【正文】 工件；一種工具只能執(zhí)行一種作業(yè)任務(wù)； 。為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能 實(shí)現(xiàn)對(duì)空間三個(gè)坐標(biāo)軸 X、 Y、 Z 的轉(zhuǎn)動(dòng)，即具有翻轉(zhuǎn)、俯仰、偏轉(zhuǎn)三個(gè)自由度，如下圖所示。當(dāng)手臂在最大行程位置時(shí)，偏重力矩最大，因此，偏重力矩按懸伸最大行程，最大抓重時(shí)進(jìn)行計(jì)算。其次它把驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分為了直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，然后分別深入地給我們講解了這兩種機(jī)構(gòu)。技術(shù)設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)過(guò)程： （自由度數(shù)目、工作范圍、承載能力、運(yùn)動(dòng)速度、定位精度等）； ； 測(cè)傳感系統(tǒng)框圖； ，繪制框圖； 設(shè)計(jì)。給高技術(shù)人才創(chuàng)造發(fā)揮聰明才智的長(zhǎng)效機(jī)制，吸引人才，培養(yǎng)人才，留住人才，高新技術(shù)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)是人才的競(jìng)爭(zhēng)，沒(méi)有人才，何談發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人涉及機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、人工智能等諸多學(xué)科，只有將國(guó)內(nèi)所有力量組織起來(lái)，群策群力，才能將技術(shù)研究搞上去，并與國(guó)外大公司進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。 美國(guó)模式：采購(gòu)與成套設(shè)計(jì)相結(jié)合。國(guó)內(nèi)一些汽車(chē)廠家如奇瑞等為了提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，開(kāi)始較多地應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人，軍工企業(yè)特別是坦克裝甲車(chē)等開(kāi)始應(yīng)用焊接機(jī)器人，特種船舶，如液化石油氣運(yùn)輸船舶也開(kāi)始采用焊接機(jī)器人，焊接速度和焊接質(zhì)量得到明顯提高。 從工業(yè)機(jī)器人密度（汽車(chē)制造業(yè)中，每萬(wàn)名生產(chǎn)工人占有的機(jī)器人數(shù)量）分析，我國(guó)的汽車(chē)市場(chǎng)遠(yuǎn)未飽和。德國(guó) CLOOS 公司在華焊接機(jī)器人銷(xiāo)售量 2021 年以前為 47 臺(tái) ,2021 年以后已經(jīng)突破 121 臺(tái) ,銷(xiāo)售量翻了近 3 倍。 國(guó)家 863 機(jī)器人技術(shù)主題自成立以來(lái)一直重視機(jī)器人技術(shù)在產(chǎn)業(yè)中的推廣和應(yīng)用 ,長(zhǎng)期以來(lái)推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)以提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) ,利用機(jī)器人技術(shù)發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)。由于我國(guó)還不能自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)先進(jìn)的大型自動(dòng)化成套裝備，更形不成整體配套能力，目前的狀況是幾乎全部依賴(lài)于進(jìn)口，被國(guó)外公司所壟斷，因此與大型自動(dòng)化成套設(shè)備配套的工業(yè)機(jī)器人也就大部分從國(guó)外（特別是日本）進(jìn)口。機(jī)器人充分體現(xiàn)了人和機(jī)器的各自?xún)?yōu)長(zhǎng)，它比傳統(tǒng)機(jī)器具有更大的靈活性和更廣泛的應(yīng)用范 圍，機(jī)器人的出現(xiàn)和應(yīng)用是人類(lèi)生產(chǎn)和社會(huì)進(jìn)步的需要，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和生產(chǎn)工具進(jìn)化的必然。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展與升級(jí)的歷程和工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)器人的需求每年將以 40%的速度增長(zhǎng)，到 2021 年我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)的容量約達(dá)十幾萬(wàn)臺(tái)套。 2021 年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人擁有量達(dá)到 7000 臺(tái)，年銷(xiāo)增長(zhǎng)到 億元。如，水下機(jī)器人、拋光機(jī)器人、打毛刺機(jī)器人、擦玻璃機(jī)器人、高壓 線作業(yè)機(jī)器人、服裝裁剪機(jī)器人、制衣機(jī)器人、管道機(jī)器人等特種機(jī)器人以及掃雷機(jī)器人、作戰(zhàn)機(jī)器人、偵察機(jī)器人、哨兵機(jī)器人、排雷機(jī)器人、布雷機(jī)器人等軍用機(jī)器人都廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。 2021 年 16 月，電子工業(yè)生產(chǎn)保持較快增長(zhǎng)，增速比上年同期加快。 三、我國(guó)工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用領(lǐng)域分析 目前，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)及汽車(chē)零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、 食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中?？梢灶A(yù)見(jiàn)，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)不久后將會(huì)作為一種在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位的產(chǎn)業(yè)而存在。 第二，中國(guó)的機(jī)器人還沒(méi)有形成自己 的品牌。 產(chǎn)業(yè)化不足 —— 我國(guó)工業(yè)機(jī)器人之弊端 20 世紀(jì) 90 年代末，我國(guó)建立了 9 個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地和 7 個(gè)科研基地。 1994 年 10 月，中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研制成功的我國(guó)第一臺(tái)無(wú)纜水下機(jī)器人“探索者號(hào)”長(zhǎng) 米，寬 米，高 米，載體重 噸，最大潛水深度為 1000 米。 我國(guó)機(jī)器人的研起步究較晚。第九周： PLC 選型。 該機(jī)械手的基本技術(shù)參數(shù)如下：水平橫梁： 3500mm,50mm/s 豎直大臂： 1500mm,50mm/s 負(fù)載重量： 200Kg； 驅(qū)動(dòng)方式：交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)樣式如圖 11 圖 11 直角坐標(biāo)機(jī)械手 六、進(jìn)度安排 第一周：獲得設(shè)計(jì)題目，制定畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃；查閱相關(guān)資料；著手進(jìn)行外文 翻譯。 五、本課題可行性分析和已具備的實(shí)驗(yàn)條件 已具備的條件： 我國(guó)的機(jī)器人研究始于 70 年代。我 國(guó)機(jī)器手的研究，有了長(zhǎng)足的發(fā)展，有的方面已達(dá)到了世界先進(jìn)水平。這種機(jī)械手也稱(chēng)第二代機(jī)械手。綜上所述，設(shè)計(jì)球坐標(biāo)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手是個(gè)很有意義的課題。 3 結(jié)束語(yǔ) 工業(yè)機(jī)器人是機(jī)械科學(xué)技術(shù)的一個(gè)分支，它的發(fā)展需要機(jī)械及其他門(mén)類(lèi)學(xué)科的發(fā)展來(lái)推動(dòng)，它的發(fā)展也能推動(dòng)工業(yè)系統(tǒng)的整 體發(fā)展。某些關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到或接近世界水平。日本下一代機(jī)器人發(fā)展重點(diǎn)有：低成本技術(shù)、高速化技術(shù)、小型和輕量化技術(shù)、提高可靠性技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、高精度化技術(shù)、視覺(jué)和觸覺(jué)等傳感器技術(shù)等。 1990年 10月，國(guó)際機(jī)器人工業(yè)人士在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_(kāi)了一次工業(yè)機(jī)器人國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大會(huì)，并在這次大會(huì)上通過(guò)了一個(gè)文件，把工業(yè)機(jī)器人分為四類(lèi)：⑴順序型。20 世紀(jì) 50 年代末，美國(guó)在機(jī)械手和操作機(jī)的基礎(chǔ)上，采用伺服機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制等技術(shù)，研制出有通用性的獨(dú)立的工業(yè)用自動(dòng)操作裝置，并將其稱(chēng)為工業(yè)機(jī)器人； 60 年代初，美國(guó)研制成功兩種工業(yè)機(jī)器人，并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用； 1969 年，美國(guó)通用汽車(chē)公司用 21 臺(tái)工業(yè)機(jī)器人組成 了焊接轎車(chē)車(chē)身的自動(dòng)生產(chǎn)線。根據(jù)半導(dǎo)體設(shè)備對(duì) MCBF 的高要求，對(duì)各個(gè)部件的可靠性進(jìn)行測(cè)試、評(píng)價(jià)和控制，提高機(jī)械手各個(gè)部件的可靠性，從而保證機(jī)械手滿足 IC 制造的高要求。而且國(guó)外對(duì)中國(guó)買(mǎi)家嚴(yán)加審查，歸屬于禁運(yùn)產(chǎn)品目錄，真空機(jī)械手已成為嚴(yán)重制約我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備整機(jī)裝備制造的“卡脖子”問(wèn)題。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)加工工件的自動(dòng)檢測(cè)，產(chǎn)生加工件的模型，繼而生成加工曲線，也可以利用 CAD 數(shù)據(jù)直接加工。在該領(lǐng)域，國(guó)際大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)主要以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應(yīng)環(huán)境，并自動(dòng)完成更為復(fù)雜的工作。 工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)能，又可分點(diǎn)位型和連續(xù)軌跡型。 當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正逐漸向著具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強(qiáng)的對(duì)作業(yè)環(huán)境的自適應(yīng)能力的方向發(fā)展。該專(zhuān)利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。它可以接受人類(lèi)指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它是最早的工業(yè)機(jī)器人設(shè)想。 1959 年第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)誕生，開(kāi)創(chuàng)了機(jī)器人發(fā)展的新紀(jì)元。 工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)造與分類(lèi)工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。編程輸入型是將計(jì)算機(jī)上已編好的作業(yè)程序文件，通過(guò) RS232 串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到機(jī)器人控制柜。國(guó)際工業(yè)機(jī)器人企業(yè)憑借與各大汽車(chē)企業(yè)的長(zhǎng)期合作關(guān)系，向各大型汽車(chē) 生產(chǎn)企業(yè)提供各類(lèi)點(diǎn)焊機(jī)器人單元產(chǎn)品并以焊接機(jī)器人與整車(chē)生產(chǎn)線配套形式進(jìn)入中國(guó)，在該領(lǐng)域占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。關(guān)鍵技術(shù)包括： (1)弧焊機(jī)器人系統(tǒng)優(yōu)化集成技術(shù)：弧焊機(jī)器人采用交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及高精度、高剛性的 RV 減速機(jī)和諧波減速器，具有良好的低速穩(wěn)定性和高速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，并可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)功能。 (3)高精度機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)：將三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人高精度在線測(cè)量。 (3)真空環(huán)境下的多軸精密軸系的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵技術(shù)包括： (1)潔凈潤(rùn)滑技術(shù)：通過(guò)采用負(fù)壓抑塵結(jié)構(gòu)和非揮發(fā)性潤(rùn)滑脂，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境無(wú)顆粒污染，滿足潔凈要求。 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景 在發(fā)達(dá)國(guó)家中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流機(jī)器人發(fā)展前景及未來(lái)的發(fā)展方向。噴漆等；⑶遠(yuǎn)距作業(yè)型。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步于 70年代初，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段： 70年代的萌芽期；80 年代的開(kāi)發(fā)期； 90 年代的實(shí)用化期。刺激日本發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的根本動(dòng)力就在于要解決勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺的問(wèn)題。機(jī)械手是機(jī)器人的一個(gè)重要組成部分，它是隨著機(jī)器人技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷成熟而不斷發(fā)展的。智能機(jī)器人涉及的知識(shí)內(nèi)容不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，而且還應(yīng)用了一些電子技術(shù)、電視技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)無(wú)線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。如此高的增長(zhǎng)率有其深刻的社 會(huì)背景。（任務(wù)量為 3 張零號(hào)圖紙）目標(biāo)是希望通過(guò)本課題，能鞏固和加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基本理論知識(shí)，理解機(jī)械手的功能、組成及工作原理，研究步進(jìn)電機(jī) 的性能，熟悉以 PLC 為核心的編程與控制裝置應(yīng)具備的基本功能，掌握整個(gè)機(jī)電一體會(huì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和具體方法；同時(shí)訓(xùn)練專(zhuān)業(yè)基本技能，提高自己查閱資料，獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為以后深造研究打下良好基礎(chǔ)。而各工程中心 _L 作的側(cè)重點(diǎn)又有所不同 :東北地區(qū)以特種機(jī)器人、水下機(jī)器人開(kāi)發(fā)為 L,華北地區(qū)以噴漆Y1lt 人、焊接機(jī)器人開(kāi)發(fā)為主，華東地區(qū)以搬運(yùn)機(jī)器人、裝配機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)發(fā)為主。第四周：選定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，確定機(jī)械手整體機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。第十二周：編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 1 份。 1977 年，南開(kāi)大學(xué)機(jī)器人與信息自動(dòng)化研究所研制出我國(guó)第一臺(tái)用于生物試驗(yàn)的微操作機(jī)器人系統(tǒng)。 1997 年中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所研制成功的“ 6000 米無(wú)纜自治水下機(jī)器人”，是我國(guó) 863 計(jì)劃中的重中之重項(xiàng)目，獲得 2021 年國(guó)家十大科技成果獎(jiǎng)。 “機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化已呈星火燎原之勢(shì)！” 盡管如此，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化卻存在著巨大的問(wèn)題。 第三，國(guó)家認(rèn)識(shí)不到位，在鼓勵(lì)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品方面的政策少。 同時(shí)，如何適應(yīng)快速變化的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，如何以高質(zhì)量、低成本和快速反應(yīng)的手段在市場(chǎng)中取得生存和發(fā)展，已是我國(guó)企業(yè)不容回避的問(wèn)題。在工業(yè)機(jī)器人全部的需求中，汽車(chē)行業(yè)的占比普遍在20%以上。工業(yè)增加值增長(zhǎng) %，增速比上 年同期回落 個(gè)百分點(diǎn)，比上月加快 個(gè)百分點(diǎn)。它是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué) 等多學(xué)科而形成的高新技術(shù) ,是當(dāng)代研究十分活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。截止 2021 年年末，我國(guó)已有工業(yè)機(jī)器人 31400 臺(tái)。由于人事管理體制的束縛，機(jī)器 人研發(fā)的技術(shù)力量相對(duì)分散，難以形成合力。機(jī)器人及其成套設(shè)備的應(yīng)用將使現(xiàn)代制造業(yè)產(chǎn)生變革，對(duì)改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，全面提升企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力具有重大作用。 八、獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)缺乏。根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì) ,最近 4年來(lái)許多企業(yè)在華的銷(xiāo)售量甚至是前面十幾年銷(xiāo)售量的幾倍 ,年平均增長(zhǎng)率超過(guò) 40%。至 2021年時(shí)，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的擁有量已達(dá) 3500臺(tái)左右，主要包括點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、注塑、裝配、搬運(yùn)、沖壓等各類(lèi)機(jī)器人，銷(xiāo)售額為 6． 7 億元。 二是沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)是工業(yè)機(jī)器人的主要市場(chǎng)。 六是我國(guó)日益增長(zhǎng)的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)以及巨大的市場(chǎng)潛力吸引世界著名機(jī)器人生產(chǎn)廠家的目光。 八、工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的幾個(gè)條件 工業(yè)機(jī)器人是先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。 四是除了努力提高工業(yè)機(jī) 器人性能外，我國(guó)還要大力加強(qiáng)大型、專(zhuān)業(yè)應(yīng)用工程軟件開(kāi)發(fā)工作。 《工業(yè)機(jī)器人》第二章講的是工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是：，影響工作性能； ，要求液壓元件制造精度高； 置。 在 中，書(shū)中主要給我們介紹了一下機(jī)身和臂部設(shè)計(jì)，這一節(jié)主要是從三方面來(lái)給我們講的：首先是給我們介紹了一下機(jī)身設(shè)計(jì)過(guò)程，書(shū)中給我們介紹了 幾種機(jī)身的典型機(jī)構(gòu)，并給我們講了一下機(jī)身驅(qū)動(dòng)力和力矩的計(jì)算，還給我們列舉了一些設(shè)計(jì)機(jī)身時(shí)要注意的問(wèn)題；其次給我們講了一下機(jī)器人的臂部設(shè)計(jì)，它是先給我們介紹了一下臂部設(shè)計(jì)的基本要求，再給我們介紹了一些手臂的常用機(jī)構(gòu)；最后還給我們舉了一個(gè) MOTOMANSV3 機(jī)器人的機(jī)身與臂部的例子。如果機(jī)身下降靠重力的話，則可能立柱被卡死在導(dǎo)套內(nèi)而不能作下降運(yùn)動(dòng)，這就是自鎖。 ：可分為直接驅(qū)動(dòng)手腕、遠(yuǎn)距離傳動(dòng)手腕。 目分類(lèi)：可分為兩指手爪、多指手爪。固定軌跡式行走機(jī)構(gòu)主要用于工業(yè)機(jī)器人，無(wú)固定軌跡式主要有輪式、履帶式、步行式。“機(jī)器人”是存在于多種語(yǔ)言和文字的新造詞，它體現(xiàn)了人類(lèi)長(zhǎng)期以來(lái)的一種愿望，即創(chuàng)造出一種像人一樣的機(jī)器或人造人，以便能夠代替人去進(jìn)行各種工作。公元前 3 世紀(jì)，古希臘發(fā)明家戴達(dá)羅斯用青銅為克里特島國(guó)王邁諾斯塑造了一個(gè)守衛(wèi)寶島的青銅衛(wèi)士塔羅斯。 瑞士鐘表名匠德羅斯父子三人于公元 1768~1774 年間，設(shè)計(jì)制造出三個(gè)像真人一樣大小的機(jī)器人 —— 寫(xiě)字偶人、繪圖偶人和彈風(fēng)琴偶人。在捷克語(yǔ)中， Robot 這個(gè)詞是指一個(gè)賦役的努力。這類(lèi)機(jī)器人一般可以根據(jù)操作員所編的程序，完成一些簡(jiǎn)單的重復(fù)性操作。這些系統(tǒng)是“主從”型的，用語(yǔ)準(zhǔn)確地 “模仿”操作員手和臂的動(dòng)作。與此同時(shí)，另一家美國(guó)公司 —— AMF 公司也開(kāi)始研制工業(yè)機(jī)器人，即 Versatran（ VersatileTransfer）機(jī)器人。主要成就如表一。一旦手爪接觸到物體，與物體大小和質(zhì)量成比例的信息就通過(guò)這些壓力敏感元件傳輸?shù)接?jì)算 機(jī) 1963 年，美國(guó)機(jī)械鑄造公司推出了 VERSATRAN 機(jī)器人商品，同年初，還研制了多種操作機(jī)手臂，如 Roehampton 型和 Edinburgh 型手臂。同年，研制出了“波士頓”機(jī)