我國機器人發展概況

多年前就上思南這個網了，但很少發貼很是慚愧！今發一貼，一來想讓大家對工業三大支柱之一的機器人，在咱們國家發展的現狀有點了解；二來也是應karl先生的提醒，以獲取加鉆的機會！
  希各位支持！

   我國機器人學研究起步較晚，但進步較快，已經在工業機器人、特種機器人和智能機器人各個方面區的了明顯的成就，為我國機器人學的發展打下了堅實的基礎。
我國工業機器人起步于20世紀70年代初，經過20多年的發展，大致可分為三個階段：70年代的萌芽期，80年代的開發期，90年代的實用化期。
在第一臺機械手出現后20年，我國于1972年開始研制工業機器人，由上海起，接著天津，吉林，哈爾濱，廣州，昆明等十幾個研究單位和院校分別開發了固定程序、結合式、液壓伺服型同用機器人，并開始了機構學（包括步行機構）、計算機控制和應用技術的研究，這些機器人大約有
1/3用于生產。
在該技術的推動下，隨著改革開放方針的實施，我國機器人技術的發展得到政府的重視和支持，在80年代中期，國家組織了對工業機器人的需求的行業的調研，結果表明，對第二代工業機器人的需求主要集中于汽車行業（占總需要的60%～70%）。在眾多的專家的建議和規劃下，于“七五”期間，由機電部主持，中央各部委，中科院及地方十幾所科研院所和大學參加，國家投入相當的資金，進行了工業機器人基礎技術，基礎元器件，幾類工業機器人整機及應用工程的開發研究，完成了示教再現式工業機器人成套技術（包括機械手、控制系統、驅動傳動單元、測試系統的設計、制造、應用和小批量生產的工藝技術等）的開發，研制出噴涂、弧焊、點焊和搬運等作業機器人整機，幾類專用和通用控制系統及幾類關鍵元部件如交、直流伺服馬達驅動單元機器人專用薄壁軸承、諧波傳動系統、焊接電源和變壓器等，并在生產中經過實用考核，其主要性能指標達到80年代初國際同類產品的水平，且形成小批量生產能力。在應用方面，在第二汽車廠建立的我國第一條采用國產機器人的生產線－東風系列駕駛室多品種混流機器人噴涂生產線，該線由7臺國產PJ系列噴涂機器人和PM系列噴涂機器人和周邊設備構成，已運行十年，完成噴涂20萬輛東風系列駕駛室的生產任務，成為國產機器人應用的一個窗口；此外，還建立了幾個弧焊和點焊機器人工作站。與此同時，還研制了幾種SCARA型裝配機器人樣機，并進行了試應用。在基礎技術研究方面，解剖了國外10余種先進的機型，并進行了機構學，控制編程，驅動傳動方式，檢測等基礎理論與技術的系統研究。開發出具有國際先進水平的測量系統，編制了我國工業機器人標準體系和12項國標，行標。
為了跟蹤國外高技術，80年代在國家高技術計劃中，安排了智能機器人的研究開發，包括水下無纜機器人，高功能裝配機器人（DD驅動）和各類特種機器人，進行了智能機器人體系結構，機構控制，人工智能機器視覺，高性能傳感器及新材料的應用研究已取得一批成果。這些技術的實用化將加速我國第二代機器人的發展。
經過80年代尤其是后50年的努力，吸引了160多個單位從事機器人及其相關技術的研究力量，形成了京津、東北、華東、華南等機器人技術地區和十幾家優勢單位，培養了一支2000多人的工業機器人設計、研制、應用隊伍，造就了一批機器人專家，使我國的工業機器人技術發展基本上可以立足于國內。
   90年代初期，我國主要開發下列機器人及其相關技術：
1． 噴涂機器人  根據用戶多方面的需求，開發了交流伺服離線編程機器人，噴涂機器人（頂噴、側噴、仿形噴）小型馬達器等系列產品，但還未達到產品的定型，從需求出發開發了汽車噴涂生產線，馬達，箱體，陶瓷等生產線的機器人應用工程，共完成20條生產線及工作站。
2． 焊接機器人  進行了新機構的探索和焊縫跟蹤、工裝、變位機等的研究，近幾年汽車行業和工程機械行業大量引進點焊、弧焊機器人，提出了許多應用工程和維修技術問題需要解決。
3． 搬運機器人  根據用戶需求，一些單位開發了碼垛換力機器人，已在多條生產線上應用。
4． 裝配機器人及視覺、力覺等傳感器技術得到高技術計劃的支持，研制了高檔樣機，開始了應用工程。
在90年代中期，國家已選擇以焊接機器人的工程應用為重點進行開發研究，從而迅速掌握焊接機器人應用工程成套開發技術、關鍵設備制造、工程配套、現場運行等技術，即以機器人焊接工藝為龍頭，開展焊裝線總體設計、線體總控及多機通訊，新型焊接機器人用焊接電源、送絲機構、焊縫跟蹤系統、機電精度、控制技術等開發及完善化，以及幾條焊裝生產線的全套應用及其可靠性作為主攻目標。
90年代后期是實現國產機器人的商品化，為產業化奠定基礎的時期。國內一些機器人專家認為：應繼續開發和完善噴涂、點焊、弧焊、搬運等機器人系統應用成套技術，完成交鑰匙工程。在掌握機器人開發技術和應用技術的基礎上，進一步開拓市場，擴大應用領域，從汽車制造業逐漸擴展到其他制造業并滲透到非制造業領域，開發第二代工業機器人及各類適合我國國情的經濟型機器人以滿足不同行業多層次的需求，開展機器人柔性裝配系統的研究，充分發揮工業機器人在CIMS（計算機集成制造系統）中的核心技術作用。在此過程中，嫁接國外技術，促進國際合作，促使我國工業機器人得到進一步發展，為21世紀機器人產業奠定更堅實的基礎。
經過20年的改革開放，隨著對商品高質量和多樣化的要求普遍提高，生產過程的柔性自動化要求日益迫切，在電子、家電、汽車、輕工業等行業，工業機器人的應用日趨廣泛，隨著我國加入WTO后國際競爭更加激烈，對工業機器人的需求會越來越大。我國的工業機器人將在21世紀得到普及，隨我國加入世界貿易組織（WTO），我國的工業機器人產業將面臨新的發展機遇和來自國外的挑戰，我們要把握這一機遇，迎接挑戰，為我國躋身于機器人強國之列而努力奮斗。

張弓先生出手不凡！好貼。

好。

頂

不好意思,今天才有空來,好,多謝!

樓主怎么不繼續發了，我想了解的更多一些.

我對機器人很感興趣，謝謝

好文！！！

轉我們老師的：


一、 機器人的定義
1984年，國際標準化組織（ISO）采納了美國機器人協會的定義，即“機器人是一種可重復編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機”。或者“是一種帶有執行不同的工作任務的手臂，且可改編程序動作來完成各種作業的特殊機械裝置”。
我國國家標準GB／T  12643一90將工業機器人定義為“是一種能自動定位控制、可重復編程的、多功能的、多自由度的操作機。能撇運材料、零件或操持工具，用以完成各種作業”。
二、機械手、操作機和工業機器人的區別
機械手（Mechanical  Hand）是一種能模仿人手臂的動作，按事先設定的作業順序、軌跡和其他要求，實現自動抓取、搬運等作業的機械化、自動化裝置。機械手在多數情況下附屬于主機，程序固定（也可通過硬件稍作變更）。
操作機（Manipulator）是一種獨立的由人工操縱的半自動搬運、抓取、操作的裝置。
工業機器人（Industrial  Robot），與專用機械手的重要區別是前者具有獨立的控制系統（大多應用計算機技術）；可以容易地通過再編程的方法實現動作程序的變化來適應不同的作業要求，而機械手則只能完成比較簡單的搬運、抓取及上、下料工作，常常作為機器設備上的附屬裝置，其程序是固定不變的。
三、機器人本體
   機器人本體是機器人完成作業的實體，它具有和人手臂相似的動作功能，是可在空間抓放物體或進行其他操作的機械裝置。通常由下列部分構成：
   1.末端執行器  又稱手部，可設置夾持器、工具、傳感器等。
   2.手腕  是支承和調整末端執行器姿態的部件，一般具有2～3個回轉自由度以調整末端執行器的姿態。
   3.手臂  靠近末端執行器的一節通常叫小臂，靠近機座的，通常叫大臂。
4.機座  有時稱為立柱，可分固定式和移動式兩類。
四、機器人的運動自由度
回轉副（通常稱為回轉關節，記作R）、移動副（通常稱為移動關節，記作P）、螺旋副（記作H）和球面副（記作S）四種。
所謂機器人的運動自由度是指確定一個機器人操作機位置時所需要的獨立運動參數的數目，它是表示機器人動作靈活程度的參數。
工業機器人的獨立運動（自由度）所合成的運動狀態（方位），決定了末端執行器所夾持的工件（或工具）在空間的位置和姿態。在計算機器人的自由度時，末端執行器的夾持器的動作是不計入的，因為這個動作并不改變工件（或工具）的位置和姿態。
五、機械結構類型  
為實現末端執行器（手部）在空間的位置所需要的3個自由度，可以有不同的運動（自由度）組合，通常可以將其設計成如下五種型式。
   1．圓柱坐標型（代號RPP）。它與直角坐標型比較，在相同的工作空間條件下，機體所占體積小，而運動范圍大。
   2．直角坐標型（代號PPP）  定位精度高、結構簡單。
   3．球坐標型  又稱極坐標型（代號RRP），能夠抓取地面上或較低位置的工件，具有結構緊湊、工作空間范圍大。
   4．關節型（代號RRR），能抓取靠近機座的物體。
5．平面關節型  這種型式又稱SCARA型裝配機器人，是Selective  Compliance  Assembly Robot Arm的縮寫，意思是具有選擇柔順性的裝配機器人手臂。在水平方向有柔順性，在垂直方向則有較大的剛性。用于裝配作業中，特別適合小規格零件的插接裝配。
六、研究機器人機構運動學的意義
從機構學觀點來看，實現操作功能的機器人是由一系列用關節（運動副）聯在一起的構件所組成的具有多個自由度的開鏈型空間連桿機構。它由若干個構件（剛體）用轉動關節或移動關節串接而成。開鏈的一端固接在機座上，另一端則是末端執行器（用來安裝工具或夾持工件）。
   研究機器人機構運動學和動力學目的是要建立機器人各運動構件與末端執行器在空間的位置、姿態之間的關系，建立機器人手臂運動的數學模型，為控制機器人的運動提供分析的方法和手段，為仿真研究手臂的運動特性和設計控制器實現預定的功能提供一種高效、方便的方法。
七、機器人的機構和空間坐標變換基本原理的關系
機器人的機構屬于空間機構，因而可以采用空間坐標變換基本原理及坐標變換的矩陣解析方法來建立描述各構件（坐標系）之間相對位置和姿態的矩陣方程。
空間機構的位置分析，就是研究剛體（構件）在三維空間進行的旋轉和移動。我們可以在機構的每一構件上建立一右手直角坐標系，把構件運動后的新位置看成是這一坐標系的變換。這樣就把空間機構的位移問題抽象為數學上的坐標變換問題。
八、D-H矩陣的概念
Denavit-Harterberg矩陣（簡稱D-H矩陣），是J.Denavit和R.S. Harterberg在1955年首先采用的一種系統性和規范性較強的齊次坐標變換矩陣方法。齊次坐標及齊次坐標變換矩陣不但能用來描述機器人運動桿件間的幾何關系，處理機器人運動學和動力學問題；還可以用來構成機器人的各種控制算法。為機器人的運動控制和運動分析提供了一個有效的方法。
九、機器人的末端執行器
機器人是一種通用性較強的自動化作業設備，機器人末端執行器則是直接執行作業任務的裝置，大多數末端執行器的結構和尺寸都是根據其不同作業任務要求來設計的，從而形成了多種多樣的結構形式。根據其用途和結構的不同可以分為機械式夾持器、吸附式末端執行器和專用工具（如焊槍、噴嘴、電磨頭等）三類。它安裝在機器人的手腕的機械接口上。多數情況下末端執行器是為特定的用途而專門設計的。
十、機器人必須具備的控制功能
要有效地控制工業機器人，它的控制系統就必須具備以下的功能：
    1.示教再現功能
   示教再現功能是指在執行新的任務之前，預先將作業的操作過程示教給工業機器人然后讓工業機器人再現示教的內容，以完成作業任務。
   2.運動控制功能
   運動控制功能是指對工業機器人末端執行器的位姿、速度、加速度等項的控制。 以上兩種功能也是工業機器人控制系統所必需的基本功能。