【正文】 在伺服驅(qū)動下依次再現(xiàn)上述位置，故這種機(jī)器人的主要技術(shù)功能被稱為“可編程”和“示教再現(xiàn)”。 50 年代以后，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室開始研究能搬運(yùn)核原料的遙控操縱機(jī)械手，如圖 所示，這是一種主從型控制系統(tǒng)，主機(jī)械手的運(yùn)動。調(diào)研報(bào)告 (工業(yè)機(jī)器人 ) 第一篇：調(diào)研報(bào)告 (工業(yè)機(jī)器人 ) 大連交通大學(xué)信息工程學(xué)院 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告 調(diào)研報(bào)告 1 工業(yè)機(jī)器人的概念工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。系統(tǒng)中加入力反饋，可使操作者獲知施加力的大小，主從機(jī)械手之間有防護(hù)墻隔開，操 作者可通過觀察窗或閉路電視對從機(jī)械手操作機(jī)進(jìn)行有效的監(jiān)視，主從機(jī)械手系統(tǒng)的出現(xiàn)為機(jī)器人的產(chǎn)生為近代機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制造作了鋪墊。 1962年美國推出的一些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。 工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動形式分為四種。示教輸入程序的工業(yè)機(jī)器人稱為示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人。 2021 年 9 月，經(jīng)過優(yōu)化和性能提升的第二臺機(jī)器人完成并順利通過驗(yàn)收，該機(jī)器人整體技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國外同類機(jī)器人水平。 激光加工機(jī)器人是將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于激光加工中，通過高精度工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更加柔性的激光加工作業(yè)。 ，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。 (5)符合 SEMI 標(biāo)準(zhǔn)的真空機(jī)器人語言：根據(jù)真空機(jī)器人搬運(yùn)要求、機(jī)器人作業(yè)特點(diǎn)及 SEMI 標(biāo)準(zhǔn)，完成真空機(jī)器人專用語言。 (4)晶圓檢測技術(shù)：通過光學(xué)傳感器，能夠通過機(jī)器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無缺片、傾斜等信息。機(jī)器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)早在上世紀(jì) 90 年代就已經(jīng)普及了第一和第二類工業(yè)機(jī)器人，并達(dá)到了其工業(yè)機(jī)器人發(fā)展史的鼎盛時期。一批國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國內(nèi)諸多企業(yè)的生產(chǎn)線上；一批機(jī)器人技術(shù)的研究人才 也涌現(xiàn)出來。我國正在努力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備，培養(yǎng)人才，打開市場。機(jī)械手通過多自由度機(jī)械臂的姿態(tài)調(diào)整和末端夾持器的動作完成操作任務(wù)。 早在 20 世紀(jì) 40 年代，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，以出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。這些因素都促進(jìn)了機(jī)械手的高速發(fā)展。然后進(jìn)行機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)包括機(jī)械手俯仰伸縮機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的確定，機(jī)械傳動部分的結(jié)構(gòu)，繼而進(jìn)行電力驅(qū)動部分選型和計(jì)算，分析工藝流程，繪制 PLC 的端子接線圖和控制圖，最后編寫論文。為了在 X 軸和 Y 軸的自由移動，可以滾珠絲杠與螺母相連接完成旋轉(zhuǎn)便直線的運(yùn)動，通過行星齒輪減速機(jī)可以使機(jī)器人運(yùn)轉(zhuǎn)更穩(wěn)使控制更精確。 第七周：對相關(guān)的電機(jī)進(jìn)行選型，查閱在實(shí)際中能買到的型號。 七、主要參考文獻(xiàn) [1]胡玉睿 .機(jī)械手原理 [M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，2021[2]王承義 .機(jī)械手及其應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1981[3]孫志禮等主編 .機(jī)械設(shè)計(jì) [M].沈陽：東北大學(xué)出版社 .2021[4]鞏云鵬等主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) [M].沈陽：東北大學(xué)出版社 .2021[5]蔡春源 .機(jī)電液設(shè)計(jì)手冊（上） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1997[6]蔡春源 .機(jī)電液設(shè)計(jì)手冊（下） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .1997[7]趙松年 .機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2021[8]吳中俊黃永紅 .可編程控制器原理及應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2021[9]喻子建 等主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題與解題分析 [M].沈陽：東北大學(xué)出版社 .2021[10]郝 桐生 .理 論力學(xué) [M].北 京：高 等教育 出版社 .2021[11]吳玉香 .S7200PLC 集成脈沖輸出功能的應(yīng)用 [J].機(jī)電工程， 2021， 17（ 5）：3334[12]劉濤等 .基于 S7200PLC 的三維機(jī)械手控制設(shè)計(jì) [J].科技廣場， ： 180182[13]西門子 .S7200 可編程序控制器系統(tǒng)手冊 .[M].[14]王豐等 .利用可編程控制器實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動機(jī)控制 .[J]微機(jī)電， 2021， 41（ 9）： 8789 [15]YoshihikoNomura,YukiYagi,TokuhiroSugiura, ?ngertipguidingmanipulatorformentalimagecreationofmultistrokedrawings[J].MicrosystTechnol,2021,13:905910 第三篇：工業(yè)機(jī)器人市場調(diào)研報(bào)告 工業(yè)機(jī)器人市場調(diào)研報(bào)告 江蘇省交通技師學(xué)院電氣信息系張 xx 一、我國工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷程與現(xiàn)狀 機(jī)器人是人類二十世紀(jì)的一項(xiàng)重要發(fā)明。 中國機(jī)器人示范工程中心從 1987 年開始，先后制造了三臺“水下機(jī)器人”，它們分別是：（ 1） 1987 年 3 月制造的身高 米，體重 1200公斤的“老大瑞康四號 機(jī)器人”；（ 2） 1989 年 6 月制造的“老三水下機(jī)器人”；（ 3） 1990 年 9 月制造的“老二中型機(jī)器人”。 經(jīng)過 30 多年的發(fā)展，我國機(jī)器人的研究，有了長足的發(fā)展，有的方面已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。雖然我國在相關(guān)零部件方面有了一定的基礎(chǔ)，但是無論從質(zhì)量、產(chǎn)品系列全面，還是批量化供給方面都與國外存在較大的差距。工業(yè)機(jī)器人作為高新技術(shù)產(chǎn)品，應(yīng)該比照新能源中的電動汽車，出臺相應(yīng)的扶植政策。我們國家在機(jī)器人的研究，在 20 世紀(jì) 70 年代后期，當(dāng)時我們在國家北京舉辦一個日本的工業(yè)自動化產(chǎn)品展覽會，在這個會上有兩個產(chǎn)品，一個是數(shù)控機(jī)床，一個是工業(yè)機(jī)器人，這個時候，我們國家的許多學(xué)者，看到了這樣一個方向，開始進(jìn)行了機(jī)器人的研究，但是這時候研究，基本上還局限于理論的探討階段，那么真正進(jìn)行機(jī)器人研究的時候，是在七 五、八 五、九 五、十五將近這二十年的發(fā)展，發(fā)展最迅速的時候，是在 1986 年我們國家成立了 863 計(jì)劃是高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，就將機(jī)器人技術(shù)作為一個重要的發(fā)展的主題，國家投入將近幾個億的資金開始進(jìn)行了機(jī)器人研究，使得我們國家在機(jī)器人這一領(lǐng)域得到很快地、迅速地發(fā)展。 除了汽車行業(yè)，對機(jī)器人的需要大大提高的是電子行業(yè)。 工業(yè)機(jī)器人還廣泛應(yīng)用于金屬制品業(yè) (包括機(jī)械 )、橡膠及塑料工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域。機(jī)器人具有執(zhí)行各種任務(wù)特別是高危任務(wù)的能力 ,平均故障間隔期達(dá) 60000 小時以上 ,比傳統(tǒng)的自動化工藝更加先進(jìn)。面對中國這樣龐大的市場，每一個機(jī)器人供應(yīng)商都有著非常大的用武之地。 四、使用機(jī)器人的工種、行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)相對集中：就使用的工種而言，弧焊、點(diǎn)焊、裝配、噴涂機(jī)器人應(yīng)用的最多；其次是搬運(yùn)、上下料（沖壓、壓鑄、鑄鍛、注塑等用的大多是上下料 機(jī)器人）；就使用的行業(yè)而言，大機(jī)械行業(yè)（機(jī)械制造和汽車工業(yè)）占用戶的 65％，電子電器和郵電通訊占用戶的 13％，工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在汽車、機(jī)械制造等行業(yè)；就使用的地區(qū)而言，我國工業(yè)機(jī)器人的使用主要集中在廣東、江蘇、上海、北京等地 ,擁有量占全國的一半以上；就使用的企業(yè)而言，外商獨(dú)資企業(yè)、中外合資企業(yè)和大型國有企業(yè)是工業(yè)機(jī)器人的主要客戶。 六、機(jī)器人進(jìn)口比例高：目前我國所擁有的機(jī)器人，國產(chǎn)占 20％，其余都是從日本、美國、瑞典等 40 多個國家引進(jìn)的。 六、我國工業(yè)機(jī)器人市場需求 長期以來，由于我國人口眾多、勞動力價格低廉、生產(chǎn)技術(shù)水平又相對落后，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用受到了很大限制。 2021 年國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人數(shù)量突破了 1400 臺 ,產(chǎn)值突破 8 億元人民幣。例如， 2021 年我國工業(yè)機(jī)器人新安裝臺數(shù)為 5770 臺， 2021年為 6581 臺， 2021 年為 7900 臺， 2021 年為 5000 臺，截至 2021 年末，我國工業(yè)機(jī)器人安裝量為 36800 臺。外商獨(dú)資或中外合資企業(yè)自動化程度一般比較高，也導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人的需求量較大。 七、國外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展模式 日本模式：各司其職，分層面完成交鑰匙工程，即政府制定相應(yīng)政策，機(jī)器人制造廠商以開發(fā)新型機(jī)器人和批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品為主要目 標(biāo)，由其子公司或社會工程公司來設(shè)計(jì)制造各行業(yè)所需要的機(jī)器人成套系統(tǒng)。國家在資金、稅收等各個方面給予一定的優(yōu)惠政策，把機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展 納入到重要產(chǎn)業(yè)政策中，鼓勵企業(yè)采用國產(chǎn)機(jī)器人。汽車業(yè)是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用太戶，我國將汽車業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)加以發(fā)展，雖然國外工業(yè)機(jī)器人廠家在此領(lǐng)域具有較明顯優(yōu)勢，但仍可以避實(shí)就虛，在眾多中小企業(yè)中大顯身手。機(jī)器人總體設(shè)計(jì)一般分為系統(tǒng)分析和技術(shù)設(shè)計(jì)兩大步驟。電氣驅(qū)動的特點(diǎn)是： ：多為開環(huán)控制，簡單，功率較小，多用于低精度、小功率的機(jī)器人；：易于控制，有較理想的機(jī)械特性，但其電刷易磨損，易形成火花； ：結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，可以頻繁的啟動、制動。機(jī)身驅(qū)動力和力矩的計(jì)算主要分為三種： ：作垂直運(yùn)動時，除克服摩擦力之外，還要克服機(jī)身自身運(yùn)動部件的重力和其承受的手臂、手腕、手部、工件等總重力以及升降運(yùn)動的全部部件的慣性力，因此其驅(qū)動力的計(jì)算如下： ； ：作回轉(zhuǎn)運(yùn)動時，驅(qū)動力矩只包括兩項(xiàng)：回轉(zhuǎn)部件的摩擦總力矩；機(jī)身自身運(yùn)動部件和其攜帶的手臂、手腕、手部、工件等總慣性力矩，因此，其驅(qū)動力矩計(jì)算方法為：中 ，其 。這一節(jié)主要是從腕部的作用于自由度和機(jī)器人的手腕分類這兩個方面給我們講解 了一下，并給我們舉了一個 MOTOMANSV3 機(jī)器人的手腕機(jī)構(gòu)的例子，還給我們分析了一下六自由度關(guān)節(jié)型機(jī)器人的關(guān)節(jié)布置與機(jī)構(gòu)特點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人手部的特點(diǎn)有： 。機(jī)器人可分為固定機(jī)器人和行走機(jī)器人，一般的工業(yè)機(jī)器人都是固定式的，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，行走機(jī)器人的應(yīng)用也越來越多?，F(xiàn)在全世界已經(jīng)有 100 萬臺機(jī)器人，銷售額每年增加 20%及以上。 春秋時代（公元前 770~前 467）后期，被稱為木匠祖師爺?shù)聂敯啵弥褡雍湍玖现圃斐鲆粋€木鳥，它能在空中飛行，“三日不下”，這件事在古書《墨經(jīng)》中有所記載，這可稱得上世界第一個空中機(jī)器人。 1662 年，日本人竹田近江，利用中標(biāo)技術(shù)發(fā)明了能進(jìn)行表演的自動機(jī)器玩偶；到了 18 世紀(jì)，日本人若井源大衛(wèi)門和源信，對該玩偶進(jìn)行了改進(jìn)，制造出了端茶玩偶，該玩偶雙手端著茶盤，當(dāng)講茶杯放到茶盤上后，它就會走向客人將茶送上，客人取茶杯時，它會自動停止走動，帶客人喝完茶姜茶被放回茶盤之后，他就會轉(zhuǎn)回原來的地方，煞是可愛。 1770 年，美國科學(xué)家發(fā)明了一種報(bào)時鳥，一到整點(diǎn)，這種鳥的翅膀、頭和喙便開始運(yùn)動，同時發(fā)出叫聲，他的主彈簧驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，是活塞壓縮空氣而發(fā)出叫聲，同時 齒輪轉(zhuǎn)動時帶動凸輪轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動翅膀、頭運(yùn)動。針對人類社會對即將問世的機(jī)器人的不安，美國著名科學(xué)幻想小說家阿西莫夫于 1950 年在他的小說《我是機(jī)器人》中，首先使用了機(jī)器人學(xué)（ Robotics）這個詞來描述與機(jī)器人有關(guān)的科學(xué)，并提出了有名的“機(jī)器人三守則”： （ 1）機(jī)器人必須不危害人類，也不允許他眼看人將受害而袖手旁觀；（ 2）機(jī)器人必須絕對服從于人類，除非這種服從有害于人類； （ 3）機(jī)器人必須保護(hù)自身不受傷害，除非為了保護(hù)人類或者是人類命令它做出犧牲。這類機(jī)器人在工業(yè)界已有應(yīng)用。 1954 年 提出了“通用重復(fù)操作機(jī)器人”的方案，并在 1961 年獲得了專利。一般認(rèn)為 Unimate 和Versatran 機(jī)器人是世界上最早的工業(yè)機(jī)器人。這種稱為 MH1 的裝置能“感覺”到塊狀材 料，用此信息控制機(jī)械手，把塊狀材料堆起來，無需操作員幫助。皮珀也在 1968 年研究了計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)問題。 這時，其他國家（特別是日本）也開始認(rèn)識到工業(yè)機(jī)器人的潛力。機(jī)械手系統(tǒng)是六自由度 ANLModel8 型操作機(jī)，由一臺 TXO 計(jì)算機(jī)通過接口裝置進(jìn)行控制。 1960 年美國機(jī)床鑄造公司（ AMF）生產(chǎn)出圓柱坐標(biāo)的VERSATRAN 型機(jī)器人，可做點(diǎn)位和軌跡控制，同年第一批電焊機(jī)器人用于工業(yè)生產(chǎn)。 wps_clip_image1709 圖三第三代機(jī)器人 1958 年，被譽(yù)為“工業(yè)機(jī)器人之父”的 創(chuàng)建了世界上第一個機(jī)器人公司 —— Unimation（ UniveralAutomation）公司，并參與設(shè)計(jì)了第一臺 Unimate 機(jī)器人（如圖四）。目前，這 類 機(jī) 器 人 處 于 試 驗(yàn) 階 段 ， 將 向 實(shí) 用 化 方 向 發(fā) 展 。至今，它仍為機(jī)器人研究人員、設(shè)計(jì)制造廠家和用戶，提供了十分有意義的指導(dǎo)方針。這些機(jī)器人工藝珍品，標(biāo)志著人類在機(jī)器人從夢想到現(xiàn)實(shí)這一漫長道路上，前進(jìn)了一大步。戴 三國時期的蜀漢（公元 221~263），丞 相諸葛亮既是一位軍事家，又是一位發(fā)明家。機(jī)器人技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)交叉和綜合的體現(xiàn)，先進(jìn)機(jī)器人的發(fā)展代表著國家綜合科技實(shí)力和水平，因此目前許多國家都已經(jīng)把機(jī)器人技術(shù)列入本國 21 世紀(jì)高科技發(fā)展計(jì)劃隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，機(jī)器人已從傳統(tǒng)的制造業(yè)進(jìn)入人類的工作和生活領(lǐng)域，另外，隨著需求范圍的擴(kuò)大，機(jī)器人結(jié)構(gòu)和形態(tài)的發(fā)展呈現(xiàn)多樣化 。一方面它支承機(jī)器人的機(jī)身、臂部、腕部。 ，手部屬于專用的裝置，一只手爪往往只能抓握一種或幾種在形狀、尺寸、重量等方面近似的