气体应用领域（氧、氮）
工业气体是指氧、氮、氩、氖、氦、氪、氙、氢、二氧化碳、乙炔、天然气等。由于这些气体具有固有的物理和化学特性，因此在国民经济中占有举足轻重的地位，推广应用速度非常快，几乎渗透到各行各业。
工业气体用量最多的传统产业有：炼钢、炼铁、有色金属冶炼、化肥生产、乙稀、丙稀、聚氯乙稀、人造纤维、合成纤维、硅胶橡制品、电缆和合成革等石油化学工业、机
械工业中的焊接，金属热处理、氦扦漏等，浮法玻璃生产等。由于这些传统产业在近几年发展迅速，工业气体的用量也达到高峰。
工业气体用量正在掘起的产业有：煤矿灭火、石油开采、煤气化和煤液化，玻璃熔
化炉、水泥生产窑、耐火材料生产窑，砖瓦窑等工业炉窑、食品速冻，食品气调包装、啤酒保鲜、光学、国防工业中的燃料、超导材料生产、电子、半导体、光纤生产、农业、畜牧业、鱼业、废水处理、漂白纸浆、垃圾焚烧、粉碎废旧轮胎等环保产业、建筑、气象、文化、文物保护、体育运动、公安破案、医疗保健产业中的冷刀、重危病人吸氧、高压氧冶疗、人体器管低温冷藏、麻醉技术及氧吧等。
工业气体应用正在试验中的产业有：固体氮生产，燃料电池生产，磁性材料生产，超细加工，天然气发电，压缩天然气汽车，氢能汽车生产等。
工业气体用量较多的产业如钢铁、化肥、化工、玻璃及化纤行业均自建气体生产设备，实行自产自销的企业经营方针，一些工业气体用量较少的产业，主要依市场购买工业气体。因此工业气体的液体市场正在掘起，应用领域也越来越广泛，如1999年美国液氧
和液氮市场，按行业分，各行业的占有比例如下：
?液氧市场：机械16%、金属14%、保健13%、电子12%、焊接10%、运输10%、化工9%、玻璃5%、运输服务2%、造纸1%、实验室1%、其他7%。
?液氮市场：化工22%、食品20%、电子16%、机械7%、金属6%、油气5%、石油4%、运输4%、橡胶3%、实验室3%、制造2%、其他8%。
我国的江苏、上海和马鞍山有丰富的液态工业气体资源。每年可提供约90万吨的液
体产品供市场需要。河北省每年也可提供30万吨的液体产品满足市场需要。
--- 钢铁工业中的应用 ------------
吹氧炼钢：吹氧炼钢，已为各国普遍采用，成为钢铁工业飞跃发展的一条重要途径。吹氧炼钢的主要方式有：转炉纯氧顶吹或底吹炼钢、电孤炉炼钢和平炉炼钢。转炉炼钢每吨钢耗氧50~60m3；电孤炉炼钢每吨钢耗氧10~25m3；平炉炼钢每吨钢耗耗氧20~40m3。1993年世界各国或地区各种炼钢法所占的比例（%），其中中国：转炉钢是63.8%（美国
为61.8%，日本为68.8%，卢森堡为100%，奥地利为90.1%）、电弧炉钢为21.8%（美国为38.2%，日本为31.2%，奥地利为9.9%）、平炉钢为14.2%（美、日、奥均为0）、其
他钢为0.2%（美、日、奥均为0）。世界：转炉59.4%，电弧炉31.0%，平炉9.6%，其
他0.1%。进入90年代，电炉短流程技术在世界蓬勃发展。现代化大型电炉采用了各种强
化供氧技术，提高生产效率和降低电耗。和30年前相比，电炉的冶炼周期从210min降低到55min，冶炼电耗从650kWh/t降低到350kWh/t，而氧气的用量从8m3/t增加到
35~60m3/t。炼钢用氧要求氧气纯度达到99.6%，避免钢水吸氧，一般要求总管压力大于
2MPa，工作压力大于1.2MPa，气体要求清洁，无水无油。
此外，轧钢每吨钢耗氧3~6m3、钢材加工、连铸坯火焰切割，火焰清除、炉衬火焰每吨
钢耗氧11.4~14.2m3。
高炉富氧喷煤炼铁：高炉富氧喷煤炼铁可提高利用系数和降低焦比。1991年3月12
至5月24日，首钢公司在1号高炉进行了高富氧大喷煤试验，最高富氧率达5.5%，鼓风
中每富氧1%，可增产2.5%~3.0%，试验期55天，共增产生铁1.17万吨；每富氧1%，可
提高煤气热值1.28%~2.00%，相当于使用风温升高32~79℃。鞍钢2号高炉富氧喷煤冶炼
试验（1992年3月~1993年3月），氧气由鞍钢氧气厂提供，气量10000~12000m3/h，纯
度99.5%，压力1.2~1.6MPa（进入高炉冷风前减压至0.6MPa）。为安全，系统安装了氮
和均压设施，冶炼结果，富氧鼓风以后，平均每富氧1%，可增产2.27%，温度升高35℃，吨铁成本降低6.91元。1993年12月14~15日，冶金部科技司组织鉴定，当富氧到24.71%时，喷煤量达到161kg/t，入炉焦比降到407kg/t，综合焦比降到536kg/t。
熔融还原炼铁： 21世纪，对钢铁工业发展的基本要求是消除环境污染。为根本改变
钢铁工业的污染现状，许多发达国家纷纷投入巨资开发熔融还原炼铁技术。熔融还原采用纯氧燃烧煤，代替焦炭炼铁。同时，产生大量高热值洁净煤气，作为能源输出。韩国浦
项钢铁公司已向奥钢联订购一套年产60~70万吨铁水的COREX熔融还原炉装置（C-2000型，日产2000吨铁），已于1995年12月投产。与传统的高炉工艺路线相比，COREX设备铁水成本降低30%，SO2发散量减少94%，NOx减少78%，灰尘减少97%。
在宁波也用熔融还原炼铁法，拟采用2套C-2000型COREX装置，炼铁-复吹转炉-薄板坯连铸轧-冷连轧全部流程，总投资126亿元。年设计产钢160万吨。据概算，若采用球团
矿方案，需配62000m3/h空分设备两套；如为块矿方案，需配71000m3/h空分设备两套。技术指标：氧耗580m3/t铁，2×600型竖炉需氮气700m3/t铁。高炉富氧炼铁用氧，对氧
纯度要求可放低到92~95‰。
全氧高炉炼铁：前苏联莫斯科钢铁研究总所，1033m3高炉上进行100%使用氧气试验，将煤气在热风炉蓄热室预热，然后代替通常的热风吹入高炉，接着在每个风口喷入氧气。这一工艺在1985~1990年间试验了12次，生产铁水25万吨。在一次试验中，焦比达3677kg/t铁水，用氧2517kg/t铁水，日产含2.2%Si的铁水1700吨。
氮气在钢铁厂的应用
主要是用作保护气，如轧钢、镀锌、镀铬、热处理（尤为薄钢片）连续铸造等都要用氮气作保护气，而且氮气纯度要求99.99%以上。
氩的化学情性被用于特种金属的冶炼：锂、铍、铀、钚、钍、钛、锆、铪、铌、钽
等原子核及空间工业方面所需的稀有金属进行还原反应时，要用氩气作环境气体。半导体材料硅、锗的精炼和单晶的制备过程中，也要用氩气作环境气体，以保护结晶成长。
炼钢过程也要用氩：如向熔融的钢水中吹入氩气，使成份均匀，钢液净化，并可除
掉溶解在钢水中的氢、氧、氮等杂质，提高钢坯质量。吹氩还可以取消还原期，缩短冶炼时间，提高产量，节约电能等。
氩气吹炼和保护是提高钢材质量的重要途径，我国已有不少钢厂采用。据介绍，氩气耗量为1~3m3吨钢。
氧、氮、氩是炼钢企业不可缺少的工业气体，据天津钢管公司介绍，公司自产二次能源消耗为：氧气年耗量2046m3，其中电炉工艺用氧约占79.2%,连铸切割用氧约占6.1%,
废钢切割用氧约占5.9%,其它用氧约占8.8%；氮气年耗量2141万m3，其中直接还原铁保护用氮约80.2%,冶炼工艺用氮约15.3%,石灰窑和动力用氮约4.5%；氩气年耗量29.4万
m3,全部用于炼钢,其中冶炼用氩61.8%,连铸用氩38.2%。
据报导，目前炼铁、炼钢、轧钢的综合氧耗已达100~140m3/t，氮耗80~120m3/t，氩
耗3~4m3/t。
炉外精炼：炼钢、连铸生产企业面临的首要任务是提高钢的质量，扩大品种，而炉外精
炼工艺则是关键，尤其是对生产高级别钢种和高附加值产品及提高其竞争力具有重要作用。钢液的炉外精炼是把一般炼钢中要完成的精炼任务，如脱硫、脱氧、除气、去除非金属夹杂物、调整钢的万分和钢液温度等，移到炉外的"钢包"或者专用的容器中进行。炉外精炼
工艺与工业气体的使用密切相关，一般可分为真空精炼法和非真空精炼法。真空精炼法包括：（1）真空吹氩法（2）真空吹氧脱碳精炼法（3）强搅拌真空吹氧脱碳精炼法（4）转炉真空吹氧脱碳法非真空精炼法包括：（1）氩氧炉脱碳精炼法（2）气氧炉脱碳精炼法（3）钢包吹氩法（4）密封吹氩法（5）带盖钢包吹氩法
富氧在有色全属熔炼工业上的应用
富氧炼铜: 日本玉野冶炼厂,从1981年开始吹氧炼铜,使生产力提高30%以上,美国英伦西冶炼厂,1982年开始进行吹氧炼铜,使燃料节省50%。美国Wotrerine铜冶炼厂，采用29%富氧，节约燃料30%。我国安徽铜陵第二冶炼厂在10.5m3密闭鼓风炉上改用28%的富氧
空气。床能率提高45%。日本点岛冶炼厂，1991年投运23万t/d阳极铜炉，建有
8650m3/h空分设备，国内最大的炼铜基地--江西贵溪冶炼厂，为将日本往友的闪速炉改为富氧熔炼。内蒙包关铜厂，使氧含量提高量28%，没有排放，二氧化碳浓度增高，每天
提高铜产量1130吨，硫酸成本降低30%。
富氧炼铅：澳大利亚MTM公司建一座ISA法炼铅厂，1991年12月投产，规模为年
产铅6万吨，采用富氧空气熔炼，27%O2，流量7.1m3/s，压力135kPa。再ISA法炼铜厂，1992年投产一座18万t/a铜炉，配一套525t/d（约15400m3/h）制氧机。我国甘肃白银西
北铅锌冶炼厂，将在铅锌冶炼中应用氧气。
富氧炼白银：甘肃白银有色金属公司冶炼厂，在白银炉上采用富氧熔炼，使日处理
炉科量增加了56%。
富氧炼铝：日本三井氧化铝制造公司试验高炉炼铝技术，始于1975年，到1980年
已在实验室制得纯度99.9%的高纯铝，1981年11月20日获准日本专利。高炉炼铝所用的热风，最好用纯氧，也可使用富氧空气，即在空气中加入4%以上的氧。富氧空气经热风
炉预热，从高炉下部第一风口喷入。到1984年，已完成1m3实验炉和喷吹能力为每小时
喷吹240公斤粉煤以及每小时可将100m3氧气预热到500℃的预热设备。计划1987年达
到半工业性设备的生产。
--- 在化肥工业中的应用 ------------------
氮气是氮肥工业的主要原料,如硝酸铵含氮36%、硫酸铵含氮21%、尿素含氮46.7%。氮气在氮肥厂开工生产前，或在系统大修后，还用来置换管道和容器内的空气或煤气，以确保安全操作。
在小型水煤气制合成氨的工厂中，加氮后氮、氢比例稳定，操作平稳，同时可降低合成氨的电耗。此外还用精氮(99.99%)保护触媒。用纯液氮洗涤精制的氢氮混合气，使得惰
性气体（甲烷和氢）极微，一氧化碳和氧的含量不超过20PPm。这个氮洗，氮气的消耗
量约为750米3/吨氨左右。
有了合成氨这个原料气，就可以制造各种肥料，1吨合成氨可生产硝铵2~2.2吨，硫
铵3.8~4吨，尿素1.5~1.7吨。氧气作粉煤或重油的气化剂，氮气参与合成作原料气，并
作装置的安全保护气（触煤保护就要99.99%的纯氮气）。如以粉媒气化，每吨合成氨耗
氧500~900m3；如以重油气化，每吨合成氨耗氧250~700m3；以渣油气化，每吨合成氨
耗氧850~940m3；石灰氮是一种化学氮肥，1吨石灰氮要消耗氮气300~500m3，现石灰搂
主要制双氰胺，硫脲和氰熔体等化工产品。
大化肥装置一定要配置大型空分设备，如山东省华鲁恒升，年产60万吨合成氨，有
一套开空40000m3/h空分设备，其鲁奇炉加压气化需要19780m3×2/h、90%O2；液氮洗涤要29681m3×2/h、2ppmO2的高纯氮，以及750m3×2/h的液氮。南京化学工业有限公司每
年生产30万吨合成氨装置和52万吨尿素装置，配置能力为4万立方米/时的空分设备。
---- 在化学工业中的应用 -----------------
化学工业与化肥工业及石油化工、石油化纤工业，对氮的需求量都大。苏联63.7%的
氮气用于化学与化肥工业上，在氮、尿素、已内酰胺、乙烯、丙烯、聚氯乙烯、人造纤维、合成纤维、硅橡胶制品、电缆合成革等生产中，氮作为工艺气体已广泛应用与研究开拓。特别是乙烯装置在石油化工中具有特殊重要的地位。我国乙烯工业经近30年的发展，已
初具规模。1993年全国乙烯产量203万吨，预计2000年我国乙烯的需要量将超过500万吨，2010年将达到800~1000万吨。现国外乙烯装置是向大型化发展，新建装置规模多数
在30~70万吨/年。
氮气在化工厂，主要用作保护气、置换气、洗涤气，以保障安全生产。如聚丙烯生产，要用纯氮（99.99%）作保护气、置换气。高纯氮气是化纤生产至关重要的气体，如辽阳
石油化纤总厂有三套3000米3/时高纯氮装置。合成革厂也要用高纯氮气保护，如烟台合
成革厂有一套1000米3/时高纯氮装置。林产化工厂也要用氮，作为敏胶涂料、松香、树
脂等生产过程的工艺保护气。可以说化工厂是用氮大户，氮气是化工厂的"保安气"，开拓
化工用氮是大有可为的。
BOC公司的Afrox公司与固特异轮胎公司签订了十年的供氮合同，其价值超过500
万美元。Afrox公司将提供三台Cryostar低温泵，三只35000升贮槽以及相关控制板和氮，它们将用于橡胶成型和硫化作业上。这次用改进的新型低温泵和相关设备取代现有的系统，从而使固特异公司生产的产品质量和产量登上新的台价。
----- 在机械工业中的应用 ----------------------
金属的切割和焊接: 氢一氧焰、氧一乙炔焰在机械工厂中对板材、容器的切割、焊接。氧一丙烷焰切割可提高切割面的光洁度。代替了部分零件的铸、锻、铣、创。利用氩的惰性，在电孤焊时用氩作保护气体，可防止被空气氧化、氮化、钛、钼及合金和不锈钢等。
金属热处理：氮是一种中性气体。在非活化状态下，氮可用作保护加热，防止钢铁
的氧化、脱碳，因而广泛地用于光亮淬火、光亮退火、光亮回火等热处理工艺中。在真空热处理时，氮气常作为冷却介质使用；充氮加压油淬时，氮气既可保护真空炉的电热元件，又可通过调节氮气压力，提高钢件的淬硬性。在一定电压和低真空状态下，氮会电离，可进行离子渗氮和离子氮碳共渗。
在渗碳、渗氮时，常用氮气进行炉内吹洗、排气，炉门的气帘密封，渗碳后的防氧化冷却；在停气断电时，将氮气送入炉内，可防止炉气爆炸，保证安全操作。
氮基气氛处理具有节省能源、气源丰富、安全经济、适应性广等优点。业已表明，它已能稳定地用于退火、淬火、渗碳、渗氮等多种热处理工序。
为制造出高质量的欧元硬币，制造工艺中所用的钢合金硬币冲模必须经过特别的热处理。
欧元硬币凸冲模在纯氮气氛下退火的制造工艺：首先需将冲模放在一个真空炉中进
行退火，退火过程中就使用到了奥地利梅塞尔提供的纯氮气作为保护气体，然后再将冲模放在一个淬火槽中冷却。为使冲模具有特别高的搞磨损性并确保其尺寸的稳定性，接下来的一道工序就是将冲模放入一个冷却室中进行附加低温处理。在冷却室，有控制地喷射液氮，冲模的温度可降至-80℃。此时，模由奥氏体组织转变成稳定的马氏体组织。
浙江万向钱潮股份公司是一家生产汽车配件万向节的企业，热处理生产过程中需用大量的氮气，为此，需供气液氮。
容器内有害气体的置换：对容器进行置换是将容器内的有害气体或蒸汽去除掉，主要方法是导入惰性气体，去置换容器内的有害气体，如：氧、水分、氢、苯、一氧化碳、丙烯、丙酮、液化天然气等易燃、易爆气体，以降低容器内的有害介质浓度，将其控制在安全的范围内。通过对容器的置换，达到防火、防爆、防腐的目的及使容器内的氧含量或水分降低到安全水平。
机械另件之间的固定：机械零件装配常采用过盈配合，这种过盈配合采用打入、压力、红套等方法去完成，这些方法对某些零碎来说受到一定限制。实践证明，利用低温冷缩方法进行过盈配合容易获得成功。
钴炉化学清洗：钴炉在采用氢氟酸清洗和氨洗结果排除废液时，用充入氮气式顶排可以得到较好漂洗耳恭听效果，为防止钴炉内腔产生二次锈蚀。
金属、工具低温处理：金属的低温处理，液氮又是一个极妙的应用，它能使残余的奥氏体组织，迅速转变为坚硬、致密而稳定的马氏体组织，能提高金属零件与刀具耐用度0.5~1.5度。七十年代初期，美国材料改进公司就成功地采用低温处理技术，使工具钢冲模的使用寿命从4万次提高到25万次。处理刀具，将工件在60×60×300厘米的冷箱内冷却（温度为-320°F，即-196℃），并在此温度下保持30小时，再用24小时左右的时间升至室温，然后用20分钟时间加热到回火温度300°F（149℃）。经低温处理的钢钻头，寿命可从钻350个孔提高到900~1200个孔。
低温处理，国外已广泛应用于轧辊、火车车轮、切削刀具等方面。并具有很大的经济意义。
---- 在浮法玻璃生产中的应用 ---------------------
我们知道,锡槽在浮法玻璃生产中是玻璃成型的关键热工设备,因为玻璃液是在熔融的锡液表面摊薄或堆厚成各种厚度的产品的。所以，锡槽工况的好坏对玻璃的质量、产量都起到至关重要的作用。而氮基气氛既是锡槽的惰性保护气，又是还原气，它对锡槽的正常运行工况起着决定性的作用。对锡槽内输送氮气时，必须要求连续、稳定，尽量少含氧含量。一旦供气产生波动（或供气中断）都将使得外界的氧分大量渗入锡槽内部，引起锡氧化，生成的氧化锡和氧化亚锡大量挥发，造成锡槽内一片混浊，生产无法进行。
我国现有浮法玻璃生产线约70条，每条生产线的氮气需求量约为1500m3/h。所配置的空分设备大部分为低压返流膨胀的单塔流程，每套设备正常运行时的供气量为
800~1600m3/h N2。
利用浮法生产线上的过剩氧气或富氧空气，在玻璃熔窑内推广富氧燃烧新工艺，是一种节能降耗、减少环境污染的有效途径。
迄今，国内已有40余条浮法玻璃生产线在运行（尚有一部分浮法生产线正在建设之中）。倘若将已投运的浮法生产线中的氧气或富氧空气加以回收，每年至少可回收纯氧
11563万立方米。若将这部分氧全部添加到窑炉内助燃的话，仅从节能这一项讲就可节省燃料17103.2吨/年（折合标煤），这里还没包括减少排烟量所节省的能耗。
另外，采用富氧燃烧可提高火焰温度，改善燃烧状况，减少烟道污染，所以说它具有良好的企业效益和社会效益。由此可见，富氧燃烧工艺具有投资少、效益高，安全可靠，性能稳定等特点，值得在浮法玻璃生产线上推广应用。
---- 在石油开采领域中的应用 ---------------------
氮气，国外已作为强化采油气体。美国太阳石油公司原注天然气，如停注最多只能再生产一年；后采用注氮，可再持续生产20年。美国七十年代开始用含氮气85%以上和含二氧化碳15%以下的烟道气进行提高油田采收率研究和工业试验。至八十年代中期，日注氮气量总计达到1500万米3（每年50亿米3以上）。1986年，美国用氮气驱油的油田增加28.6%。1987年5月，美国德士古公司获准在埋藏41砂层的区块上进行注氮作业，在进行的三个注氮周期中，在每一个周期内，15天注氮110万米3。由于注氮成功，该区块获增产原油约0.88万吨。
氮气作为"驱油气体"，要求无油无水的干燥氮，纯度99.99%以上，注入压力20~60兆帕。
1985年5月4日，我国首次氮气泡沫压裂在辽河油田施工成功，标志着我国氮气泡沫压裂工艺技术已向国际先进水平起步。施工中，氮气排量每分钟为540米3，累计用氮气量19879米3，液氮量28.56米3。施工新用设备中，有液氮泵车4台、45米3贮液罐2个、液氮罐车1台。施工结束后反排顺利，日产油从压前4吨增加到压后的13吨。中原油田、大庆油田在压裂增产中，也应用了挤入液氮助排的方法。
从1997年起，辽河、江汉、胜利三大油田上了六套油田现场制氮注氮装置，用于三次采油来提前采收率，经几年运行均取得可喜成果。
---- 在煤气化和煤液化工业上的应用 ------------------
煤气化工业: 煤气化工业的发展,对我国化肥、煤化工、冶金、城市煤气、建材等产业的技术升级，节能降耗和污染冶炼具有十分重要意思。符合国家产为政策和可持续发展战略要求，市场前景极为广阔。
地上式地下的煤气化工业将成为氧气的大用户。
利用德士古合成煤气制造甲醇，已成为当前煤化工的重点，这是因为它以煤为原料比用石油作原料成本低，并且甲醇用途越来越广。估计德士古煤气化化工工业在我国将会大量发展。而制造1m3德士古合成煤气需耗氧大约在0.37~0.43m3，一台φ2790×6989mm德士古煤气化炉，每天可气化500t煤，生产90万m3合成煤气，每小时大约需耗氧
15000m3±10%左右，抚顺恩德机械有限公司40000m3/h恩德粉煤气化装置正式在我国氮
肥行业合成气生产中得到推广应用。
40000m3/h恩德粉煤气化装置的使用，将为黑化集团利用附近粉煤资源，降低合成氨
成本和改善环境带来很好的经济效益和社会效益。
据了解，恩德粉煤流化气化技术生产氨和甲醇的合成气在朝鲜已有30多年的经验。
我国的吉林和兰州也有10余年生产经验，该技术的成熟、可*已被行业内认可。
根据合同约定，该炉正常产量为40000m3/h，CO+H2≥68%,炭的利用率为92%，每千
立方米煤气消耗实物煤570~590千克，消耗氧气190~210立方米。每年连续运转8000小时，吨合成氨气化置投资为330元左右。
灰熔聚流化床粉煤气化技术在陕西秦晋煤气化工程已获得成功。灰熔聚流化床粉煤气化技术是我国自主开发的洁净煤气化技术，它借助气剂空气（氧气或富氧）和蒸气的吹入，使床层中的煤粒沸腾起来，在燃烧产生的高温条件下使两相充分混合接触，发生煤的热解和碳还原反应，最终达到煤的安全气化。
煤液化工业：
我国是以煤为主要能源的国家，能源结构中煤炭约占70%，按目前储量和开采量推算，至少还可开采100年。而我国石油和天然气资源相对不足，而我国探明储量，2000
年为3.3亿t，天然气1.37×104亿m3。2000年我国石油消费量已达到2.6亿t。
据专家提出，21世纪煤液化技术是我国能源发展方向。目前，用煤合成油有间接
（热裂解或催化加氢）和直接（煤气化）液化两种方法。现在世界上煤液化生产合成石油的路线主要是通过煤气化生产合成气，然后再合成油。美国联炭公司也研究指出，从煤生产合成燃料的转化过程中使用95%~98%的中纯氧，可节能3%~8.5%。在煤的气化过程中，氧气用作将固体煤转化成可燃气体混合物的氧化剂；在煤的液化过程中，氧气用作使煤从贫氢固体烃转化成富氢液体烃的媒介物，且用氧量很大，生产1吨煤合成燃料所需氧气量，最少为0.3吨氧/1吨煤，也可能达到1吨氧/1吨煤。所以产量为10万桶/日的合成燃料装置，需要10~20套并联安装的58400~73000m3/h制氧机。
当今世界上只有南非一家公司拥有煤转化实际生产技术，就是南非煤·油气公司--SASDC，因为大量用氧，建有号称世界第一的特大制氧站，有66900m3/h制氧机12套，74000m3/h制氧机1套，总产氧量87.7万m3/h。
以重油为原料改用煤为原料的中型氨厂各种改造方案的消耗指标（折合氨产量约
10t/h），其中氧气耗量为：水煤浆加压气化（常规型炉）为9264m3/h（标志下同）；水
煤粉加压气化（两区双温炉型）为7333m3/h；干燥粉加压气化为7179m3/h；无烟块煤常
压富氧连续气化，我国神华煤液化示范工程将是世界上第一个采用煤直接液化技术来实现大规模合成油。第一期投资162.98亿元，2004年建成。
我国已启动"煤变油"项目，这就将给我们空分设备行业带来一个新的大市场，应引起我们行业的关注。
---- 富氧在炉窑节能减少废气排放技术上的应用 ---------------
富氧燃烧节能技术：富氧燃烧，是一个节能很大的开发领域，是近代燃烧技术节能的热点之一，特别应用于炉窑烧成，其原理是加热助燃，每增加氧含量4~5%，火焰温度可升高200~300℃，使燃烧效率提高。如冲天炉熔化实行富氧送风，鼓风中富氧1%，铁水熔化速度可提高约8%；富氧2~4%，熔化速度可提高20%以上，吹氧以直接吹入效果较好。1983年美国有200家以上的铸造厂，采用富氧送风。再如锻造加热炉采用23~25%的富氧空气助燃，可节省燃料25%。石灰需若采用23%的富氧空气鼓风，新能增中能力大约25%。
美国的宾夕半尼亚珍珠岩厂和美国Airco气体工业公司开发的富氧系统，使珍珠岩的产量提高18%，并节省天然气用量12%。在电力工业中，一个日发电量为720万千瓦小时的热电厂，如果采用富氧助燃，则每天可以节约标准煤约为558吨。
其它如玻璃熔化炉、水泥生产窑、耐火材料生产窑、砖瓦窑以及其它各种工业炉窑，都能应用富氧助燃而获得明显的节能效果。据报道，以富氧空气取代传统的空气鼓风，如将进锅炉内气体含氧量提高4%~5%，一台10t/h以上锅炉，一年可节煤约1000t。
减少铜平炉排放物：
仍含铜的渣滓与铜碎片在焦炭平炉中，通常会减少黑铜熔化。当加碳块，可使热顶气体来点燃已冷却的部分燃烧的CO。由于可能超出德国空气质量限制，而且二氧（杂）芑（二恶英，Dioxin）和呋喃（Furan）水平及CO浓度将提高，而且在下一加料前的新加入材料仅能加温，从而使二次燃烧不想出现情况将常发生。因此，必须使用氧气燃烧。
污染土壤的热处理：
对污染土壤进行焚烧处理时，氧气已长期使用在转炉和二次燃烧以提高燃烧速度，许多这样工艺已使用在转炉，使燃烧气体与产品流反方向流动，氧枪使火焰稳定并使污染土壤处于氧气下。
炭黑生产节能降耗：
四川开江县化工厂1500吨/年天然气半补强炭黑生产装置生产炭黑，用富氧空气（正常为33.5%O2），需消耗氧气897m3/h，1988年建一套300m3/h制氧机，1990年又建一套"300"。用富氧工艺传统工艺相比，年节约天然气245.4m3,且炭黑尾气可副产合成氨3357吨/年。
硫磺装置富氧工艺：
沧州煤油厂5000t/a硫磺回收装置富氧工艺已正式投运成功。以往硫磺尾气被迫送入火炬白白烧掉，现不烧，且处理酸性气的能力可提高20%左右，每年可多产硫磺1500t，仅此一项可增效80多万元。
这次改造投资180万元。采用低浓度富氧工艺，主要通过在空分装置上增设一台氧压机，在硫磺装置上增设富氧缓冲罐及富氧空气压力控制、流量控制两个仪表回路来实现。控制方案采用上游空分装置放空的氧含量不33.5%的富氧空气与氧含量为21%的压强空气混合成28%的富氧空气，引入硫磺装置作氧化剂，以减少惰性气体氮气的引入，提高酸性气体的处理能力。
投运后，设备运行一切正常。不仅把剩余的酸性气体全“消化”掉，而且为彻底消灭火炬提供了有力的保证。
总上所述工业气体的需求量反映了一个国家经济发展的实力，而空分设备的发展和需求也是这个国家经济发展的方向标。我们相信不远的将来，随着国民经济的发展，空分设备应用前景将越来越广泛，将会给广大用户提供更多、更好设备和服务！
报告编号：1657362
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称： 报告编号：1657362←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥8280 元可开具增值税专用发票 网上阅读： 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 根据国际机器人联合会的定义，服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能帮助人类完成除生产制造加工过程以外的设备。服务机器人包括专用服务机器人和家用服务机器人。其中专用服务机器人是指在特殊环境下作业的机器人，如核电站事故检测与处理机器人、极地科考机器人、反恐防暴机器人、军用机器人、救援机器人等；家用服务机器人是指服务于人的机器人，如助老助残机器人、康复机器人、清洁机器人、护理机器人、医疗机器人、教育娱乐机器人等。 目前，世界上至少有48个国家在发展机器人，其中25个涉足服务型机器人开发。在服务机器人领域，发展处于前列的国家主要是日本、韩国、美国和德国。清洁是服务机器人应用最广泛的领域之一，主要应用有家用吸尘器、公共建筑地板清洗机和大型建筑物的擦窗机器人和外墙清洗机器人等。2012年全球家务机器人销量达到196万台，同比增长15%，预计到2015年全球家务机器人销量将达到300万台。 我国在服务机器人领域的研发与日本、美国等国家相比起步较晚，但在国家863计划的支持下，我国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作并取得一定的成果。我国服务机器人产业发展较好的地区主要集中在北京、上海、深圳、浙江、沈阳、哈尔滨、广州、江苏、西安等地。 2012年4月，中国科技部正式印发了《服务机器人科技发展“十三五”专项规划》，提出“十三五”服务机器人重点专项安排公共安全机器人、仿生机器人平台、医疗康复机器人和模块化核心部件等4个方面任务。 据中国产业调研网发布的2015-2020年中国服务机器人行业现状研究分析及市场前景预测报告显示，纵观国内外服务机器人的发展，可以发现服务机器人在我国具有广阔的市场空间。随着城市化进程加速、人口老龄化和人口素质的提高，服务机器人的商业
机器人的发展及其应用 摘要：本文介绍了机器人的定义、机器人产生的背景，具体阐述了机器人的应用领域，通过多个方面的考虑，结合我国国内的市场情况，预测了未来机器人的未来发展前景。 关键词：机器人定义产生背景应用领域发展前景 0、引言 机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术。另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。 一、机器人的定义 上世纪60年代，可实用机械的机器人被称为工业机器人；上世纪80年代到现在，正越来越向智能化方向发展；机器人学是一门不断发展的科学，对机器人的定义也随其发展而变化。国际上，关于机器人的定义主要有以下几种： （1）美国机器人协会(RIA)的定义：机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手(manipul ator)”。 （2）日本工业机器人协会(JIRA)的定义：工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器(end effector)的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。（3）美国国家标准局(NBS)的定义：机器人是“一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置”。 （4）国际标准化组织(ISO)的定义：“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。 （5）我国对机器人的定义。蒋新松院士曾建议把机器人定义为“一种拟人功能的机械电子装置”(a mechantronic device to imitate some human functions)。 结合各国关于机器人的定义，对机器人给出以下定义：机器人是一种计算机控制的可以编程的自动机械电子装置，能感知环境，识别对象，理解指示命令，有记忆和学习功能，具有情感和逻辑判断思维，能自身进化，能计划其操作程序来完成任务。 二、机器人产生的背景 机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。 另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。 1、古代机器人 西周时期，出现了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。春秋后期，鲁班曾制造
服务机器人行业分析 Prepared on 22 November 2020
服务机器人行业分析 一、服务机器人行业概述 服务机器人定义 机器人是自动执行工作的机器装置，既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则行动。按照国际机器人联盟IFR （International Federation of Robotics）的分类，机器人一般分为工业机器人和服务机器人。 服务机器人指用于非工业生产，具备半自主或全自主工作模式，可在非结构化环境中为人类提供有益服务的设备。 相比于工业机器人，服务机器人更靠近下游终端消费者，因此服务机器人的客户群体更加广泛。更加靠近终端消费者使得服务机器人具备耐用消费品如电子类、家电类产品的属性。目前，服务机器人主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等，应用范围十分广泛。 服务机器人的分类 从实体形态来分，可以分为虚拟服务机器人和实体服务机器人。 1）虚拟服务机器人已经被广泛运用于商业化，例如银行、电信系统的自动客服应答系统等，例如苹果的Siri、微软的小冰等都是虚拟服务机器人。 2）实体服务机器人就是通常意义下的具备实物的机器人，包括送餐、客服导购、陪护、教育机器人等。实物服务机器人主要是基于功能性需求场景开发。
根据应用领域来分，可以分为个人/家用机器人和专业服务机器人。 根据形态区分：可以分为人形机器人和非人形机器人 人形机器人：包含头、躯干、四肢这种结构，同时行为、决策和感知也类似于人。 非人形机器人：人形机器人以外的服务机器人。 服务机器人的产业链 服务机器人行业的产业链可以分为上游、中游和下游。 上游企业是指生产各种服务机器人所需零部件的零部件供应商或材料供应商。其中，主要零部件包括自动焊机、电子器件、微处理器、机器人用伺服电机、高精度减速器、机加件、气动元器件、传感器、电池、单板机、舵机等，归属于标准零部件、电子设备以及电子元器件等。 中游制造环节包括总装厂、操作系统提供商、云系统提供商等。 下游则主要是医疗、家用、农用、军事等行业和领域的消费和流通环节。 服务机器人的核心技术 上游企业的核心技术：传感器技术 相比工业机器人，服务机器人对精度的要求苛刻程度较小，而对智能的要求更高。因此以往机器人产业的进入壁垒高性能交流伺服电机和高精密减速器大大降低，而传感器、信号处理算法、运动规划算法将成为新的核心技术。
工业机器人在汽车制造业中的应用
工业机器人在汽车制造业中的应用 Application of industrial robo t in automobile manufacturing industry 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。 目前，国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。工业机器人已成为柔性制造系统（FMS）、工厂自动化（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动工具。 我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步，经过二十年余年的努力，已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右，年销售额在20亿元以上。统计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占全球总量的0.56%，其中完全国产工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占30%左右，其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主，年出口量为100台左右，年出口额为0.2亿以上。 工业机器人50%以上用在汽车领域，当前，工业机器人的应用领域主要有弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。目前，国际上工业机器人技术在制造业应用范围越来越广阔，现已从传统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、建筑、农业、灾难救援等各种非制造行业。但汽车工业仍是工业机器人的主要应用领域。据了解，美国60%的工业机器人用于汽车生产；全世界用于汽车工业的工业机器人已经达到总用量的37%，用于汽车零部件的工业机器人约占24%。 在我国，工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业，主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。目前，由于机器人技术以及研发的落后，工业机器人还主要应用在制造业，非制造业使用的较少。据统计，近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业。可见，汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。 焊接机器人在汽车制造业中发挥着不可替代的作用，焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。 目前，焊接工业机器人在一汽、上汽、沈阳中顺、金杯通用、重庆长安、湖南长丰等整车制造企业广泛应用，据统计每辆汽车车身上，大约有3000～4000个电阻点焊焊点，电阻点焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。 多年来，我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位，劳动强度大，作业环境恶劣，焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差，无法适应现代汽车生产的需要。近年来由于焊接机器人的大量应用，提高了零部件生产的自动化水平及生产效率，同时使生产更具有柔性，焊接质量也
国内外机器人发展的现状及发展动向 机器人技术毫无疑问是未来的战略性高技术，充满机遇和挑战。目前，国际上机器人市场大概有80亿至100亿，其中工业机器人占的比重最大。2025年，整个机器人市场将达到500亿，服务机器人从原来的300多万台增加到1200多万台，特种机器人（如：排爆机器人、医疗机器人等）的呼声也越来越高。另外，微软等IT企业，丰田、奔驰等汽车公司，甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与机器人的研制。 美国和日本多年来引领国际机器人的发展方向，代表着国际上机器人领域的最高科技水平。目前，日本除了比较关注特种机器人和服务机器人以外，还注重中间件的研制。然而，近年来日本基本上在做模仿性的工作，突破性技术比较少。而美国在机器人领域的技术开发方面，一直保持着世界领先地位。再有，美国主要做高附加值的产业，比如军用机器人，目前世界销售的9000台军用机器人之中，有60%来自美国。比如：美国最近研制成功的Big Dog军用机器人，能负重100公斤，行进速度跟人相当，每小时达到五公里，还能适应各种地形，即使是在侧面受到冲击时也能保持很好的系统稳定性。 在各种机器人中，工业机器人应用较早，发展最为成熟。同时，技术的不断进步一直在牵引着机器人学科的发展，使机器人的应用领域从工业机器人扩展到特种机器人和服务机器人等。机器人技术也正越来越深刻地影响着我们的生活。机器人不但将在工厂、实验室与人一起工作，还将在车站、机场、码头、交通路口为人们指引路径、回答问题、帮助行人。机器人还将步入千家万户，为老人端茶送水，护理伤病人等等。未来机器人将会越来越广泛地进入人类社会，人类对机器人的依赖会如同现时对待计算机一样，即使是短时间的离开都可能会造成很大不便。 机器人化是先进制造领域的重要标志和关键技术，针对先进制造业生产效率提高的诸多瓶颈问题，尤其是在汽车产业中，机器人得到了广泛的应用。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。目前汽车制
服务机器人的发展现状及趋势 【摘要】服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完成有益于人类健康的服务工作。进入二十一世纪，人们已经愈来愈亲身地感受到机器人深入生产、生活和社会的坚实步伐。一方面随着各个国家老龄化越来越严重，更多的老人需要照顾，社会保障和服务的需求也更加紧迫，老龄化的家庭结构必然使更多的年青家庭压力增大，而且生活节奏的加快和工作的压力，也使得年轻人没有更多时间陪伴自己的孩子，随之酝酿而生的将是广大的家庭服务机器人市场。另一方面服务机器人将更加广泛地代替人从事各种生产作业, 使人类从繁重的、重复单调的、有害健康和危险的生产作业中解放出来。 【关键词】服务机器人发展现状发展趋势 引言 截至2014年底，我国60岁以上的老龄人口已达2.97亿，占人口总数的6.07%，劳动力人口比重正在逐年下滑，迫切需要大力发展机器人自动化产业。服务机器人是机器人发展的主攻方向，受到国内外学术界和产业界的高度重视。近年来，原中型组和人形组中的国际一流研究型大学纷纷加入服务机器人研发制造，使得行业技术得到快速的发展，服务机器服务机器人是集机械、电子、控制、材料、生物医学等多学科交叉的战略性高技术，不仅能应对劳动力成本上升、人口老龄化等问题，而且对于相关技术与产业的发展起着重要的支撑和引领作用。目前，主导全球研发机器人技术的国家主要有美国、日本、德国、韩国、中国，我国目前已经跻身了全世界五大强国之列，但是与美国、日本差距非常大，我国服务机器人研究与市场化生产运作仍处于初级阶段，国内专门研发生产服务机器人的企业少且多半集中于低端市场[1]。 1 服务机器人的市场现状和前景 中国产业调研网发布的2015-2020年中国服务机器人市场现状研究分析与发展趋势预测报告认为：根据国际机器人联盟的数据（表1），2014年，全球专业服务机器人销量22163台，比2013年增加1163台，与2010 年相比翻了一番，销售额达到45.48亿美元，同比增长8.3%;全球个人/家用服务机器人440台，比2013年增加40 台，销售额达到12.05亿美元，同比增长27.2%;2013年，全球国防应用机器人销量8013台，比2012年增加759台；全球医用服务机器人销量1106台，比2012年增加33台。全球家用服务机器人销量224万台，比2012年增加29万台。2014年，我国服务机器人销售额45.56亿元，同比增长34%;2014年中国服务机器人投入使用仅仅少部分是国产的，大部是国外进口机器人。我国服务机器人
工业机器人常见五大应用领域及关键技术 去年全球工业机器人销量达到24万台，同比增长8%。其中，我国工业机器人市场销量超过6.6万台，继续保持全球第一大工业机器人市场的地位。但是，按机器人密度来看，即每万名员工对应的机器人保有量，我国不足30台，远低于全球约为50多台的平均水平。 前瞻产业研究院《2016-2021年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示：2015年我国工业机器人产量为32996台，同比增长21.7%。2016年机器人产业将继续保持快速增长，今年一季度我国工业机器人产量为11497台，同比增长19.9%。此外，数据显示，2015年我国自主品牌工业机器人生产销售达22257台，同比增长31.3%。国产自主品牌得到了一定程度的发展，但与发达国家相比，仍有一定差距。 2016年未来全球工业机器人市场趋势包括：大国政策主导，促使工业与服务机器人市场增长；汽车工业仍为工业机器人主要用户；双臂协力型机器人为工业机器人市场新亮点。 一、什么是工业机器人 工业机器人是一种通过重复编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统，它结合制造主机或生产线，可以组成单机或多机自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。 当前，工业机器人技术和产业迅速发展，在生产中应用日益广泛，已成为现代制造生产中重要的高度自动化装备。
二、工业机器人的特点 自20世纪60年代初第一代机器人在美国问世以来，工业机器人的研制和应用有了飞速的发展，但工业机器人最显著的特点归纳有以下几个。 1.可编程。生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统（ＦＭＳ）中的一个重要组成部分。 2.拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。 3.通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。 4.机电一体化。工业机器人技术涉及的学科相当广泛，但是归纳起来是机械学和微电子学的结合——机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都和微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展和水平。 三、工业机器人常见的五大应用领域 1.机械加工应用（2%） 机械加工行业机器人应用量并不高，只占了2%，原因大概也是因为市面上有许多
得分评卷教师哈尔滨远东理工学院 电气工程概论 题目：服务机器人的应用领域 姓名：赵启飞 分院：机器人科学与技术学院 专业电气工程及其自动化 学号：12160319 二0一五年六月二十八日
服务机器人的应用领域 一、引言 机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自问世以来，就一直备受瞩目。40余年来，有关它的研究取得了长足的进展。各种形态、功能的机器人相继面世，而未来的机器人将是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器，是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。正是由于机器人在多方面应用的可能性，才使得机器人在财会方面也是可以取得成就的。本文拟就机器人的现状与发展前景，探讨机器人发展的多方面可能性。 你初印象中的机器人是什么样子的呢？是不是说一个长的像机器人样子的玩意就是机器人呢？其实说起机器人，我们头脑里马上会联想到那些会唱歌跳舞干工作而且有头有手的小东西。其实那只是机器人的狭意理解。人们提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。人们提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。可以说与人类类比的话，机器人的完整意义应该是一种可以代替人进行某种工作的智能程序化及自动化设备。 二、发展 那什么是服务机器人呢？服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，到目前为止尚没有一个严格的定义。不同国家对服务机器人的认识不同。大致分为几种类型；护士助手、脑外科机器人、口腔修复机器人、进入血管机器人、智能轮椅、爬缆索机器人、外清洗机器人、消防机器人 随着人们生活水平的提高，对服务行业的要求也越高，所以服务机器人的发展也在加速进行服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，可以分为专业领域服务机器人和个人/家庭服务机器人，服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。 数据显示，目前，世界上至少有48个国家在发展机器人，其中25个国家已涉足服务型机器人开发。在日本、北美和欧洲，迄今已有7种类型计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用。 近年来，全球服务机器人市场保持较快的增长速度，根据国际机器人联盟的数据，2010年全球专业领域服务机器人销量达13741台，同比增长4%，销售额为320亿美元，同比增长15%;个人/家庭服务机器人销量为220万台，同比增长35%，销售额为5.38亿美元，同比增长39%。 另外一个方面，全球人口的老龄化带来大量的问题，例如对于老龄人的看护，以及医疗的问题，这些问题的解决带来大量的财政负担。由于服务机器人所具有的特点使之能够显著的降低财政负担。因而服务机器人能够被大量的应用。 我国在服务机器人领域的研发与日本、美国等国家相比起步较晚。在国家863计划的支持下，我国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作，并取得了一定的成绩，如哈尔滨工业大学研制的导游机器人、迎宾机器人、清扫机器人等;华南理工大学研制的机器人护理床;中国科学院自动化研究所研制的智能轮椅等。 三、简介 服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。国际机器人联合会经过几年的搜集整理，给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完
机器人技术在矿山中的应用 摘要机器人技术已经广泛应用于各种领域，矿山机器人在井下的作用也越来越变得重要，文章主要列出以及简要的介绍了机器人技术在煤矿采掘、凿岩、喷浆、巡检、抢险救灾这几个方面的应用。 主题词机器人技术矿山应用 前言 我国是产煤大国，现年产量近38亿吨而居世界首位。我国又是以煤炭为第一能源的国家，近年来，随着国家经济的发展，对煤炭的需求量也在逐年增加，但由于煤炭生产多是在井下作业，井下环境恶劣、条件复杂、灾害严重。在井下采煤工作面以及掘进巷道，往往伴随着粉尘、潮湿、振动、噪声，甚至辐射等严重的环境污染问题。而且，这些施工作业不仅劳动强度大，有时还会使操作人员遭遇冒顶、透水、瓦斯爆炸、瓦斯突出等危险。 矿山中的机器人 伴随着经济和科技的飞速进步，机器人技术越来越广泛地应用到各种领域中开发未知及不确定环境。目前,国际上的机器人学者从应用环境出发将机器人分为2 类,即制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人,这和我国的分类是一致的。而煤矿机器人属于非制造环境下的特种机器人,也可称机器人化机器。根据井下作业的特殊条件和特点,机器人在煤矿中的应用主要有采掘、凿岩、喷浆、巡检、抢险救灾。 ①采掘机器人 在采煤工作面会有采煤和移架产生的大量煤尘，而煤尘具有爆炸性就会存在隐患。煤层中溢出的瓦斯也具有威胁性。以及顶板支护处理不当则会造成冒顶事故。可以说采煤工作面的工作环境是十分恶劣和危险的，还是不太适宜人类工作。因此,采用通过采掘设备加装智能控制单元构成的遥控机器人进行煤层的采掘是不错的方法。这种采掘机器人可以应用现有合适的采掘设备通过加装有合适光源和视觉、听觉、振动等传感器,经处理单元人工智能化处理,进行自主采掘作业。 ②凿岩机器人 巷道掘进是现代煤矿大规模基础设施建设中的一项难度大、耗资耗时多、劳动条件差但又十分关键、十分重要的施工作业。隧道开挖一般采用掘进法和钻爆法，但是这两种方法都没能达到经济效益最好的效果。随后,世界上几乎所有的发达国家都推出了具有机器人特征的半自动计算机辅助凿岩台车和全自动凿岩台车,也就是凿岩机器人。由于这类凿岩机器人主要用于隧道的开挖,所以将它称为巷道凿岩机器人。这种机器人可以利用传感器来确定巷道的上缘,这样就可以自动瞄准巷道缝,然后把钻头按规定的间隔布置好,钻孔过程用微机控制,随时根据岩石硬度调整钻头的转速和力的大小以及钻孔的形状,这样可以大大提高生产率,人只要在安全的地方监视整个作业过程就行了。以我国为例，中南大学何清华教授率领的科研团队，在上世纪80年代就开始了对凿岩机器人的研究，于2000年成功开发出具有国际先进水平的我国第一台隧道凿岩机器人（如图1）。
服务机器人调研报告 球坐标型有移动关节和两个转动关节，可以回转、俯仰和伸缩;关节型有多个转动关节。按应用领域的不同，服务机器人可以分为：弧焊机器人、电焊机器人、喷涂机器人、码垛机器人、搬运机器人、装配机器人、检测机器人和其他机器人等。此外，按受控方式的不同，还可以分为点位控制型和连续控制型等。 目前，我国企业主要销售坐标型机器人，属于低端服务机器人产品，占国内企业销售量的40%以上。国外企业在我国市场主要销售多关节型机器人，属于当前国际市场的主流产品，占外国企业在我国销售量的80%以上。 (二)服务机器人产业链 服务机器人产业链主要包括研发设计、核心零部件制造、本体制造、系统集成和行业应用等部分。上游的核心零部件制造是服务机器人产业链的核心环节，包括减速器、伺服电机、控制器三部分我国服务机器人产业在系统集成环节具有相对优势，而核心零部件制造是相对薄弱的环节。以精密减速器为例，欧洲和日本均已实现了减速器的自主化生产，减速器仅占国际品牌服务机器人单体成本的1/6。而国产减速器技术工艺相对落后，高价进口减速器约占成本的1/3，大幅高于国际品牌。 二服务机器人产业发展及动态
(一)服务机器人产业规模 根据IFR统计，2013年，全球服务机器人的销量为178132台，同比增加12%，销量为历史最高水平。IFR预测，2014年，全球服务机器人的销量将达到20万台左右，同比增加15%。2015～2017年，服务机器人的安装量将以年均12%的速度增长(见图2)。 从各大洲服务机器人供应量及预测看，亚洲/澳大利亚将是服务机器人供应量最大的地区。一方面，由于日本、韩国等亚洲生产大国将持续领跑地区的服务机器人产业，中国的服务机器人产业也呈迅速发展的态势，因此，亚洲地区的服务机器人产业仍将快速发展。另一方面，包括中国在内的亚洲地区国家，大力推广应用服务机器人，市场空间广阔，吸引大批国外生产商投资建厂、扩大产能。欧洲和美洲的市场相对饱和，未来将保持小幅增加、相对平缓的增长趋势(见图3)。 2013年，中国成为全球第一大服务机器人市场，约占全球销量的1/5。2013年，全球服务机器人销量的约70%集中在中国、日本、美国、韩国和德国市场。其中，中国的购买量达到36560台，同比增加59%，超过日本成为全球第一大服务机器人消费市场。IFR预测，中国2017年服务机器人的安装量将增至10万台。外资企业是中国市场的主要供应商，据中国机器人产业联盟统计，2013年，国内企业在我国销售服务机器人约9500台;而外资企业在我国的服务机器人销售总量约2.7万台。2014年1～6月，国产机器人的销售量为6400台，是2013年全年的67%。
关于机器人的发展历史 库卡公司最早于1898年由Johann Josef Keller和Jakob Knappich在奥格斯堡建立。最初主要专注于室内及城市照明。但与此不久公司就涉足至其它领域（焊接工具及设备，大型容器），1966年公司成为欧洲市政车辆的市场领导者。1973年公司研发了其名为FAMULUS第一台工业机器人。当时库卡公司属Quandt集团旗下，而Quandt家族则于1980年退出。公司成为一个上市公司。1995年库卡机器人技术脱离库卡焊接及机器人有限公司独立成立有限公司，与库卡焊接设备有限公司（即后来的库卡系统有限公司），同属属于库卡股分公司（前身IWKA集团）。现今库卡专注于向工业生产过程提供先进的自动化解决方案。 库卡机器人公司目前全球拥有3150名员工（2012年9月30日数据），其总部在德国奥格斯堡。公司主要客户来自汽车制造领域，但在其他工业领域的运用也越来越广泛。 重要发展 1971 –为Daimler-Benz建成欧洲第一台焊接传输线。 1973 –库卡建成全球第一台六轴机电驱动的工业机器人FAMULUS。1976 – IR 6/60 –全新的机器人类型六轴机电驱动带角手。 1989 –新一代工业机器人诞生–无刷电机的使用降低了维护成本提高了技术可用性。 2007 –库卡…titan“ - 当时最强大的6轴工业机器人，被计入吉尼斯纪录。2010 – KR QUANTEC系列工业机器人贴补了机器人家庭中载重90-300公斤工作范围达3100毫米这一部分的空白。 2012 –最新小型机器人系列KR AGILUS上市。 ABB是全球领先的电力和自动化集团，总部设在瑞士。ABB集团业务遍布全球100多个国家，拥有120,000名员工。在中国的13,000名员工，在60 个不同城市服务于26家本地企业和38个销售与服务分公司。 ABB致力于研发、生产机器人已有30多年的历史并且拥有全球160000多套机器人的安装经验。作为工业机器人的先行者以及世界领先的机器人制造厂商，在瑞典、挪威和中国等地设有机器人研发、制造和销售基地。ABB
10.16638/https://www.doczj.com/doc/de9616164.html,ki.1671-7988.2017.03.018 工业机器人在汽车制造领域的应用 金嘉琦，徐振伟，朱力勇，马佰胜，刘畅 （沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110870） 摘要：随着机器人的不断发展和技术水平日臻成熟，越来越多的渗透到各个领域，尤其是在汽车生产制造的工艺中起到重要作用。汽车工业的发展，在一定程度上反映了一个国家的制造业水平。所以在介绍工业机器人系统组成的基础上，对机器人在汽车制造中的应用进行分析，对提高汽车制造水大有裨益。 关键词：工业机器人；汽车制造；汽车车身 中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2017)03-46-02 The Application of Industrial Robots in Automobile Manufacturing Jin Jiaqi, Xu Zhenwei, Zhu Liyong, Ma Baisheng, Liu Chang ( School of mechanical engineering, Shenyang University of Technology, Liaoning Shenyang 110807 ) Abstract: With the continuous development of robots and the technical level has matured, more and more penetration into all fields, especially in the automobile manufacturing process plays an important role. The development of the automobile industry, to a certain extent, reflects the level of a country's manufacturing industry. So in the introduction of the composition of industrial robots on the basis of the robot in the automotive manufacturing applications in the analysis of the automobile manufacturing water to improve the great benefit. Key words: industrial robots; automobile manufacturing; car body CLC NO.: TP278 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2017)03-46-02 前言 机器人是集合了机械、电气、电子、计算机、控制、传感器、人工智能等多门科学的适用于现代化制造的综合型自动化装备。现阶段，工业机器人发展异常迅速，技术也非常成熟，已应用到汽车生产、航空航天、金属加工、电子电气、矿山开采等多个工业领域，可以实现代替涵盖如焊接、搬运、码垛、喷涂、装配、检测等多方位的人工作业功能。 在工业机器人所有应用领域中，汽车行业机器人的应用占到整体市场份额的60%以上。随着“中国制造2025”战略规划的提出，对工业机器人及其应用领域的发展提出了更高的要求。所以深入了解工业机器人的结构功能以及在汽车制造中的应用情况，对汽车行业的发展起着至关重要的作用。1、工业机器人概述 1.1 工业机器人的系统组成 标准工业机器人（以KUKA机器人为例）由以下三部分组成： 图1 工业机器人组成部分 （1）机械手即机器人本体。机械手是机器人的机械系统主体。它是由六个活动的、相互连接在一起的关节（轴）组成的，也称为六轴机器人。各个轴的运动通过伺服电机来进 作者简介：徐振伟（1989-），男，就读于沈阳工业大学，研究方向：工业机器人技术。
服务机器人行业分析 一、服务机器人行业概述 服务机器人定义 机器人是自动执行工作的机器装置，既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则行动。按照国际机器人联盟IFR（International Federation of Robotics）的分类，机器人一般分为工业机器人和服务机器人。 服务机器人指用于非工业生产，具备半自主或全自主工作模式，可在非结构化环境中为人类提供有益服务的设备。 相比于工业机器人，服务机器人更靠近下游终端消费者，因此服务机器人的客户群体更加广泛。更加靠近终端消费者使得服务机器人具备耐用消费品如电子类、家电类产品的属性。目前，服务机器人主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等，应用范围十分广泛。 服务机器人的分类 从实体形态来分，可以分为虚拟服务机器人和实体服务机器人。 1）虚拟服务机器人已经被广泛运用于商业化，例如银行、电信系统的自动客服应答系统等，例如苹果的Siri、微软的小冰等都是虚拟服务机器人。 2）实体服务机器人就是通常意义下的具备实物的机器人，包括送餐、客服导购、陪护、教育机器人等。实物服务机器人主要是基于功能性需求场景开发。 根据应用领域来分，可以分为个人/家用机器人和专业服务机器人。
根据形态区分：可以分为人形机器人和非人形机器人 人形机器人：包含头、躯干、四肢这种结构，同时行为、决策和感知也类似于人。 非人形机器人：人形机器人以外的服务机器人。 服务机器人的产业链 服务机器人行业的产业链可以分为上游、中游和下游。 上游企业是指生产各种服务机器人所需零部件的零部件供应商或材料供应商。其中，主要零部件包括自动焊机、电子器件、微处理器、机器人用伺服电机、高精度减速器、机加件、气动元器件、传感器、电池、单板机、舵机等，归属于标准零部件、电子设备以及电子元器件等。 中游制造环节包括总装厂、操作系统提供商、云系统提供商等。 下游则主要是医疗、家用、农用、军事等行业和领域的消费和流通环节。 服务机器人个人/家 庭机器人教育/娱 乐机器人家政服务机器人陪护/助残机器人其他机器人专业服务机器人 军用机器人医用机器人农业机器人其他机器人
服务机器人产业发展现状 中科院信息咨询中心 2016/2/24 一、为什么服务机器人关注度突然上升？ (2) 二、哪些服务机器人将成为市场宠儿？ (5) （一）医疗服务机器人：为病人，也为医生解决实际问题 (5) （二）生活服务机器人：深入进生活的点点滴滴 (10) （三）特殊应用机器人：解决繁重和恶劣环境工作 (12) 三、未来服务机器人产业化障碍和风险有哪些？ (14) （一）找不到刚需市场 (14) （二）核心技术障碍 (15) （三）产业链整合障碍 (15) （四）开发周期过长 (15)
相比工业机器人，服务机器人行业目前处于起步阶段。国内服务机器人市场暂时还不会出现白热化的竞争和外资品牌的打压。由于侧重点的不同，核心技术领域也没有出现对基础工业的发展有过高的依赖性。 随着“人工替代”时代的到来，发达国家纷纷将服务机器人产业列为国家的发展战略。我国也陆续出台相关政策，将服务机器人作为未来优先发展的战略技术，重点攻克一批智能化高端装备，发展和培育一批产值超过 100 亿元的服务机器人核心企业。其中，公共安全机器人、医疗康复机器人、仿生机器人平台和模块化核心部件等四大任务是重中之重。 在政策的大力支持下，中国服务机器人产业快速扩张，截止2015年12月，全国范围内在建的机器人产业园共有25家；提出产业园建设规划、处于筹建中的有7家。 长三角、珠三角及京津冀地区，是机器人产业园集聚之地。江苏昆山、张家港、南京、常州及徐州正在建设机器人产业园；广东省有4家在建机器人产业园，其中2家位于深圳，顺德和东莞各有1家，而广州和中山两地则正在规划筹建机器人产业园。哈尔滨和青岛都将建设目标定为北方最大的产业机器人基地，抚顺则提出在2030年建成国内最大机器人产业基地的远景目标。 而企业正在携手国内外科研院所进军服务机器人产业，已经有超过180家企业面向家庭开发出了服务机器人产品。家庭机器人市场可能在国内率先爆发。由于我国服务机器人产业起步较晚，加之我国城乡居民消费能力不高，服务机器人在中国市场的渗透率较低，且多半集中于低端市场，与日本、美国等发达国家相比差距较大。 服务机器人的在国内发展的阻力远远小于工业机器人。一方面是因为服务机器人是中国公司和国外公司差距较小的领域。这是由于服务机器人往往要针对特定市场进行开发，可以发挥中国本土公司与行业紧密结合的优势，从而在与国外竞争中占据优势地位；同时，国外服务机器人也属于新兴行业，目前比较大的服务机器人公司产业化历史也多在5-10年，大量公司仍处于前期研发阶段，这也在时间上客观给予中国公司缩小差距的机会。另一方面是因为服务机器人更靠近消费端，市场空间非常广阔。在人口老龄化的加剧以及劳动力成本的急剧上升等刚性因素的驱动下，服务机器人产业将迎来大发展的春天。 因此，服务机器人拥有更广阔也更早期的投资机会。当下，服务机器人的投资热度在持续上升。 一、为什么服务机器人关注度突然上升？ 在中国市场上，服务机器人产业的爆发的现实需求也越来越强烈。正如国家副主席李源潮在2016年年北京世界机器人大会所说，“受到国内宏观因素的驱动，机器人应用正在从工业领域向国防军事、医疗康复、助老助残、居家服务等领域迅速拓展，从未来趋势看，服务机器人将成为热点，产值有望在不到 5 年的时间内超过工业机器人，成为市值千万亿的蓝海。”
智能机器人在农业自动化领域的主要应用 摘要：通过对智能机器人在农业自动化领域的主要应用进行研究，包括采摘机器人、嫁接机器人、耕耘 机器人、除草机器人、喷农药机器人、插秧机器人、林木清洁机器人、饲喂机器人、禽蛋检测与分级机器 人。发现应用于农业智能机器人的主要技术有感知与避障技术、机器视觉技术、信息融合技术及农业专 家系统。农业机器人的智能问题、成本过高问题和易受环境变化的影响问题，需要进一步研究解决。 关键词：智能机器人；农业自动化；主要技术；存在问题 The Main Application of Intelligent Robot in the Field of Agriculture Automation Abstract:The main application of intelligent robot in the field of agriculture automation is discussed. Thepicking robot, grafting robot, cultivating robot, weeding robot, spraying pesticides robot, planting robots, timber cleaning robot, feeding robots, egg inspection and grading robot are presented. The Perception and obstacle avoidance techniques, machine vision technology, information fusion technology and agricultural expert system are the main applications in agriculture intelligent robot technology. The intelligent problem of agricultural robots, high cost and the impact of environmental diversification shall be studied and solved in the future. Key words: intelligent robot; agricultural automation; main technology; existing problems 引言
电气工程概论 题目：服务机器人的应用领域 姓名：赵启飞 分院：机器人科学与技术学院 专业电气工程及其自动化 学号：12160319 二0一五年六月二十八日
服务机器人的应用领域 一、引言 机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自问世以来，就一直备受瞩目。40余年来，有关它的研究取得了长足的进展。各种形态、功能的机器人相继面世，而未来的机器人将是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器，是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。正是由于机器人在多方面应用的可能性，才使得机器人在财会方面也是可以取得成就的。本文拟就机器人的现状与发展前景，探讨机器人发展的多方面可能性。 你初印象中的机器人是什么样子的呢？是不是说一个长的像机器人样子的玩意就是机器人呢？其实说起机器人，我们头脑里马上会联想到那些会唱歌跳舞干工作而且有头有手的小东西。其实那只是机器人的狭意理解。人们提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。人们提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。可以说与人类类比的话，机器人的完整意义应该是一种可以代替人进行某种工作的智能程序化及自动化设备。 二、发展 那什么是服务机器人呢？服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，到目前为止尚没有一个严格的定义。不同国家对服务机器人的认识不同。大致分为几种类型；护士助手、脑外科机器人、口腔修复机器人、进入血管机器人、智能轮椅、爬缆索机器人、外清洗机器人、消防机器人 随着人们生活水平的提高，对服务行业的要求也越高，所以服务机器人的发展也在加速进行服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，可以分为专业领域服务机器人和个人/家庭服务机器人，服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。 数据显示，目前，世界上至少有48个国家在发展机器人，其中25个国家已涉足服务型机器人开发。在日本、北美和欧洲，迄今已有7种类型计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用。 近年来，全球服务机器人市场保持较快的增长速度，根据国际机器人联盟的数据，2010年全球专业领域服务机器人销量达13741台，同比增长4%，销售额为320亿美元，同比增长15%;个人/家庭服务机器人销量为220万台，同比增长35%，销售额为5.38亿美元，同比增长39%。 另外一个方面，全球人口的老龄化带来大量的问题，例如对于老龄人的看护，以及医疗的问题，这些问题的解决带来大量的财政负担。由于服务机器人所具有的特点使之能够显著的降低财政负担。因而服务机器人能够被大量的应用。 我国在服务机器人领域的研发与日本、美国等国家相比起步较晚。在国家863计划的支持下，我国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作，并取得了一定的成绩，如哈尔滨工业大学研制的导游机器人、迎宾机器人、清扫机器人等;华南理工大学研制的机器人护理床;中国科学院自动化研究所研制的智能轮椅等。 三、简介 服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。国际机器人联合会经过几年的搜集整理，给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能完