【正文】 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這些壓力敏感元件傳輸?shù)接嬎?機 1963 年，美國機械鑄造公司推出了 VERSATRAN 機器人商品，同年初，還研制了多種操作機手臂，如 Roehampton 型和 Edinburgh 型手臂。與此同時，另一家美國公司 —— AMF 公司也開始研制工業(yè)機器人，即 Versatran（ VersatileTransfer）機器人。這類機器人一般可以根據(jù)操作員所編的程序，完成一些簡單的重復(fù)性操作。 瑞士鐘表名匠德羅斯父子三人于公元 1768~1774 年間，設(shè)計制造出三個像真人一樣大小的機器人 —— 寫字偶人、繪圖偶人和彈風(fēng)琴偶人?！皺C器人”是存在于多種語言和文字的新造詞，它體現(xiàn)了人類長期以來的一種愿望，即創(chuàng)造出一種像人一樣的機器或人造人，以便能夠代替人去進行各種工作。 目分類：可分為兩指手爪、多指手爪。如果機身下降靠重力的話，則可能立柱被卡死在導(dǎo)套內(nèi)而不能作下降運動，這就是自鎖。缺點是：，影響工作性能； ，要求液壓元件制造精度高； 置。 四是除了努力提高工業(yè)機 器人性能外，我國還要大力加強大型、專業(yè)應(yīng)用工程軟件開發(fā)工作。 六是我國日益增長的工業(yè)機器人市場以及巨大的市場潛力吸引世界著名機器人生產(chǎn)廠家的目光。至 2021年時，我國工業(yè)機器人的擁有量已達 3500臺左右，主要包括點焊、弧焊、噴漆、注塑、裝配、搬運、沖壓等各類機器人，銷售額為 6． 7 億元。 八、獨立知識產(chǎn)權(quán)缺乏。由于人事管理體制的束縛，機器 人研發(fā)的技術(shù)力量相對分散，難以形成合力。它是綜合了計算機、控制論、機構(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) ,是當代研究十分活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。在工業(yè)機器人全部的需求中，汽車行業(yè)的占比普遍在20%以上。 第三，國家認識不到位，在鼓勵工業(yè)機器人產(chǎn)品方面的政策少。 1997 年中科院沈陽自動化所研制成功的“ 6000 米無纜自治水下機器人”，是我國 863 計劃中的重中之重項目，獲得 2021 年國家十大科技成果獎。第十二周：編寫設(shè)計計算說明書 1 份。而各工程中心 _L 作的側(cè)重點又有所不同 :東北地區(qū)以特種機器人、水下機器人開發(fā)為 L,華北地區(qū)以噴漆Y1lt 人、焊接機器人開發(fā)為主，華東地區(qū)以搬運機器人、裝配機器人、移動機器人開發(fā)為主。如此高的增長率有其深刻的社 會背景。機械手是機器人的一個重要組成部分，它是隨著機器人技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷成熟而不斷發(fā)展的。我國工業(yè)機器人起步于 70年代初，其發(fā)展過程大致可分為三個階段： 70年代的萌芽期；80 年代的開發(fā)期； 90 年代的實用化期。 工業(yè)機器人的發(fā)展前景 在發(fā)達國家中，工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流機器人發(fā)展前景及未來的發(fā)展方向。 (3)真空環(huán)境下的多軸精密軸系的設(shè)計。關(guān)鍵技術(shù)包括： (1)弧焊機器人系統(tǒng)優(yōu)化集成技術(shù)：弧焊機器人采用交流伺服驅(qū)動技術(shù)以及高精度、高剛性的 RV 減速機和諧波減速器，具有良好的低速穩(wěn)定性和高速動態(tài)響應(yīng)，并可實現(xiàn)免維護功能。編程輸入型是將計算機上已編好的作業(yè)程序文件，通過 RS232 串口或者以太網(wǎng)等通信方式傳送到機器人控制柜。 1959 年第一臺工業(yè)機器人在美國誕生，開創(chuàng)了機器人發(fā)展的新紀元。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。 當今工業(yè)機器人技術(shù)正逐漸向著具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強的對作業(yè)環(huán)境的自適應(yīng)能力的方向發(fā)展。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應(yīng)環(huán)境，并自動完成更為復(fù)雜的工作。該系統(tǒng)通過對加工工件的自動檢測，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。根據(jù)半導(dǎo)體設(shè)備對 MCBF 的高要求，對各個部件的可靠性進行測試、評價和控制，提高機械手各個部件的可靠性，從而保證機械手滿足 IC 制造的高要求。 1990年 10月，國際機器人工業(yè)人士在丹麥首都哥本哈根召開了一次工業(yè)機器人國際標準大會，并在這次大會上通過了一個文件，把工業(yè)機器人分為四類：⑴順序型。某些關(guān)鍵技術(shù)已達到或接近世界水平。綜上所述，設(shè)計球坐標步進電機驅(qū)動的機械手是個很有意義的課題。我 國機器手的研究，有了長足的發(fā)展，有的方面已達到了世界先進水平。 該機械手的基本技術(shù)參數(shù)如下：水平橫梁： 3500mm,50mm/s 豎直大臂： 1500mm,50mm/s 負載重量： 200Kg； 驅(qū)動方式：交流伺服電機驅(qū)動樣式如圖 11 圖 11 直角坐標機械手 六、進度安排 第一周：獲得設(shè)計題目，制定畢業(yè)設(shè)計進度計劃；查閱相關(guān)資料；著手進行外文 翻譯。 我國機器人的研起步究較晚。 產(chǎn)業(yè)化不足 —— 我國工業(yè)機器人之弊端 20 世紀 90 年代末，我國建立了 9 個機器人產(chǎn)業(yè)化基地和 7 個科研基地?？梢灶A(yù)見，我國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)不久后將會作為一種在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位的產(chǎn)業(yè)而存在。 2021 年 16 月，電子工業(yè)生產(chǎn)保持較快增長，增速比上年同期加快。 2021 年，我國工業(yè)機器人擁有量達到 7000 臺，年銷增長到 億元。機器人充分體現(xiàn)了人和機器的各自優(yōu)長，它比傳統(tǒng)機器具有更大的靈活性和更廣泛的應(yīng)用范 圍，機器人的出現(xiàn)和應(yīng)用是人類生產(chǎn)和社會進步的需要，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和生產(chǎn)工具進化的必然。 國家 863 機器人技術(shù)主題自成立以來一直重視機器人技術(shù)在產(chǎn)業(yè)中的推廣和應(yīng)用 ,長期以來推進機器人技術(shù)以提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) ,利用機器人技術(shù)發(fā)展高新產(chǎn)業(yè)。 從工業(yè)機器人密度（汽車制造業(yè)中，每萬名生產(chǎn)工人占有的機器人數(shù)量）分析，我國的汽車市場遠未飽和。 美國模式：采購與成套設(shè)計相結(jié)合。給高技術(shù)人才創(chuàng)造發(fā)揮聰明才智的長效機制，吸引人才，培養(yǎng)人才，留住人才，高新技術(shù)企業(yè)的競爭是人才的競爭，沒有人才，何談發(fā)展。其次它把驅(qū)動機構(gòu)分為了直線驅(qū)動機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，然后分別深入地給我們講解了這兩種機構(gòu)。為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能 實現(xiàn)對空間三個坐標軸 X、 Y、 Z 的轉(zhuǎn)動，即具有翻轉(zhuǎn)、俯仰、偏轉(zhuǎn)三個自由度，如下圖所示。一方面它支承機器人的機身、臂部、腕部。 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。這些機器人工藝珍品，標志著人類在機器人從夢想到現(xiàn)實這一漫長道路上，前進了一大步。目前，這 類 機 器 人 處 于 試 驗 階 段 ， 將 向 實 用 化 方 向 發(fā) 展 。 1960 年美國機床鑄造公司（ AMF）生產(chǎn)出圓柱坐標的VERSATRAN 型機器人，可做點位和軌跡控制，同年第一批電焊機器人用于工業(yè)生產(chǎn)。 這時，其他國家（特別是日本）也開始認識到工業(yè)機器人的潛力。這種稱為 MH1 的裝置能“感覺”到塊狀材 料，用此信息控制機械手，把塊狀材料堆起來，無需操作員幫助。 1954 年 提出了“通用重復(fù)操作機器人”的方案，并在 1961 年獲得了專利。針對人類社會對即將問世的機器人的不安，美國著名科學(xué)幻想小說家阿西莫夫于 1950 年在他的小說《我是機器人》中，首先使用了機器人學(xué)（ Robotics）這個詞來描述與機器人有關(guān)的科學(xué)，并提出了有名的“機器人三守則”： （ 1）機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）機器人必須絕對服從于人類，除非這種服從有害于人類； （ 3）機器人必須保護自身不受傷害，除非為了保護人類或者是人類命令它做出犧牲。 1662 年，日本人竹田近江，利用中標技術(shù)發(fā)明了能進行表演的自動機器玩偶；到了 18 世紀，日本人若井源大衛(wèi)門和源信，對該玩偶進行了改進，制造出了端茶玩偶，該玩偶雙手端著茶盤，當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?，F(xiàn)在全世界已經(jīng)有 100 萬臺機器人，銷售額每年增加 20%及以上。工業(yè)機器人手部的特點有： 。機身驅(qū)動力和力矩的計算主要分為三種： ：作垂直運動時，除克服摩擦力之外，還要克服機身自身運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動的全部部件的慣性力，因此其驅(qū)動力的計算如下： ； ：作回轉(zhuǎn)運動時，驅(qū)動力矩只包括兩項：回轉(zhuǎn)部件的摩擦總力矩；機身自身運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)動力矩計算方法為：中 ，其 。機器人總體設(shè)計一般分為系統(tǒng)分析和技術(shù)設(shè)計兩大步驟。國家在資金、稅收等各個方面給予一定的優(yōu)惠政策，把機器人產(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)機器人。外商獨資或中外合資企業(yè)自動化程度一般比較高，也導(dǎo)致工業(yè)機器人的需求量較大。 2021 年國產(chǎn)工業(yè)機器人數(shù)量突破了 1400 臺 ,產(chǎn)值突破 8 億元人民幣。 六、機器人進口比例高：目前我國所擁有的機器人，國產(chǎn)占 20％，其余都是從日本、美國、瑞典等 40 多個國家引進的。面對中國這樣龐大的市場，每一個機器人供應(yīng)商都有著非常大的用武之地。 工業(yè)機器人還廣泛應(yīng)用于金屬制品業(yè) (包括機械 )、橡膠及塑料工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域。我們國家在機器人的研究，在 20 世紀 70 年代后期，當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)控機床，一個是工業(yè)機器人，這個時候，我們國家的許多學(xué)者，看到了這樣一個方向，開始進行了機器人的研究，但是這時候研究，基本上還局限于理論的探討階段，那么真正進行機器人研究的時候，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 計劃是高技術(shù)發(fā)展計劃，就將機器人技術(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行了機器人研究，使得我們國家在機器人這一領(lǐng)域得到很快地、迅速地發(fā)展。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。 中國機器人示范工程中心從 1987 年開始，先后制造了三臺“水下機器人”，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 機器人”；（ 2） 1989 年 6 月制造的“老三水下機器人”；（ 3） 1990 年 9 月制造的“老二中型機器人”。 第七周：對相關(guān)的電機進行選型，查閱在實際中能買到的型號。然后進行機械手的總體設(shè)計包括機械手俯仰伸縮機械結(jié)構(gòu)方案的確定，機械傳動部分的結(jié)構(gòu)，繼而進行電力驅(qū)動部分選型和計算，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。 早在 20 世紀 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)式的第一代機械手。我國正在努力發(fā)展工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)，引進國外技術(shù)和設(shè)備，培養(yǎng)人才，打開市場。日本工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)早在上世紀 90 年代就已經(jīng)普及了第一和第二類工業(yè)機器人，并達到了其工業(yè)機器人發(fā)展史的鼎盛時期。 (4)晶圓檢測技術(shù)：通過光學(xué)傳感器，能夠通過機器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無缺片、傾斜等信息。 ，主要應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中，實現(xiàn)晶圓在真空腔室內(nèi)的傳輸。 2021 年 9 月，經(jīng)過優(yōu)化和性能提升的第二臺機器人完成并順利通過驗收，該機器人整體技術(shù)指標已經(jīng)達到國外同類機器人水平。 工業(yè)機器人按臂部的運動形式分為四種。系統(tǒng)中加入力反饋，可使操作者獲知施加力的大小，主從機械手之間有防護墻隔開，操 作者可通過觀察窗或閉路電視對從機械手操作機進行有效的監(jiān)視，主從機械手系統(tǒng)的出現(xiàn)為機器人的產(chǎn)生為近代機器人的設(shè)計與制造作了鋪墊。 50 年代以后，美國橡樹嶺國家實驗室開始研究能搬運核原料的遙控操縱機械手，如圖 所示，這是一種主從型控制系統(tǒng)，主機械手的運動。大多數(shù)工業(yè)機器人有 3～ 6 個運動自由度，其中腕部通常有 1～ 3 個運動自由度；驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機構(gòu)，用以使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令信號，并進行控制。 2021年 9 月，機器人研究所研制完成國內(nèi)首臺 165 公斤級點焊機器人，并成功應(yīng)用于奇瑞汽車焊接車間。 (5)網(wǎng)絡(luò)通訊和離線編程技術(shù)：具有串口、 CAN 等網(wǎng)絡(luò)通訊功能，實現(xiàn)對機器人生產(chǎn)線的監(jiān)控和管理；并實現(xiàn)上位機對機器人的離線編程控制。 (3)控制器的小型化技術(shù)：根據(jù)潔凈室建造和運營成本高，通過控制器小型化技術(shù)減小潔凈機器人的占用空 間。這類機器人具有感知、適應(yīng)及思維和人機通信機能。但是正如前所述，廣泛使用機器人是實現(xiàn)工業(yè)自動化，提高社會生產(chǎn)效率的一種十分重要的途徑。幾十年來，這項技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計在不斷修改，品種在不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大。研究手段：首先是前期準備，收集相關(guān)資料，查閱中外文獻，請教老師和同學(xué)；同時學(xué)習(xí)使用 AutoCAD 軟件。第六周：確定具體的細節(jié)結(jié)構(gòu)，著手畫裝配圖。隨后，我國研制的機器人相繼問世：中國科學(xué)院沈陽自動化所研制成功了體重 36 公斤，身高 1 米的纜浮游作業(yè)輕型“金魚二號