǎn)擴(kuò)能拉動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人的需求。

二是沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)是工業(yè)機(jī)器人的主要市場。我國工業(yè)機(jī)器人的使用主要集中在廣東、江蘇、上海、北京等地，其工業(yè)機(jī)器人擁有量占全國一半以上。

三是外商獨(dú)資企業(yè)、中外合資企業(yè)是目前工業(yè)機(jī)器人的主要用戶。外商獨(dú)資或中外合資企業(yè)自動(dòng)化程度一般比較高，也導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人的需求量較大。

四是國內(nèi)一些現(xiàn)代化水平比較高的企業(yè)開始越來越多地應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。國內(nèi)一些汽車廠家如奇瑞等為了提高產(chǎn)品競爭力，開始較多地應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，軍工企業(yè)特別是坦克裝甲車等開始應(yīng)用焊接機(jī)器人，特種船舶，如液化石油氣運(yùn)輸船舶也開始采用焊接機(jī)器人，焊接速度和焊接質(zhì)量得到明顯提高。

五是勞動(dòng)力成本的不斷提高促使工業(yè)機(jī)器人不斷進(jìn)入企業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，制造業(yè)工人從早期的僅解決溫飽問題到現(xiàn)在對(duì)薪資和工作條件提出更高要求，像焊接、噴涂等惡劣工作條件的崗位將會(huì)被機(jī)器人代替。

六是我國日益增長的工業(yè)機(jī)器人市場以及巨大的市場潛力吸引世界著名機(jī)器人生產(chǎn)廠家的目光。目前，我國進(jìn)口的工業(yè)機(jī)器人主要來自日本，2004年日本對(duì)華出口金額占我國進(jìn)口工業(yè)機(jī)器人金額的一半。中國是ABB在全球的第一大市場和意大利機(jī)器人的第一大進(jìn)口國。

七、國外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展模式

日本模式：各司其職，分層面完成交鑰匙工程，即政府制定相應(yīng)政策，機(jī)器人制造廠商以開發(fā)新型機(jī)器人和批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為主要目標(biāo)，由其子公司或社會(huì)工程公司來設(shè)計(jì)制造各行業(yè)所需要的機(jī)器人成套系統(tǒng)。

歐洲模式：一攬子交鑰匙工程，即機(jī)器人的生產(chǎn)和用戶所需要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造全部由機(jī)器人制造廠商自己完成。

美國模式：采購與成套設(shè)計(jì)相結(jié)合。美國國內(nèi)基本不生產(chǎn)普通工業(yè)機(jī)器人，企業(yè)需要的機(jī)器人通常由工程公司進(jìn)口，再自行設(shè)計(jì)制造配套的外圍設(shè)備，完成交鑰匙工程。

中國工程院在2003年12月完成并公開的《我國制造業(yè)焊接生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略研究總結(jié)報(bào)告》指出，我國應(yīng)從“美國模式”著手，在條件成熟后逐步向“日本模式”靠攏，同時(shí)歐洲的經(jīng)驗(yàn)也值得我們學(xué)習(xí)。

八、工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的幾個(gè)條件

工業(yè)機(jī)器人是先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，是衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。我國已經(jīng)是世界公認(rèn)的制造業(yè)大國，但隨著勞動(dòng)力成本的不斷提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式必須進(jìn)行調(diào)整，生產(chǎn)自動(dòng)化、發(fā)展高科技產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為必由之路。

一是國家政策支持，是加速高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要前提，機(jī)器人屬于國家戰(zhàn)略性高技術(shù)，是多項(xiàng)前沿技術(shù)和綜合實(shí)力的體現(xiàn)，國家應(yīng)該制定長遠(yuǎn)政策加以規(guī)劃和發(fā)展。國家在資金、稅收等各個(gè)方面給予一定的優(yōu)惠政策，把機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展納入到重要產(chǎn)業(yè)政策中，鼓勵(lì)企業(yè)采用國產(chǎn)機(jī)器人。

二是推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟建設(shè)，形成強(qiáng)大的研究，開發(fā)和應(yīng)用隊(duì)伍。工業(yè)機(jī)器人涉及機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、人工智能等諸多學(xué)科，只有將國內(nèi)所有力量組織起來，群策群力，才能將技術(shù)研究搞上去，并與國外大公司進(jìn)行競爭。

三是盡快改變關(guān)鍵元器件主要依賴進(jìn)口的局面。成本和整體解決方案己成為企業(yè)選擇工業(yè)機(jī)器人的首要因素，成本居高不下是制約國產(chǎn)機(jī)器人進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，除了受到批量較小影響外，國產(chǎn)機(jī)器人發(fā)展主要受到關(guān)鍵元器件價(jià)格的制約。

四是除了努力提高工業(yè)機(jī)器人性能外，我國還要大力加強(qiáng)大型、專業(yè)應(yīng)用工程軟件開發(fā)工作。在工業(yè)機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)中，周邊裝備和控制單元占總成本的80％，這些裝臵的研發(fā)與集成決定著整個(gè)作業(yè)系統(tǒng)的開發(fā)周期，其技術(shù)性能直接影響系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)開發(fā)已成為制約工業(yè)機(jī)器人推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。

五是努力進(jìn)入汽車領(lǐng)域，并積極開拓新的應(yīng)用市場。汽車業(yè)是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用太戶，我國將汽車業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)加以發(fā)展，雖然國外工業(yè)機(jī)器人廠家在此領(lǐng)域具有較明顯優(yōu)勢，但仍可以避實(shí)就虛，在眾多中小企業(yè)中大顯身手。

六是加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)。給高技術(shù)人才創(chuàng)造發(fā)揮聰明才智的長效機(jī)制，吸引人才，培養(yǎng)人才，留住人才，高新技術(shù)企業(yè)的競爭是人才的競爭，沒有人才，何談發(fā)展。

七是機(jī)器人知識(shí)的普及程度對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程起著很大的制約作用，因此，要進(jìn)一步加大工業(yè)機(jī)器人宣傳力度。

第二篇：工業(yè)機(jī)器人調(diào)研報(bào)告

調(diào)研報(bào)告

一、本課題的來源及意義

本課題研究的是直角坐標(biāo)電力控制機(jī)械手升降、伸縮部分的設(shè)計(jì)。機(jī)械手是機(jī)器人的一個(gè)重要組成部分，它是隨著機(jī)器人技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷成熟而不斷發(fā)展的。而機(jī)器人在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛，作用越來越重要，工業(yè)機(jī)械手尤其如此，因此設(shè)計(jì)實(shí)用高效的機(jī)械手對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)者來說是個(gè)富有意義和挑戰(zhàn)的課題。

通常機(jī)械手由多自由度機(jī)械臂和末端夾持器組成。機(jī)械手通過多自由度機(jī)械臂的姿態(tài)調(diào)整和末端夾持器的動(dòng)作完成操作任務(wù)。球坐標(biāo)機(jī)械手突出特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性、靈活性，機(jī)構(gòu)承載能力強(qiáng)，具有較好的通用性，重復(fù)定位精度高，動(dòng)作速度快，能夠成功的應(yīng)用于包裝、上下料以及工業(yè)生產(chǎn)等廣泛領(lǐng)域；而電力控制中步進(jìn)電機(jī)可直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，控制結(jié)構(gòu)簡單，控制性能好，通常不需要反饋就能對(duì)位置和速度進(jìn)行控制，位置誤差不會(huì)累積；在機(jī)器人中，機(jī)械手起著連接和承受外力的作用，機(jī)械臂需要承受物料的重量和手部、手腕、手臂自身的重量，其結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性以及抓重大小、定位精度等對(duì)機(jī)械手性能影響很大。綜上所述，設(shè)計(jì)球坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手是個(gè)很有意義的課題。

二、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

專用機(jī)械手經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的年代。通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展又促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。智能機(jī)器人涉及的知識(shí)內(nèi)容不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，而且還應(yīng)用了一些電子技術(shù)、電視技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)無線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。目前國內(nèi)外對(duì)發(fā)展這一新技術(shù)都很重視。幾十年來，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷修改，品種在不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。

早在20世紀(jì)40年代，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，以出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。50~60年代即制成了傳送和裝卸工件的通用機(jī)械手和數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。這種機(jī)械手也稱第二代機(jī)械手。

1968～1970年，又相繼把通用機(jī)械手用于汽車車身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)線上，使第二代機(jī)械手這一新技術(shù)進(jìn)入了應(yīng)用階段，70年代機(jī)械手可以說是處于技術(shù)發(fā)展階段。

80年代以來，國際機(jī)械手的發(fā)展速度平均保持在25%～30%的年增長率（其中1986、1987、1993、1994年略低，無增長）。如此高的增長率有其深刻的社

會(huì)背景。首先，60年代末70年代初，由于世界石油價(jià)格的沖擊，國際競爭加劇，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度也越來越快，致使30年代～50年代逐步建立起來的單一產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)流水線上遇上了在改變產(chǎn)品品種是，原有的單一產(chǎn)品專用生產(chǎn)裝置改變的困難（時(shí)間、投資、停產(chǎn)等）以及如何實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量或混流生產(chǎn)的自動(dòng)化難題。為此，“柔性生產(chǎn)”的概念及其試驗(yàn)性的設(shè)計(jì)就誕生了。這些因素都促進(jìn)了機(jī)械手的高速發(fā)展。

我國機(jī)械手起步較晚,經(jīng)過30多年的發(fā)展。我國機(jī)器手的研究，有了長足的發(fā)展，有的方面已達(dá)到了世界先進(jìn)水平。但與先進(jìn)的國家相比，還有很大距離，從總體上看，我國機(jī)器手的研究仍然任重道遠(yuǎn)。

三、本課題研究目標(biāo)和內(nèi)容 本文研究的直角坐標(biāo)電液控制機(jī)械手升降伸縮部分的設(shè)計(jì)，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的確定，電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的確定（設(shè)計(jì)選型和校核），編制PLC梯形圖，繪制I/O端子接線圖，控制系統(tǒng)原理圖，驅(qū)動(dòng)電路原理圖，升降及伸縮機(jī)構(gòu)零件圖和裝配圖。（任務(wù)量為3張零號(hào)圖紙）目標(biāo)是希望通過本課題，能鞏固和加強(qiáng)專業(yè)基本理論知識(shí)，理解機(jī)械手的功能、組成及工作原理，研究步進(jìn)電機(jī)的性能，熟悉以PLC為核心的編程與控制裝置應(yīng)具備的基本功能，掌握整個(gè)機(jī)電一體會(huì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和具體方法；同時(shí)訓(xùn)練專業(yè)基本技能，提高自己查閱資料，獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，為以后深造研究打下良好基礎(chǔ)。

四、本課題研究的方法和手段 研究方法：主要是搜索相關(guān)文獻(xiàn)，包括圖書館電子資源CNKI學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)總庫，Springer link電子期刊，專業(yè)圖書上課筆記，以及機(jī)器人等期刊，網(wǎng)上的豆丁網(wǎng)以及百度文庫中的許多論文和專利；通過對(duì)已有產(chǎn)品的分析，對(duì)信息進(jìn)行分類和整理，作為依據(jù)，確定在我的機(jī)械手設(shè)計(jì)中相應(yīng)的參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和提高。研究手段：首先是前期準(zhǔn)備，收集相關(guān)資料，查閱中外文獻(xiàn)，請(qǐng)教老師和同學(xué)；同時(shí)學(xué)習(xí)使用AutoCAD軟件。然后進(jìn)行機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)包括機(jī)械手俯仰伸縮機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的確定，機(jī)械傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)，繼而進(jìn)行電力驅(qū)動(dòng)部分選型和計(jì)算，分析工藝流程，繪制PLC的端子接線圖和控制圖，最后編寫論文。努力在老師的指導(dǎo)下，定期完成工作任務(wù)。

五、本課題可行性分析和已具備的實(shí)驗(yàn)條件

已具備的條件：

我國的機(jī)器人研究始于70年代。經(jīng)過近20年努力，特別是經(jīng)過“七11.”攻關(guān)、“ 863”計(jì)劃，取得了一批重要成果，已經(jīng)系統(tǒng)掌握了機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、機(jī)器人語言等技術(shù)。就全國來說，目前我國機(jī)器人研究開發(fā)工作做得較好的地區(qū)是:以中科院沈陽自動(dòng)化研究所為首的東北地區(qū)機(jī)器人工程中心，以機(jī)電部廣州機(jī)床所為龍頭的華南地區(qū)的機(jī)器人工程中心。而各工程中心_L作的側(cè)重點(diǎn)又有所不同:東北地區(qū)以特種機(jī)器人、水下機(jī)器人開發(fā)為L,華北地區(qū)以噴漆Y1lt人、焊接機(jī)器人開發(fā)為主，華東地區(qū)以搬運(yùn)機(jī)器人、裝配機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人開發(fā)為主。

我國的高等院校，如長沙國防科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等在步行機(jī)器人、精密裝配機(jī)器人及7自由度機(jī)器人研制等前沿領(lǐng)域內(nèi)也做出了可喜的成績，有了相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)。

通過調(diào)研，我知道直角坐標(biāo)型機(jī)器人能夠在空間中的任意兩點(diǎn)距離中移動(dòng)，所以能夠抓取離地面較高，或者中間有障礙的工件，其位置精度高，位置誤差與臂長成正比等。為了在X軸和Y軸的自由移動(dòng)，可以滾珠絲杠與螺母相連接完成旋轉(zhuǎn)便直線的運(yùn)動(dòng)，通過行星齒輪減速機(jī)可以使機(jī)器人運(yùn)轉(zhuǎn)更穩(wěn)使控制更精確。通過交流伺服電機(jī)的閉環(huán)反饋能達(dá)到相當(dāng)高的精度要求。

該機(jī)械手的基本技術(shù)參數(shù)如下： 水平橫梁：3500mm,50mm/s 豎直大臂：1500mm,50mm/s 負(fù)載重量：200Kg；

驅(qū)動(dòng)方式：交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng) 樣式如圖1-1

圖1-1 直角坐標(biāo)機(jī)械手

六、進(jìn)度安排

第一周：獲得設(shè)計(jì)題目，制定畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃；查閱相關(guān)資料；著手進(jìn)行外文

翻譯。

第二周：通過實(shí)地調(diào)查研究和查閱相關(guān)資料，完成實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告；完成外文翻譯，并對(duì)其進(jìn)行完善。

第三周：對(duì)機(jī)械手相關(guān)知識(shí)，軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備工作。第四周：選定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，確定機(jī)械手整體機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。第五周：計(jì)算選定結(jié)構(gòu)的參數(shù)和精度，并著手畫AutoCAD圖。第六周：確定具體的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，著手畫裝配圖。

第七周：對(duì)相關(guān)的電機(jī)進(jìn)行選型，查閱在實(shí)際中能買到的型號(hào)。第八周：對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行計(jì)算校核。第九周：PLC選型。

第十周：對(duì)機(jī)械手控制部分，分析動(dòng)作順利，畫梯形圖。第十一周：對(duì)控制部分進(jìn)行整理。第十二周：編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份。

第十三周：整理畢業(yè)設(shè)計(jì)材料，對(duì)其進(jìn)行完善、補(bǔ)充；準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。第十四周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。

七、主要參考文獻(xiàn)

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第三篇：調(diào)研報(bào)告(工業(yè)機(jī)器人)

大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告

調(diào)研報(bào)告工業(yè)機(jī)器人的概念工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。工業(yè)機(jī)器人展現(xiàn)狀與前景展望 2.1工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展簡史

1920年捷克作家卡雷爾·查培克在其劇本《羅薩姆的萬能機(jī)器人》中最早使用機(jī)器人一詞，劇中機(jī)器人“Robot”這個(gè)詞的本意是苦力，即劇作家筆下的一個(gè)具有人的外表，特征和功能的機(jī)器，是一種人造的勞力。它是最早的工業(yè)機(jī)器人設(shè)想。

20世紀(jì)40年代中后期，機(jī)器人的研究與發(fā)明得到了更多人的關(guān)心與關(guān)注。50年代以后，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室開始研究能搬運(yùn)核原料的遙控操縱機(jī)械手，如圖0.2所示，這是一種主從型控制系統(tǒng)，主機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)中加入力反饋，可使操作者獲知施加力的大小，主從機(jī)械手之間有防護(hù)墻隔開，操作者可通過觀察窗或閉路電視對(duì)從機(jī)械手操作機(jī)進(jìn)行有效的監(jiān)視，主從機(jī)械手系統(tǒng)的出現(xiàn)為機(jī)器人的產(chǎn)生為近代機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制造作了鋪墊。

1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人。現(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。1959年第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人在美國誕生，開創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新紀(jì)元。

2.2工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)

戴沃爾提出的工業(yè)機(jī)器人有以下特點(diǎn):將數(shù)控機(jī)床的伺服軸與遙控操縱器的連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接在一起，預(yù)先設(shè)定的機(jī)械手動(dòng)作經(jīng)編程輸入后，系統(tǒng)就可以離開人的輔助而獨(dú)立運(yùn)行。這種機(jī)器人還可以接受示教而完成各種簡單的重復(fù)動(dòng)作，示教過程中，機(jī)械手可依次通過工作任務(wù)的各個(gè)位置，這些位置序列全部記錄在存儲(chǔ)器內(nèi)，任務(wù)的執(zhí)行過程中，機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)在伺服驅(qū)動(dòng)下依次再現(xiàn)上述位置，故這種機(jī)器人的主要技術(shù)功能被稱為“可編程”和“示教再現(xiàn)”。

1962年美國推出的一些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。后來，出現(xiàn)了具有視覺傳感器的、能識(shí)別與定位的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。

當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正逐漸向著具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強(qiáng)的對(duì)作業(yè)環(huán)境的自適應(yīng)能力的方向發(fā)展。目前，對(duì)全球機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展最有影響的國家是美國和日本。美國在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的綜合研究水平上仍處于領(lǐng)先地位，而日本生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人在數(shù)量、種類方面則居世界首位。

2.3工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)造與分類工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，其中腕部通常有1～3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。

工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。

工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)能，又可分點(diǎn)位型和連續(xù)軌跡型。點(diǎn)位型只控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，適用于機(jī)床上下料、點(diǎn)焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)；連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動(dòng)，適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。

工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式區(qū)分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計(jì)算機(jī)上已編好的作業(yè)程序文件，通過RS232串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到機(jī)器人控制柜。

示教輸入型的示教方法有兩種：一種是由操作者用手動(dòng)控制器(示教操縱盒)，將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍；另一種是由操作者直接領(lǐng)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按要求的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操演一遍。在示教過程的同時(shí)，工作程序的信息即自動(dòng)存入程序存儲(chǔ)器中在機(jī)器人自動(dòng)工作時(shí)，控制系統(tǒng)從程序存儲(chǔ)器中檢出相應(yīng)信息，將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)再現(xiàn)示教的各種動(dòng)作。示教輸入程序的工業(yè)機(jī)器人稱為示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人。

具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業(yè)機(jī)器人，能在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作；如具有識(shí)別功能或更進(jìn)一步增加自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能，即成為智能型工業(yè)機(jī)器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應(yīng)環(huán)境，并自動(dòng)完成更為復(fù)雜的工作。

2.3.1 點(diǎn)焊機(jī)器人

焊接機(jī)器人具有性能穩(wěn)定、工作空間大、運(yùn)動(dòng)速度快和負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)，焊接質(zhì)量明顯優(yōu)于人工焊接，大大提高了點(diǎn)焊作業(yè)的生產(chǎn)率。

點(diǎn)焊機(jī)器人主要用于汽車整車的焊接工作，生產(chǎn)過程由各大汽車主機(jī)廠負(fù)責(zé)完成。國際工業(yè)機(jī)器人企業(yè)憑借與各大汽車企業(yè)的長期合作關(guān)系，向各大型汽車

生產(chǎn)企業(yè)提供各類點(diǎn)焊機(jī)器人單元產(chǎn)品并以焊接機(jī)器人與整車生產(chǎn)線配套形式進(jìn)入中國，在該領(lǐng)域占據(jù)市場主導(dǎo)地位。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，焊接生產(chǎn)線要求焊鉗一體化，重量越來越大，165公斤點(diǎn)焊機(jī)器人是目前汽車焊接中最常用的一種機(jī)器人。2008年9月，機(jī)器人研究所研制完成國內(nèi)首臺(tái)165公斤級(jí)點(diǎn)焊機(jī)器人，并成功應(yīng)用于奇瑞汽車焊接車間。2009年9月，經(jīng)過優(yōu)化和性能提升的第二臺(tái)機(jī)器人完成并順利通過驗(yàn)收，該機(jī)器人整體技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國外同類機(jī)器人水平。

2.3.2弧焊機(jī)器人

弧焊機(jī)器人主要應(yīng)用于各類汽車零部件的焊接生產(chǎn)。在該領(lǐng)域，國際大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。本公司主要從事弧焊機(jī)器人成套裝備的生產(chǎn)，根據(jù)各類項(xiàng)目的不同需求，自行生產(chǎn)成套裝備中的機(jī)器人單元產(chǎn)品，也可向大型工業(yè)機(jī)器人企業(yè)采購并組成各類弧焊機(jī)器人成套裝備。在該領(lǐng)域，本公司與國際大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)既是競爭亦是合作關(guān)系。關(guān)鍵技術(shù)包括：

(1)弧焊機(jī)器人系統(tǒng)優(yōu)化集成技術(shù)：弧焊機(jī)器人采用交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及高精度、高剛性的RV減速機(jī)和諧波減速器，具有良好的低速穩(wěn)定性和高速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，并可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)功能。

(2)協(xié)調(diào)控制技術(shù)：控制多機(jī)器人及變位機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，既能保持焊槍和工件的相對(duì)姿態(tài)以滿足焊接工藝的要求，又能避免焊槍和工件的碰撞。

(3)精確焊縫軌跡跟蹤技術(shù)：結(jié)合激光傳感器和視覺傳感器離線工作方式的優(yōu)點(diǎn)，采用激光傳感器實(shí)現(xiàn)焊接過程中的焊縫跟蹤，提升焊接機(jī)器人對(duì)復(fù)雜工件進(jìn)行焊接的柔性和適應(yīng)性，結(jié)合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟蹤的殘余偏差，基于偏差統(tǒng)計(jì)獲得補(bǔ)償數(shù)據(jù)并進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的修正，在各種工況下都能獲得最佳的焊接質(zhì)量。

2.3.3激光加工機(jī)器人

激光加工機(jī)器人是將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于激光加工中，通過高精度工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)。本系統(tǒng)通過示教盒進(jìn)行在線操作，也可通過離線方式進(jìn)行編程。該系統(tǒng)通過對(duì)加工工件的自動(dòng)檢測，產(chǎn)生加工件的模型，繼而生成加工曲線，也可以利用CAD數(shù)據(jù)直接加工。可用于工件的激光表面處理、打孔、焊接和模具修復(fù)等。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

(1)激光加工機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)：采用大范圍框架式本體結(jié)構(gòu)，在增大作業(yè)范圍的同時(shí)，保證機(jī)器人精度；

(2)機(jī)器人系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償技術(shù)：針對(duì)一體化加工機(jī)器人工作空間大，精度高等要求，并結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取非模型方法與基于模型方法相結(jié)合的混合機(jī)器人補(bǔ)償方法，完成了幾何參數(shù)誤差和非幾何參數(shù)誤差的補(bǔ)償。

(3)高精度機(jī)器人檢測技術(shù)：將三坐標(biāo)測量技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人高精度在線測量。

(4)激光加工機(jī)器人專用語言實(shí)現(xiàn)技術(shù)：根據(jù)激光加工及機(jī)器人作業(yè)特點(diǎn)，完成激光加工機(jī)器人專用語言。

(5)網(wǎng)絡(luò)通訊和離線編程技術(shù)：具有串口、CAN等網(wǎng)絡(luò)通訊功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人生產(chǎn)線的監(jiān)控和管理；并實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)機(jī)器人的離線編程控制。

2.3.4真空機(jī)器人真空機(jī)器人是一種在真空環(huán)境下工作的機(jī)器人，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。真空機(jī)械手難進(jìn)口、受限制、用量大、通用性強(qiáng)，其成為制約了半導(dǎo)體裝備整機(jī)的研發(fā)進(jìn)度和整機(jī)產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵部件。而且國外對(duì)中國買家嚴(yán)加審查，歸屬于禁運(yùn)產(chǎn)品目錄，真空機(jī)械手已成為嚴(yán)重制約我國半導(dǎo)體設(shè)備整機(jī)裝備制造的“卡脖子”問題。直驅(qū)型真空機(jī)器人技術(shù)屬于原始創(chuàng)新技術(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

(1)真空機(jī)器人新構(gòu)型設(shè)計(jì)技術(shù)：通過結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，避開國際專利，設(shè)計(jì)新構(gòu)型滿足真空機(jī)器人對(duì)剛度和伸縮比的要求；

(2)大間隙真空直驅(qū)電機(jī)技術(shù)：涉及大間隙真空直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)和高潔凈直驅(qū)電機(jī)開展電機(jī)理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作工藝、電機(jī)材料表面處理、低速大轉(zhuǎn)矩控制、小型多軸驅(qū)動(dòng)器等方面。

(3)真空環(huán)境下的多軸精密軸系的設(shè)計(jì)。采用軸在軸中的設(shè)計(jì)方法，減小軸之間的不同心以及慣量不對(duì)稱的問題。

(4)動(dòng)態(tài)軌跡修正技術(shù)：通過傳感器信息和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)信息的融合，檢測出晶圓與手指之間基準(zhǔn)位置之間的偏移，通過動(dòng)態(tài)修正運(yùn)動(dòng)軌跡，保證機(jī)器人準(zhǔn)確地將晶圓從真空腔室中的一個(gè)工位傳送到另一個(gè)工位。

(5)符合SEMI標(biāo)準(zhǔn)的真空機(jī)器人語言：根據(jù)真空機(jī)器人搬運(yùn)要求、機(jī)器人作業(yè)特點(diǎn)及SEMI標(biāo)準(zhǔn)，完成真空機(jī)器人專用語言。

(6)可靠性系統(tǒng)工程技術(shù)：在IC制造中，設(shè)備故障會(huì)帶來巨大的損失。根據(jù)半導(dǎo)體設(shè)備對(duì)MCBF的高要求，對(duì)各個(gè)部件的可靠性進(jìn)行測試、評(píng)價(jià)和控制，提高機(jī)械手各個(gè)部件的可靠性，從而保證機(jī)械手滿足IC制造的高要求。

2.3.5潔凈機(jī)器人

潔凈機(jī)器人是一種在潔凈環(huán)境中使用的工業(yè)機(jī)器人。隨著生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高，其對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求也日益苛刻，很多現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)都要求在潔凈環(huán)境進(jìn)行，潔凈機(jī)器人是潔凈環(huán)境下生產(chǎn)需要的關(guān)鍵設(shè)備。

關(guān)鍵技術(shù)包括：

(1)潔凈潤滑技術(shù)：通過采用負(fù)壓抑塵結(jié)構(gòu)和非揮發(fā)性潤滑脂，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境無顆粒污染，滿足潔凈要求。

(2)高速平穩(wěn)控制技術(shù)：通過軌跡優(yōu)化和提高關(guān)節(jié)伺服性能，實(shí)現(xiàn)潔凈搬運(yùn)的平穩(wěn)性。

(3)控制器的小型化技術(shù)：根據(jù)潔凈室建造和運(yùn)營成本高，通過控制器小型化技術(shù)減小潔凈機(jī)器人的占用空間。

(4)晶圓檢測技術(shù)：通過光學(xué)傳感器，能夠通過機(jī)器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無缺片、傾斜等信息。

2.4工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。20世紀(jì)50年代末，美國在機(jī)械手和操作機(jī)的基礎(chǔ)上，采用伺服機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制等技術(shù)，研制出有通用性的獨(dú)立的工業(yè)用自動(dòng)操作裝置，并將其稱為工業(yè)機(jī)器人；60年代初，美國研制成功兩種工業(yè)機(jī)器人，并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用；1969年，美國通用汽車公司用21臺(tái)工業(yè)機(jī)器人組成了焊接轎車車身的自動(dòng)生產(chǎn)線。此后，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都很重視研制和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。由于工業(yè)機(jī)器人具有一定的通用性和適應(yīng)性，能適應(yīng)多品種中、小批量的生產(chǎn)，70年代起，常與數(shù)字控制機(jī)床結(jié)合在一起，成為柔性制造單元或柔性制造系統(tǒng)的組成部分。

2.5工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景

在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流機(jī)器人發(fā)展前景及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個(gè)世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高社會(huì)生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。機(jī)器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。國際電氣電子工程師協(xié)會(huì)IEEE的科學(xué)家在對(duì)未來科技發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測中提出了4個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向，機(jī)器人技術(shù)就是其中之一。1990年10月，國際機(jī)器人工業(yè)人士在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_了一次工業(yè)機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn)大會(huì)，并在這次大會(huì)上通過了一個(gè)文件，把工業(yè)機(jī)器人分為四類：⑴順序型。這類機(jī)器人擁有規(guī)定的程序動(dòng)作控制系統(tǒng)；⑵沿軌跡作業(yè)型。這類機(jī)器人執(zhí)行某種移動(dòng)作業(yè)，如焊接。噴漆等；⑶遠(yuǎn)距作業(yè)型。比如在月球上自動(dòng)工作的機(jī)器人；⑷智能型。這類機(jī)器人具有感知、適應(yīng)及思維和人機(jī)通信機(jī)能。日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)早在上世紀(jì)90年代就已經(jīng)普及了第一和第二類工業(yè)機(jī)器人，并達(dá)到了其工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史的鼎盛時(shí)期。而今已在第發(fā)展三、四類工業(yè)機(jī)器人的路上取得了舉世矚目的成就。日本下一代機(jī)器人發(fā)展重點(diǎn)有：低成本技術(shù)、高速化技術(shù)、小型和輕量化技術(shù)、提高可靠性技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、高精度化技術(shù)、視覺和觸覺等傳感器技術(shù)等。根據(jù)日本政府2007年指定的一份計(jì)劃，日本2050年工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到1.4兆日元，擁有百萬工業(yè)機(jī)器人。按照一個(gè)工業(yè)機(jī)器人等價(jià)于10個(gè)勞動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)，百萬工業(yè)機(jī)器人相當(dāng)于千萬勞動(dòng)力，是目前日本全部勞動(dòng)人口的15%。我國工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初，其發(fā)展過程大致可分為三個(gè)階段：70年代的萌芽期；80年代的開發(fā)期；90年代的實(shí)用化期。而今經(jīng)過20多年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。目前我國已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、碼垛、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國內(nèi)諸多企業(yè)的生產(chǎn)線上；一批機(jī)器人技術(shù)的研究人才也涌現(xiàn)出來。一些相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)；機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程技術(shù)；運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)；弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線與周邊配套設(shè)備的開發(fā)和制備技術(shù)等。某些關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到或接近世界水平。一個(gè)國家要引入高技術(shù)并將其轉(zhuǎn)移為產(chǎn)業(yè)技術(shù)（產(chǎn)業(yè)化），必須具備5個(gè)要素即5M: Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有著“機(jī)器人王國”之稱的日本相比，我國有著截然不同的基本國情，那就是人口多，勞動(dòng)力過剩。刺激日本發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的根本動(dòng)力就在于要解決勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺的問題。所以，我國工業(yè)機(jī)器人起步晚發(fā)展緩。但是正如前所述，廣泛使用機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化，提高社會(huì)生產(chǎn)效率的一種十分重要的途徑。我國正在努力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備，培養(yǎng)人才，打開市場。日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的輝煌得益于本國政府的鼓勵(lì)政策，我國在十一五綱要中也體現(xiàn)出了對(duì)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的大力支持。

3結(jié)束語

工業(yè)機(jī)器人是機(jī)械科學(xué)技術(shù)的一個(gè)分支，它的發(fā)展需要機(jī)械及其他門類學(xué)科的發(fā)展來推動(dòng)，它的發(fā)展也能推動(dòng)工業(yè)系統(tǒng)的整體發(fā)展。它有其獨(dú)特的優(yōu)勢與劣勢，和其他技術(shù)一樣，需要不斷地設(shè)計(jì)應(yīng)用修改和完善。

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第四篇：工業(yè)機(jī)器人開題報(bào)告

工業(yè)機(jī)器人開題報(bào)告

一、選題的目的和意義：

工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且可以保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本。因此，研究和設(shè)計(jì)各種用途的機(jī)器人特別是工業(yè)機(jī)器人、推廣機(jī)器人的應(yīng)用是有現(xiàn)實(shí)意義的。由于工業(yè)機(jī)器人具有一定的通用性和適應(yīng)性，能適應(yīng)多品種中、小批量的生產(chǎn)，70年代起，常與數(shù)字控制機(jī)床結(jié)合在一起，成為柔性制造單元或柔性制造系統(tǒng)的組部分。

二、國內(nèi)外研究綜述：

20世紀(jì)50年代末，美國在機(jī)械手和操作機(jī)的基礎(chǔ)上，采用伺服機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制等技術(shù)，研制出有通用性的獨(dú)立的工業(yè)用自動(dòng)操作裝置，并將其稱為工業(yè)機(jī)器人；60年代初，美國研制成功兩種工業(yè)機(jī)器人，并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用；1969年，美國通用汽車公司用21臺(tái)工業(yè)機(jī)器人組成了焊接轎車車身的自動(dòng)生產(chǎn)線。此后，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都很重視研制和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。我國工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的適用化期。

我國工業(yè)機(jī)器人經(jīng)過20多年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。目前我國已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、碼垛、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國內(nèi)諸多企業(yè)的生產(chǎn)線上；一批機(jī)器人技術(shù)的研究人才也涌現(xiàn)出來。一些相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)；機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程技術(shù)；運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)；弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線與周邊配套設(shè)備的開發(fā)和制備技術(shù)等。某些關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到或接近世界水平。

雖然中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在不斷的進(jìn)步中，但和國際同行相比，差距依舊明顯。從市場占有率來說，更無法相提并論。工業(yè)機(jī)器人很多核心技術(shù)，目前我們尚未掌握，這是影響我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸。

在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個(gè)世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高社會(huì)生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。

機(jī)器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。國際電氣電子工程師協(xié)會(huì)IEEE的科學(xué)家在對(duì)未來科技發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測中提出了4個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向，機(jī)器人技術(shù)就是其中之一。一個(gè)國家要引入高技術(shù)并將其轉(zhuǎn)移為產(chǎn)業(yè)技術(shù)（產(chǎn)業(yè)化），必須具備5個(gè)要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。廣泛使用機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化，提高社會(huì)生產(chǎn)效率的一種十分重要的途徑。我國正在努力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備，培養(yǎng)人才，打開市場。

三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：

在本次設(shè)計(jì)中，擬應(yīng)用到的文獻(xiàn)涉及機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計(jì)類，機(jī)械繪圖類，機(jī)械工程控制類，機(jī)械工程材料和力學(xué)以及工業(yè)機(jī)器人或工業(yè)機(jī)器人手臂相關(guān)的資料，在設(shè)計(jì)過程中這些材料可以首先幫我們從整體上了解與機(jī)器人手臂相關(guān)的技術(shù)以及現(xiàn)在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢；其次，利用這些資料，可以在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)方案的初步制定；最后，機(jī)器人手臂設(shè)計(jì)過程中的所需材料的選擇，設(shè)計(jì)與校核計(jì)算，運(yùn)動(dòng)過程的控制以及其他的注意事項(xiàng)，都可以在相關(guān)文獻(xiàn)資料中得到一些指導(dǎo)與幫助。

機(jī)器人本體由機(jī)座、腰部、大臂、小臂、手腕、末端執(zhí)行器和驅(qū)動(dòng)裝置組成。共有六個(gè)自由度，依次為腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰、小臂俯仰、手腕回轉(zhuǎn)、手腕俯仰、手腕側(cè)擺。機(jī)器人采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)方式具有結(jié)構(gòu)簡單、易于控制、使用維修方便、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，這也是現(xiàn)代機(jī)器人應(yīng)用最多的驅(qū)動(dòng)方式。為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人靈活自由地移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用了蓄電池供電。電動(dòng)機(jī)可以選擇步進(jìn)電機(jī)或直流伺服電機(jī)。使用直流伺服電機(jī)能構(gòu)成閉環(huán)控制，精度高，額定轉(zhuǎn)速高，但價(jià)格較高，而步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)具有成本低，控制系統(tǒng)簡單的優(yōu)點(diǎn)。確定這種機(jī)器人的6 個(gè)關(guān)節(jié)都采用步進(jìn)電驅(qū)動(dòng)，開環(huán)控制。各部件組成和功能描述如下：(1)底座部件： 底座部件包括底座、回轉(zhuǎn)部件、傳動(dòng)部件和步進(jìn)電機(jī)等。底座部件固定在自動(dòng)引導(dǎo)車（AGV）上，支持整個(gè)操作機(jī)，步進(jìn)電機(jī)固定在底座上，一級(jí)同步帶傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳遞到腰部回轉(zhuǎn)軸，同時(shí)起到減速作用。2)腰部回轉(zhuǎn)部件： 腰部回轉(zhuǎn)部件包括腰部支架、回轉(zhuǎn)軸、支架、諧波減速器和步進(jìn)電機(jī)、制動(dòng)器等。作用是支承大臂部件，并完成腰部回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在腰部支上固定著驅(qū)動(dòng)大臂俯仰和小臂俯仰的電機(jī)。(3)大臂部件：包括大臂和傳動(dòng)部件。(4)小臂部件：包括小臂、減速齒輪箱、傳動(dòng)部件、傳動(dòng)軸等，在小臂前端（靠近大臂的一端）固定驅(qū)動(dòng)手腕三個(gè)運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)(5)手腕部件：包括手腕殼體、傳動(dòng)齒輪和傳動(dòng)軸、機(jī)械接口等(6)末端執(zhí)行器： 為抓取不同形狀、不同材質(zhì)的物體，末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)得開合范圍比較大，為 0～100mm?？紤]在指尖的平面上貼傳器片，進(jìn)行力的控制。

四、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：

[1].孟慶鑫、王曉東.《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006.[2].董華梁、彭文生.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.高等教育出版社，2007.[3].周伯英.《工業(yè)機(jī)械人設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社，1995 [4].鄭堤、唐可洪.《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.機(jī)械工業(yè)出版社，1997 [5].張鐵、謝存禧.《機(jī)械人學(xué)》.華南理工大學(xué)出版社，2004 [6].曲興華.《儀器制造技術(shù)》.機(jī)械工業(yè)出版社，2010 [7].柳暉.《互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)》.華東理工大學(xué)出版社，2006 [8].沈鴻.《機(jī)械工程手冊(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社，1983

五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說明）第5-6周 收集并整理相關(guān)資料

第7-8周 研究資料、編寫開題報(bào)告

第9-10周 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的初稿

第11-12周 根據(jù)指導(dǎo)教師意見，修改和完善論文 第13-14周 進(jìn)一步完善論文，定稿并裝訂成冊(cè) 第15-17周 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯，提交論文

第五篇：工業(yè)機(jī)器人讀書報(bào)告

工業(yè)機(jī)器人讀書報(bào)告

今天剛好沒什么事，于是就應(yīng)老師的要求把我們《工業(yè)機(jī)器人》這本書老師讓我們自己課后看的第二章認(rèn)真看了一遍。

《工業(yè)機(jī)器人》第二章講的是工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這本書主要是從以下6個(gè)方面來講的：1.工業(yè)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)；2.驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；3.機(jī)身和臂部設(shè)計(jì)；4.腕部設(shè)計(jì)；5.手部設(shè)計(jì)；6.行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在2.1中，書中主要給我們講了一下工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)思路。機(jī)器人總體設(shè)計(jì)一般分為系統(tǒng)分析和技術(shù)設(shè)計(jì)兩大步驟。其中系統(tǒng)分析主要分為以下幾步：1.根據(jù)使用場合，確定機(jī)器人的目的和任務(wù)；2.分析機(jī)器人所在系統(tǒng)的工作環(huán)境，包括機(jī)器人與已有設(shè)備的兼容性；3.分析系統(tǒng)的工作要求，確定機(jī)器人的基本功能和方案，準(zhǔn)備做技術(shù)設(shè)計(jì)；4.進(jìn)行必要的調(diào)查研究，搜集國內(nèi)外的有關(guān)資料，進(jìn)行綜合分析，找出可供借鑒之處，以及別人的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。技術(shù)設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)過程：1.確定機(jī)器人的基本參數(shù)（自由度數(shù)目、工作范圍、承載能力、運(yùn)動(dòng)速度、定位精度等）；2.確定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式；3.擬定檢測傳感系統(tǒng)框圖；4.確定控制系統(tǒng)總體方案，繪制框圖；5.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在2.2中，書中給我講了一下機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。首先它給我們分析了一下液壓、氣壓和電氣這三種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，其中液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：1.體積小，可以獲得較大的推力和轉(zhuǎn)矩；2.介質(zhì)的可壓縮性小，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，精度高；3.容易實(shí)現(xiàn)對(duì)力、速度、方向的自動(dòng)控制；4.油液介質(zhì)使系統(tǒng)具有防銹蝕和自潤滑性能。缺點(diǎn)是：1.油液的黏度受溫度影響，影響工作性能；2.液體泄漏難以克服，要求液壓元件制造精度高；3.需要提供相應(yīng)的供油系統(tǒng)和嚴(yán)格的濾油裝置。氣壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：1.壓縮空氣黏度小，容易達(dá)到高速（1m/s)；2.工廠一般都自有空氣壓縮機(jī)站，可提供壓縮空氣，不必再額外的添加動(dòng)力設(shè)備，而且空氣介質(zhì)對(duì)環(huán)境無污染，使用安全；3.氣動(dòng)元件工作壓力低，因此制造要求也低一些，價(jià)格低廉；4.空氣具有壓縮性，是系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過載自動(dòng)保護(hù)。缺點(diǎn)是：1.壓縮空氣一般為0.4~0.6Mpa，要想獲得較大的壓力，結(jié)構(gòu)就要增大；2.空氣具有壓縮性，工作平穩(wěn)性差，速度控制困難，要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的位置控制更困難；3.壓縮空氣排水比較麻煩；4.排氣造成噪音污染。電氣驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)是：1.步進(jìn)電機(jī)：多為開環(huán)控制，簡單，功率較小，多用于低精度、小功率的機(jī)器人；2.直流伺服電機(jī)：易于控制，有較理想的機(jī)械特性，但其電刷易磨損，易形成火花；3.交流伺服電機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，可以頻繁的啟動(dòng)、制動(dòng)。交流伺服電機(jī)和直流伺服電機(jī)相比：沒有電刷等易磨損部件，外形尺寸小，能在重載下高速運(yùn)行，加速性能好，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制和平滑運(yùn)動(dòng)，但控制較復(fù)雜。其次它把驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分為了直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，然后分別深入地給我們講解了這兩種機(jī)構(gòu)。其中直線驅(qū)動(dòng)可以直接由氣缸或液壓缸和活塞產(chǎn)生，也可以采用齒輪齒條、絲杠、螺母等傳動(dòng)元件由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換而得到。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)主要有齒輪鏈驅(qū)動(dòng)、同步帶傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)、諧波齒輪驅(qū)動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)減速器驅(qū)動(dòng)。

在2.3中，書中主要給我們介紹了一下機(jī)身和臂部設(shè)計(jì)，這一節(jié)主要是從三方面來給我們講的：首先是給我們介紹了一下機(jī)身設(shè)計(jì)過程，書中給我們介紹了幾種機(jī)身的典型機(jī)構(gòu)，并給我們講了一下機(jī)身驅(qū)動(dòng)力和力矩的計(jì)算，還給我們列舉了一些設(shè)計(jì)機(jī)身時(shí)要注意的問題；其次給我們講了一下機(jī)器人的臂部設(shè)計(jì)，它是先給我們介紹了一下臂部設(shè)計(jì)的基本要求，再給我們介紹了一些手臂的常用機(jī)構(gòu)；最后還給我們舉了一個(gè)MOTOMAN SV3機(jī)器人的機(jī)身與臂部的例子。機(jī)身設(shè)計(jì)要注意以下問題：1.要有足夠的剛度和穩(wěn)定性；2.運(yùn)動(dòng)要靈活，升降運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)套長度不宜過短，避免發(fā)生卡死現(xiàn)象，一般要有導(dǎo)向裝置；3.結(jié)構(gòu)布置要合理。通常工業(yè)機(jī)器人的機(jī)身具有具有回轉(zhuǎn)、升降、回轉(zhuǎn)與升降、回轉(zhuǎn)與俯仰、回轉(zhuǎn)與升降及俯仰等5種運(yùn)動(dòng)方式，采用哪一種方式由工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)來確定。機(jī)身驅(qū)動(dòng)力和力矩的計(jì)算主要分為三種：1.垂直升降運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算：作垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，除克服摩擦力之外，還要克服機(jī)身自身運(yùn)動(dòng)部件的重力和其承受的手臂、手腕、手部、工件等總重力以及升降運(yùn)動(dòng)的全部部件的慣性力，因此其驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算如下：

；2.回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算：作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)力矩只包括兩項(xiàng)：回轉(zhuǎn)部件的摩擦總力矩；機(jī)身自身運(yùn)動(dòng)部件和其攜帶的手臂、手腕、手部、工件等總慣性力矩，因此，其驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算方法為：中，其

。3.升降立柱下降過程不卡死的條件計(jì)算偏重力矩是指臂部全部零部件與工件的總重量對(duì)機(jī)身立柱軸的靜力矩。當(dāng)手臂在最大行程位置時(shí)，偏重力矩最大，因此，偏重力矩按懸伸最大行程，最大抓重時(shí)進(jìn)行計(jì)算。手臂在總重量G的作用下，產(chǎn)生偏重力矩，導(dǎo)致立柱傾斜。如果偏重力矩過大，并且導(dǎo)套設(shè)計(jì)不合理（導(dǎo)套長度不夠），立柱在導(dǎo)套中有卡住現(xiàn)象，這時(shí)，機(jī)身的升降驅(qū)動(dòng)力必須增大，相應(yīng)驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)就龐大。如果機(jī)身下降靠重力的話，則可能立柱被卡死在導(dǎo)套內(nèi)而不能作下降運(yùn)動(dòng)，這就是自鎖。因此必須根據(jù)偏重力矩的大小決定立柱導(dǎo)套的長度。要使立柱在導(dǎo)套內(nèi)自由下降，則臂部總重量必須大于導(dǎo)套與立柱之間的摩擦力，這就是升降立柱靠自重下降而不卡死的條件：在2.4中，書中給我們講的是機(jī)器人的腕部設(shè)計(jì)。這一節(jié)主要是從腕部的作用于自由度和機(jī)器人的手腕分類這兩個(gè)方面給我們講解

了一下，并給我們舉了一個(gè)MOTOMAN SV3機(jī)器人的手腕機(jī)構(gòu)的例子，還給我們分析了一下六自由度關(guān)節(jié)型機(jī)器人的關(guān)節(jié)布置與機(jī)構(gòu)特點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人的腕部是連接手部和臂部的部件，起支承手部的作用，手腕上的自由度主要是使手部（末端操作器）達(dá)到目標(biāo)位置和處于期望的姿態(tài)。為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間三個(gè)坐標(biāo)軸X、Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)，即具有翻轉(zhuǎn)、俯仰、偏轉(zhuǎn)三個(gè)自由度，如下圖所示。一般將手腕的翻轉(zhuǎn)稱為Roll，用R表示；將手腕的俯仰稱為Pitch，用P表示；將手腕的偏轉(zhuǎn)稱為Yaw，用Y表示，圖（d）所示的手腕即可實(shí)現(xiàn)RPY運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人的手腕分類主要有以下兩種方法：1.按自由度數(shù)目來分類：可分為單自由度手腕、兩自由度手腕、三自由度手腕。2.按驅(qū)動(dòng)方式分類：可分為直接驅(qū)動(dòng)手腕、遠(yuǎn)距離傳動(dòng)手腕。在2.5這一節(jié)，書中主要是從機(jī)器人手部的特點(diǎn)和手部的分類這兩個(gè)方面給我們著重介紹了一下機(jī)器人的手部設(shè)計(jì)。工業(yè)機(jī)器人的手部也稱末端操作器，是裝在工業(yè)機(jī)器人手腕上直接抓握工件或執(zhí)行作業(yè)的部件。工業(yè)機(jī)器人手部的特點(diǎn)有：1.手部與手腕相連處可拆卸。手部與手腕有機(jī)械接口，也可能有電、氣、液接頭，當(dāng)作業(yè)對(duì)象不同時(shí)，可以方便地拆除和更換手部；2.手部是工業(yè)機(jī)器人末端操作器，它可以是像人手那樣具有手指，也可以不具備手指，直接就是進(jìn)行專業(yè)作業(yè)的工具。3.手部的通用性比較差，手部屬于專用的裝置，一只手爪往往只能抓握一種或幾種在形狀、尺寸、重量等方面近似的工件；一種工具只能執(zhí)行一種作業(yè)任務(wù)；4.手部是一個(gè)獨(dú)立的部件。手部的分類主要有以下幾種方法：1.按用途分類：可分為手爪、工具。2.按夾持原理分類：可分為機(jī)械類、磁力類、真空類。3.按手指或洗盤數(shù)目分類：可分為兩指手爪、多指手爪。4.按智能化分類：可分為普通手爪、智能手爪。

2.6這一節(jié)，書中主要給我們著重介紹了一下車輪式行走機(jī)構(gòu)和履帶式行走機(jī)構(gòu)、步行機(jī)構(gòu)，并簡單介紹了一下其他行走機(jī)構(gòu)。機(jī)器人可分為固定機(jī)器人和行走機(jī)器人，一般的工業(yè)機(jī)器人都是固定式的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，行走機(jī)器人的應(yīng)用也越來越多。行走機(jī)構(gòu)是行走機(jī)器人的重要執(zhí)行部件，它由行走的驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、位置檢測元件、傳感器、電纜以及管路組成。一方面它支承機(jī)器人的機(jī)身、臂部、腕部。手部、工件，另一方面還根據(jù)工作任務(wù)的要求，帶動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在廣闊的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)。行走機(jī)構(gòu)按其行走運(yùn)動(dòng)軌跡可分為固定軌跡式和無固定軌跡式。固定軌跡式行走機(jī)構(gòu)主要用于工業(yè)機(jī)器人，無固定軌跡式主要有輪式、履帶式、步行式。

這一章看起來比較簡單，涉及到的計(jì)算也不多，但真正想把它搞透徹還是需要一點(diǎn)時(shí)間的，我是花了整整一下午才把它理解得差不多。