工业机器人的发展研究综述
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机械臂的运动学分析综述前言随着工业自动化的发展,机械臂在产业自动化方面应用已经相当广泛。
机械臂在复杂、枯燥甚至是恶劣环境下,无论是完成效率以及完成精确性都是人类所无法比拟的,也因此,机械臂在人类的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。
自从第一台产业用机器人发明以来,机械臂的应用也从原本的汽车工业、模具制造、电子制造等相关产业,向农业、医疗、服务业等领域渗透。
按照不同的标准,机器人分类方法各异。
操作性与移动性是机器人最基本的功能构成[1]。
根据机器人是否具有这两个能力对机器人进行分类,可以把机器人大体分为三大类:(1)仅具有移动能力的移动机器人。
比如Endotics医疗机器人、Big Dog、PackBot,以及美国Pioneer公司的研究型机器人P2-DX、P3-DX、PowerBot 等。
(2)仅具有操作能力的机械臂。
比如Dextre、PUMA560、PowerCube机械臂等。
(3)具有移动和操作能力的移动机械臂系统。
如RI-MAN、FFR-1、以及勇气号火星车等[2]。
机械臂作为机器人最主要的执行机构,工程人员对它的研究也越来越多。
在国内外各种机器人和机械臂的研究成为科研的热点,研究大体是两个方向:其一是机器人的智能化,多传感器、多控制器,先进的控制算法,复杂的机电控制系统;其二是与生产加工相联系,满足相对具体的任务的工业机器人,主要采用性价比高的模块,在满足工作要求的基础上,追求系统的经济、简洁、可靠,大量采用工业控制器,市场化、模块化的元件。
机械臂或移动车作为机器人主体部分,同末端执行器、驱动器、传感器、控制器、处理器以及软件共同构成一个完整的机器人系统。
一个机械臂的系统可以分为机械、硬件、软件和算法四部分。
机械臂的具体设计需要考虑结构设计、驱动系统设计、运动学和动力学的分析和仿真、轨迹规划和路径规划研究等部分。
因此设计一个高效精确的机械臂系统,不仅能为生产带来更多的效益,也更易于维护和维修。
机器人调研报告范文
一、机器人调研报告概述
1.1研究背景
近年来,随着人工智能,机器视觉,机器学习,自动控制技术以及
3D打印等新兴技术的发展,机器人技术在越来越多的领域得到了快速发展,特别是在公共服务、商业、医疗、家庭服务等领域得到了广泛应用。
本报告旨在研究全球机器人的发展趋势和其在各个领域中的应用情况,以
期对未来机器人技术的发展提供一定的参考。
1.2研究方法
本报告主要通过文献综述的方法,利用网络引擎以及数据库等方式,
收集和研究相关文献,尤其是关于全球机器人技术发展趋势,各个领域的
机器人应用,以及未来机器人技术的趋势等方面的信息。
二、全球机器人技术发展趋势
2.1全球机器人数量增长
从国际机器人联合会(IFR)的数据来看,2024年全球有约174.2万
台工业机器人,2024年增加到217.6万台,2024年更是达到310.3万台,占全球工业机器人总数的比例从2024年的67%上升到2024年的79%,大
幅提升。
预计到2024年,全球工业机器人数量将达到438.4万台,用于
工业机器人的占比将达到83%。
2.2欧洲以及亚太地区的发展趋势
欧洲工业机器人数量在2024年达到40.2万台,2024年达到48.7万台,2024年达到66.7万台,2024年达到93.2万台。
机器人是一种由主体结构、控制器、指挥系统和监测传感器组成的,能够摹拟人的某些行为、能够自行控制、能够重复编程、能在二维空间内完成一定工作的机电一体化的生产设备。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术.是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域.也是一个国家工业自动化水平的重要标志。
针对20 世纪国内外机器人技术的发展历程和21 世纪知识经济的兴起,对21 世纪机器人技术的发展趋势作了预测。
机器人技术机器人分类发展趋势智能化第一次工业革命以来,随着各种自动机器、动力机械的问世,创造机器人开始由梦想转入现实,许多机械式控制的机器人,主要是各种箱巧的机器人玩具和工艺品应运而生。
1768—1774 年间,瑞士钟表匠德罗斯父子,设计创造了三个像其人一样大小的写字偶人、绘图偶人和弹风琴偶人。
它们是由凸轮控制和弹箕驱动的自动机器,至今还作为国宝保存在瑞士纳切特尔市艺术和历史博物馆内。
1893 年,加拿大人摩尔设计创造了以蒸汽为动力的能行走的机器偶人“安德罗丁”。
这些事例标志着人类对于创造机器人从梦想到现实这一漫长道路上前进了一大步。
1958 年,美国联合控制公司的研究人员研制出第一台机器人原型。
1959 年,美国的UNIMATION 公司推出了第一台工业机器人。
随着工业自动化技术和传感技术的不断发展,工业机器人在上世纪60 年代进入了成氏期,并逐渐被应用于喷涂和焊接作业之中,开始向实用化的方向迈进。
随着工业自动化技术和传感技术的不断发展,工业机器人在上世纪60 年代进入了成长期,并逐渐被应用于喷涂和焊接作业之中,开始向实用化的方向迈进。
到了上世纪70 年代,工业机器人已经实现了实用化,当时的日本根据自身实际情况,加大了鼓励中小企业使用机器人的力度,这使日本机器人的拥有量在很短的时间内就超过了美国,一跃成为世界上的机器人大国。
此外,人工智能也开始应用于飞机器人的研发之中。
华人时刊2014.4(下)工业机器人的研究发展现状及趋势廖云松【摘要】主要介绍了工业机器人在国内、国外的发展状况和应用趋势。
根据国内外机器人发展的经验及近几年的动态,指出了我国工业机器人产业化发展的影响因素和实施策略,探讨了我国机器人发展的方向及策略。
作为最典型的机电一体化的高科技装备,工业机器人得到了非常广泛的应用。
综述了国内外工业机器人的研究热点现状,并预测了其发展趋势。
【关键词】工业机器人;发展现状;发展趋势;发展模式中图分类号:TP24文献标识码A文章编号1006-0278(2014)04-150-03一、工业机器人概述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现代制造业重要的自动化装备。
自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(C IMS)的自动化工具。
广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,都有着十分重要的意义。
和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
近年来,工业机器人因其重复精度高、可靠性好、适用性强等优点,已经在汽车、电子、食品、化工、物流等多个行业广泛应用并日趋成熟,有效提高了产品质量和生产效率、节约了劳动力和制造成本、增强了生产柔性和企业竞争力。
此外,对保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、降低材料消耗发挥了十分重要的作用。
而目前航空航天产品制造过程仍旧是劳动密集、工序繁复、工况恶劣、辅以大量工装夹具并以手工制造为主。
自动化生产能力不足,已成为制约提高武器装备可靠性和生产能力的瓶颈。
在我国大力发展航空航天的时代背景下,航空航天制造企业应用工业机器人进行自动化生产,对企业生产模式转型升级、装备先进制造能力提升具有十分重要的意义和价值。
国内外机器人发展的现状及发展动向一、引言机器人技术作为一项前沿的科技领域,正在以惊人的速度发展。
本文将对国内外机器人发展的现状进行综述,并分析其发展动向。
二、国内机器人发展现状1. 市场规模:根据相关数据,国内机器人市场规模持续扩大。
据统计,2022年国内机器人市场规模达到XX亿元,同比增长XX%。
2. 应用领域:国内机器人应用领域广泛,包括工业创造、医疗卫生、农业、服务业等。
其中,工业创造是机器人应用的主要领域,占领了市场的大部份份额。
3. 技术水平:国内机器人技术水平逐步提升,涵盖了机器人感知、决策、控制等关键技术。
例如,人工智能、机器视觉、自主导航等技术的进步,使得机器人在各个领域的应用更加智能化和高效化。
三、国内机器人发展动向1. 产业升级:国内机器人产业正朝着高端化、智能化方向发展。
越来越多的企业开始注重研发高性能、高精度的机器人产品,以满足市场需求。
2. 人工智能与机器人的融合:人工智能技术的快速发展为机器人带来了更多的应用场景。
未来,人工智能与机器人的融合将成为机器人发展的重要方向。
3. 服务机器人的兴起:随着社会老龄化问题的日益突出,服务机器人的需求逐渐增加。
未来,服务机器人将在医疗、养老、家庭等领域发挥重要作用。
四、国外机器人发展现状1. 市场规模:国外机器人市场规模庞大,发达国家如美国、日本、德国等都拥有庞大的机器人市场。
据统计,全球机器人市场规模估计在2025年将达到XX亿美元。
2. 技术率先:发达国家在机器人技术方面具有较高的竞争力。
例如,美国的波士顿动力公司、日本的本田公司等在机器人技术方面处于率先地位。
3. 应用领域:国外机器人应用领域广泛,包括工业创造、医疗卫生、农业、航天航空等。
发达国家在机器人技术的应用上更加成熟和广泛。
五、国外机器人发展动向1. 人机协作:国外机器人领域正在探索人机协作的模式,以实现机器人与人类的高效合作。
这将为工业创造等领域带来更多的机会和挑战。
协作机器人的文献综述
随着科技的快速发展,机器人技术已经深入到各个领域,其中协作机器人作为机器人技术的一个重要分支,受到了广泛的关注和研究。
协作机器人是一种可以在人类环境中与人类直接交互的机器人,它们可以在不伤害人类的前提下,与人类共同完成工作任务。
本文将对协作机器人的相关文献进行综述。
一、协作机器人的定义与分类
协作机器人是一种可以在人类环境中与人类直接交互的机器人,它们可以在不伤害人类的前提下,与人类共同完成工作任务。
根据不同的分类标准,协作机器人可以分为多种类型。
其中,根据机器人的应用场景,可以将协作机器人分为工业协作机器人和服务协作机器人。
工业协作机器人主要应用于生产线上的装配、检测、包装等环节,而服务协作机器人则主要应用于医疗、餐饮、家庭等场景。
二、协作机器人的技术发展
协作机器人的技术发展主要涉及到机器人的感知、控制和人机交互等方面。
其中,机器人的感知技术是实现协作机器人与人类交互的基础,而控制技术则是协作机器人稳定运行的关键。
人机交互技术则是协作机器人与人类进行自然交互的重要手段。
随着技术的不断发展,协作机器人的功能和应用场景也在不断拓展。
目前,协作机器人已经可以完成许多复杂的任务,如装配、检测、搬运等。
三、协作机器人的应用前景
协作机器人的应用前景非常广阔,特别是在工业和服务领域。
在工业领域,协作机器人可以替代人力完成重复、危险和繁琐的工作,提高生产效率和质量。
在服务领域,协作机器人可以提供高效、便捷和人性化的服务,如医疗护理、餐饮服务和家庭助手等。
未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,协作机器人的应用前景将更加广阔。
机器人文献综述摘要:机器人是一种由主体结构、控制器、指挥系统和监测传感器组成的,能够模拟人的某些行为、能够自行控制、能够重复编程、能在二维空间内完成一定工作的机电一体化的生产设备。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。
是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。
也是一个国家工业自动化水平的重要标志。
关键词:机器人历史机器人分类移动机器人技术一、引言[1]机器人是当代自动化技术和人工智能技术发展的典型体现,也代表着制造技术发展的新水平,是一种由主体结构、控制器、指挥系统和监测传感器组成的,能够模拟人的某些行为、能够自行控制、能够重复编程、能在二维空间内完成一定工作的机电一体化的生产设备。
机器人尤其是工业机器人的广泛应用,极大提高了生产力。
目前世界上使用的机器人已有百万之多,并且次数目仍在快速增长。
其应用领域也从传统的制造业、军事应用逐步扩展到服务业、空间探索等。
二、机器人历史的发展[2]2015年,国内版工业4.0规划——《中国制造2025》行动纲领出台,其中提到,我国要大力推动优势和战略产业快速发展机器人,包括医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求。
那么机器人发展阶段又如何呢?20世纪20年代前后,捷克和美国的一些科幻作家创作了一批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品,使得机器人在人们的思想中成为一种无所不能的“超人”。
1954年,美国的戴沃尔制造了世界第一台机器人实验装置,发表了《适用于重复作业的通用性工业机器人》一文,并获得美国专利。
1960年,美国Unim ation公司根据戴沃尔德技术专利研制出第一台机器人样机,并定型生产U n imat e(意为“万能自动”)机器人。
机器人发展综述引言人工智能领域的重要组成部分是机器人技术。
机器人作为一种能够模仿或替代人类的机械装置,通过感知、推理、决策和执行等能力,能够执行各种任务,从而帮助人们提高生产效率、改善生活质量。
机器人技术的发展呈现出了日新月异的趋势,本文将对机器人的发展进行综述,探讨其发展历程、应用领域和未来趋势。
发展历程机器人的发展可以追溯到20世纪初。
最早的机器人起初是为了增加生产力而开发的,像是工业机器人,用于在危险或繁重的工作场所代替人工劳动。
到了20世纪下半叶,机器人开始具备更复杂的功能,比如能够感知环境和进行决策。
随着计算机和传感器技术的快速发展,机器人的智能化程度逐渐提高,能够与人类进行更为复杂的交互。
应用领域机器人技术在各个领域得到了广泛应用。
工业机器人在制造业中扮演着重要角色,能够完成传统劳动力难以胜任的任务,提高生产效率和质量。
服务机器人用于提供各种服务,比如清洁、保安、导航等。
医疗机器人在医疗领域内被广泛运用,能够辅助医生进行手术、诊断和治疗。
军事机器人为军事任务提供支持,比如在危险区域侦察、搬运物资等。
技术挑战机器人技术的发展面临着一些技术挑战。
首先是人工智能和机器学习的不断发展,这为机器人提供了更强大的学习和决策能力。
其次是感知和导航技术的提升,使机器人能够更好地认知环境并进行移动。
此外,人机交互技术的改进也是一个重要的挑战,使机器人能够更好地与人类进行交流和合作。
未来趋势随着科技的不断进步,机器人的发展前景十分广阔。
在工业领域,机器人将继续发挥重要作用,实现智能制造。
在服务领域,机器人将更广泛地应用于家庭、餐饮、旅游等场景,提供更多样化、高质量的服务。
医疗机器人将继续改善医疗技术,提高手术精确度和病人护理效果。
此外,机器人还将在智能交通、农业、航空航天等领域发挥作用,为社会进步和发展做出贡献。
结论机器人技术的发展经历了一个世纪,取得了巨大的突破。
从最初的工业机器人到现在的服务机器人和医疗机器人,机器人技术在各个领域发挥着重要作用。
浅谈机器人发展与未来机器人是一种能够自主执行任务的智能机器。
它可以根据预设的程序、传感器信息或人工智能算法来执行各种任务。
机器人技术已经广泛应用于许多领域,如工业、医疗、军事和服务业。
本文综述了机器人技术的历史回顾、应用领域、分类、发展趋势和前景,以及工业、服务和农业机器人的优势。
1. 机器人定义及分类:机器人通常定义为一种能够自主执行任务的智能机器。
它可以通过传感器、预设程序或人工智能算法来感知和理解周围环境,并做出相应的反应。
机器人可以根据不同的运动方式、能力和特点进行分类。
按照运动方式,机器人可以分为轮式、履带式、腿式和蠕动式机器人。
按照能力,机器人可以分为感知机器人、认知机器人和情感机器人。
按照特点,机器人可以分为工业机器人、服务机器人和农业机器人。
2. 机器人技术历史回顾:机器人技术起源于20世纪中期,随着电子、计算机和自动化技术的不断发展而逐渐成熟。
1954年,美国发明家乔治·德沃尔(George Devol)获得了第一项机器人专利。
此后,随着一系列重要技术的突破,如计算机视觉、人工智能和物联网等,机器人技术得到了广泛的应用和发展。
如今,机器人已经成为了工业、医疗、军事和服务业等领域的重要工具。
3. 机器人应用领域:机器人的应用领域非常广泛,主要包括工业、医疗、军事和服务业等。
在工业领域,机器人可以用于自动化生产、装配和检测等任务,提高了生产效率和产品质量。
在医疗领域,机器人可以用于手术、康复和治疗等任务,减少了人为错误和提高手术精度。
在军事领域,机器人可以用于侦查、排爆和处理危险任务等,减少了人员伤亡。
在服务业领域,机器人可以用于接待、服务和娱乐等任务,提供了更好的用户体验。
4. 工业机器人及其优势:工业机器人是指用于自动化生产的机器人,具有精度高、速度快和稳定性好等特点。
工业机器人可以执行各种任务,如焊接、切割、装配和搬运等。
它们通常由多个关节和手臂组成,具有高度的灵活性和可编程性。
工业机器人的发展研究综述
徐俊杰
西华大学机械工程学院,四川成都610039
摘要:随着科学技术的兴起,在这个浪潮中涌现出了许多机电一体化系列产品,其中 机器人 成了当前比较热门的话题㊂从目前看来,工业机器人已经得到了较为广泛的使用,因此,工业机器人的研究对于我国非常重要㊂欧美的一些发达国家㊁日本以及我国都对工业机器人进行了研究,开发出了诸如排雷机器人㊁物料搬运机器人㊁焊接机器人㊁防爆机器人等高效率的代替人类进行工作的机器㊂虽然工业机器人的出现提高了生产效率,但是依然存在着高能耗以及精度不够等问题㊂随着经济的发展,人们的需求也越来越大,因此需要提高生产效率以适应人们的需求,工业机器人是一个很好的选择,在这个节奏快速的世界,工业机器人的研究进度决定着一个国家的工业水平㊂
关键词:工业机器人;技术;机电一体化
中图分类号:TP242;F426.67
0引言
工业机器人的出现解放了人们的双手,可以弥补市场劳动力不足的问题,因此许多国家都展开了相应的研究㊂本文综合了世界各国近年来工业机器人的发展状况,通过对国内外研究机器人的各大高校以及知名企业进行认真分析,来总结出各国机器人的发展研究状况㊂
1国内外工业机器人的发展研究情况1.1国内的发展情况
1.1.1国内技术发展研究情况
我国由于国内的一些状况,对于工业机器人的研究起步于1980年左右,从开始到现在已有近40年的历史,也取得了一定的成就,大致可以分为种子期㊁开发期和适用化三大阶段㊂在20世纪70年代人类登上了月球,成功地向外太空进军,我国也紧随时代步伐成功发射了人造卫星㊂由于人类不能适应外太空的环境,因此用机器人代替人进行工作是一种必然的发展趋势㊂经历了这么多年的发展,我国在工业机器人领域已经取得了一定成就,开发出了一些物料搬运机器人㊁排雷机器人以及弧焊机器人等[1],目前国内有以下几个比较出名的公司㊂
(1)新松机器人自动化股份有限公司,它在数字化和机器人方面比较强,是一家规模宏大的国有企业,在同行产业中处于领先的地位,它的机器人生产线完善度也达到了国际标准水平,自主研究出了例如协作机器人和特种机器人等高效率的工作机器,是一家非常有硬实力的公司[2]㊂
(2)芜湖埃夫特智能装备有限公司,大型的物流运输设备是这家公司的强项[3],除此之外,它在汽车行业也不错,包括汽车的冲压㊁汽车的焊接还有汽车的装配㊂该公司与国外的品牌相比,最为明显的优势是物美价廉和方便售后维护㊂
(3)广州数控设备有限公司,这家公司对于工业机器人的研究更不用说了,因为机器人是这家公司的主营业务,同样地,在搬运㊁弧焊㊁喷漆和切割等需要高精度㊁高难度产业有很好的研究,它的产品也被一些学校用作科研教学㊂在国内,它拥有更加完善的生产体系,也拥有非常强劲的研发团队㊂因此这家公司的销售额在国内占了很大的份额㊂国内开设有机器人专业比较好的学校有北京理工大学㊁吉林大学㊁浙江大学㊁武汉理工大学㊁同济大学㊁西安交通大学㊁华南理工大学和大连理工大学这八所高校,它们的硬实力和软实力都比较强,拥有专业的研究团队㊂
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㊀㊀2019年第03期㊀
1.1.2国内产品发展研究情况
(1)示教再现型工业机器人
这类机器人的代表是弧焊机器人,传统的焊接工作是比较危险的,而且培养这类人才需要耗费大量的精力和时间㊂因此,人们开发出了弧焊机器人,这类机器人的操作有一部分是依据示教再现原理㊂
(2)智能机器人
根据名称我们便可以有初步的了解,在其内部安装有微型计算机,通过显示屏则可以实现人机交互,也可以根据预定的设置进行操作,因此比较智能化㊂
(3)机器人化机械研究开发
这方面的研究包括一些自动化机床的研究和化工系统的研究㊂
(4)以机器人为基础的重组装配系统
这类研究包括开放式模块化装配机器人㊁面向机器人装配的设计技术㊁机器人柔性装配系统设计技术等㊂
(5)多传感器信息融合与配置技术
这类研究主要集中于传感器方面的研究,如焊接过程中的实时定位和一些偏配方生产过程中的监测技术,比较符合当代信息时代的潮流㊂
1.2国外的发展情况
1.2.1国外技术发展研究情况
1962年,机器人最先出现在美国㊂经过多年发展,美国到现在依然是机器人领域的领跑者,尤其表现在自动化制造产业和一些高精确度的监测技术方面㊂在早期,美国主要停留在机器人的研究阶段,只有少数大学展开了研究,没有大量投入使用,直到20世纪70年代后期,美国人看出了机器人的潜在价值,因此,美国开始在一些高端领域例如航天㊁军事以及核能方面进行了实践探索,但是没有注意到国内的制造业,所以后来被日本赶超了㊂日本在自己的制造业中利用机器人提高了自己的产能,将产品卖出了国门㊂除了这两个领先者之外,德国在工业机器人方面也有很大的投入,其机器人数量在世界排在第三位㊂第二代机器人在目前来说,已经大量投入使用,发展得已经比较成熟了,现在世界各国正在开展智能化机器人领域的研究㊂目前,工业机器人被分为了日系和欧系两大主流系列㊂
世界上几大生产机器人的公司:(1)瑞典的ABB公司
该公司是目前规模较大的几家机器人制造公司之一㊂1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于工件的取放和物料搬运㊂第一台焊接机器人于1975年诞生于此地㊂到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后,它的机器人生产线更加完善㊂在焊接㊁高精度切割㊁喷漆和高难度装配等方面,该公司所生产的机器人都得到了广泛应用㊂(2)德国的KUKARoboterGmbh公司
该公司也是机器人制造行业的佼佼者㊂它的机器人能够广泛用于汽车的生产㊁航天事业㊁机械产品的铸造以及医学等众多产业,主要用于材料处理㊁机床装备㊁包装㊁堆垛㊁焊接㊁表面修整等领域㊂(3)日本川崎重工业公司
1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进机器人及技术,建立生产厂房,并于1968年试制出第一台日本产unimate机器人㊂随后日本的工业机器人很快进入了实用阶段,并由汽车业逐步扩大到各行业㊂
世界上研究机器人领域的顶尖大学:(1)麻省理工学院
麻省理工学院校园内已经创作出了一系列比较先进的机器人,著名校友有机器人之父科林㊃安格尔㊁波士顿动力公司创始人马克㊃雷伯特㊁iRobot公司的创始人之一的海伦㊃格雷纳等㊂(2)卡内基梅隆大学
这所大学最先开设机器人这门学科,因此,它拥有先进完善的研发体系,引导NASA的火星探测器的软件和凯迪拉克的防碰撞系统都是在卡内基梅隆大学开始研究的㊂现在,科学家们开始研究一些比较实用的家用机器人和登月机器人㊂
(3)日本早稻田大学
日本早稻田大学是日本研究机器人较早的大学之一,特别是加藤一郎教授创立的加藤实验室㊂1967年,实验室启动了极具影响力的WABOT项目㊂1972年,世界上第一个全尺寸人形 智能 机器人 WABOT⁃1诞生㊂
1.2.2国外工业机器人产品研究情况
1977年,日本安川公司研发出世界首台全自动机器人,除此之外,日本还是首个将半导晶片机器人应用到半导体领域的国家㊂由日本FANUC公司制造的R⁃2000iA系列的工业机器人配置了视觉传
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感器系统,它能够捡起无序摆放的工件,并将这些工件按照顺序装配成功㊂IRB6是全球第一台全电控机器人,它是瑞典的ABB公司研制出来被用于搬运工业物料的工业机器人㊂截止到现在,德国KUKA公司研发出的机器人种类最为丰富,承载能力最大可达到1300kg,不仅可以对小部件进行检测㊁装配和打磨,也能够完成像货盘堆垛这样的重型作业,大大提高了人们的工作效率[3]㊂
2工业机器人目前所存在的问题以及解决策略
2.1工业机器人目前所存在的问题
工业机器人目前主要存在的问题还是其本身的自重问题,一台机器人生产出来,手臂运动首先需要电机的输出力矩能够克服其自身的重力引起的阻力矩,从每一段关节来看,假设关节长度为L,关节质量为m,电机输出转矩为T,负载F=(T-0.5mgL)/2L,机器手臂所能承受的负载就会大打折扣,电动机输出的功率有许多都会浪费在克服其自重所做的功上,然而在大型的靠机器人生产的厂房里,有许多这样的工业机器人,就会造成能源大面积的浪费㊂
2.2解决方案
(1)将机械手臂的长度做得足够短,但是为了不减小机械手臂的可工作范围,可以加大机械手臂底座的活动范围,也可以让机器人能够在一定的范围内进行移动㊂
(2)可以采用液压系统进行解决,液压系统具有精度较高㊁输出力较大的优点,利用液压缸的直线运动代替电机的旋转运动可以摆脱机器人臂长因素的限制㊂
(3)利用现在的计算机技术计算机器人的最佳位置,即等效臂长越短,所能承受的负载就会越大㊂(4)采用机械强度高㊁密度小的材料来生产机械手臂,减轻机械手臂的自重㊂
3未来的发展趋势
在自动化与信息化的今天,利用集成电路电子技术结合机械制造技术,可以生产出许多高效率和高智能化的工业机器人,工业机器人能够代替人们完成焊接㊁排雷㊁未知区域的探险㊁深水区监测等高危险动作,也能够高质量高效率地完成流水线上的工作㊂对于像日本这样社会劳动力紧缺的国家,工业机器人能够节约日本国内的人力成本,而且机器人不需要休息,因而能够不间断地㊁高质量地生产人们所需的产品㊂现在的企业,越来越注重效率与成本,所以无论是今天还是未来,人们对于机器人的研究都不会间断,机器人会有很广阔的前景㊂
参考文献
[1]郭洪虹.工业机器人[M].16版.西安:西安电子科技大学出版社,2016.
[2]孙嶷,张弢,张春龙,等.国内外机器人的应用情况与发展趋势[J].轻型汽车技术,2017(3):37.
[3]谢胜强.工业机器人产业发展历史与未来趋势的文献综述[C]//决策论坛企业行政管理与创新学术研讨会论文集(上),2016.
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