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工业机器人技术毕业设计一、引言工业机器人是现代制造业中不可或缺的一种生产设备，其广泛应用于汽车、电子、医疗、航空等行业。
本文将介绍工业机器人的相关技术，并提供一个毕业设计方案。
二、工业机器人的分类1.按照使用领域分类：包括汽车工业、电子工业、医疗行业等。
2.按照结构分类：包括SCARA机器人、直线运动机器人等。
3.按照控制方式分类：包括伺服控制和步进控制等。
三、工业机器人的组成部分1. 机械结构部分：包括轴承、减速器、传动系统等。
2. 传感器部分：包括视觉传感器、力传感器等。
3. 控制系统部分：包括控制板卡和软件系统等。
四、毕业设计方案1. 设计目标：设计一个用于汽车生产线上的SCARA机器人，能够完成零件装配和焊接任务。
2. 设计要求：（1）具有高精度和高速度的定位能力；（2）具有灵活的运动轨迹规划能力；（3）能够适应不同尺寸和形状的零件；（4）具有自动识别和纠正零件位置的能力；（5）具有安全保护机制，能够避免对人员和设备造成伤害。
3. 设计方案：（1）选择适合汽车生产线上使用的SCARA机器人结构，包括机械臂、关节、驱动器等。
（2）选择适合汽车零件装配和焊接任务的传感器，包括视觉传感器、力传感器等。
（3）选择适合汽车生产线上使用的控制系统，包括控制板卡和软件系统等。
（4）进行运动轨迹规划和控制算法设计，并进行仿真验证。
（5）设计安全保护机制，包括安全门、紧急停止按钮等。
五、总结本文介绍了工业机器人的分类、组成部分以及一个用于汽车生产线上的SCARA机器人毕业设计方案。
随着现代制造业的发展，工业机器人将会越来越广泛地应用于各个行业中。
工业机器人摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上重要的成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。
目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动程度极大的工作，工作方式一般采取示教在线的方式。
本文将设计一台圆柱坐标型的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。
首先，本文将设计机器人的大臂、小臂、底座和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台：在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、以及控制元件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。
目录摘要1绪论 (1)1.1 工业机器人研究的目的和意义 (1)1.2 工业机器人在国内外的发展现状与趋势……………………..1.3 工业机器人的分类1.4 本课题研究的主要内容2 总体方案的确定2.1 结构设计概述2.2 基本设计参数2.3 工作空间的分析2.4 驱动方式2.5 传动方式确定3 搬运机器人的结构设计3.1 驱动和传动系统的总体结构设计3.2 手爪驱动气缸设计计算3.3 进给丝杠的设计计算3.4 驱动电机的选型计算3.5 手臂强度校核4 搬运机器人的控制系统4.1 机器人控制系统分类4.2 控制系统方案分析4.3 机器人的控制系统方案确定4.4 PLC及运动控制单元选型5 结论与展望致谢1 绪论1.1 工业机器人研究的目的和意义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（ＣＩＭＳ）的自动化工具。
全套设计CAD图纸QQ 36396305XX大学毕业设计(论文) 球坐标工业机械手设计所在学院专业班级姓名学号指导老师2016年月日摘要工业机械手（以下简称机械手）是近代自动控制领域中出现的一项新技术，作为多学科融合的边沿学科，它是当今高技术发展最快的领域之一，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。
所谓工业机械手就是一种能按给定的程序或要求自动完成物件（如材料、工件、零件或工具等）传送或操作作业的机械装置，它能部分地代替人的手工劳动。
较高级型式的机械手，还能模拟人的手臂动作，完成较复杂的作业。
本次设计所确定的机械手的整体结构为球坐标式机械手，手臂动作为摆动或者转动，手爪的动作为伸缩和松夹。
由于此机械手的动作要求放置不同的工件，所以实现上下料过程也要求手腕能旋转动作。
本文的机械手用于棒料，直径υ40~υ60，长度450~1200mm，介绍它的组成和分类、自由度和座标型式、液压技术的特点、PLC控制的特点及国内外的发展状况，对机械手进行总体方案设计，确定机械手的座标型式和自由度，确定机械手的技术参数，设计机械手的手臂结构，设计出机械手的液压系统，绘制机械手液压系统工作原理图。
利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定可编程序控制器的控制方案，画出机械手的工作时的顺序功能图和梯形图，并编制可编程序控制器的控制程序。
关键词：机械手, 球坐标工业机械手，抓取，棒料；液压；PLCAbstractIndustrial machinery hand (hereinafter referred to as the manipulator) is a new technology of modern automatic control in the field, as the edge disciplines multidisciplinary integration, it is one of the fastest growing areas of high technology, and has become an important part of modern machinery manufacturing in the production system. The so-called industrial manipulator is a complete object automatically according to the given procedures or requirements (such as materials, parts, components or tools) mechanical device to transmit or operation, it can partly replace the manual labor. The manipulator of higher level type, can simulate human arm movement, complex operation.The overall structure of the design of manipulator and the spherical coordinate manipulator, arm movements as swing or rotation, the gripper action for expansion and loose clamp. Because the mechanical hand movements placed different workpieces, so the implementation process on the wrist rotation is required.In this paper, the mechanical hand for bar, diameter φ 40~ φ 60, length 450~1200mm, introduces its composition and classification, degree of freedom and coordinate type, hydraulic technology characteristics, PLC control characteristics and development at home and abroad, for the overall design of manipulator, to determine the coordinates of the manipulator types and degrees of freedom, to determine the technical parameters of the manipulator, manipulator arm structure design, hydraulic system design of mechanical hand, draw the working principle of the hydraulic system of manipulator diagram. The control of the manipulator programmable controller, select the appropriate PLC model, according to the workflow manipulator developed PLC control program, draw the mechanical hand work of the sequential function chart and the ladder diagram, and control program of programmable controlleKeywords: manipulator, spherical coordinate industrial manipulator, grasping, bar; hydraulic; PLC目录摘要 (II)Abstract (III)目录 ...................................................................................................................................... I V 1 绪论 . (1)1.1选题背景 (7)1.2 机械手发展现状和趋势 (8)1.3 机械手的系统工作原理及组成 (8)1.3 球坐标工业机械手的组成 (2)2 球坐标工业机械手设计要求与方案 (3)2.1 球坐标工业机械手技术参数 (3)2.2总体方案分析 (3)2.3动作原理 (4)2.4工业机械手的传动方案设计 (4)2.5球坐标工业机械手驱动方式的选择 (5)3 球坐标工业机械手各主要组成部分设计 (7)3.1手部结构 (7)3.1.1手部结构种类 (7)3.1.2 夹持器设计计算 (8)3.1.3手部校核 (9)3.2 升降方向设计计算 (9)3.2.1 初步确系统压力 (10)3.2.2 升降油缸计算 (10)3.3油缸主要部位的计算校核 (14)3.3.1缸筒壁厚的计算 (14)3.3.2 活塞杆强度和液压缸稳定性计算 (15)3.3.3缸筒壁厚的验算 (17)3.3.4 缸筒的加工要求 (18)3.3.5法兰设计 (19)3.3.6 (缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算 (19)3.4 活塞的设计 (21)3.5 导向套的设计与计算 (22)3.6 端盖和缸底的设计与计算 (24)3.7 缸体长度的确定 (25)3.8 缓冲装置的设计 (25)3.9 排气装置 (26)3.10 密封件的选用 (28)3.11 防尘圈 (29)3.12 液压缸的安装连接结构 (30)3.13 水平方向设计计算 (33)3.13.1 水平方向计算 (33)3.13.2 油缸的选型 (33)3.14 底座回转机构设计计算 (33)3.14.1 回转部位负载计算校核 (34)3.14.2 油马达的选型 (35)3.15机身结构的设计校核 (37)3.15.1 油马达的选择 (37)3.15.2螺柱的设计与校核 (37)3.15.3机座的机械结构 (38)3.6 绘制液压系统图 (39)3.6.1 计算和选择液压元件 (40)3.6.2液压系统性能的验算 (41)4 机械手控制系统设计 (42)4.1 机械手的工艺过程 (42)4.2 PLC 控制系统 (43)4.3 PLC 控制系统程序设计 (44)总结与展望 (47)参考文献 (48)致谢 (49)1 绪论1.1选题背景机械手是工业自动化发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。
毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：3-DOF工业机器人结构设计II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：根据对工业3自由度机器人的总体结构及传动系统的分析和探讨，按照下列技术要求，基于Auto CAD软件完成机器人的结构设计。
主要设计要求如下：第一轴：转动角速度为90 /s，转角范围为0～270底座：能够实现第一臂转角(0～270 )转角范围控制I I I、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：1. 开题报告，外文资料翻译2周3月1日~3月12日2.机器人本体的组成方案设计2周3月15日~3月26日3.第一臂、底座的结构分析与设计4周3月29日~4月23日4. Auto CAD软件平台上建立各零部件与装配图4周4月26日~5月21日5.毕业论文整理及答辩准备3周5月24日~6月10日Ⅳ、主要参考资料：【1】孙桓等主编.机械原理(第六版) .高等教育出版社，2001【2】马香峰主编.工业机器人的操作机设计. 冶金工业出版社 ,1996【3】宗光华张慧慧译.机器人设计与控制. 科学出版社， 2004【4】郑笑级工业机器人技术及应用[M]. 北京：煤炭工业出版社，2004【5】Y.Fujimoto and A.kawamura.Autonomous Control and 3D Dynamic Simulation walking Robot Incuding Environmental Force Interaction. IEEE Robbtics and Automnation Magzuine,1998,5(2):33～42机械设计制造及其自动化专业 0781052 19班学生（签名）：填写日期：2010 年 3 月 1 日至2010年 6 月10 日指导教师（签名）：助理指导教师(并指出所负责的部分)：专系主任（签名）：。
机械臂结构设计毕业设计
随着社会的发展和科技的进步，机械臂的应用越来越普遍，它被广泛应用于工业制造、服务行业、医药行业、建筑行业等等，能够代替人体完成复杂的任务，节约人力，而且更加快捷准确地完成任务，具有很大的经济效益。
机械臂的核心部件是由一系列的吊具、驱动器及电机组成的，但是它的结构是至关重要的，若结构设计不规范，将会影响机械臂的性能，从而影响整个机械装置的效率。
因此，机械臂结构设计技术已经成为当今最引人关注的研究方向之一。
机械臂结构设计是一项复杂的研究工作，尤其是在复杂工况下，它涉及到许多因素，如质量、精度、成本、力学性能等，若要实现精准、可靠、高效的量产，需要经过大量的理论分析和实验测试，机械臂的结构设计只有在仔细考虑各种参数的情况下，才能得到满意的效果。
本篇论文以机械臂结构设计为核心研究内容，首先，对当前机械臂结构设计技术研究现状进行了详细分析。
随后，提出了机械臂结构设计的具体方案，并仔细说明了机械臂的成型原理，以及它的优势和缺点。
最后，根据实际需求，采用了一种巧妙的机械臂结构设计方案，对机械臂的力学性能进行了有效的优化，有效地提升了机械臂的性能，以实现高可靠、高效率的机械臂制造。
本篇论文以机械臂结构设计技术为研究内容，并在此基础上提出了一种有效的机械臂结构设计方法，在获得可靠、高效的机械臂制造的同时，希望能够对今后与机械臂结构设计相关的技术研究及应用有
所帮助。
经过上述叙述，本文最终提出了一种具有可靠性、高精度的机械臂结构设计方案，它可以帮助我们实现精准、可靠、高效的机械臂制造，它也是一个综合设计和科学研究的成果，可以为今后的科学研究提供重要的借鉴和指导意义。
毕业论文声明本人郑重声明：1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。
除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。
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3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。
4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。
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工业机器人毕业设计引言工业机器人是现代工业生产过程中不可或缺的重要设备。
它们能够自动执行各种复杂的任务，提高生产效率，减少人工劳动，降低生产成本。
为了更好地满足工业生产的需求，本文将探讨一个关于工业机器人的毕业设计方案。
设计目标本毕业设计的目标是开发一款具有高精度、高效能的工业机器人系统。
该系统应能够执行精确的任务，如物体抓取、装配和焊接等。
同时，它还应具备智能化和自主学习的能力，可以根据环境的变化和任务的要求做出相应的调整和优化。
设计方案机器人硬件设计在机器人硬件设计方面，我们将使用最新的工业机器人技术，选择适合各种任务执行的机械臂。
这些机械臂应具备高精度、高稳定性和高载荷承受能力。
同时，我们还将配置传感器组件，以便机器人能够感知环境，并根据需要进行任务调整和优化。
机器人控制系统设计为了实现机器人的智能化和自主学习能力，我们将设计一套先进的机器人控制系统。
该系统将使用现代化的控制算法，以实现机器人的高精度运动和任务执行。
另外，该系统还应支持远程操控和监控，并具备数据传输和存储能力，以便进行数据分析和后续优化工作。
机器人操作界面设计为了方便用户与机器人进行交互，我们将设计一套友好的机器人操作界面。
该界面应具备直观、简洁的设计风格，同时提供丰富的功能和操作选项，以满足用户各种需求。
此外，我们还将考虑设计一些辅助功能，如故障诊断和故障排除等，以提高用户的使用体验。
实施计划需求分析阶段在需求分析阶段，我们将与用户进行深入的讨论和交流，了解他们对工业机器人系统的具体要求。
我们将考虑不同行业和应用领域的需求差异性，确保系统设计能够满足各种任务执行的需求。
系统设计阶段在系统设计阶段，我们将根据需求分析的结果，进行机器人硬件、控制系统和操作界面的详细设计。
我们将考虑系统的稳定性、可靠性和可扩展性等因素，确保系统的性能和功能能够满足设计目标。
实施与测试阶段在实施与测试阶段，我们将按照设计方案，采购和组装机器人硬件，并进行系统的软件开发和集成。
基于STM32的机械臂驱动系统设计摘要由于机械臂在各行各业中得到了愈来愈广泛的应用，机械臂控制的多样化、复杂化的需要也随之日趋增多。
作为当今科技领域研究的一个热点，提高机械臂的控制精度、稳定性、操作灵活性对于提高其应用水平有着十分重要的意义。
本课题主要对四自由度机械臂控制系统进行了研究与设计。
作为运动控制系统的一种，该控制系统主要面向底层，力争开发出一套稳定性高，可靠性强并且定位准确的工业机械臂系统。
首先根据机械臂系统的控制要求，整体上设计出单CPU 的系统控制方案，即通过控制主控制器输出的PWM 波的占空比实现对舵机转动的控制，进而实现各个关节的位置控制。
在硬件方面，主要论述了如何以ARM 微处理器STM32F103ZET6、MG995舵机、MG945舵机、超声波传感器和电源模块为主要器件，通过搭建硬件平台和设计软件控制程序构建关节运动控制系统。
然后按照结构化设计的思想，依次对以上各部分的原理和设计方法进行了分析和探讨，给出了实际的原理图和电路图。
在软件设计方面，按照模块化的设计思想将控制程序分为初始化模块和运行模块，并分别对各个模块的程序进行设计。
实验表明，该机械臂控制系统不仅具有很好的控制精度，还具有很好的稳定性、准确性，而且在很大程度上改善了定位精度。
关键词：四自由度机械臂，STM32，Cortex-M3，脉冲宽度调制the Design of Manipulator Drive System Based on STM32AbstractIn recent years, robot arm is widely used in industry control, special robot, medical device and home service robots. Research of robot arm control system is a focus in robot area. It is meaningful to increase the performance in accuracy, stability and feasibility.This paper is the research and design about a control system based on a four degrees freedom’s design. And, we strive to develop a high stability, reliability and accurate control system.Firstly, according to the control requirements of the robotic system, the overall design of the system control program is based on a single CPU. Turn the steering control to achieve the control of the duty cycle of the PWM wave output by the main controller, so as to realize the position control of each joint. In terms of hardware, the paper mainly discusses how to use the ARM microprocessor STM32F103ZET6, MG995 Servo, MG945 servos, ultrasonic sensors and power supply module as the main components, build a joint motion control system by building hardware platforms and software control program. Then follow the structured design ideas, principles and design methods sequentially over each part is analyzed and discussed, and then give the actual schematic or circuit diagram. In software design, the control program is divided into the run modules and the initialization module and design program of each module separately.Control system experiments show that the system can significantly improve the precision of control, and improve system stability, accuracy, so that the positioning accuracy of the robot arm has been greatly improved and enhanced.Key Words: Four Degrees Freedom Robot, STM32, Cortex-M3, Pulse Width Modulation目录1绪论 (1)1.1机械臂概述 (1)1.1.1机械臂研究的意义 (1)1.1.2国内外机械臂的研究现状及发展趋势 (1)1.1.3机械臂的分类 (2)1.2机械臂控制的研究内容 (4)1.2.1机械臂的驱动方式 (4)1.2.2机械臂的机械结构 (4)1.2.3机械臂的控制器 (5)1.2.4机械臂的控制算法 (5)1.3嵌入式系统简介 (5)1.4本文的主要工作 (6)2机械臂控制系统的总体方案设计 (7)2.1机械臂的机械结构设计 (7)2.1.1臂部结构设计原则 (7)2.1.2机械臂自由度的确定 (7)2.2工作对象简介 (7)2.3机械臂关节控制的总体方案 (8)2.3.1机械臂控制器类型的确定 (8)2.3.2机械臂控制系统结构 (9)2.3.3关节控制系统的控制策略 (9)2.4本章小结 (9)3机械臂控制系统硬件设计 (11)3.1机械臂控制系统概述 (11)3.2微处理器选型 (11)3.3主控制模块设计 (13)3.3.1电源电路 (13)3.3.2复位电路 (14)3.3.3时钟电路 (15)3.3.4 JTAG调试电路 (15)3.4驱动模块设计 (16)3.5电源模块设计 (17)3.6传感器模块设计 (19)3.7本章小结 (19)4机械臂控制系统软件设计 (20)4.1初始化模块设计 (20)4.1.1系统时钟控制 (20)4.1.2 SysTick定时器 (22)4.1.3 TIM定时器 (23)4.1.4通用输入输出接口GPIO (24)4.1.5超声波传感器模块 (24)4.2运行模块设计 (25)4.3本章小结 (26)5 系统的整机调试 (27)5.1硬件调试 (27)5.2软件调试 (28)5.3故障原因及解决方法 (31)5.4本章小结 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (37)附录A (37)附录B (46)附录C (47)1绪论1.1机械臂概述1.1.1机械臂研究的意义早在几千年前，人类就开始了机器人的制造，以解决人类繁重的劳动。
工业机器人球坐标型机械臂结构设计毕业论文1 绪论1.1 课题背景工业机器人在现代生产中应用日益广泛，作用越来越重要，工业机械臂尤为如此，因此设计实用、高效的机械臂对于机械设计者来说是义不容辞的责任，对于毕业的大学生也是一个实时、富有意义和挑战的课题。
工业机器人自20世纪60年代问世以来，其研究和开发在工业发达国家中一直备受青睐。
尽管各国对机器人的定义不尽相同，但都有可编程、拟人化、通用性等特点，是一种融机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制技术等多学科为一体的高新技术产品。
随着相关支撑学科的长足发展，工业机器人的研究和开发正在突飞猛进，其应用领域进一步扩大。
我国机器人技术的研究工作起步较晚，虽已取得较大发展，但较之发达国家的水平仍有较大距离，应积极探索适合我国国情的工业机器人应用思路，开发低成本、高性价比的实用型工业机器人。
机器人自诞生之日起，便显示出其强大的生命力，机器人首先在工业生产中得到了广泛应用，并给传统工业带来了质的飞跃。
它不仅提高了传统产业的自动化程度，提高了劳动生产率而且还推动了以资源消耗低环境污染少为特征的新型工业的诞生随着人类在机械工程、电气工程、微电子技术、计算机技术、控制论、传感技术、信息学、声学、仿生学、及人工智能等学科领域的飞速发展，机器人技术的应用也正在向农业、林业、畜牧、养殖、海洋开发、宇宙探索、国防建设、安全救济、生物医学、服务娱乐等新领域拓展开来，并已取得显著进展，机器人技术已成为高科技应用领域中的重要组成部分。
机器人主要有两大类：用于制造环境下的工业机器人和用于非制造环境下的服务机器人。
工业机器人是一种对生产环境和生产条件具有较强的适应性和灵活性的柔性自动化装备，它主要用于现代制造业中代替人们从事繁重、重复单调、环境恶劣危险、人做不了或做不好的工作，从而减轻了人们的劳动强度，改善了劳动环境，并有效地提高了生产的自动化程度，提高了产品质量和劳动生产率。
工业机器人是柔性化制造系统FMS、自动化工厂FA和计算机集成制造系统CIMS，必不可少的自动化工具，它的发展和应用情况已成为一个国家工业自动化水平的重要标志【1】。
以机械臂为例，机械臂的发展是随着机器人技术和传感器技术的不断成熟而不断发展的。
通常机械臂由多自由度机械连杆和末端夹持器（也称机械手）组成。
机械臂通过多自由度机械连杆的姿态调整和机械手的动作完成操作任务。
机械臂作为机器人的一个重要组成部分，起着连接和承受外力的作用，手臂需要承受物料的重量和手部、手腕、手臂自身的重量，其结构、工作范围、灵活性以及抓重大小、定位精度等对机械手性能影响很大。
因此在设计手臂的结构形式时，除了要考虑上述因素外，还应注意一下几点【2】：（1）手臂应承载能力大、刚性好、重量轻，保证手臂准确工作并具有一定的定位精度；（2）应使手臂运动速度快，惯性小、动作灵活；（3）应使手臂传动准确，导向性好；（4）输油管道的布置应合理，不妨碍机械手的运动且使手臂外形整齐，结构紧凑；（5）其他要求，如高温作业，应考虑辐射的影响；粉尘场合应设有防尘装置等。
1.2 机器人的定义及特点机器人的研究、开发和应用涉及多刚体动力学、机构学、机械设计、传感技术、电气液压驱动、控制工程、智能控制、计算机科学技术、人工智能和仿生学等学科，机器人技术是一门跨学科的综合性技术。
早在20世纪60年代初，美国就制造出了第一台工业机器人，目前己经发展到第三代一智能机器人。
由于机器人技术和机器人的重要作用，各工业化国家近几年都把它的研究和开发列为国策，制订一系列规划，多方采取措施，以加快发展。
许多发展中国家也纷纷建立技术开发中心，应用和生产机器人，可以说当今正在掀起一个世界范围的机器人研制热潮。
1.2.1 机器人的定义《三国演义》是中国著名的古典名著之一。
看过《三国演义》的人，大概都不会忘记，诸葛亮在和司马懿斗智时，曾遇到蜀军被魏军围困，陷于粮草接济不上的危难境地。
为解粮草之急，诸葛亮巧用“木牛流马”之计，最后智胜了司马懿。
当时，司马懿曾对天长叹，口服心服地说，“我不如诸葛亮也！”。
书中对木牛流马有相当一段描述，这里不用赘述。
但说起母牛流马的大致形象和功用，却叫后人叹服不已。
木牛流马除了形如真牛和真马并主要由木材料制成之外，还有非凡的功用，即当用木牛流马转运蜀军粮草时，“人不大劳，牛马不食，进退如活的一般。
”司马懿原以为大军压境，团团围困，可以把蜀军困在山上饿死，但后来发现，蜀军不知用什么法术，居然驱赶着大批似牛似马的东西，在丛山峻岭的羊肠小道行走如飞，来回驼运粮草等急需之物。
司马懿大奇，便派兵袭击蜀军运粮队，截获了数匹木牛流马，但不知蜀军后勤兵丁在逃离之前对木牛流马做了什么手脚，使这些被捕获的“木牛流马”“坚贞不屈”，拒不执行魏军的指挥，各自站在原地一动不动，任魏军士兵使出百般手段和气力，也不愿向前移动。
而到半夜时分，蜀军又派人前来，在这些木制牛马的口中转动其舌头几次，再动动其他几处秘密“机关”，它们立时精神大振，一溜小跑地随着这些蜀军兵丁跑回了蜀军大营【3】。
古代的罗马帝国时期，创造了众多的古代文明和促进社会发展的新事物；古代的埃及，也以它的金字塔和狮身人面怪物为典型，向全世界古今中外的人们展示了它作为世界文明古国的大家风范。
据传说，古埃及在法老和亚历山大时期，其庙字之内还供奉着会说话的神秘塑像，并伴有可以自动启闭的庙门。
要想进入庙字内求诸神保佑的人们，必须先行由熟知内情者引导，方可安全进入，并一睹众神之风采。
如果外来者想私自擅入，定会不识路径，误触防卫机关，周围暗藏机关便会向擅入者即刻喷射火焰，并伴以雷鸣闪电的声光效应，以烧死、吓死这些违反庙门戒规的叛逆之徒。
倘若古代埃及那些创造了尼罗河文明的人们，果真设计了以上内容的装置的话，那么，它们就可以被今天的人们称之为“会说话的机器人”，以及“喷火机器人”或“杀手机器人”，当然，亦属于安全警卫机器人类型等。
外国古代机器人像中国古代机器人一样，拥有很长的历史，但是却没有真实的命名。
20 世纪中叶，各种高新技术竞相发展之后，“机器人”的名称才得以在世人中间登堂人室，形成气候。
尽管古代的中外人士拘泥于古老的科学文化，和现在大科学时代的科学文化相差甚远，但是作为理想的追求、智慧的展现和社会的需求，他们脑海中的机器人的影像仍然留有深刻的痕迹。
人们今天研究与开发各种现代机器人的时候，会不难联想到，它们的影像将为21 世纪的地球，刻下永不磨灭的印记。
这些书中描述的木牛流马，可以称作是中国古代的木制机器人。
什么是机器人，至今尚未有一个世界公认的准确定义，如果把人们对机器人的定义汇总起来，估计将有近百种说法。
这些说法尽管各不相同，但大多数具有这样一些共同之处，首先，机器人是一种机器，而不是人，它们只是“拟人化”的产物。
按照其完成任务的不同需要，机器人目前大致被分成可以由人来操作、控制或指挥的机器人，或者不由人控制、操纵或指挥的机器人两大类。
如果人们把20实际50年代以后才逐渐取名为“机器人”的那些机器作为既有别于一般机器，又有别于一般地球人的新生事物的话，那么，把这种笼统的概念回溯到古代，回想起《三国演义》的作者对木牛流马的描述，人们就会发现，虽然据考证这些木牛流马仅是一些较为简单的运输工具——独轮手推车，但是作者的构思和描述与当今机器人的概念是一致的。
尽管在那个历史时期，外国尚未出现“机器人”或者其他类似的名称和类似的物体。
设想木牛流马完全有资格算作中国古代的机器人【4】【5】。
人们在谈论机器人的时候，切切不可拘泥于它们的现代化名称如何，也不应拘泥于中国古代那些活灵活现的“艺人”与“木牛流马”等是否完全一致等问题，而对机器人的产生、发展产生误解。
现代的机器人，从名称开始就是一种“舶来品”的译名。
就是“Robot”（英文），中国名称是什么颇下了一番苦功的。
这是因为，一些人按照英文名称的拼读声，觉得叫“罗伯特”好。
这个名字既可使人一下子就感觉到时一个地道的外国人的称呼，又保持了它的和谐拼读音色，于是“罗伯特”就渐渐成了能够部分代替人的功能和行为活动的机器装置，反之亦然。
不过，也有许多人根据这种特殊机械装置的功能，为了特别强调它门能够替代人的某些劳动及工作等特点，再加上一些拟人化的手法，在对“Robot”取名之初就定名为“机器人”了。
是谁把“罗伯特”称为机器人的，迄今尚未作过准确考证，但是机器人的叫法一经传开，就形成了广为呼应之势，随着科学技术的进步，人们越来越多的引用机器人这个名称，来专门指向国外越来越多地创造出来的那些特殊机器装置，后来就约定成俗，形成了基本统一的名称——机器人。
现代机器人来到人世间还有一个重要原因，就是时代的变化对它所产生的迫切需求。
科学技术的发展，伴随着人类历史的长河源远流长。
从古代科学流向现代科学，从20 世纪初叶以前的科学时代流向20 世纪中叶开始的大科学时代。
应古代社会需要而形成的古代科学，对于古代的社会发展，起着不可估量的作用。
中国的四大发明，欧洲的蒸气机车、纺织机械等，都引发了社会从一个历史阶段向另一个历史阶段的飞跃，到了小科学时代，科学上的发明由于研究与开发手段的提高，变得成果累累，繁星点点，一些科学家凭借雄厚的知识基础，可以在一生中作出数种伟大的发明，例如牛顿、爱因斯坦、爱迪生等等。
但是，小科学时代的社会局限性也限制了科学发明向深度和广度进军的尺度与力度，使得即使从发明之树上摘取了许多果实，但是，那些处在高大枝干和浓密树叶掩盖下的硕果，却因当时基于没有攀登工具和慧眼寻视，而无法或根本不可能采摘下来。
机器人(Robot)是1920年由捷克作家卡雷尔·卡佩克在剧本中塑造的一个具有人的外表、特征和功能，愿意为人服务的机器奴仆“ Robot"一词衍生出来的。
机器人的定义是多种多样的，其原因是它具有一定的模糊性，机器人不断在发展，新的机型、新的功能不断涌现，根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题，就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样，人们对机器人充满了幻想。
也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想像和创造空间。
在把机器人理解为仿人机器的同时，也可以广义地把机器人理解为仿动物的机器。
我们可以这样说:机器人是一个在三维空间中具有较多自由度的，并能实现诸多拟人动作和功能的机器，而工业机器人(Industrial Robot)则是在工业生产上应用的机器人。
美国机器人工业协会(U.S.RIA)提出的工业机器人定义为:“工业机器人是用来进行搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手、或通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置。
”英国机器人协会、日本机器人协会等也采用了相类似的定义。
我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
