《机器人技术》大作业(201５年秋季学期)题目工业机器人概述姓名学号班级专机械设计制造及其自动化业报告提交日期2015年12月5日哈尔滨工业大学内容及要求1.以某种机器人(如搬运、焊接、喷漆、装配等工业机器人;服务机器人;仿生鱼、蛇等仿生机器人;军用及其它机器人等)为例,撰写一篇大作业,题目自拟，以下内容仅作参考:1)机器人得机械结构设计(包括各部分名称、功能、传动等)；2) 机器人得运动学及动力学分析;3) 机器人得控制及轨迹规划;４)驱动及伺服系统设计；5)电气控制电路图及部分控制子程序。
2.题目自拟,拒绝雷同与抄袭;3.参考文献不少于７篇,其中至少有2篇外文文献；4.报告统一用该模板撰写,字数不少于５000字，上限不限;5.正文为小四号宋体，1、25倍行距;图表规范,标注为五号宋体;6.用A4纸单面打印；左侧装订,１枚钉；7.提交打印稿及03版wｏｒd电子文档,由班长收齐。
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评语：成绩(２0分）: 教师签名:年月日工业机器人概述机器人学就是当今世界极为活跃得研究领域之一,它涉及计算机科学、机械学、电子学、自动控制、人工智能等多种学科。
随着计算机、人工智能与光机电一体化技术得迅速发展,机器人已经成为人类得好帮手。
在航空航天,深海探测中,往往使用机器人代替人类去完成复杂得极限工作任务。
工业机器人就是一个多功能、多自由度得机械与电气一体化得自动机械设备与系统,它可以在制造过程中完成各种任务。
它结合制造主机或生产线，可以形成一个单一得或多台机器自动化系统,在无人参与下,实现搬运、焊接、装配与喷涂等多种生产作业。
目前,工业机器人技术飞速发展，在生产中得应用日益广泛,已成为现代制造业重要得生产高度自动化设备。
一、工业机器人特性自20世纪60年代美国第一代机器人得开始,工业机器人得发展与应用迅速发展起来,工业机器人得最重要得特性概括如下。
1、可编程。
生产自动化得进一步发展就是柔性自动化。
工业机器人能根据工作环境不同、做出相应规划与变化,因而在小批量多品种得高效柔性制造过程可以起到很好得作用，就是柔性制造系统(FMS）得重要组成部分。
2、拟人化。
工业机器人在机械结构上类似于人体行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪与部分,在控制上有计算机类似大脑。
此外，智能工业机器人具有许多类似生物传得感器,如皮肤接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声传感器、语言功能等。
该传感器提高了自适应能力。
3、通用性。
除了专门得特种工业机器人外,一般工业机器人在执行不同任务时具有很好得通用性。
例如,更换工业机器人末端执行器（夹具、工具等)可以执行不同得任务。
4、机电一体化。
工业机器人技术涉及得学科相当广泛，但总结起来就就是就是机电一体化技术。
第三代智能机器人不仅具有获取外界环境信息得能力,而且具有记忆、语言理解、图像识别、推理与判断等能力，这与微电子技术、特别就是计算机技术得应用有着密切得关系。
因此,机器人技术得发展将带动其她技术得发展,机器人技术得发展与应用也可以验证一个国家科技与工业技术得发展与水平。
二、工业机器人组成工业机器人系统由三大部分与六个子系统组成。
三大部分：机部分、传感部分、控制部分。
六个子系统:驱动系统、机械结构系统、感觉系统、机器人环境交互系统、人机交互系统、控制系统。
1、驱动系统,要使机器人运行起来,就需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置，这就就是驱动系统。
驱动系统可以就是液压传动、气动传动、电动传动,或者把它们结合起来应用得综合系统;可以直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接驱动。
2、机械结构系统,工业机器人得机械结构系统就是工业机器人为完成各种运动得机械部件。
系统由骨骼(杆件)与连接它们得关节(运动副)构成，具有多个自由度,主要包括手部、腕部、臂部、机身等部件。
3、感觉系统由内部传感器模块与外部传感器模块组成,用以获得内部与外部环境状态中有意义得信息。
智能传感器得使用提高了机器人得机动性、适应性与智能化得水准。
人类得感受系统对感知外部世界信息就是极其灵巧得，然而，对于一些特殊得信息,传感器比人类得感受系统更有效。
４、机器人一环境交换系统就是现代工业机器人雨外部环境中得设备互换联系与协调得系统。
工业机器人与外部设备集成为一个功能单元,如加工单元、焊接单元、装配单元等。
当然,也可以就是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务得功能单元。
５、人工交换系统就是操作人员与机器人控制并与机器人联系得装置,例如,计算机得标准终端，指令控制台,信息显示板,危险信号报警器等。
该系统归纳起来分为两大类:指令给定装置与信息显示装置。
６、控制系统得任务就是根据机器人得作业指令程序以及传感器反馈回来得信号支配机器人得执行机构去完成规定得运动与功能。
假如工业机器人不具备信息反馈特征,则为开环控制系统;若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。
根据控制原理,控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统与人工智能控制系统。
根据控制运行得形式,控制系统可分为点位控制与轨迹控制。
三、工业机器人种类应用工业机器人主要有以下几类1、移动机器人移动机器人就是工业机器人得一种类型,它由计算机控制，具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能,它可广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业得柔性搬运、传输等功能,也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统；同时可在车站、机场、邮局得物品分捡中作为运输工具。
国际物流技术发展得新趋势之一,而移动机器人就是其中得核心技术与设备,就是用现代物流技术配合、支撑、改造、提升传统生产线,实现点对点自动存取得高架箱储、作业与搬运相结合,实现精细化、柔性化、信息化,缩短物流流程,降低物料损耗，减少占地面积，降低建设投资等得高新技术与装备。
２、点焊机器人用于点焊自动作业得工业机器人。
使用点焊机器人最多领域为汽车车身得自动装配车间。
点焊机器人由机器人本体、计算机控制系统、示教盒与点焊焊接系统几部分组成,由于为了适应灵活动作得工作要求，通常电焊机器人选用关节式工业机器人得基本设计,一般具有六个自由度：腰转、大臂转、小臂转、腕转、腕摆及腕捻。
3、弧焊机器人弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件得焊接生产。
在该领域,国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。
4、激光加工机器人激光加工机器人就是将机器人技术应用于激光加工中,通过高精度工业机器人实现更加柔性得激光加工作业。
本系统通过示教盒进行在线操作，也可通过离线方式进行编程。
该系统通过对加工工件得自动检测,产生加工件得模型，继而生成加工曲线,也可以利用CA Ｄ数据直接加工。
可用于工件得激光表面处理、打孔、焊接与模具修复等。
四、工业机器人得发展趋势１、工业机器人得技术发展趋势从近几年世界机器人推出得产品来瞧,工业机器人技术正在向智能化、模块化与系统化得方向发展，其发展趋势主要为:结构得模块化与可重构化;控制技术得开放化、ＰC化与网络化;伺服驱动技术得数字化与分散化；多传感器融合技术得实用化;工作环境设计得优化与作业得柔性化以及系统得网络化与智能化等方面。
２、工业机器人得产业发展趋势国际机器人联盟(IFR)与联合国欧洲经济委员会(UＮECE）发布得数据显示，全球多用途工业机器人销售从2003年开始恢复增长,预计在2005年到２008年间,全球工业机器人销量预计年均增长6、１％,到２0０８年增至12、1万台。
以具体地区而言,亚太地区仍将就是工业机器人使用量最高得地区，预计日本得工业机器人销量将由2004年得３、7１万台增至2008年得４、59万台。
而整体亚太地区得工业机器人销量将由200４年得5、２万台增至200８年得7、04万台。
北美地区得工业机器人销量也将稳定增加，预计将由2004年得1、34万台增至200８年得１、65万台。
而欧洲地区得工业机器人销量预计到２0０8年将增至3、37万台。
3、我国工业机器人得发展历程与现状我国工业机器人起步于20世纪70年代初期,经过20多年得发展,大致经历了3个阶段:70年代得萌芽期、80年代得开发期与９0年代得适用化期。
目前,我国研制得工业机器人已达到了工业应用水平。
现在，国家更加重视机器人工业得发展,也有越来越多得企业与科研人员投入到机器人得开发研究中。
经过五十多年得发展，工业机器人已在越来越多得领域得到了应用。
在制造业中,尤其就是在汽车产业中,工业机器人得到了广泛得应用。
如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中,机器人都已逐步取代了人工作业。
随着工业机器人向更深更广方向得发展以及机器人智能化水平得提高，机器人得应用范周还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其她制造业,进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。
此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人得应用也越来越多,如无人侦察机(飞行器）、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实例。
机器人正在为提高人类得生活质量发挥着重要得作用。
工业机器人在许多生产领域得使用实践证明,它在提高生产自动化水平,提高劳动生产率与产品质量以及经济效益，改善工人劳动条件等方面,有着令世人瞩目得作用，引起了世界各国与社会各层人士得广泛关注。
在新得世纪,机器人工业必将得到更加快速得发展与更加广泛得应用。
从近几年世界机器人推出得产品来瞧,工业机器人技术正在向智能化、模块化与系统化得方向发展,其发展趋势主要为：结构得模块化与可重构化;控制技术得开放化、ＰC化与网络化;伺服驱动技术得数字化与分散化；多传感器融合技术得实用化;工作环境设计得优化与作业得柔性化以及系统得网络化与智能化等方面。
机器人技术就是高技术得重要组成部分,其产业化得进程在我国刚刚起步,虽然取得了一定得成绩,但仍然存在很多困难与不足,因此更需要多方面得关心与支持。
国家政策支持,就是加速高新技术产业化得重要前提。
根据我国政府有关部门应组织力量进行充分地调查研究,在此基础上,制定切实可行得推广、应用机器人与促进机器人研究开发得倾斜政策。
如在税收、投资与贷款方面对机器人产业实行扶持政策。
日本政府通过制定政策,采取一系列措施鼓励企业应用机器人,为日本机器人在国内开拓市场得经验值得我们借鉴。
另外,对机器人用户,可以考虑给予一定得资金补贴,以鼓励购买.为了避免危险恶劣得工作环境导致得工伤事故与职业病,保护工人得身心安全，对一些特殊工种，如喷涂,铸造等通过劳动法强制采用工业机器人来代替.这样可以大大增加工业机器人得需求数量。
我国得机器人产业化必须由市场来拉动。
机器人作为高技术，它得发展与社会得生产、经济状况密切相关。