第一篇：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201*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

1 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(lái)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)。

2 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(jiǎn)史

1920年捷克作家卡雷爾·查培克在其劇本《羅薩姆的萬(wàn)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(guó)橡樹嶺國(guó)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(guò)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(guó)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�，F(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(guó)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(jiǎn)單的重復(fù)動(dòng)作，示教過(guò)程中，機(jī)械手可依次通過(guò)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(guò)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(guó)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(lái)，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(guó)家是美國(guó)和日本。美國(guó)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(guò)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(guò)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(jiǎn)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(guò)程由各大汽車主機(jī)廠負(fù)責(zé)完成。國(guó)際工業(yè)機(jī)器人企業(yè)憑借與各大汽車企業(yè)的長(zhǎng)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(guó)，在該領(lǐng)域占據(jù)市場(chǎng)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(lái)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。201*年9月，機(jī)器人研究所研制完成國(guó)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。201*年9月，經(jīng)過(guò)優(yōu)化和性能提升的第二臺(tái)機(jī)器人完成并順利通過(guò)驗(yàn)收，該機(jī)器人整體技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國(guó)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(guó)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(gòu)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(guó)際大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)既是競(jìng)爭(zhēng)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(guò)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(guò)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(guò)示教盒進(jìn)行在線操作，也可通過(guò)離線方式進(jìn)行編程。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)加工工件的自動(dòng)檢測(cè)，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�？捎糜诠ぜ�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(cè)技術(shù)：將三坐標(biāo)測(cè)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(cè)量。

(4)激光加工機(jī)器人專用語(yǔ)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(yǔ)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(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵部件。而且國(guó)外對(duì)中國(guó)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(guó)半導(dǎo)體設(shè)備整機(jī)裝備制造的“卡脖子”問(wèn)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(guò)結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，避開國(guó)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(wèn)題。

(4)動(dòng)態(tài)軌跡修正技術(shù)：通過(guò)傳感器信息和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)信息的融合，檢測(cè)出晶圓與手指之間基準(zhǔn)位置之間的偏移，通過(guò)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(yǔ)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(yǔ)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(lái)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(cè)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(rùn)滑技術(shù)：通過(guò)采用負(fù)壓抑塵結(jié)構(gòu)和非揮發(fā)性潤(rùn)滑脂，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境無(wú)顆粒污染，滿足潔凈要求。

(2)高速平穩(wěn)控制技術(shù)：通過(guò)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(yíng)成本高，通過(guò)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(cè)技術(shù)：通過(guò)光學(xué)傳感器，能夠通過(guò)機(jī)器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無(wú)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(zhǎng)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(jiǎn)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(lái)的發(fā)展方向。國(guó)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(guó)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(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)ieee的科學(xué)家在對(duì)未來(lái)科技發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測(cè)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(guó)際機(jī)器人工業(yè)人士在丹麥?zhǔn)锥几绫竟�根召開了一次工業(yè)機(jī)器人國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大會(huì)，并在這次大會(huì)上通過(guò)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201*年指定的一份計(jì)劃，日本201*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(wàn)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(wàn)工業(yè)機(jī)器人相當(dāng)于千萬(wàn)勞動(dòng)力，是目前日本全部勞動(dòng)人口的15%。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初，其發(fā)展過(guò)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(guò)20多年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。目前我國(guó)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(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國(guó)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(lái)。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(guó)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/manpowww.seogis.com

目錄

一、全球工業(yè)機(jī)器人發(fā)展情況分析

1. 工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)特點(diǎn)分析

2. 工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模分析

3. 工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分(來(lái)源說(shuō)明好范 文網(wǎng)：www.seogis.comonic在華業(yè)務(wù)分析

四、國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人減速器發(fā)展分析

1. 企業(yè)技術(shù)實(shí)力分析

2. 投資情況分析

3. 產(chǎn)能情況分析

4. 企業(yè)分布情況

五、國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人減速器細(xì)分市場(chǎng)分析

1. rv減速器市場(chǎng)發(fā)展分析

1) rv減速器國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展

2) rv減速器國(guó)內(nèi)企業(yè)分析

2. 諧波減速器市場(chǎng)發(fā)展分析

1) 諧波減速器國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展

2) 諧波減速器國(guó)內(nèi)企業(yè)分析

六、中國(guó)機(jī)器人企業(yè)減速器應(yīng)用分析

1. 沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司

2. 廣州數(shù)控設(shè)備有限公司

3. 安徽埃夫特智能裝備有限公司

4. 南京埃斯頓工業(yè)自動(dòng)化有限公司

5. 東莞市啟帆工業(yè)機(jī)器人有限公司

6. 上海沃迪自動(dòng)化裝備股份有限公司

七、中國(guó)工業(yè)機(jī)器人減速器發(fā)展環(huán)境分析

1. 行業(yè)政策發(fā)展環(huán)境分析

1) 國(guó)家政策及效果分析

2) 地方政策及效果分析

3) 行業(yè)政策發(fā)展趨勢(shì)

2. 行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境分析

1) 制造業(yè)人力成本分析

2) 制造業(yè)從業(yè)人員分析

3) 機(jī)器人投資回報(bào)分析

3. 行業(yè)技術(shù)發(fā)展環(huán)境分析

八、中國(guó)工業(yè)機(jī)器人投資機(jī)會(huì)及建議

九、工業(yè)機(jī)器人減速器相關(guān)概念

1. 工業(yè)機(jī)器人減速器定義及分類

2. 工業(yè)機(jī)器人減速器產(chǎn)業(yè)鏈分析

第三篇：輪式機(jī)器人調(diào)研報(bào)告

輪式機(jī)器人調(diào)研報(bào)告

摘要：機(jī)器人是一種自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。在機(jī)器人中，輪式機(jī)器人的應(yīng)用十分廣泛，在各個(gè)領(lǐng)域都出現(xiàn)了輪式機(jī)器人的身影。由于應(yīng)用廣泛，人們對(duì)其的研究和思考從未間斷。

關(guān)鍵詞：定義 構(gòu)成 分類 控制 機(jī)構(gòu) 應(yīng)用

正文：

一、 定義

隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，機(jī)器人在生產(chǎn)生活中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，其中，工業(yè)機(jī)器人大多都是機(jī)械臂使固定機(jī)器人。而還有很多機(jī)器人可以根據(jù)人們的需要按照預(yù)訂路徑進(jìn)行移動(dòng)，這類機(jī)器人即為移動(dòng)機(jī)器人其移動(dòng)機(jī)構(gòu)又分為輪式、履帶式、腿式、跳躍式和復(fù)合式。每種機(jī)器人都有其特定的制造方式和功能。其中，輪式機(jī)器人，既以驅(qū)動(dòng)輪子來(lái)帶動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)和工作的機(jī)器人。雖然其運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性與路面的路況有很大關(guān)系，但是由于其具有自重輕、承載大、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)和控制相對(duì)方便、行走速度快、工作效率高等特點(diǎn)，從而被廣泛應(yīng)用。

二、 輪式機(jī)器人的分類

由于輪子的多少，直接關(guān)系到機(jī)器人設(shè)計(jì)的技術(shù)和難度，以及其功用。所以輪式機(jī)器人的分類一般都是根據(jù)其輪子多少進(jìn)行分類。按照已經(jīng)出現(xiàn)的機(jī)器人，可以分為如下幾類：?jiǎn)屋啙L動(dòng)機(jī)器人（如球形機(jī)器人）、兩輪移動(dòng)機(jī)器人在（如自行車機(jī)器人）、三、四輪機(jī)器人（如智能車）、六輪機(jī)器人和復(fù)合機(jī)器人。一般而言，三輪機(jī)器人簡(jiǎn)單實(shí)用，四輪機(jī)器人穩(wěn)定性好，承載能力大，而相比之下，六輪機(jī)器人比四輪機(jī)器人更為優(yōu)越。

三、 輪式機(jī)器人研究的幾個(gè)重要方面

機(jī)器人是一種高自動(dòng)化的高科技產(chǎn)品，它的誕生，是各個(gè)學(xué)科交叉應(yīng)用的結(jié)果。如今，研制一種機(jī)器人就需要從各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域?qū)ζ溥M(jìn)行研究和創(chuàng)新。一般而言，機(jī)器人的主要技術(shù)如下：機(jī)器人機(jī)構(gòu)、導(dǎo)航和定位、路徑規(guī)劃、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、移動(dòng)機(jī)器人傳感器技術(shù)、屏蔽技術(shù)等。

1. 機(jī)器人機(jī)構(gòu)

輪式機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于機(jī)械領(lǐng)域，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮自身重量的影響，還要考慮到工作環(huán)境的影響，而且不能對(duì)數(shù)據(jù)的采集和分析產(chǎn)生干擾。在輪式機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，最為重要的是轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如今，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要分為如下幾種：艾克曼轉(zhuǎn)向（前輪轉(zhuǎn)向前輪驅(qū)動(dòng)或者前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動(dòng)）；滑動(dòng)轉(zhuǎn)向（兩側(cè)車輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)）；全向轉(zhuǎn)動(dòng)（基于全方位移動(dòng)輪構(gòu)建，如麥克納姆輪）；軸－關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)向；（車輪轉(zhuǎn)動(dòng)幅度較大）；車體－關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)向（轉(zhuǎn)彎半徑小，轉(zhuǎn)向靈活，但是軌跡難以控制）。再輪式機(jī)器人的設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)具體需要來(lái)選擇轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2. 導(dǎo)航和定位

導(dǎo)航和定位是確定機(jī)器人在多維工作環(huán)境中相對(duì)于全局坐標(biāo)的位置，是移動(dòng)機(jī)器人最基本的環(huán)節(jié)。導(dǎo)航方式有慣性導(dǎo)航，磁導(dǎo)航，視覺導(dǎo)航，衛(wèi)星導(dǎo)航等，定位方式有慣性定位，陸標(biāo)定位，聲音定位等，在機(jī)器人設(shè)計(jì)中，需要對(duì)輪式機(jī)器人的模型進(jìn)行分析，才能得出合理有效地導(dǎo)航方式和定位方式。

3. 路徑規(guī)劃

路徑規(guī)劃，既讓輪式機(jī)器人按照某一性能指標(biāo)搜索一條起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)的最優(yōu)路徑。在設(shè)計(jì)過(guò)程中路徑規(guī)劃要考慮全局路徑和局部路徑兩個(gè)方面。其中全局路徑是機(jī)器人運(yùn)行的總路徑，而局部路徑可以使機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中避免碰撞。在分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，可以考慮d-h參數(shù)法對(duì)其進(jìn)行分析。

4. 傳感器

在輪式機(jī)器人中，傳感器就相當(dāng)于人的感官。它收集外界和自己發(fā)生的信息，從而為后續(xù)處理積累了前提的數(shù)據(jù)。輪式機(jī)器人中一般會(huì)用到的傳感器一般有如下幾種：內(nèi)部有測(cè)量機(jī)器人行進(jìn)速度的，如線加速度計(jì)；測(cè)量轉(zhuǎn)角的，如陀螺儀，外部的傳感器主要是用來(lái)檢測(cè)外部環(huán)境，防止碰撞，如超聲波傳感器，視覺傳感器等等。傳感器將采集來(lái)的數(shù)據(jù)傳送給控制器，再加以處理，才能使得輪式機(jī)器人按照預(yù)訂路徑進(jìn)行移動(dòng)。

5. 控制

常見的控制有pid控制，但是這些年一般對(duì)機(jī)器人所用的都是模糊控制，因?yàn)槟：�控制不需要建立�?shù)學(xué)模型，可以語(yǔ)言化的表達(dá)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。另外，由于工作環(huán)境的要求，很多輪式機(jī)器人都用上了遙控技術(shù)，這樣，可以擴(kuò)大機(jī)器人的工作空間和工作能力，但是遙控通常會(huì)產(chǎn)生更大的誤差，因此，如何更好地控制誤差，使其達(dá)到預(yù)定的工作效果，是遙控技術(shù)不可不考慮的一個(gè)問(wèn)題。

6. 屏蔽

由于在機(jī)器人工作工程中，會(huì)產(chǎn)生這樣那樣的干擾，如何去除這些干擾，讓機(jī)器人更為可靠，就需要更好的屏蔽技術(shù)來(lái)為其服務(wù)。屏蔽設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到可靠

性，適應(yīng)性以及經(jīng)濟(jì)性，盡量為其找到適合的屏蔽技術(shù)。一般的屏蔽技術(shù)有：隔離技術(shù)，濾波技術(shù)，接地抑制反電勢(shì)干擾技術(shù)等。

四、 總結(jié)

機(jī)器人是一種仿生的高科技產(chǎn)物。輪式機(jī)器人的出現(xiàn)，為人們的生活和科學(xué)發(fā)展做出了十分接觸的貢獻(xiàn)。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、反恐、防爆、空間探測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域，輪式機(jī)器人都可以代替人類完成一些危險(xiǎn)或者不可完成的任務(wù)。如何控制輪式機(jī)器人按照我們需要的方式進(jìn)行移動(dòng)和精準(zhǔn)的動(dòng)作是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。另外，如今，機(jī)器人已經(jīng)向著更為宏觀和微觀的方向發(fā)展，相信，在不久的將來(lái)，在更為精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和控制下，輪式機(jī)器人將會(huì)為我們帶來(lái)更為美好的生活！

第四篇：機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應(yīng)用(機(jī)器人概論報(bào)告)

機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)和日常生活中的應(yīng)用

因?yàn)榕d趣，所以我選擇了機(jī)器人概論這門課，雖然只有十多節(jié)課，但還是學(xué)習(xí)、了解不少知識(shí)。

研制機(jī)器人的最初目的是為了幫助人們擺脫繁重勞動(dòng)或簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)，以及替代人到有輻射等危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，因此機(jī)器人最早在汽車制造業(yè)和核工業(yè)領(lǐng)域得以應(yīng)用。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域的焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配、鑄造等場(chǎng)合，己經(jīng)開始大量使用機(jī)器人。另外在軍事、海洋探測(cè)、航天、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、林業(yè)甚到服務(wù)娛樂(lè)行業(yè)，也都開始使用機(jī)器人。從機(jī)器人的用途來(lái)分，可以分為兩大類：軍用機(jī)器人和民用機(jī)器人。軍用機(jī)器人主要用于軍事上代替或輔助軍隊(duì)進(jìn)行作戰(zhàn)、偵察、探險(xiǎn)等工作。根據(jù)不同的作戰(zhàn)空間可分為地面軍用機(jī)器人、空中軍用機(jī)器人(即無(wú)人飛行機(jī))、水下軍用機(jī)器人和空間軍用機(jī)器人等。在民用機(jī)器人中，各種生產(chǎn)制造領(lǐng)域中的工業(yè)機(jī)器人在數(shù)量上占絕對(duì)多數(shù)，成為機(jī)器人家族中的主力軍；其它各種種類的機(jī)器人也開始在不同的領(lǐng)域得到研究開發(fā)和應(yīng)用。

機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成。而傳感器作用尤為重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，視覺、力覺、聲覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。加之器件集成度的提高，控制柜日漸小巧，采用模塊化結(jié)構(gòu)，似的機(jī)器人的功能越來(lái)越強(qiáng)，系統(tǒng)的可靠性提高了、易操作性變得簡(jiǎn)單而且可維修性變強(qiáng)。而控制方式一般有自主操控式、半自主操控式、遙控式等多種方式。

服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個(gè)年輕成員， 目前處于開發(fā)及普及的早期階段。

大樓清洗機(jī)器人是以爬壁機(jī)器人為基礎(chǔ)開發(fā)出來(lái)的，它只是爬壁機(jī)器人的用途之一。爬壁機(jī)器人有負(fù)壓吸附和磁吸附兩種吸附方式，大樓擦窗機(jī)器人采用的是負(fù)壓吸附方式。磁吸附爬壁機(jī)器人也已在我國(guó)問(wèn)世，并已在大慶油田得到了應(yīng)用。

幫助殘障人行走的機(jī)器人輪椅已逐漸成為熱點(diǎn)。機(jī)器人輪椅主要有口令識(shí)別與語(yǔ)音合成、機(jī)器人自定位、動(dòng)態(tài)隨機(jī)避障、多傳感器信息融合、實(shí)時(shí)自適應(yīng)導(dǎo)航控制等功能。機(jī)器人輪椅關(guān)鍵技術(shù)是安全導(dǎo)航問(wèn)題，采用的基本方法是靠超聲波和紅外測(cè)距，個(gè)別也采用了口令控制。超聲波和紅外導(dǎo)航的主要不足在于可控測(cè)范圍有限，視覺導(dǎo)航可以克服這方面的不足。在機(jī)器人輪椅中，輪椅的使用者應(yīng)是整個(gè)系統(tǒng)的中心和積極的組成部分。對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，機(jī)器人輪椅應(yīng)具有與人交互的功能。這種交互功能可以很直觀地通過(guò)人機(jī)語(yǔ)音對(duì)話來(lái)實(shí)現(xiàn)。盡管個(gè)別現(xiàn)有的移動(dòng)輪椅可用簡(jiǎn)單的口令來(lái)控制，但真正具有交互功能的移動(dòng)機(jī)器人和輪椅尚不多見，也是有待研究。

作為一項(xiàng)前沿的高新技技術(shù)，機(jī)器人還有廣闊的發(fā)展空間。我們要發(fā)展他，掌握他，領(lǐng)導(dǎo)他的發(fā)展，但我們絕不能依賴他，他只是服務(wù)于我們，使我們的生活更美好的工具。

第五篇：工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人課程報(bào)告

**理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)201*級(jí) 流體傳動(dòng)與控制模塊（8）

班級(jí)：

學(xué)號(hào)：

姓名：

日期：

工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理及其應(yīng)用

[摘要]:自從20世紀(jì)初以來(lái),隨著機(jī)床,汽車等制造業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了機(jī)械手,并且經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展以及在工業(yè)中的應(yīng)用,工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)越來(lái)越受到人們的重視.有代表性的美國(guó),日本，蘇聯(lián)，歐洲在工業(yè)機(jī)器人方面的研究和應(yīng)用加大了力度,特別是日本在這方面尤其突出。 近年來(lái)工業(yè)機(jī)器人在焊接,噴涂,搬運(yùn)物料,裝配,海洋開發(fā),原子能工業(yè),宇宙開發(fā)，軍事應(yīng)用，農(nóng)牧業(yè)，建筑，礦業(yè)，醫(yī)療福利等方面也有了廣泛的應(yīng)用，并且隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍一定會(huì)越來(lái)越廣泛。下面我們將從執(zhí)行系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)四方面來(lái)具體介紹工業(yè)機(jī)器人。

[abstract]：since the beginning of the 20th century, www.seogis.coms),它可以滿足多品種,中小批量生產(chǎn)的需要. 4裝配由于機(jī)器人的觸覺和視覺系統(tǒng)不斷完善,可以把軸類件投放于孔內(nèi)的準(zhǔn)確度提高到0.01mm之內(nèi)。國(guó)外已逐步開始應(yīng)用機(jī)器人裝配復(fù)雜部件，例如裝配發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)，大規(guī)模集成電路板等。

5海洋開發(fā)機(jī)器人常用于海洋測(cè)量多目標(biāo)觀測(cè)，海底施工，電纜鋪設(shè)，管道連接維修，石油開采等。

6原子能工業(yè)機(jī)器人可用于放射性物質(zhì)搬運(yùn)，設(shè)備檢查維修，污染物處理等對(duì)人體有害的工作。

7其他機(jī)器人在宇宙開發(fā)，軍事應(yīng)用，農(nóng)牧業(yè)，建筑，礦業(yè)，醫(yī)療福利等方面也有了廣泛的應(yīng)用，并且隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍一定會(huì)越來(lái)越廣泛。

參考文獻(xiàn)：吳廣玉 姜復(fù)興編 《機(jī)器人工程導(dǎo)論》哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1988年3月張建明 編著《工業(yè)機(jī)器人》北京理工大學(xué)出版社1988年12月

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