我國(guó)機(jī)器人發(fā)展概況

多年前就上思南這個(gè)網(wǎng)了，但很少發(fā)貼很是慚愧！今發(fā)一貼，一來(lái)想讓大家對(duì)工業(yè)三大支柱之一的機(jī)器人，在咱們國(guó)家發(fā)展的現(xiàn)狀有點(diǎn)了解；二來(lái)也是應(yīng)karl先生的提醒，以獲取加鉆的機(jī)會(huì)！
  希各位支持！

   我國(guó)機(jī)器人學(xué)研究起步較晚，但進(jìn)步較快，已經(jīng)在工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人和智能機(jī)器人各個(gè)方面區(qū)的了明顯的成就，為我國(guó)機(jī)器人學(xué)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步于20世紀(jì)70年代初，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，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。
在第一臺(tái)機(jī)械手出現(xiàn)后20年，我國(guó)于1972年開(kāi)始研制工業(yè)機(jī)器人，由上海起，接著天津，吉林，哈爾濱，廣州，昆明等十幾個(gè)研究單位和院校分別開(kāi)發(fā)了固定程序、結(jié)合式、液壓伺服型同用機(jī)器人，并開(kāi)始了機(jī)構(gòu)學(xué)（包括步行機(jī)構(gòu)）、計(jì)算機(jī)控制和應(yīng)用技術(shù)的研究，這些機(jī)器人大約有
1/3用于生產(chǎn)。
在該技術(shù)的推動(dòng)下，隨著改革開(kāi)放方針的實(shí)施，我國(guó)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展得到政府的重視和支持，在80年代中期，國(guó)家組織了對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求的行業(yè)的調(diào)研，結(jié)果表明，對(duì)第二代工業(yè)機(jī)器人的需求主要集中于汽車(chē)行業(yè)（占總需要的60%～70%）。在眾多的專(zhuān)家的建議和規(guī)劃下，于“七五”期間，由機(jī)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(xué)參加，國(guó)家投入相當(dāng)?shù)馁Y金，進(jìn)行了工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)，基礎(chǔ)元器件，幾類(lèi)工業(yè)機(jī)器人整機(jī)及應(yīng)用工程的開(kāi)發(fā)研究，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)（包括機(jī)械手、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元、測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用和小批量生產(chǎn)的工藝技術(shù)等）的開(kāi)發(fā)，研制出噴涂、弧焊、點(diǎn)焊和搬運(yùn)等作業(yè)機(jī)器人整機(jī)，幾類(lèi)專(zhuān)用和通用控制系統(tǒng)及幾類(lèi)關(guān)鍵元部件如交、直流伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元機(jī)器人專(zhuān)用薄壁軸承、諧波傳動(dòng)系統(tǒng)、焊接電源和變壓器等，并在生產(chǎn)中經(jīng)過(guò)實(shí)用考核，其主要性能指標(biāo)達(dá)到80年代初國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的水平，且形成小批量生產(chǎn)能力。在應(yīng)用方面，在第二汽車(chē)廠建立的我國(guó)第一條采用國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的生產(chǎn)線(xiàn)－東風(fēng)系列駕駛室多品種混流機(jī)器人噴涂生產(chǎn)線(xiàn)，該線(xiàn)由7臺(tái)國(guó)產(chǎn)PJ系列噴涂機(jī)器人和PM系列噴涂機(jī)器人和周邊設(shè)備構(gòu)成，已運(yùn)行十年，完成噴涂20萬(wàn)輛東風(fēng)系列駕駛室的生產(chǎn)任務(wù)，成為國(guó)產(chǎn)機(jī)器人應(yīng)用的一個(gè)窗口；此外，還建立了幾個(gè)弧焊和點(diǎn)焊機(jī)器人工作站。與此同時(shí)，還研制了幾種SCARA型裝配機(jī)器人樣機(jī)，并進(jìn)行了試應(yīng)用。在基礎(chǔ)技術(shù)研究方面，解剖了國(guó)外10余種先進(jìn)的機(jī)型，并進(jìn)行了機(jī)構(gòu)學(xué)，控制編程，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)方式，檢測(cè)等基礎(chǔ)理論與技術(shù)的系統(tǒng)研究。開(kāi)發(fā)出具有國(guó)際先進(jìn)水平的測(cè)量系統(tǒng)，編制了我國(guó)工業(yè)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)體系和12項(xiàng)國(guó)標(biāo)，行標(biāo)。
為了跟蹤國(guó)外高技術(shù)，80年代在國(guó)家高技術(shù)計(jì)劃中，安排了智能機(jī)器人的研究開(kāi)發(fā)，包括水下無(wú)纜機(jī)器人，高功能裝配機(jī)器人（DD驅(qū)動(dòng)）和各類(lèi)特種機(jī)器人，進(jìn)行了智能機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)控制，人工智能機(jī)器視覺(jué)，高性能傳感器及新材料的應(yīng)用研究已取得一批成果。這些技術(shù)的實(shí)用化將加速我國(guó)第二代機(jī)器人的發(fā)展。
經(jīng)過(guò)80年代尤其是后50年的努力，吸引了160多個(gè)單位從事機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)的研究力量，形成了京津、東北、華東、華南等機(jī)器人技術(shù)地區(qū)和十幾家優(yōu)勢(shì)單位，培養(yǎng)了一支2000多人的工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)、研制、應(yīng)用隊(duì)伍，造就了一批機(jī)器人專(zhuān)家，使我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展基本上可以立足于國(guó)內(nèi)。
   90年代初期，我國(guó)主要開(kāi)發(fā)下列機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)：
1． 噴涂機(jī)器人  根據(jù)用戶(hù)多方面的需求，開(kāi)發(fā)了交流伺服離線(xiàn)編程機(jī)器人，噴涂機(jī)器人（頂噴、側(cè)噴、仿形噴）小型馬達(dá)器等系列產(chǎn)品，但還未達(dá)到產(chǎn)品的定型，從需求出發(fā)開(kāi)發(fā)了汽車(chē)噴涂生產(chǎn)線(xiàn)，馬達(dá)，箱體，陶瓷等生產(chǎn)線(xiàn)的機(jī)器人應(yīng)用工程，共完成20條生產(chǎn)線(xiàn)及工作站。
2． 焊接機(jī)器人  進(jìn)行了新機(jī)構(gòu)的探索和焊縫跟蹤、工裝、變位機(jī)等的研究，近幾年汽車(chē)行業(yè)和工程機(jī)械行業(yè)大量引進(jìn)點(diǎn)焊、弧焊機(jī)器人，提出了許多應(yīng)用工程和維修技術(shù)問(wèn)題需要解決。
3． 搬運(yùn)機(jī)器人  根據(jù)用戶(hù)需求，一些單位開(kāi)發(fā)了碼垛換力機(jī)器人，已在多條生產(chǎn)線(xiàn)上應(yīng)用。
4． 裝配機(jī)器人及視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器技術(shù)得到高技術(shù)計(jì)劃的支持，研制了高檔樣機(jī)，開(kāi)始了應(yīng)用工程。
在90年代中期，國(guó)家已選擇以焊接機(jī)器人的工程應(yīng)用為重點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，從而迅速掌握焊接機(jī)器人應(yīng)用工程成套開(kāi)發(fā)技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備制造、工程配套、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行等技術(shù)，即以機(jī)器人焊接工藝為龍頭，開(kāi)展焊裝線(xiàn)總體設(shè)計(jì)、線(xiàn)體總控及多機(jī)通訊，新型焊接機(jī)器人用焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、焊縫跟蹤系統(tǒng)、機(jī)電精度、控制技術(shù)等開(kāi)發(fā)及完善化，以及幾條焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的全套應(yīng)用及其可靠性作為主攻目標(biāo)。
90年代后期是實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的商品化，為產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)的時(shí)期。國(guó)內(nèi)一些機(jī)器人專(zhuān)家認(rèn)為：應(yīng)繼續(xù)開(kāi)發(fā)和完善噴涂、點(diǎn)焊、弧焊、搬運(yùn)等機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用成套技術(shù)，完成交鑰匙工程。在掌握機(jī)器人開(kāi)發(fā)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)拓市場(chǎng)，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，從汽車(chē)制造業(yè)逐漸擴(kuò)展到其他制造業(yè)并滲透到非制造業(yè)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)第二代工業(yè)機(jī)器人及各類(lèi)適合我國(guó)國(guó)情的經(jīng)濟(jì)型機(jī)器人以滿(mǎn)足不同行業(yè)多層次的需求，開(kāi)展機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)的研究，充分發(fā)揮工業(yè)機(jī)器人在CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）中的核心技術(shù)作用。在此過(guò)程中，嫁接國(guó)外技術(shù)，促進(jìn)國(guó)際合作，促使我國(guó)工業(yè)機(jī)器人得到進(jìn)一步發(fā)展，為21世紀(jì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)奠定更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
經(jīng)過(guò)20年的改革開(kāi)放，隨著對(duì)商品高質(zhì)量和多樣化的要求普遍提高，生產(chǎn)過(guò)程的柔性自動(dòng)化要求日益迫切，在電子、家電、汽車(chē)、輕工業(yè)等行業(yè)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用日趨廣泛，隨著我國(guó)加入WTO后國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求會(huì)越來(lái)越大。我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人將在21世紀(jì)得到普及，隨我國(guó)加入世界貿(mào)易組織（WTO），我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面臨新的發(fā)展機(jī)遇和來(lái)自國(guó)外的挑戰(zhàn)，我們要把握這一機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，為我國(guó)躋身于機(jī)器人強(qiáng)國(guó)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(lái),好,多謝!

樓主怎么不繼續(xù)發(fā)了，我想了解的更多一些.

我對(duì)機(jī)器人很感興趣，謝謝

好文！！！

轉(zhuǎn)我們老師的：


一、 機(jī)器人的定義
1984年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)的定義，即“機(jī)器人是一種可重復(fù)編程和多功能的，用來(lái)搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)”。或者“是一種帶有執(zhí)行不同的工作任務(wù)的手臂，且可改編程序動(dòng)作來(lái)完成各種作業(yè)的特殊機(jī)械裝置”。
我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T  12643一90將工業(yè)機(jī)器人定義為“是一種能自動(dòng)定位控制、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的操作機(jī)。能撇運(yùn)材料、零件或操持工具，用以完成各種作業(yè)”。
二、機(jī)械手、操作機(jī)和工業(yè)機(jī)器人的區(qū)別
機(jī)械手（Mechanical  Hand）是一種能模仿人手臂的動(dòng)作，按事先設(shè)定的作業(yè)順序、軌跡和其他要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)等作業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化裝置。機(jī)械手在多數(shù)情況下附屬于主機(jī)，程序固定（也可通過(guò)硬件稍作變更）。
操作機(jī)（Manipulator）是一種獨(dú)立的由人工操縱的半自動(dòng)搬運(yùn)、抓取、操作的裝置。
工業(yè)機(jī)器人（Industrial  Robot），與專(zhuān)用機(jī)械手的重要區(qū)別是前者具有獨(dú)立的控制系統(tǒng)（大多應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)）；可以容易地通過(guò)再編程的方法實(shí)現(xiàn)動(dòng)作程序的變化來(lái)適應(yīng)不同的作業(yè)要求，而機(jī)械手則只能完成比較簡(jiǎn)單的搬運(yùn)、抓取及上、下料工作，常常作為機(jī)器設(shè)備上的附屬裝置，其程序是固定不變的。
三、機(jī)器人本體
   機(jī)器人本體是機(jī)器人完成作業(yè)的實(shí)體，它具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，是可在空間抓放物體或進(jìn)行其他操作的機(jī)械裝置。通常由下列部分構(gòu)成：
   1.末端執(zhí)行器  又稱(chēng)手部，可設(shè)置夾持器、工具、傳感器等。
   2.手腕  是支承和調(diào)整末端執(zhí)行器姿態(tài)的部件，一般具有2～3個(gè)回轉(zhuǎn)自由度以調(diào)整末端執(zhí)行器的姿態(tài)。
   3.手臂  靠近末端執(zhí)行器的一節(jié)通常叫小臂，靠近機(jī)座的，通常叫大臂。
4.機(jī)座  有時(shí)稱(chēng)為立柱，可分固定式和移動(dòng)式兩類(lèi)。
四、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度
回轉(zhuǎn)副（通常稱(chēng)為回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，記作R）、移動(dòng)副（通常稱(chēng)為移動(dòng)關(guān)節(jié)，記作P）、螺旋副（記作H）和球面副（記作S）四種。
所謂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度是指確定一個(gè)機(jī)器人操作機(jī)位置時(shí)所需要的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目，它是表示機(jī)器人動(dòng)作靈活程度的參數(shù)。
工業(yè)機(jī)器人的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)（自由度）所合成的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（方位），決定了末端執(zhí)行器所夾持的工件（或工具）在空間的位置和姿態(tài)。在計(jì)算機(jī)器人的自由度時(shí)，末端執(zhí)行器的夾持器的動(dòng)作是不計(jì)入的，因?yàn)檫@個(gè)動(dòng)作并不改變工件（或工具）的位置和姿態(tài)。
五、機(jī)械結(jié)構(gòu)類(lèi)型  
為實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器（手部）在空間的位置所需要的3個(gè)自由度，可以有不同的運(yùn)動(dòng)（自由度）組合，通常可以將其設(shè)計(jì)成如下五種型式。
   1．圓柱坐標(biāo)型（代號(hào)RPP）。它與直角坐標(biāo)型比較，在相同的工作空間條件下，機(jī)體所占體積小，而運(yùn)動(dòng)范圍大。
   2．直角坐標(biāo)型（代號(hào)PPP）  定位精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
   3．球坐標(biāo)型  又稱(chēng)極坐標(biāo)型（代號(hào)RRP），能夠抓取地面上或較低位置的工件，具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作空間范圍大。
   4．關(guān)節(jié)型（代號(hào)RRR），能抓取靠近機(jī)座的物體。
5．平面關(guān)節(jié)型  這種型式又稱(chēng)SCARA型裝配機(jī)器人，是Selective  Compliance  Assembly Robot Arm的縮寫(xiě)，意思是具有選擇柔順性的裝配機(jī)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(yè)中，特別適合小規(guī)格零件的插接裝配。
六、研究機(jī)器人機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的意義
從機(jī)構(gòu)學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，實(shí)現(xiàn)操作功能的機(jī)器人是由一系列用關(guān)節(jié)（運(yùn)動(dòng)副）聯(lián)在一起的構(gòu)件所組成的具有多個(gè)自由度的開(kāi)鏈型空間連桿機(jī)構(gòu)。它由若干個(gè)構(gòu)件（剛體）用轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)或移動(dòng)關(guān)節(jié)串接而成。開(kāi)鏈的一端固接在機(jī)座上，另一端則是末端執(zhí)行器（用來(lái)安裝工具或夾持工件）。
   研究機(jī)器人機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)目的是要建立機(jī)器人各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件與末端執(zhí)行器在空間的位置、姿態(tài)之間的關(guān)系，建立機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，為控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供分析的方法和手段，為仿真研究手臂的運(yùn)動(dòng)特性和設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能提供一種高效、方便的方法。
七、機(jī)器人的機(jī)構(gòu)和空間坐標(biāo)變換基本原理的關(guān)系
機(jī)器人的機(jī)構(gòu)屬于空間機(jī)構(gòu)，因而可以采用空間坐標(biāo)變換基本原理及坐標(biāo)變換的矩陣解析方法來(lái)建立描述各構(gòu)件（坐標(biāo)系）之間相對(duì)位置和姿態(tài)的矩陣方程。
空間機(jī)構(gòu)的位置分析，就是研究剛體（構(gòu)件）在三維空間進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)。我們可以在機(jī)構(gòu)的每一構(gòu)件上建立一右手直角坐標(biāo)系，把構(gòu)件運(yùn)動(dòng)后的新位置看成是這一坐標(biāo)系的變換。這樣就把空間機(jī)構(gòu)的位移問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)變換問(wèn)題。
八、D-H矩陣的概念
Denavit-Harterberg矩陣（簡(jiǎn)稱(chēng)D-H矩陣），是J.Denavit和R.S. Harterberg在1955年首先采用的一種系統(tǒng)性和規(guī)范性較強(qiáng)的齊次坐標(biāo)變換矩陣方法。齊次坐標(biāo)及齊次坐標(biāo)變換矩陣不但能用來(lái)描述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)桿件間的幾何關(guān)系，處理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題；還可以用來(lái)構(gòu)成機(jī)器人的各種控制算法。為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和運(yùn)動(dòng)分析提供了一個(gè)有效的方法。
九、機(jī)器人的末端執(zhí)行器
機(jī)器人是一種通用性較強(qiáng)的自動(dòng)化作業(yè)設(shè)備，機(jī)器人末端執(zhí)行器則是直接執(zhí)行作業(yè)任務(wù)的裝置，大多數(shù)末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和尺寸都是根據(jù)其不同作業(yè)任務(wù)要求來(lái)設(shè)計(jì)的，從而形成了多種多樣的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)其用途和結(jié)構(gòu)的不同可以分為機(jī)械式夾持器、吸附式末端執(zhí)行器和專(zhuān)用工具（如焊槍、噴嘴、電磨頭等）三類(lèi)。它安裝在機(jī)器人的手腕的機(jī)械接口上。多數(shù)情況下末端執(zhí)行器是為特定的用途而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。
十、機(jī)器人必須具備的控制功能
要有效地控制工業(yè)機(jī)器人，它的控制系統(tǒng)就必須具備以下的功能：
    1.示教再現(xiàn)功能
   示教再現(xiàn)功能是指在執(zhí)行新的任務(wù)之前，預(yù)先將作業(yè)的操作過(guò)程示教給工業(yè)機(jī)器人然后讓工業(yè)機(jī)器人再現(xiàn)示教的內(nèi)容，以完成作業(yè)任務(wù)。
   2.運(yùn)動(dòng)控制功能
   運(yùn)動(dòng)控制功能是指對(duì)工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的位姿、速度、加速度等項(xiàng)的控制。 以上兩種功能也是工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)所必需的基本功能。