中国工业机器人数据统计_梁文莉

工业机器人行业调研随着科技的不断进步和制造业的转型升级，工业机器人在现代工业生产中的应用越来越广泛。

工业机器人的出现，不仅提高了生产效率和产品质量，还降低了生产成本和劳动强度，为企业带来了巨大的经济效益和竞争优势。

本文将对工业机器人行业进行深入调研，探讨其发展现状、市场规模、应用领域、技术创新以及未来趋势等方面的内容。

一、发展现状近年来，全球工业机器人行业呈现出快速发展的态势。

据相关数据统计，全球工业机器人销量逐年递增，尤其是在亚洲地区，工业机器人市场增长迅速。

在技术方面，工业机器人的性能不断提升，精度更高、速度更快、稳定性更强，同时，机器人的智能化程度也在不断提高，能够更好地适应复杂的生产环境和多样化的生产需求。

在我国，工业机器人产业也取得了显著的成就。

政府出台了一系列支持政策，推动了工业机器人产业的发展。

目前，我国已成为全球最大的工业机器人市场之一，国内涌现出了一批具有较强竞争力的工业机器人企业，如_____、＿____等。

然而，与发达国家相比，我国在工业机器人的核心技术、关键零部件等方面仍存在一定差距，高端市场仍被国外品牌占据。

二、市场规模根据市场研究机构的数据显示，全球工业机器人市场规模持续扩大。

预计未来几年，全球工业机器人市场将保持较高的增长率。

在应用领域方面，汽车制造、电子电气、金属加工等行业是工业机器人的主要应用领域，这些行业对生产效率和产品质量要求较高，对工业机器人的需求较为旺盛。

我国工业机器人市场规模同样增长迅速，尤其是在制造业升级的背景下，企业对工业机器人的需求不断增加。

同时，随着人工成本的不断上升，工业机器人的性价比优势逐渐凸显，进一步推动了市场的发展。

三、应用领域（一）汽车制造汽车制造是工业机器人应用最广泛的领域之一。

在汽车生产线上，工业机器人可以完成焊接、涂装、装配等一系列工作，大大提高了生产效率和产品质量。

例如，在车身焊接环节，工业机器人能够实现高精度的焊接，保证车身的强度和安全性。

机器人航天员精细操作方法及在轨验证李志奇ꎬ刘伊威ꎬ于程隆ꎬ金明河ꎬ倪风雷ꎬ刘㊀宏(哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室ꎬ哈尔滨１５００８０)摘要:针对航天员舱外活动风险与空间探索的效率问题ꎬ建立了具有双臂手的机器人航天员系统ꎮ该机器人航天员由多自由度机械臂㊁仿人灵巧手及具有双目视觉系统的头部等构成ꎬ具有位置㊁力矩㊁视觉等多种感知功能ꎮ为了验证机器人航天员及在轨人机协同关键技术ꎬ在空间微重力环境下与航天员配合完成多种演示验证试验ꎬ为空间机器人辅助或配合航天员开展在轨维修积累了经验和数据ꎮ关键词:机器人航天员ꎻ机械臂ꎻ仿人灵巧手ꎻ在轨人机协同中图分类号:ＴＰ２４ꎻＶ４４７㊀文献标识码:Ａ㊀文章编号:１６７４￣５８２５(２０１９)０５￣０６０６￣０７ＥｌａｂｏｒａｔｅＯｐｅｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＲｏｂｏｔＡｓｔｒｏｎａｕｔａｎｄｉｔｓＯｎ￣ｏｒｂｉｔＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＬＩＺｈｉｑｉꎬＬＩＵＹｉｗｅｉꎬＹＵＣｈｅｎｇｌｏｎｇꎬＪＩＮＭｉｎｇｈｅꎬＮＩＦｅｎｇｌｅｉꎬＬＩＵＨｏｎｇ(ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＳｙｓｔｅｍꎬＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＨａｒｂｉｎ１５００８０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｒｉｓｋｓｏｆＥＶＡａｎｄｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆａｓｔｒｏｎａｕｔꎬａｔｗｏ￣ａｒｍｅｄｒｏｂｏｔａｓｔｒｏｎａｕｔｓｙｓｔｅｍｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｗｈｉｃｈｍａｙｈａｖｅａｐｒｏｍｉｓｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｓｐｅｃｔｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｔｈｅｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｌａｎｅｔａｒｙｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｅｔｃ.Ｔｈｅｒｏｂｏｔａｓｔｒｏｎａｕｔｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉ￣ｄｅ￣ｇｒｅｅ￣ｏｆ￣ｆｒｅｅｄｏｍｒｏｂｏｔｉｃａｒｍｓꎬｔｈｅｈｕｍａｎｏｉｄｄｅｘｔｅｒｏｕｓｈａｎｄｓꎬａｎｄａｈｅａｄｗｉｔｈｂｉｎｏｃｕｌａｒｃａｍｅｒａｓｙｓ￣ｔｅｍ.Ｉｔｈａｄｍｕｌｔｉｐｌｅｓｅｎｓｏｒｙｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎꎬｔｏｒｑｕｅꎬａｎｄｖｉｓｉｏｎ.Ｔｏｖｅｒｉｆｙａｎｄｅｖａｌ￣ｕａｔｅｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔａｓｔｒｏｎａｕｔａｎｄｔｈｅｏｎ￣ｏｒｂｉｔｈｕｍａｎ￣ｍａｃｈｉｎｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎꎬｓｅｖｅｒ￣ａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｅｓｐａｃｅｍｉｃｒｏｇｒａｖｉｔｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｃｏｏｐｅｒａ￣ｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔａｓｔｒｏｎａｕｔｓｙｓｔｅｍａｎｄａｓｔｒｏｎａｕｔ.Ｄａｔａａｎｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｗｅｒｅａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｆｏｒｔｈｅａｓｔｒｏ￣ｎａｕｔ￣ｒｏｂｏｔｃｏｌｌａｂｏｒａｔｅｄｏｎ￣ｏｒｂｉｔｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｒｏｂｏｔａｓｔｒｏｎａｕｔꎻｒｏｂｏｔｉｃａｒｍꎻｈｕｍａｎｏｉｄｄｅｘｔｅｒｏｕｓｈａｎｄꎻｏｎ￣ｏｒｂｉｔｈｕｍａｎ￣ｒｏｂｏｔｃｏｌｌａｂｏ￣ｒａｔｉｏｎ收稿日期:２０１９￣０３￣１１ꎻ修回日期:２０１９￣０９￣１０基金项目:国家重点研发计划(２０１７ＹＦＢ１３００４００)ꎻ国家自然科学基金(５１５２１００３)ꎻ载人航天预先研究项目(０３０６０１)第一作者:李志奇ꎬ男ꎬ博士ꎬ助理研究员ꎬ研究方向为空间机器人技术ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｌｚｑ＠ｈｉｔ.ｅｄｕ.ｃｎ１㊀引言空间机器人在过去三十几年里得到了迅速的发展ꎬ针对空间站应用的大型机械臂如加拿大航天飞机机械臂[１￣３]㊁国际空间站机械臂[４￣６]㊁日本ＪＥＭＲＭＳ[７](ＪａｐａｎｅｓｅＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＭｏｄｕｌｅＲｅｍｏｔｅＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒＳｙｓｔｅｍ)及ＥＲＡ机械臂[８](ＥｕｒｏｐｅａｎＲｏｂｏｔｉｃＡｒｍ)等ꎬ其他空间机械臂还有美国轨道快车机械臂[９]㊁ＥＴＳ￣ＶＩＩ机械臂[１０](ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｓｔＳａｔｅｌｌｉｔｅ－ＶＩＩ)㊁德国的ＲＯＴＥＸ项目[１１]和ＲＯＫＶＩＳＳ[１２]等ꎮ面向更广泛㊁更精细的操作任务和更多样化的应用环境ꎬ美国㊁德国以及意大利等开展了机器人航天员的研究ꎬ以代替或协助人类航天员完成空间操作任务ꎮ德国宇航中心提出了机器人航天员的概念[１３]ꎬ在移动卫星上安装２个轻型机器人手臂㊁２个多指灵巧手及２台立体摄像机ꎬ并基于该概念研制了机器人手臂和多指灵巧手[１４]ꎮ第２５卷㊀第５期２０１９年㊀１０月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀载㊀人㊀航㊀天ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.２５㊀Ｎｏ.５Ｏｃｔ.２０１９ＮＡＳＡ推出具有仿人型的机器人航天员Ｒｏｂｏ￣ｎａｕｔ１[１５￣１６]ꎬ典型应用背景是国际空间站的舱外作业(ＥｘｔｒａｖｅｈｉｃｕｌａｒＡｃｔｉｖｉｔｙꎬＥＶＡ)ꎮ它不需任何特殊的环境设施ꎬ能够使用大部分的舱外作业工具ꎬ并可以和航天员协同工作ꎮ美国的机器人航天员Ｒｏｂｏｎａｕｔ２已于２０１１年３月发射至国际空间站执行任务ꎮ自上世纪９０年代ꎬ我国就开始稳步推进空间站工程ꎮ中国空间站远程机械臂系统ＣＳＳＲＭＳ(ＣｈｉｎｅｓｅＳｐａｃｅＳｔａｔｉｏｎＲｅｍｏｔｅＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒＳｙｓ￣ｔｅｍ)项目处在研制阶段[１７]ꎮ鉴于空间站及空间任务的复杂性要求ꎬ迫切需要开展机器人航天员在轨试验ꎬ为今后空间站的建造和维护奠定技术基础ꎮ本文提出一种机器人航天员的臂手系统方案ꎬ包括７自由度机械臂㊁５指仿人灵巧手㊁手眼相机和全局相机㊁在轨人机接口等模块ꎬ以期在空间微重力环境下与航天员配合完成多种演示验证任务ꎬ对空间机器人关键技术以及在轨人机协同关键技术进行验证和评价ꎬ为空间机器人辅助或配合航天员开展在轨维修积累经验和数据ꎮ２㊀系统方案２ １㊀总体方案机器人航天员系统划分为６个相对独立部分ꎬ如图１所示ꎮ本体系统(１~４层)为现场机器人航天员ꎬ包括自身的硬件本体及底层控制ꎻ基于触觉和视觉的遥操作人机界面系统(５~６层)为临场感操作端及机器人顶层的任务规划ꎮ分层的系统结构ꎬ使得复杂系统的设计和实现变得容易并提高了可操作性ꎬ任务的分配更加明确ꎮ机器人航天员由２个７自由度的轻型柔性臂㊁２个１５自由度的多指灵巧手㊁包含３个自由度颈部的头部㊁２个自由度的腰部㊁双目视觉及控制器等构成ꎮ其本体共有４９个自由度ꎬ具有位置㊁力㊁关节力矩㊁视觉等多种传感器ꎮ具有多种感知能力ꎬ可实现机器人航天员的自主柔顺操作㊁航天员在轨或地面遥操作等控制ꎮ机器人航天员三维模型如图２所示ꎮ为在地面条件下实现移动ꎬ增大操作范围ꎬ将机器人航天员安置在一个移动平台上ꎮ２ ２㊀机械臂机器人航天员手臂如图３所示ꎬ采用７自由图１㊀机器人航天员６层结构模型Ｆｉｇ.１㊀Ｓｉｘｌａｙｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒｏｂｏｔａｓｔｒｏｎａｕｔ图２㊀机器人航天员模型Ｆｉｇ.２㊀Ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｒｏｂｏｔａｓｔｒｏｎａｕｔ度构型ꎬ具有重量轻㊁负载能力大㊁感知能力强等优点ꎮ采用模块化设计ꎬ由２个模块化的肩部关节㊁３个模块化的肘部关节㊁２个模块化的腕关节构成ꎮ多个连接件将７个模块化关节连接ꎬ构成手臂ꎮ模块化的肩㊁肘㊁腕关节具有相近的结构ꎬ根据关节力量需求ꎬ在电机和谐波减速器的选型上有所区别ꎬ传感器配置及关节电气系统是相同的ꎮ关节配置如图４所示ꎮ采用直流无刷电机㊁谐波减速器的驱动和传动方案ꎮ为便于走线㊁扩大关节的活动范围ꎬ采用大中心孔结构ꎮ电机的转子７０６第５期㊀㊀㊀㊀李志奇ꎬ等.机器人航天员精细操作方法及在轨验证图３㊀７自由度模块化机械臂Ｆｉｇ.３㊀７￣ＤＯＦｍｏｄｕｌａｒｒｏｂｏｔｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ通过连接轴带动谐波减速器的波发生器高速转动ꎬ电机定子和谐波减速器的钢轮与关节基座固定ꎬ柔轮通过关节力矩传感器带动关节输出端转动ꎮ图４㊀手臂模块化的关节构成Ｆｉｇ.４㊀Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｊｏｉｎｔｉｎｍｏｄｕｌａｒａｒｍ传感器对于提高机械臂的智能水平㊁作业水平㊁控制系统的稳定性等具有重要作用ꎮ手臂关节的传感器配置如表１所示ꎮ电机端的相对位置传感器采用自主研制的非接触绝对位置传感器ꎬ具有厚度小㊁便于系统集成的优点ꎮ３个数字霍尔传感器作为冗余的位置传感器ꎬ安装在电机的定子上ꎬ检测转子磁钢的位置ꎮ关节力矩传感器有２方面作用:①保护作用ꎮ防止机械臂在高速运动过程中出现不期望的㊁意外的碰撞ꎻ②控制作用ꎮ为机械臂的阻抗控制㊁抑振控制等提供力反馈信息ꎮ基于应变理论设计的关节力矩传感器采用８个应变片㊁构成２个全桥电路ꎬ提供冗余ꎬ同时也为消除温度和反向加载的影响ꎬ具有机械过载保护结构[１８]ꎮ电流传感器采集与电机相绕组串联的采样电阻两端电压ꎬ实现电机相电流的检测ꎬ实时检测电机输入电流的大小ꎮ灵巧臂电气系统设计采用模块化㊁多层次结构ꎮ底层是７个关节ꎬＦＰＧＡ(ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙｓ)作为微处理器ꎬ实现关节的驱动㊁传感器信息采集及处理㊁高速串行通讯等功能ꎬ关节的驱动和控制均被集成在每个关节内ꎮ关节电气系统结构如图５所示ꎬ传感器信号处理模块㊁电机电流控制模块㊁关节伺服控制模块及串行通讯模块由控制板和驱动板两部分构成ꎮ关节控制器实现电机的控制㊁各传感器的测量㊁通讯等功能ꎬ关节驱动单元包括传感器信息处理㊁直流无刷电机驱动ꎮ表１㊀模块化肩部和肘部关节传感器配置Ｔａｂｌｅ１㊀Ｓｅｎｓｏｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎｉｎｍｏｄｕｌａｒｓｈｏｕｌｄｅｒａｎｄｅｌ￣ｂｏｗｊｏｉｎｔｓ序号传感器类型数量/关节测量原理１关节力矩１应变２关节位置１电位计３磁编码器１磁场效应４电机位置３数字霍尔５电流传感器２电阻压降６温度传感器１温度计图５㊀机器人航天员手臂电气结构Ｆｉｇ.５㊀Ｅｌｅｃｔｒｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒｏｂｏｔａｒｍ８０６载人航天第２５卷２ ３㊀灵巧手机械臂末端安装的模块化手指由２个独立的单元组成:手指主体和手指基座ꎮ５根手指的指单元体完全相同ꎬ每个手指模块中包含一个扁平直流无刷电机和一个微型谐波减速器(减速比为１００ʒ１)ꎮ电机与减速器之间采用减速比为１ʒ２.１的高速传送带进行连接ꎮ多种传感器集成在手指体内ꎬＢＬＤＣ电机控制器和驱动器集成在第一连杆的背面[１９]ꎬ指骨和远节指骨的运动通过钢丝传递ꎬ实现１ʒ１的耦合运动ꎮ在手指基单元中２个旋转轴相交(图６)ꎮ对于卷曲/伸展运动ꎬ电机使用２个电机的扭矩对锥齿轮施加同步运动ꎮ对于外展/内收运动ꎬ电机转向相反的方向ꎮ使用小型电机和减速器的方案ꎬ减轻体积与重量ꎬ同时在指尖上达到双倍输出力ꎮ２个自由度的基关节ꎬ由４个相同结构的伞齿轮组成差动机构ꎬ关节及指尖的运动和输出力是由２套驱动系统㊁２个电机共同合成㊁承担的ꎮ１个自由度的手指单元和２个关节采用钢丝机构实现精确的１ʒ１耦合运动ꎬ并具有钢丝预紧机构ꎮ图６㊀ＤＬＲ/ＨＩＴＨａｎｄＩＩＦｉｇ.６㊀ＤＬＲ/ＨＩＴＨａｎｄＩＩ传感器对于灵巧手完成精细操作发挥重要的作用ꎮ灵巧手的手指传感器配置如表２所示ꎮ目的是在人造手中集成大量不同的传感器ꎬ以赋予灵巧手类似于人手的功能ꎮ每个关节都配有基于应变仪的关节扭矩传感器ꎬ并且２个自由度之间没有干扰ꎮ位于中间关节的扭矩传感器集成在远端指骨中ꎬ可以精确测量外部扭矩并且不会产生滞后现象ꎮ每个手指都配有一个微小的六维传感器(直径２０ｍｍꎬ高１６ｍｍ)ꎬ为指尖开发了全数字输出功能ꎮ弹性体仅由一个部件制成ꎬ使传感器安装非常平坦ꎬ适合应变片的薄膜技术ꎬ便于组装ꎮ表２㊀手指传感器配置Ｔａｂｌｅ２㊀Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｓｅｎｓｏｒｓｉｎｆｉｎｇｅｒ序号传感器类型数量/手指测量原理１关节力矩３应变２关节位置３电位计３电机位置３数字霍尔４力/力矩１应变５温度２温度计６电机电流３电阻压降灵巧手的硬件架构包括基于ＰＣＩ的中央浮点ＤＳＰ/ＦＰＧＡ处理器等ꎬ用于完成数据采集处理㊁电机驱动㊁通讯与实时控制等ꎬ其硬件结构如图７所示ꎮ灵巧手手指ＤＳＰ和基础ＦＰＧＡ集成在手指主体和手指基座中ꎮ手指ＤＳＰ通过高速(６ＭＢａｕｄ)ＳＣＩ总线接口与手掌内ＦＰＧＡ通信ꎮ手掌内部的ＦＰＧＡ控制器可分为两部分:一部分用于对传感器和手指分别进行命令通信ꎬ另一部分用于外部设备ꎮ灵巧手中的ＣＡＮ网络和ＰＰＳｅＣｏ等接口连接到基于ＰＣＩ任务控制卡的ＤＳＰ用于简单的轨迹规划ꎮ基于ＰＣＩ采用ＤＳＰ/ＦＰＧＡ构建的控制卡主要任务是通过点对点高速串行通信(Ｐｏｉｎｔ￣ｔｏ￣ｐｏｉｎｔｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎꎬＰＰＳｅＣｏ)ꎬ实现高级抓取规划ꎬ优化抓握和与灵巧手手掌通信的功能ꎮ图７㊀ＤＬＲ/ＨＩＴＩＩ灵巧手硬件结构Ｆｉｇ.７㊀ＨａｒｄｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤＬＲ/ＨＩＴＩＩｄｅｘｔｅｒｏｕｓｈａｎｄ２ ４㊀头部仿人机器人头部要实现俯仰㊁回转与侧摆３种方向的运动ꎮ头部具有基于差动机构的颈部基９０６第５期㊀㊀㊀㊀李志奇ꎬ等.机器人航天员精细操作方法及在轨验证关节ꎬ能够实现俯仰和侧摆２个自由度ꎬ头部的上部关节能够实现头部的回转自由度.头部的三维模型图及实物图如图８所示ꎮ电位计与由电机霍尔传感器得到的关节相对位置信息融合ꎬ用于关节输出位置的检测ꎮ基于ＦＰＧＡ芯片实现头部的电气功能ꎬ包括电机驱动㊁传感器采集及通讯ꎮ图８㊀头部三维模型及实物图Ｆｉｇ.８㊀Ｔｈｅ３Ｄｍｏｄｅｌａｎｄｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｆｈｅａｄ头部上端安装双目高速相机ꎮ采用ＰｏｉｎｔＧｒｅｙ公司生产的ＦＬ２￣０３Ｓ２摄像机ꎬ体积小㊁重量轻(不含镜头尺寸为２９ˑ２９ˑ３０ｍｍꎬ重５８ｇ)ꎬ非常适合集成于头部的狭小空间中ꎮ另外ꎬ相机的分辨率为６４８ˑ４８８像素ꎬ图像采集频率为８０Ｈｚꎬ能够满足机器人系统的基本需求ꎮ相机和图像处理器之间采用ＩＥＥＥ￣１３９４ｂ总线传输数据ꎬ最大传输速度可达８００Ｍｂｐｓꎬ可以实现图像数据的实时传输ꎮ３㊀臂手系统在轨试验为了验证机器人航天员系统的可行性以及在微重力环境下的操作能力ꎬ在天宫二号空间实验室部署了单臂手系统ꎬ并进行了多种在轨验证试验ꎮ３ １㊀验证性演示试验进行在轨状态维修试验与遥操作试验前ꎬ为保证系统状态正常ꎬ要进行演示试验以验证机械臂各分系统功能正常ꎮ①轻型机械臂功能验证:机械臂做自由空间运动ꎬ模拟人类 招手 动作ꎬ验证轻型机械臂软㊁硬件在微重力环境下的功能正常ꎬ包括关节驱动㊁传感器㊁轨迹规划及关节控制算法等ꎻ②机械臂摩擦辨识验证:使用机械臂重复拉拽固定弹簧的操作及逆行在轨摩擦参数辨识试验ꎬ试验过程如图９所示ꎻ③机械臂运动学参数天地一致性验证:控制轻型机械臂手眼系统ꎬ使末端到达空间实验室舱壁目标标靶位置ꎬ利用相机测量舱壁视觉标靶并采集测量数据ꎮ在对比的过程中验证机械臂运动学参数天地一致性ꎬ试验过程如图１０所示ꎻ④全局相机功能验证:通过机械臂基于视觉伺服的捕获试验ꎬ尝试捕获舱内自由漂浮的小球ꎬ验证并评价基于全局相机图像的采集与处理功能ꎬ试验过程如图１１所示ꎮ图９㊀机械臂关节摩擦辨识Ｆｉｇ.９㊀Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｏｆｒｏｂｏｔｉｃｊｏｉｎｔ图１０㊀手眼系统相机视场Ｆｉｇ.１０㊀Ｈａｎｄ￣ｅｙｅｓｙｓｔｅｍｃａｍｅｒａｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗ图１１㊀抓漂浮小球Ｆｉｇ.１１㊀Ｇｒａｂｂｉｎｇｔｈｅｆｌｏａｔｉｎｇｂａｌｌ３ ２㊀模拟维修试验机器人模拟在轨拆卸中的３个典型操作:拆卸电连接器(图１２)㊁撕开多层防护(图１３)和使用电动工具拧松螺钉(图１４)ꎮ在拆卸电连接器试验中ꎬ灵巧手使用拇指和食指抓紧电连接器ꎬ旋拧数次后ꎬ把电连接器从其安装位置拆卸下来ꎮ试验中灵巧手采用力控制模型ꎬ达到在机械臂旋拧轴线和电连接器轴线不完全匹配的情况下ꎬ控０１６载人航天第２５卷制灵巧手与电连接器之间接触力的目的[２０]ꎮ图１２㊀拧松电连接器试验Ｆｉｇ.１２㊀Ｕｎｓｃｒｅｗｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｎｅｃｔｏｒｔｅｓｔ图１３㊀撕开多层防护试验Ｆｉｇ.１３㊀Ｔｅａｒｉｎｇｏｆｆｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｓｔ图１４㊀抓握电动工具拧松螺钉试验Ｆｉｇ.１４㊀Ｇｒａｂｂｉｎｇｐｏｗｅｒｔｏｏｌａｎｄｕｎｓｃｒｅｗｉｎｇｔｅｓｔ在使用电动工具拧松螺钉试验中ꎬ首先机器人先将存放在电动工具存放处的工具抓取握住ꎬ然后沿规划的轨迹平稳运动至目标螺钉正上方ꎬ利用视觉伺服将电动工具末端对准螺钉ꎮ位置准确无误后ꎬ使用灵巧手打开电动工具开关按钮ꎮ同时机械臂切换至力控制模式ꎮ保持此方向下压一段时间后ꎬ机械臂执行上抬动作ꎮ重复动作ꎬ拧松第２个螺钉ꎮ最后机器人把电动工具放回存放位置ꎮ３ ３㊀在轨遥操作试验在轨遥操作与天地遥操作相比ꎬ具有控制回路延时小㊁控制精度高的特点ꎮ同时ꎬ由于现阶段机器人仍然不具备自主执行在轨任务的能力ꎬ考虑在空间机器人执行任务中使用在轨遥操作的手段完成在轨任务ꎮ在天宫二号项目中设计测试机械臂与灵巧手在轨遥操作控制能力试验ꎮ试验系统由遥操作工作站㊁机器人本体以及控制机械臂的空间鼠标与控制灵巧手的数据手套组成ꎮ利用这套装置ꎬ航天员可以使用遥操作设备直接向机器人发送期望位置的命令ꎮ数据手套接收到的位置命令和空间鼠标给出的期望三维位姿信息被遥操作工作站接收并预处理ꎬ转为灵巧手的期望关节位置信息和基于机械臂逆运动学的关节期望位置ꎮ航天员控制机械臂与灵巧手的试验过程如图１５所示ꎮ图１５㊀航天员控制机械臂和灵巧手Ｆｉｇ.１５㊀Ｃｏｎｔｒｏｌｏｆｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓａｎｄｄｅｘｔｅｒｏｕｓｈａｎｄｓｂｙａｓｔｒｏｎａｕｔｓ４㊀结论１)对于空间站㊁探月工程㊁深空探测等领域的应用与任务要求ꎬ建立的机器人航天员系统由双臂㊁双手㊁头部等构成ꎬ具有位置㊁力矩㊁视觉等多种感知功能ꎬ可实现机器人航天员的自主柔顺操作㊁航天员在轨或地面遥操作等控制ꎮ２)设计并完成了臂手系统在空间微重力环境下的多种演示验证试验ꎬ达到了验证机器人航天员手臂硬件结构设计与人机协同在轨遥操作技术的目标ꎮ３)后续工作将针对机器人航天员各个子系统协调分工的快速化㊁准确㊁高稳定的操作需求ꎬ研究双臂机器人多运动自由度复杂系统的协调优化控制㊁面向多种复杂任务的自主运动规划㊁未知环境扰动下鲁棒干扰抑制控制等ꎬ使机器人航天员系统在太空环境中不仅能够精确完成搬运㊁装配等典型场景下的任务ꎬ而且能够降低人力劳动强度ꎬ实现面向特定任务的精准控制㊁快速作业㊁自主规划以及抗扰稳定ꎬ保证在复杂环境下的最优协调操作ꎮ参考文献(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ)[１]㊀ＨｉｌｔｚＭꎬＲｉｃｅＣꎬＢｏｙｌｅＫꎬｅｔａｌ.Ｃａｎａｄａｒｍ:２０ｙｅａｒｓｏｆｍｉｓ￣１１６第５期㊀㊀㊀㊀李志奇ꎬ等.机器人航天员精细操作方法及在轨验证ｓｉｏｎｓｕｃｃｅｓｓｔｈｒｏｕｇｈａｄａｐｔａｔｉｏｎ[Ｃ]//Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ６ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅａｎｄＲｏｂｏｔ￣ｉｃｓ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｉｎＳｐａｃｅ.Ｑｕｅｂｅｃ:ＣＳＡꎬ２００１:１￣８. [２]㊀ＪｏｒｇｅｎｓｅｎＧꎬＢａｉｎｓＥ.ＳＲＭＳｈｉｓｔｏｒｙꎬｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｌｅｓｓｏｎｓｌｅａｒｎｅｄ[Ｃ]//ＡＩＡＡ２０１１ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅａｎｄＥｘｐｏｓｉｔｉｏｎ.ＬｏｎｇＢｅａｃｈꎬＣａｌｉｆｏｒｎｉａ:ＡＩＡＡꎬ２０１１:４￣５.[３]㊀ＪｏｈｎＨ.ＣａｎａｄａｒｍａｎｄＣａｎａｄａｒｍ２￣ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｔａｂｌｅ[ＥＢ/ＯＬ].(２０１２￣０９￣０９)[２０１２￣１０￣２３].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ａｓｃｃｓａ.ｇｃ.ｃａ/ｅｎｇ/ｉｓｓ/ｃａｎａｄａｒｍ２/ｃ１￣ｃ２.ａｓｐ.[４]㊀ＮｇｕｙｅｎＰＫꎬＨｉｌｔｚＭ.ＲＭＳｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｕｐｐｏｒｔ:ｆｒｏｍｔｈｅｓｐａｃｅｓｈｕｔｔｌｅｔｏｔｈｅｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎ[Ｃ]//Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆｔｈｅ６ｔｈＩｎｔｅｒ￣ｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅａｎｄＲｏｂｏｔｉｃｓ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｉｎＳｐａｃｅｉ￣ＳＡＩＲＡＳ２００１.ＱｕｅｂｅｃꎬＣａｎａｄａ:２００１:１￣８.[５]㊀ＫａｕｄｅｒｅｒＡ.Ｃａｎａｄａｒｍ２ａｎｄｔｈｅｍｏｂｉｌｅｓｅｒｖｉｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍ:ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ[ＥＢ/ＯＬ].(２０１２￣０９￣１２)[２０１２￣１０￣２３].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｎａｓａ.Ｇｏｖ/ｍｉｓｓｉｏｎ＿ｐａｇｅｓ/ｓｔａｔｉｏｎ/ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ/ｅｌｅｍｅｎｔｓ/ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ.ｈｔｍｌ.[６]㊀ＡｂｒａｍｏｖｉｃｉＡ.ＴｈｅＳｐｅｃｉａｌＰｕｒｐｏｓｅＤｅｘｔｅｒｏｕｓＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒ(ＳＰＤＭ)ｓｙｓｔｅｍｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｆｆｏｒｔ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅｄｕｃｉｎｇＳｐａｃｅＭｉｓｓｉｏｎꎬ１９９８ꎬ１(２):１７７￣２００.[７]㊀ＭＤＡ.Ｊｅｍｅｎｄｅｆｆｅｃｔｏｒ[ＥＢ/ＯＬ].(２０１２￣０９￣２０)[２０１２￣１０￣２３].ｈｔｔｐ://ｉｓｓ.ｊａｘａ.ｊｐ/ｅｎ/ｋｉｂｏ/ａｂｏｕｔ/ｋｉｂｏ/ｒｍｓ. [８]㊀ＥＳＡ.Ｅｕｒｏｐｅａｎｒｏｂｏｔｉｃａｒｍｆａｃｔｓｈｅｅｔ[ＥＢ/ＯＬ].(２０１２￣０９￣１６)[２０１２￣１０￣２３].ｈｔｔｐｓ://ｗｗｗ.ｅｓａ.ｉｎｔ/Ｏｕｒ＿Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ/Ｈｕ￣ｍａｎ＿ａｎｄ＿Ｒｏｂｏｔｉｃ＿Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ/Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ＿Ｓｐａｃｅ＿Ｓｔａｔｉｏｎ/Ｅｕｒｏｐｅａｎ＿Ｒｏｂｏｔｉｃ＿Ａｒｍ.[９]㊀ＷｈｅｌａｎＤＡꎬＡｄｌｅｒＥＡꎬＷｉｌｓｏｎＳＢꎬｅｔａｌ.ＤＡＲＰＡｏｒｂｉｔａｌｅｘｐｒｅｓｓｐｒｏｇｒａｍ:ｅｆｆｅｃｔｉｎｇａｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｎｓｐａｃｅ￣ｂａｓｅｄｓｙｓｔｅｍｓ[Ｃ]//ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳＰＩＥ￣ＴｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬｖ４１３６ꎬ２０００:４８￣５６.[１０]㊀ＯｄａＭ.ＳｐａｃｅｒｏｂｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎＮＡＳＤＡ ｓＥＴＳ￣ＶＩＩｓａｔｅｌ￣ｌｉｔｅ[Ｃ]//Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ１９９９ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＤｅｔｒｏｉｔꎬＵＳＡ.:ＩＥＥＥꎬ１９９９:１３９０￣１３９５.[１１]㊀ＨｉｒｚｉｎｇｅｒＧꎬＢｒｕｎｎｅｒＢꎬＤｉｅｔｒｉｃｈＪ.ＲＯＴＥＸ￣ｔｈｅｆｉｒｓｔｒｅｍｏｔｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｏｂｏｔｉｎｓｐａｃｅ[Ｃ]//Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ１９９４ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎꎬＳａｎＤｉｅｇｏꎬＣＡꎬ１９９４:２６０４￣２６１１.[１２]㊀ＬａｎｄｚｅｔｔｅｌＫꎬＡｌｂｕ￣ＳｃｈäｆｆｅｒＡꎬＰｒｅｕｓｃｈｅＣ.Ｒｏｂｏｔｉｃｏｎ￣ｏｒｂｉｔｓｅｒｖｉｃｉｎｇ￣ＤＬＲ ｓｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｎｄｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ[Ｃ]//２００６ＩＥＥＥ/ＲＳＪＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏｂｏｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓꎬＢｅｉｊｉｎｇꎬＣｈｉｎａꎬ２００６:４５８７￣４５９４.[１３]㊀ＨｉｒｚｉｎｇｅｒＧꎬＳｐｏｒｅｒＮꎬＡｌｂｕ￣ＳｃｈａｆｆｅｒＡꎬｅｔａｌ.ＤＬＲ ｓｔｏｒｑｕｅ￣ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｒｏｂｏｔⅡ￣ａｒｅｗｅｒｅａｃｈｉｎｇｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｌｉｍｉｔｓｎｏｗ[Ｃ]//ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩＥＥＥＩｎｔｅｒ￣ｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎꎬＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＤ.Ｃ.:ＩＥＥＥꎬ２００２ꎬ２:１７１０￣１７１６.[１４]㊀ＨａｉｄａｃｈｅｒＳꎬＢｕｔｔｅｒｆａｓｓＪꎬＦｉｓｃｈｅｒＭꎬｅｔａｌ.ＤＬＲＨａｎｄＩＩ:ｈａｒｄ￣ａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ[Ｃ]//Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ２００３ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ.Ｔａｉｐｅ:ＩＥＥＥꎬ２００３:６８４￣６８９. [１５]㊀ＰｅｔｅｒｓＩＩＲＡꎬＢｏｄｅｎｈｅｉｍｅｒＲＥꎬＪｅｎｋｉｎｓＯＣ.Ｓｅｎｓｏｒｙ￣ｍｏｔｏｒｍａｎｉｆｏｌｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｄｕｃｅｄｂｙｔａｓｋｏｕｔｃｏｍｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｉｔｈｒｏｂｏｎａｕｔｓ[Ｃ]//ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒ￣ｅｎｃｅｏｎＲｏｂｏｔｉｃｓａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ.ＤｅｔｒｏｉｄꎬＭｉｃｈｉｇａｎꎬＵＳＡ:ＩＥＥＥꎬ２００６:１１２４￣１１３０.[１６]㊀ＬｏｖｃｈｉｋＣꎬＤｉｆｔｌｅｒＭ.Ｔｈｅｒｏｂｏｎａｕｔｈａｎｄ:ａｄｅｘｔｅｒｏｕｓｒｏｂｏｔｈａｎｄｆｏｒｓｐａｃｅ[Ｃ]//ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＡｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄＲｏｂｏｔｉｃｓꎬＤｅｔｒｏｉｔꎬＭｉｃｈｉｇａｎꎬ１９９９:９０７￣９１２.[１７]㊀刘宏ꎬ蒋再男ꎬ刘业超.空间机械臂技术发展综述[Ｊ].载人航天ꎬ２０１５ꎬ２１(５):４３５￣４４３.ＬｉｕＨꎬＪｉａｎｇＺＮꎬＬｉｕＹＣ.Ａｓｕｍｍａｒｙｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｐａｃｅｒｏｂｏｔａｒｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔꎬ２０１５ꎬ２１(５):４３５￣４４３.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１８]㊀刘伊威ꎬ王滨ꎬ姚郁ꎬ等.乒乓球机器人手臂及其击球策略[Ｊ].哈尔滨工业大学学报ꎬ２０１３ꎬ４５(３):３３￣３８.ＬｉｕＹＷꎬＷａｎｇＢꎬＹａｏＹꎬｅｔａｌ.Ｄｅｘｔｅｒｏｕｓｒｏｂｏｔａｒｍｆｏｒｔａ￣ｂｌｅｔｅｎｎｉｓａｎｄｈｉｔｔｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１３ꎬ４５(３):３３￣３８.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ) [１９]㊀ＬｉｕＨꎬＷｕＫꎬＭｅｕｓｅｌＰꎬｅｔａｌ.Ｍｕｌｔｉｓｅｎｓｏｒｙｆｉｖｅ￣ｆｉｎｇｅｒｄｅｘ￣ｔｅｒｏｕｓｈａｎｄ:ｔｈｅＤＬＲ/ＨＩＴＨａｎｄＩＩ[Ｃ]//ＩＥＥＥ/ＲＳＪＩｎｔｅｒ￣ｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＲｏｂｏｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓꎬＮｉｃｅꎬＦｒａｎｃｅ:ＩＥＥＥꎬ２００８ꎬ３６９２￣３６９７.[２０]㊀刘宏ꎬ李志奇ꎬ刘伊威ꎬ等.天宫二号机械手关键技术及在轨试验[Ｊ].中国科学:技术科学ꎬ２０１８ꎬ４８(１２):５９￣６６.ＬｉｕＨꎬＬｉＺＱꎬＬｉｕＹＷꎬｅｔａｌ.ＫｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＴｉａｎｇｏｎｇ￣２ｒｏｂｏｔｉｃｈａｎｄａｎｄｉｔｓｏｎ￣ｏｒｂｉｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ[Ｊ].Ｓｃｉ￣ｅｎｔｉａＳｉｎｉｃａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａꎬ２０１８ꎬ４８(１２):５９￣６６.(ｉｎＣｈｉ￣ｎｅｓｅ)(责任编辑:冯雪梅)２１６载人航天第２５卷。

新职业一工业机器人系统操作员就业景气现状分析报告一、产生背景机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，是衡量一个国家创新能力和产业竞争力的重要标志，已成为全球新一轮科技和产业革命的重要切入点。

近年来，我国机器人产业正处于快速发展期，中央及地方相关主管部门陆续出台政策规划，在项目支持、平台建设与应用示范等方面营造良好的生态环境。

十九大报告中更明确指出，要加快建设制造强国，加快发展先进制造业。

目前我国制造业人才培养规模位居世界前列，但是尚不能支撑“中国制造、中国创造”的需求。

机器人作为技术集成度高、应用环境复杂、操作维护较为专业的高端装备，有着多层次的人才需求。

近年来，国内企业和科研机构加大机器人技术研究与本体研制方向的人才引进与培养力度，在硬件基础与技术水平上取得了显著提升，但现场调试、维护操作与运行管理等应用型人才的培养力度依然有所欠缺。

预计，未来五年对工业机器人系统操作员的人才需求量将达到125万左右。

当前，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，这对劳动者的科学文化素质和能力水平提出新的要求。

随着新兴技术的采用，传统的第一、第二产业越来越智能化。

工业机器人替代生产流水线上简单劳动力的做法在部分地区得到推广，与机器人相关的生产、服务和培训企业蓬勃发展。

工业机器人的大量使用，对工业机器人系统操作员的需求剧增，使其成为现代工业生产一线的新兴职业。

4月3日，工业机器人系统操作员新职业的信息发布，使国家职业分类体系更加科学完善，更好地服务于国民经济信息统计、人力资源开发管理等工作，为国家制定相关产业发展政策、开展就业人口结构变化和劳动力供求状况研究分析、制定人力资源市场政策提供了科学依据。

对用人单位和从业人员的影响主要体现在：规范了用人单位关于工业机器人系统操作员的岗位设置、人员招录、员工培训等工作，使从业人员的职业发展规划更加明晰，有利于促进其提升职业能力和素养。

新时代的职业选择一直在走向多元化、个性化，工业机器人系统操作员职业岗位的设立，不仅为社会创造更多的就业机会，也能让经济社会发展迸发出更为强大的活力与创造力。

工业机器人行业分析2022年中国市场工业机器人销量达68556台，同比增长20.71%，工业机器人保有量将达到24.40万台。

2022年，中国工业机器人的保有量达到30万台。

下面进行工业机器人行业分析，一起来了解下吧。

工业机器人是集机械、电子、掌握、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扮装备。

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进展很快，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(CIMS)的自动化工具。

通过对工业机器人行业分析，2022年我国工业机器人产量达到7.24万台，同比增长了34.3%，销售量约占全球1/4，是全球最大的工业机器人消费市场，产业规模日益扩大，产业技术水平渐渐提升。

目前，中国约有3000余家工业机器人制造、服务企业，产业格局已初步形成。

中国工业机器人产业目前处于成长期，自主品牌市场占有率仅32%，高端市场国外产品占95%，关键核心部件仍依靠进口;每万人拥有的机器人台数只有国际平均水平一半，是先进国家的15%;低水平、重复建设状况普遍，机器人制造企业数量多，但规模小。

另一方面，中国浩大的制造业转型升级对工业机器人却存在巨大市场需求。

通过对工业机器人行业分析，国人工成本仍旧处于上升阶段，并且从2022年工业机器人爆发以来，才持续了不到5年时间，从日本长达10年高速增长的阅历走势，我国正在使机器人行业往更深度，更全面的领域进展。

结合另一个更加通用的需求指标：机器人保有密度，每万人拥有的机器人数量，2022年中国的机器人密度仅为36台/万人，远低于世界平均水平66台/万人。

目前，我国高校和可研机构具备较丰富的资源优势，在转化胜利、产业进展、探究创新机制等方面具有独特的优势，我国工业机器人市场进展前景宽阔，国内相关机器人厂商竞争力。

盈利力量正逐步加强。

随着我国工业转型升级、劳动力成本不断攀升及机器人生产成本下降，将来“十三五”期间，机器人是重点进展对象之一，国内机器人产业正面临加速增长拐点。

2013年，中国工业机器人的安装量为36560台（其中，9000台是中国供应商安装），比2012年增加59%。

其中，焊接机器人占36%，搬运机器人占40%；汽车行业占39%，电气/电子行业占18%。

2013年，中国工业机器人累计安装量达到132784台，比2012年增加了37%。

其中焊接机器人占42%，搬运机器人占35%。

一、来源和途径自1999年始，中国机器人的安装量统计数据主要源自于机器人制造商提交的报告。

从2004年起，全球所有的供应商开始提供他们的数据，使得统计数据结果更加完整。

从2013年起，中国机器人供应商的数据由中国机器人产业联盟(CRIA)来提供，全球所有其他的机器人供应商直接给IFR（国际机器人联合会）提供数据。

二、安装量和累计安装量如今，中国是全球机器人年安装量最大的国家，也是市场增长最快的国家，2013年工业机器人累计安装量位列世界第五。

目前，只有欧洲和日本的机器人供应商在中国建厂，但我们相信在未来几年，将会有更多的机器人供应商加入进来。

中国的大部分机器人是从日本、欧洲或者北美进口。

中国机构主要从事机器人技术的研究，国内的系统集成商主要使用日本或者欧洲的机器人为用户提供系统解决方案。

近几年，一批国内的机器人供应商开始进入市场，并增加了占机器人安装量总份额的比重。

在过去几年，汽车行业的大量投资增加了机器人的安装量。

中国是全球最大汽车市场，且作为最大的汽车生产基地仍有很大的发展潜力。

中国的消费市场增长迅速，几乎全部行业都从增长的需求（包括各种消费品）中受益。

这是第一次，中国机器人供应商的销售数据包含在IFR 的统计中。

2013年，中国工业机器人销售36560台（见图1）。

其中中国机器人供应商安装约9000台，这一数据来源于CRIA，几乎比2012年高出3倍。

另外，国外机中国工业机器人数据统计梁文莉 编译器人供应商的销量增加20%。

在2008年至2013年期间，工业机器人安装量年平均增长率约为36%。

工业机器人市场分析近年来，全球工业机器人行业保持快速进展，据数据，2022 年全球工业机器人销量 29.4万台，同比增长 16%，2022 年以来年平均增速16.8%。

其中，我国是增长最快也是最大的需求市场。

下面进行工业机器人市场分析。

2022年我国机器人销量 8.7万台，同比增长 26.9%，快于全球增速 15.9%，占全球销量的 30%。

2022年我国工业机器人年销量11.1万台，同比增长27.59%，增速连续三年扩大。

与销量增长相应，我国机器人产量也保持高速增长态势。

据数据，2022年我国工业机器人产量达到13.11万台，同比增长81%。

人口红利渐行渐远，工业机器人需求旺盛。

目前我国人口结构已到达刘易斯拐点，劳动人口占比从2022年的75%降至2022年72%。

劳动者工资水平逐年提升，2022年制造业人均工资高达5.95万元/年，劳动力成本急剧上升，企业普遍感觉到用工荒和利润率下降，使用机器人降低生产成本成为企业提升竞争力的必定选择。

通过对工业机器人市场分析，2022年，我国工业机器人使用密度仅为68台，全球的平均使用密度为74台，韩国、新加坡、德国的密度高达631台、488台、309台，与发达国家相比，我国工业机器人行业将来仍有很大的进展空间。

依据最新猜测，2022年中国工业机器人销量将达到21万台，根据机器人均价15万元计算，市场规模将超300亿元。

目前，我国工业机器人市场仍旧在很大程度上依靠进口。

据统计，2022 年工业机器人四大家族 ABB、库卡、安川、发那科为首的外企品牌占中国机器人行业69%的市场份额。

然而，国内机器人企业正以强劲态势抢占市场份额。

2022 年到 2022 年，中国本土品牌工业机器人所占份额已经从 25%上升到31%。

通过对工业机器人市场分析，据统计局数据显示，2022年5月中国工业机器人当月产量为10057台，同比增长47.3%。

随着智能制造的不断推动，工业机器人作为信息化与工业化深度融合的关键，机器人应用呈现爆发式增长。

据国际机器人联合会（IFR）统计，2017年，中国工业机器人安装量为137920台（其中，34671台由中国机器人供应商安装），比2016年增加约59%，继续成为全球最大的机器人市场，如图1所示。

其中，搬运机器人约占45%，焊接机器人约占26%，装配机器人约占20%；电气/电子行业约占35%，汽车行业约占31%。

2012-2017年，中国工业机器人安装量年均复合增长率（CAGR）约为43%。

本文对IFR提供的数据进行了编辑整理，并针对中国机器人市场做简要分析。

1数据来源和途径自1999年始，IFR针对中国市场工业机器人安装量的统计数据主要源自于各机器人制造商提交的数据报告。

从2004年起，全球所有的供应商开始向IFR提供他们的数据，使得IFR的统计数据更加准确。

自2013年起，中国本土的工业机器人供应商的销售数据由中国机器人产业联盟(CRIA)收集，全球其他地方机器人供应商仍直接给IFR提供数据。

2安装量和累计安装量据统计数据显示，2017年，中国依然是全球最大的机器人市场，也是全球机器人市场增长最快的国家。

自2016年开始，中国工业机器人累计安装量位列世界第一，发展速度史无前例。

在中国的工业机器人销量从2014年的峰值57100台增加至2017年的137920台。

越来越多的国际机器人制造商在中国建设工厂，持续扩大产能。

虽然目前中国市场上大部分的机器人是日本、韩国、欧洲和北美的供应商直接进口或在中国生产，但是越来越多的中国机器人供应商也开始打拼自己的市场。

首先，从行业销售上看，自2010年以来，汽车行业的大量投资一直在催长机器人的安装量。

中国是全球最大汽车市场，且作为最大的汽车生产基地仍有很大的发展潜力。

中国的消费市场增长迅速，同时也是生产电子器件、电池、半导体和芯片等产品的主要市场。

自2016年开始，电气/电子行业取代汽车行业，成为工业机器人最重要的购买者和增长的主要推动力。

同时，消费市场的迅速增长，使得几乎全部行业都从增长的需求（包括各种消费品）中受益。

工业机器人、人力资本与就业——以纺织产业为例作者：赵君丽宁江霞张文秋来源：《丝绸》2024年第01期摘要：工業机器人深度应用与就业协同发展成为产业高质量发展的重要内容。

为探究如何以数智化转型带动高质量就业，本文基于2007—2019年中国31个省级行政区面板数据，构建固定效应模型，实证研究纺织产业工业机器人应用对就业的影响。

结果显示，工业机器人应用一方面对就业数量产生了替代效应，另一方面提高了就业质量，人力资本水平的提升同时弱化了这两方面的作用。

异质性检验显示，工业机器人应用对纺织产业平稳型和提高型发展省份、男性或低技能劳动者的就业数量替代效应更大;2013年以前工业机器人应用对就业数量的替代效应和2013年以后对就业质量的提升效应更显著。

关键词：工业机器人;就业数量;就业质量;人力资本;异质性;纺织产业中图分类号： F426.81; F404.2 文献标志码： A文章编号： 1001-7003（2024）01-0011-12DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2024.01.002作为“用于工业环境中自动控制、可重复编程的多用途机械手”［1］，工业机器人与生产深度融合已成为企业降低成本的重要手段。

纺织产业智能化转型成为趋势，化纤、纺纱、印染、服装、家纺等智能化生产线应用工业机器人成效显著。

尽管工业机器人的普及益于提高生产效率、推动产业转型升级，但也伴随着就业数量下降。

据测算，2007—2019年，中国纺织产业就业数量从1 085.75万人降至693.49万人。

同时，机器人应用降低了多数行业的劳动收入份额，尤其是劳动密集型行业［2］，这引发了民众对“机器换人”的担忧。

在此背景下，探究纺织产业如何以数智化转型带动更高质量的就业，有利于提升纺织从业人员的安全感、增进民生福祉，进一步促进纺织产业高质量发展。

工业机器人影响就业数量的观点主要分为三类：一是就业替代论［3-7］;二是就业创造论［8-10］;三是替代和创造效应在新技术发展的不同阶段更迭［11-12］。

职业本科背景下《工业机器人操作与编程》教材探索与研究摘要：随着新科技革命爆发，企业对复合型技术技能人才需求迫切。

职业教育为适应产业变革，开始探索职业本科。

教材是职业本科建设中的重点内容。

目前，职业本科教材研究刚刚起步。

本文主要研究以学生为中心的职业本科教材设计思路及设计方法，并以工业机器人操作与编程课程教材设计为例，介绍教材总体构架。

通过以学生为中心的教材内容设计、活页式教材设计与探索、工作手册式设计与融入、教材评价设计、多样化的立体化资源设计、虚拟仿真与教材的结合，对职业本科教材进行研究与探索。

关键词：职业本科；活页式教材；工业机器人中图分类号：G710文献标识码：A 文章编号：一、研究背景随着技术的发展，科技革命需要新的复合技术技能人才，为满足产业变革对人才的需求，国家开始开展本科层次职业教育试点。

2018年底，教育部将15所专科学校升格为本科职业学校，至此，我国有了独立建制的本科职业学校。

2021年12月教育部办公厅印发了《“十四五”职业教育规划教材建设实施方案》，提出加快建设新形态教材。

适应结构化、模块化专业课程教学和教材出版要求，重点推动相关专业核心课程以真实生产项目、典型工作任务、案例等为载体组织教学单元。

因此，教材建设成为了职业本科院校重要且迫切的挑战。

目前，开发活页式教材是各大职业本科进行教材建设的重要方向和有效方法。

本文以《工业机器人操作与编程》为例，探讨职业本科背景下新活页式教材的开发路径和设计方法。

二、《工业机器人操作与编程》教材存在的问题1.内容与职业需求适切性不足中国电子学会编制的《中国机器人产业发展报告2019》提到，我国工业机器人密度将在2021年突破130台/万人。

工业机器人密度爆发式增加，预计2025年机器人工程师需求量将达到100万。

对于机器人行业，职业本科教育主要是培养高层次技术技能型人才。

《工业机器人操作与编程》作为职业本科教育中的一门课程，需要在教材上与当前的职业本科教育定位相匹配。

2020年中国工业机器人行业市场全景分析报告
导读：
1959年美国诞生了全球第一台工业机器人，21世纪以来，随着劳动力成本的不断提高，技术的不断进步，各国陆续进行制造业的转型与升级，出现了机器人替代人的热潮，工业机器人自动化装备得到了快速发展。

而我国的工业机器人行业还处于转型阶段，但是由于潜在的市场较大，研发动力较充足，生产线的大量铺设又为我国工业机器人的发展创造了坚实的基础，所以工业机器人在我国的发展呈良好的态势。

中国工业机器人产量不断增加，由2015年的3.3万台增加至2020年的23.71万台，年复合增长率为48.3%。

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一、研究背景当前世界正处于由人工智能技术引发的第四次科技革命浪潮中，为抓住新一轮科技革命带来的机遇，世界各国均制定了相应的发展战略。

美国政府推出了大力发展新兴产业、鼓励科技创新、支持中小企业发展等“再工业化”的政策和措施，振兴美国制造业；德国提出“工业4.0”战略，提升制造业的智能化水平以获得在全球工业的竞争力，在新一轮的科技革命中抢占先机。

作为世界上最大的发展中国家，我国对于人工智能技术的发展也给予了充分的重视。

2017年3月李克强总理在《政府工作报告》中指出，要积极发展包括人工智能在内的新兴产业；同年7月，国务院正式印发并实施《新一代人工智能发展规划》，目标到2030年人工智能技术达到世界领先水平[1]；习近平总书记在党的十九大报告中也着重强调“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”[2]。

人工智能技术的发展应用，可以有效缓解企业面临的“招工难”问题，提高企业的生产效率，促进宏观经济增长。

但人工智能技术给人类带来一系列机遇的同时也让我们面临着诸多挑战，如人工智能技术的应用可能会减少劳动力的就业机会，失业率上升，改变劳动力市场结构。

据国家统计局统计，我国制造业城镇单位就业人数自2013年开始呈逐年下降趋势，2019年就业人数与2013年相比下降了27.11%。

为此，当前人工智能技术在劳动力就业中究竟扮演何种角色？是否会诱致中国劳动力就业量下降？对这些问题的研究，不仅有助于预判人工智能技术所引发的就业冲击，维护劳动力市场就业稳定，还可以推动人工智能技术高质量发展。

二、文献述评关于人工智能技术对就业影响的研究，最早开始于技术进步对就业影响的讨论，虽然迄今为止，学术界就技术进步导致就业量增加还是减少还没有形成统一的观点，但提出了两个特别值得重视的效应，一是“破坏效应”，技术进步导致就业量减少；另一种则是“补偿效应”，技术进步将导致就业数量的增加。

本质上，人工智能技术也属于一种技术进步，满足技术进步影响就业的一般规律，但对就业的影响范围更广，程度更深，具有属于自身的特殊性[3]。

工业机器人市场调研报告江苏省交通技师学院电气信息系张xx一、我国工业机器人发展历程与现状机器人是人类二十世纪的一项重要发明。

1959年美国的英伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，之后，世界各国都在争相开展机器人研究，机器人的的功能和应用领域一直在不断地拓展。

我国机器人的研起步究较晚。

先后经历了二十世纪70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的实用化期。

1972年，中国科学院沈阳自动化所开始了机器人的研究工作。

1977年，南开大学机器人与信息自动化研究所研制出我国第一台用于生物试验的微操作机器人系统。

1985年12月12日，我国第一台重达2000公斤的水下机器人“海人一号”在辽宁旅顺港下潜60米，首潜成功，开创了机器人研制的新纪元。

随后，我国研制的机器人相继问世：中国科学院沈阳自动化所研制成功了体重36公斤，身高1米的缆浮游作业轻型“金鱼二号”水下机器人；中科院长春光机所发明的“四足遥控仿生载重步行机器人”，在1986年中国第二届发明展览会上获金牌奖；1987年又获第15届日内瓦国际发明与新技术展览会银牌奖。

中国机器人示范工程中心从1987年开始，先后制造了三台“水下机器人”，它们分别是：（1）1987年3月制造的身高4.7米，体重1200公斤的“老大瑞康四号机器人”；（2）1989年6月制造的“老三水下机器人”；（3）1990年9月制造的“老二中型机器人”。

1988年初，中国船舶总公司702所，研制成功了身高3.1米，体重650公斤的载人式“水下机器人”；1988年2月，国防科技大学研制成功六关节平面运动型“两足步行机器人”。

1994年10月，中科院沈阳自动化所研制成功的我国第一台无缆水下机器人“探索者号”长4.4米，宽0.8米，高1.5米，载体重2.2吨，最大潜水深度为1000米。

它的研制成功，标志着我国水下机器人技术已走向成熟。

1995年5月，我国第一台高性能精密装配智能型机器人“精密一号”在上海交通大学诞生，它的诞生标志着我国已具有开发第二代工业机器人的技术水平。

美洲工业机器人数据统计梁文莉(译)【期刊名称】《机器人技术与应用》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P45-48)【作者】梁文莉(译)【作者单位】【正文语种】中文2012年，美洲工业机器人新安装了28137台，比2011年增加了7%。

其中搬运机器人占41%，焊接机器人占39%；汽车行业占55%，电气/电子行业占11%。

2012年，美洲工业机器人累计安装量为207000台，比2011年增加了7%。

其中搬运机器人占37%，焊接机器人占38%。

2012年，美洲工业机器人安装量约28100台，比2011年增加了7%，创历史最高纪录。

其中，汽车行业和金属行业成为主要的推动力量；化工行业（包括药品行业、化妆品行业、塑胶行业）工业机器人的安装量高于平均水平；汽车行业工业机器人的安装量增加了28%，达15500台，占总份额的55%；电子行业和食品饮料行业机器人的安装量则在减少。

2010年开始，北美工厂尤其是汽车行业实现了自动化，生产能力提高，使得2011、2012年的工业机器人新安装量一直持续增加。

2007年至2012年，美洲工业机器人安装量年平均增长率约8%。

2012年，美国工业机器人安装量再次增加9%，以22414台达到一个新峰值。

2010年和2011年，美国工业机器人的安装量在持续增加。

2012年，加拿大工业机器人安装量减少了5%，降至1749台。

2007年以3000台创历史第一高。

自2010年起，墨西哥工业机器人安装量持续增加，2012年以2106台再次达到了一个新峰值。

巴西工业机器人安装量持续增加，2012年以1600台达到一个新峰值。

2006年机器人市场统计数据
王伟
【期刊名称】《机器人技术与应用》
【年(卷),期】2008(000)001
【摘要】2007年10月国际机器人联合会（IFR）公布了上一年度（2006年度）机器人统计数据，本文节选其中一部分予以刊登。

【总页数】5页(P18-22)
【作者】王伟
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】C8
【相关文献】
1.2017年上半年中国市场国产工业机器人统计数据发布 [J], 中国机器人产业联盟
2.全球机器人市场统计数据分析 [J], 梁文莉
3.快速增长的中国机器人市场——2012中国工业机器人市场统计数据 [J], 梁文莉
4.中国工业机器人市场统计数据分析 [J], 梁文莉
5.全球机器人市场统计数据分析 [J], 梁文莉
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