工业机器人可靠性设计与测试研究
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/081650923.html,
工业机器人可靠性设计与测试研究
作者：柳贺李勋刘蕾
来源：《中国新技术新产品》2014年第14期
摘要：工业机器人作为一种工业现场应用设备，其可靠性往往在与人类交互过程中显得
尤为重要，其可靠性受到设计、加工、装配以及调试等多方面因素的影响，对其研究比较复杂。本文主要介绍工业机器人的元器件选型、分析以及可靠性测试方面的保障，进一步提升产品的可靠性。
关键词：工业机器人；可靠性；测试
中图分类号：TP242 文献标识码：A
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统（FMS）、自动化工厂（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。
由于工业机器人是元部件众多，是一复杂系统，它以多自由度方式运动，因而发生的故障可能造成难以预计的后果，具有潜在的人机风险。为此对机器人必须严格按照可靠性测试标准进行测试，目的在于：（1）在机器人的设计和整个寿命周期中进行有效的可靠性运行，特别在样机测试阶段，必须将潜在的风险暴露出来加以改进；（2）出现故障后的及时修复性，减少客户的停机损失；（3）工业机器人的安全性，避免出现人机事故，确保人员安装调试、编程示教、操作、维护过程的安全。我们以EFORT的工业机器人可靠性指标：MTBF不低于6000H。我们需要从设计、采购、加工制造、装配、测试等环节降低产品失效的因素。
1元器件可靠性设计要求
1.1电子元器件可靠性设计
电子器件的选取，必须经过100%环境筛选测试，测试合格的产品才允许采用，按照可靠性分配原则，筛选与元器件失效分析相结合，一旦发现失效，必须对同一类产品进行原因分析，按照5W1H方法进行纠正预防措施分析与整改。
电子元器件的选取按照以下规则：
a.电子元器件决不允许超核运行，应按照降额设计，一般达到85%；
b.线路设计尽量进行动力、信号隔离处理，防止电磁干扰，进行干扰试验；
工业机器人可靠性设计与测试研究
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/081650923.html, 工业机器人可靠性设计与测试研究 作者：柳贺李勋刘蕾 来源：《中国新技术新产品》2014年第14期 摘要：工业机器人作为一种工业现场应用设备，其可靠性往往在与人类交互过程中显得 尤为重要，其可靠性受到设计、加工、装配以及调试等多方面因素的影响，对其研究比较复杂。本文主要介绍工业机器人的元器件选型、分析以及可靠性测试方面的保障，进一步提升产品的可靠性。 关键词：工业机器人；可靠性；测试 中图分类号：TP242 文献标识码：A 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统（FMS）、自动化工厂（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。 由于工业机器人是元部件众多，是一复杂系统，它以多自由度方式运动，因而发生的故障可能造成难以预计的后果，具有潜在的人机风险。为此对机器人必须严格按照可靠性测试标准进行测试，目的在于：（1）在机器人的设计和整个寿命周期中进行有效的可靠性运行，特别在样机测试阶段，必须将潜在的风险暴露出来加以改进；（2）出现故障后的及时修复性，减少客户的停机损失；（3）工业机器人的安全性，避免出现人机事故，确保人员安装调试、编程示教、操作、维护过程的安全。我们以EFORT的工业机器人可靠性指标：MTBF不低于6000H。我们需要从设计、采购、加工制造、装配、测试等环节降低产品失效的因素。 1元器件可靠性设计要求 1.1电子元器件可靠性设计 电子器件的选取，必须经过100%环境筛选测试，测试合格的产品才允许采用，按照可靠性分配原则，筛选与元器件失效分析相结合，一旦发现失效，必须对同一类产品进行原因分析，按照5W1H方法进行纠正预防措施分析与整改。 电子元器件的选取按照以下规则： a.电子元器件决不允许超核运行，应按照降额设计，一般达到85%； b.线路设计尽量进行动力、信号隔离处理，防止电磁干扰，进行干扰试验；
可靠性设计准则
可靠性设计准则 1、新技术采用准则： 实施合理的继承性设计，在原有成熟产品的基础上开发、研制新产品； 尽量不使用不成熟的新技术、新工艺及新材料； 新技术的采用必须有良好的预研基础，并按规定进行评审和鉴定。 2、简化设计准则： 分析权衡产品功能，合并相同或相似功能，消除不必要功能； 在满足技术指标前提下尽量简化设计方案，减少零部件的数量； 尽量减少执行同一或相近功能的零部件、元器件数量； 优选标准化程度高的零部件、紧固件、元器件、连接件等； 最大限度采用通用组件、零部件、元器件，并尽量减少其品种； 必须使故障率高、易损坏、关键件的单元具有良好互换性和通用性； 产品修改时，不应改变其安装和连接方式以及有关部位的尺寸，使新旧可互换；设计须尽量使电路、结构简单的同时不给其他电路、结构增加不合理应力。 3、热设计准则： 元器件布局时应考虑周围零部件热辐射影响，将发热较大器件尽可能分散; 将热敏感器件远离热源或采取隔离（如电容器）； 尽量采用温度漂移小的器件； 尽量降低接触面的热阻——加大热传导的面积、增加传导器件之间的接触压力、接触面应平整光滑且必要时可在发热体表面涂上散热图层以增加黑度系数、在传导路径中不应有绝热或隔热件； 应选用导热系数大的材料制造传导材料； 尽量缩短热传导的路径（加大横截面）； 接近高温区的所有器件均应采取防护措施（间隙及使用耐高温绝缘材料）； 发热器件应尽可能置于上方，条件允许应处于气流通道上； 发热量较大或电流较大元器件应安装散热器并远离其他器件； 尽可能利用金属机箱或底盘散热。
4、容差设计准则： 设计应考虑零部件元器件的制造容差、温漂、时漂的影响； 对系统参数影响较大的器件应选用低允差和高稳定性器件； 电路的阻抗匹配参数应保证在极限温度情况下电路工作稳定； 对稳定性要求高的电路，应通过容差分析进行参数设计； 正确选择元器件的工作点，使温度和使用环境的变化对电路影响最小。 5、机械环境设计准则： 应使电路结构对机械环境的影响最小； 元器件、材料的特性应满足产品的机械环境要求； 细长或较重的元器件应予以固定，以防振动疲劳断裂； 对振动和冲击强烈的部位应进行减震设计； 接插件等可移动的点接触部位，应加固和锁紧，以免振动时接触不良； 零部件应避免悬挂式安装，以防振动疲劳断裂； 供导线通过的金属隔板孔必须设置绝缘套，导线不得沿锐边、棱角铺设，以防磨损； 对于印制电路板应加固和锁紧，以免在振动时产生接触不良和脱开； 继电器安装应使触电的动作方向与衔铁的吸合方向相同，尽量不要与振动方向一致； 接插头处尽可能有支撑物； 在绕曲与振动环境下，应尽量使用软导线。 6、电磁兼容设计准则： 应采用良导体（如铜、铝）作为高频电场的屏蔽材料； 应采用导磁材料（如铁）作为低频磁场的屏蔽材料； 多重屏蔽能提高屏蔽效果和扩大屏蔽的频率范围； 有屏蔽要求的设备，应注意开口和间断处并做屏蔽处理； 金属表面之间必须紧密接触是获得良好搭接的关键； 搭接最好选用相同材料，选用不同材料时要注意搭接腐蚀问题； 在需要的场合，必须保护搭接免受潮气和其它腐蚀作用； 应把搭接片直接搭接在基体构件上，搭接片应能承受流过的电流；
机器人可靠性
机器人可靠性 张培强 1300427
摘要：机器人可靠性受到其设计，制造和维护过程中多个因素的影响，对其研究相对来说比较困难。本文就对其做个简要的概述。 关键词机器人，可靠性，规划管理，故障模型。 引言 随着现代生产和科学技术的发展，机械的可靠性以及相关产品的可靠性也越来越受到重视。因为传统的设计已经不能满足市场竞争的需要。同样在现在机械发展中尤其是高精尖的科技产品，如近期发射成功的嫦娥三号探月工程中玉兔的月球车，这个机器人将完全自主的在月球上工作，那么在月球那么严酷的环境中其可靠性就现得尤为重要的了。否则无法完成几个月这么长时间的工作。 可靠性理论本是以产品的寿命特征作为主要研究对象的一门综合性和边缘性科学，涉及面较广，有基础学科物理，化学等，“玉兔”车的夜间加热工作就是用核动力来完成，问题如何让核燃料能正常的工作，可靠性的工作就不可或缺了。 机器人可靠性设计管理与规划 机器人的故障模式要从机器人系统的组成中进行分析，因为每个分系统的故障都会造成系统的故障。当然对于系统可靠性的计算不能简单的认为是元件可靠性的概率串联相乘或并联相加。因为一个机器人有许多个的元件，即便是每个都达到0.99这样的概率倘若数十个或数百个相乘就会很小，一个机器人不可能生产出来了其可靠性的概率仅为百分之几。这当然是不符合实际情况的。对于这样复杂系统在分析其可靠性时就要先将系统分解成各独立单元，以便研究各单元
的参数和工作能力，而后再来估计整个系统的工作能力。而单元是根据提出的任务来划分的，他可能是相当复杂的，有若干零部件构成的；在研究系统的可靠性时，单元不再作进一步的划分，无故障性及耐久性指标均以整个单元为单位来考虑；单元的工作能力是可以恢复的，并与系统的其余部分和其他单元无关。可是如何确定其可靠性，让机器人的可靠性的概率落在可以接受的范围是可靠性研究的一个课题。一般情况下是将整个可靠性的指标分解，将其融于设计的整个过程。就是确定，预测和分配机器人系统可靠性指标，同时提出和实现可靠性指标要求的设计方案。可靠性的定量工作要求在工程设计阶段落实，即在设计过程中要明确机器人产品的可靠性指标，分析论证可靠性指标与性能指标之间的关系，落实对机器人可靠性预计和可靠性分配，同时论证可靠性的实施方案。这就是机器人可靠性设计的管理与规划。综述可分为： 1 机器人可靠性指标的确定 2 机器人技术方案的论证 3 建立机器人可靠性的模型 4 机器人的预计与分配 5 计算系统的失效率 在一般的设计中机械因一结构，零件的尺寸，性状或性能发生改变，导致完全不能或部分不能执行预期的功能。常见的机械故障主要有破坏性故障，变形类故障，腐蚀摩擦类故障，失效性故障以及系统故障等。所以在设计中选材料应当适当，且处理工艺也应当适当。
可靠性设计技术工作规范
可靠性设计技术工作规范 1. 范围 本规范规定了可靠性设计大纲、工作计划编制的相关要求。 本规范规定了可靠性设计准则、原则与方法的相关要求。 2. 规范性引用文件 GJB450A-2004 装备可靠性工作通用要求 GJB841-1990 故障报告、分析和纠正措施系统 GJB899A-2009 可靠性鉴定和验收试验 GB/T7826-20012 系统可靠性分析技术――失效模式和影响分析(FMEA)程序 3. 术语和定义 3.1 可靠性 可靠性(Reliability)指产品(包括零件和元器件、整机设备、系统)在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。 可靠性指标主要反映产品或设备的可靠性(Reliability),可靠性是部件(Part)、元件(Component)、产品(Product)或系统(System)的完整性的最佳数量的度量。 平均故障间隔时间又称平均无故障时间(Mean Time Between Failure,MTBF)指可修复产品两次相邻故障之间的平均时间,是衡量一个产品的可靠性指标。 3.2 可靠性设计 可靠性设计(Reliability Design),即根据可靠性理论与方法确定产品零部件以及整机的结构方案和有关参数的过程。设计水平是保证产品可靠性的基础。 可靠性设计,在产品设计过程中,为消除产品的潜在缺陷和薄弱环节,防止故障发生,以确保满足规定的固有可靠性要求所采取的技术活动。可靠性设计是可靠性工程的重要组成部分,是实现产品固有可靠性要求的最关键的环节,是在可靠性分析的基础上通过制定和贯彻可靠性设计准则来实现的。 4. 可靠性设计大纲 为了保证产品满足规定的可靠性要求而制定的一套文件,包括可靠性设计组织机构及其职责,要求按进度实施的工作项目、工作程序和需要的资源等。
可靠性设计要求
可靠性设计要求 1适用范围 本标准规定了可靠性设计的一般要求和详细要求。 本标准适用于公司所有产品的可靠性设计工作。 2引用标准 IEC60300-2-1992 可靠性管理第2部分可靠性程序元素和任务 GB6993-86 系统和设备研制生产中的可靠性程序 GJB 450－88 装备研制与生产的可靠性通用大纲 GJB 451－90 可靠性维修性术语 GJB 437-- 88 军用软件开发规范 GB 4943-1995 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全 3名词术语 3.1可靠性reliability 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。 3.2可信性dependability 产品在任一时刻完成规定功能的能力。它是一个集合性术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、保障性。在不引起混淆和不需要区别的条件下，与可靠性等同使用。 3.3测试性testability 产品能及时并准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降），并隔离其内部的一种设计特性。 3.4维修性maintainability 产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力。 3.5可靠性要求（目标） 产品可靠性的高低是由一系列指标来描述的，包括MTBF值、环境应力范围、EMC应力范围等等。这一系列指标就是对产品的可靠性要求或产品的可靠性目标。 3.6可靠性（设计）方案 为实现产品可靠性目标而制定的技术路径和方法。 3.7可靠性（设计）报告 为实现产品可靠性目标而实施的技术路径和方法。 3.8可靠性设计 从制定可靠性目标到提供可靠性（设计）报告的全过程。 3.9工作项目
机器人项目研究报告
机器人项目研究报 告
机器人项目研究报告 ●当前全球机器人市场主要以工业机器人为主,占市场份额的80%。未来服务机器人的行业规模或将超过工业机器人,成为新蓝海。 ●预计 ~ 全球服务机器人市场规模累计将达亿元,复合增速将达到22%,中国市场增速远高于全球增速。以清洁机器人为例,”双十一”期间,国内扫地机器人公司科沃斯实现全网销售3.15亿元,其中在天猫商城销售达2.76亿元。这让我们看到了服务机器人在终端消费需求的爆发力。 ●中国的机器人密度仅为30,远低于世界平均水平的62,而世界最高的韩国达到437。工信部工业装备司副司长王卫明曾透露,国家的相关产业规划到2020年中国工业机器人的产业体系要具备3至5家具有国际竞争力的企业,8至10个产业配套集群,机器人密度达到100以上。从30到100对应的是3倍以上市场规模的增长。 ●机器人将迎来政策密集落地期,制造强国战略对机器人产业是长期利好。 机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台机器人以来,机器人技术及其产品发展
很快,已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用机器人,不但可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改进劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 机器人能干的工作也已经从搬运、码垛、焊接等生产活动,到读报、陪护、弱交流等生活活动,再到排雷、战斗等军事活动,渗透到了人类的方方面面。随着需求范围的扩大,机器人结构和形态的发展呈现多样化。高端机器人具有明显的仿生和智能特征,其性能不断提高,功能不断扩展和完善,各种机器人系统逐步向具有更高智能方向演进。 当前机器人主要分为:工业机器人和服务机器人两大类。工业机器人细分为焊接机器人、搬运机器人、装配机器人、处理机器人、喷涂机器人五大类,服务机器人细分为个人、家用机器人、专业服务机器人。
软件设计基本原则
软件基本设计原则 ●友好、简洁的界面设计 ●结构、导向清晰，符合国际标准 ●强大的综合查询 ●信息数据共享 ●方便及时的信息交流板块 ●准确、可逆的科技工作流模块支持 ●良好的开放性和可扩展性 ●方案生命周期长 设计原则： 设计时考虑的总体原则是：它必须满足设计目标中的要求，并充分考虑本网站的基本约定，建立完善的系统设计方案。 信息系统的实施作为信息化规划的实践和实现，必须遵循信息化规划方案的思想，对规划进行项目实施层面上的细化和实现。 首先必须遵循信息化规划“投资适度，快速见效，成熟稳定，总体最优”的总原则。具体细化到信息系统分析设计和软件系统工程上来。 ●先进性 系统构成必须采用成熟、具有国内先进水平，并符合国际发展趋势的技术、软件产品和设备。在设计过程中充分依照国际上的规范、标准，借鉴国内外目前
成熟的主流网络和综合信息系统的体系结构，以保证系统具有较长的生命力和扩展能力。 ●实用性 实用性是指所设计的软件应符合需求方自身特点，满足需求方实际需要。在合法性的基础上，应根据需求方自身特点，设置符合需求方的设计需求。对于需求方的需求，在不违背使用原则的基础上，确定适合需求的设计，满足需求方内部管理的要求。 1)设计上充分考虑当前各业务层次、各环节管理中数据处理的便利和可行， 把满足管理需求作为第一要素进行考虑。 2)采取总体设计、分步实施的技术方案，在总体设计的前提下，系统实施 时先进行业务处理层及低层管理，稳步向中高层管理及全面自动化过渡。 这样做可以使系统始终与业务实际需求紧密连在一起，不但增加了系统 的实用性，而且可使系统建设保持很好的连贯性； 3)全部人机操作设计均充分考虑不同使用者的实际需要； 4)用户接口及界面设计充分考虑人体结构特征及视觉特征进行优化设计， 界面尽可能美观大方，操作简便实用。 ●可靠性 在可靠性设计过程中应遵循以下原则： （1）可靠性设计应有明确的可靠性指标和可靠性评估方案； （2）可靠性设计必须贯穿于功能设计的各个环节，在满足基本功能的同
关于工业机器人的事故分析及其对策
关于工业机器人的事故分析及其对策 摘要：工业机器人是高科技机电产品，在工业领域广泛应用，可以代替人们从事繁重的、危险性的工作，但由于工业机器人故障所造成的人身伤害事故也时有发生。从工业机器人的可靠性、工业机器人事故案例、能量类型分类等多角度对工业机器人事故进行了分析，从故障树分析法、基本安全性原则、工业安全技术等几方面提出了相应的对策。 关键词：工业机器人事故安全分析对策 1 引言 工业机器人被广泛地应用于制造业等诸多部门，它可以代替人们在具有危险性的场所从事繁重的工作。工业机器人在将人们从繁重的危险性劳动中解放出来的同时，也存在产生危险的因素，由于工业机器人故障所造成的人身伤害事故时有发生。工业机器人是由一个复杂的机电系统组成的，这个系统包括传感器、控制器、工作制造部件、输送部件等。人要对工业机器人进行安装、编程、维修，还有可能靠近机器人进行操作，因此，人也将参与到机器人的工作系统中去，当人靠近工业机器人时就可能出现安全问题［1］。机器人的自由度比其他普通机械大得多，它的工作制造部件可以在较大空间内运行，具有高速运动的大功率手臂和复杂自主的动作，若机器人发生故障可能造成更为严重的危害。所以，有必要对工业机器人的有关事故情况进行分析，并研究相应对策。 2 工业机器人安全性概况 2.1 工业机器人的可靠性分析 鉴于工业安全问题的重要性，世界上有许多国家（如日本、美国、英国、德国、瑞典等）从上世纪80年代开始就注意对工业机器人的事故进行记录，并进行统计和分析，为工业机器人的安全性、可靠性研究奠定了基础。 日本某公司对工业机器人发生事故的类别进行了调查统计，其中控制装置的故障占66.9%，机器人装置上的工作部件，如焊枪等工具的故障占18.5%，工作场所噪声信号的干扰引起的机器人失控占11.1%，其他原因的故障占3.5%。 表1 为机器人的平均无故障时间（MTBF）的统计。 可以看出，在机器人工作不到100h的时间内，其平均无故障率只有28.70%，工作100h 以上，其平均无故障率明显下降。假如生产流水线上，机器人平均每天工作按20h 计算，则在一周左右的时间内，机器人极有可能发生故障。 从上述统计分析可知，机器人的控制装置、工作部件以及工作场所噪声信号的干扰等易使机器人发生故障，而且机器人故障的发生也很频繁。因此，机器人的可靠性还是很有限的，应当引起人们足够的重视，充分考虑各项安全措施。 2.2 工业机器人的事故分析 以下是日本机器人协会（1234）提供的0 个典型的工业机器人事故案例［2］： （1）1 名工人的手指被正在做正常上下运动的机器人夹在工件与切割夹具之间； （2）机器人在进行正常操作时，当它把薄钢板传递到工人手中时割破了工人的手指；
可靠性维修性设计报告
XX研制 可靠性、维修性设计报告编制： 审核： 批准： 工艺： 质量会签： 标准化检查： XX有限公司 2015年4月
目录 1 概述................................................... 2维修性设计.............................................. 设计目的................................................ 设计原则................................................. 维修性设计的基本内容.................................... 简化设计................................................ 互换性.................................................. 防差错设计.............................................. 检测性.................................................. 维修中人体工程设计...................................... 3 维修性分析............................................. 产品的维修项目组成...................................... 系统平均故障修复试件（MTTR）计算模型 .................... MTTR值计算.............................................. 4可靠性设计.............................................. 可靠性设计原则........................................... 可靠性设计的基本内容.................................... 简化设计................................................. 降额设计................................................. 缓冲减振设计............................................. 抗干扰措施...............................................
机器人工作空间配置的可靠性规划
第２３卷第２期机械科学与技术Ｖ０１．２３Ｎｏ．２２００４年２月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＦｅｂｒｕａｒｙ２００４ 段齐骏文童编号：１００３－８７２８（２００４）０２一０２００—０３ 机器人工作空间配置的可靠性规划 段齐骏 （南京理工大学机械工程学院，南京２１００９４） 摘要：机器人工作空间是机器人远行控制的一个重要指标。本文依据动作可靠性的基本概念，结合机器人动作可靠性评价的基本要求，建立了机器人运动误差分析模型。基于针对机器人工作空间配置的数学描述，给出了机器人工作空间配置的可靠性评价方法与规划策略。运用一个４自由度机器人工作空间规划分析的实例说明，机器人工作空间配置的可靠性规划，是全面完善系统性能的一个有效途径。 关键词：机器人；工作空间；可靠性；规划 中图分类号：ＴＢｌｌ４．３文献标识码：Ａ ＲｅＵａｂｉｌｉｔｙＰｌａｎｉｎｔｈｅＡｒｎｎｇｅｍｅｎｔｏｆａＲｏｂｏｔ’ｓＷｏｒｋｓｐａｃｅ ＤＵＡＮＱｉ．ｊｕｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｏｒｋｓｐａｃｅｏｆａｍｂｏｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｎａｎｔｆａｃｔｏｒ，ｆｏｒｒｏｂｏｔ’ｓｗｏｒｋｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒ０１．Ａｃ－ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｍｏｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ａｎａｎａＩｙｓｉｓ ｍｏｄｅｌｆｏｒｍｏＶｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｃｏｎｓｉｄ—ｅｒｉｎｇ ｂａｓｉｃｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｍｂｏｔｍｏｔｉｏｎｒｅｌｉ８ｂｉｌｉｔｙｉｎｔｈｉｓｐ８ｐｅｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｒｒ８ｎｇｅｍｅｎｔｏｆｍｂｏｔｗｏｒｋｓｐａｃｅ，ｔｈｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｂｏｕｔｔｈｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ《ｒｏｂｏｔｗｏｒｋｓｐａｃｅａｎｄｔｈｅｐｌａｎｏｆｗｏｒ王【ｓｐａｃｅａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｂｙａｎａｃｔｕａｌｅｘａｍｐｌｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｐｌａｎｏｆｗｏｒｋｓｐａｃｅｏｆｒｏｂｏｔｗｉｔｈ４ｆｒｅｅ—ｄｏｍｓ，ｉｔｉｓｉｌｌｕｓｔｍｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｐｌａｎｏｆａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｍｂｏｔｗｏｒｋｓｐａｃｅｗｉｌｌｂｅａｎｅ妇ｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｆｏｒｉｍｐｒｏＶｉｎｇ ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉＶｅｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒｏｂｏｔ；Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ；Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；Ｐｌａｎ 机器人的工作空间是指机器人末端执行器工具中心点所能到达的空间点的集合。一般而言，臂部的自由度主要用来确定手部及工件（或工具）在空间运动的范围或位置，而腕部的自由度主要是用来调整手部及工件（或工具）在空间的姿态。显然，机器人的工作空间取决于臂部的运动。机器人的工作空间及其在此空间内的运动规划同题，一直是机器人研究的主要问题，研究的出发点涉及机器人运动学、动力学及机器人控制等许多方面。但是，根据系统科学的基本观点，相互联系、相互影响、相互作用的组成部分称作系统结构，系统结构与系统环境决定系统动能¨】，机器人的性能实现必然与其工作环境与工作过程密切相关。从这个角度出发，机器人在其工作空间的运动规划问题，应在针对机器人系统及其隶属的复杂系统等多个层面上展开。 机器人系统的动作可靠性是机器人性能的一个重要指标，根据可靠性的基本概念，机器人动作可靠度的定义：机器人在规定的工作时间及规定的使用条件下，准确、及时并协 收稿日期：２００２一０４—０３ 作者简介：段齐骏（１９６４一）。女（汉）。江苏。副教授，博士 Ｅ—ｍａｉｌ：ｐｙｌｄｕ¨＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ调地完成规定功能的能力。当用概率来描述这种能力时，则称为可靠度。显然，规定的使用条件包括工作空间及工作空间的环境因素，比如温度、粉尘等。由此，可以肯定，机器人的动作可靠性不仅与机器人本身的结构、控制与工作方式有关，还与机器人工作空间配置的合理性有相当大的关系。基于提高或者保障系统可靠性的目的，本文试图就机器人工作空间的合理配置，提出进行可靠性规划的方法。 １机器人动作可靠性评价的基本要求 从系统的角度看，机器 人一般服务于一个复杂系 统，它本身与系统的监控子 系统有着频繁的信息交流， 它的运动控制流程见图ｌ。图ｌ机器人运动控制因此机器人的位姿特性 可以通过伺服系统进行修正，也就是说无论指令所给出的要求是怎样的，只要指令所提出的要求在机器人的工作空间内或者与机器人的设计要求没有冲突，最终机器人总能 完成指令（动作要求），排除因设备故障所带来的动作失
国内机器人技术分析研究现状
国内机器人技术研究现状分析 王守龙 摘要：随着经济全球化对工农业生产提出越来越高的要求，计算机技术向着智能化发展，机器人越来越普遍的被工农业应用，其在提高工农业产品质量，增加经济效益方面发挥着重大作用。本文又介绍分析了移动机器人和小口径管内机器人及其在我国的技术研究现状。中国的机器人事业面临着新的机遇和挑战。 关键词：机器人；技术研究；移动机器人；小口径管内机器人
前言 有人认为, 应用机器人只是为了节省劳动力, 而我国劳动力资源丰富, 发展机器人不一定符合我国国情。这是一种误解。在我国, 会主义制度的优越性决定了机器人能够充分发挥其长处。它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益, 而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展做出卓越的贡献。 1 工农业机器人 1.1 工业机器人研究现状分析 机器人产业是近30年发展起来的新型产业。我国政府早在“七·五”期间就开始组织了对工业机器人的攻关,到了1987年，国家高技术研究开发计划就把智能机器人作为七大重点领域之一进行集中研究。经过十几年的艰苦奋斗，我国在水下、空间、核领域等特殊机器人方面取得了令人欣慰的成果，一批机器人产品和机器人应用工程应运而生。到20世纪90年代末，我国共完成了l00多项工业机器人应用工程，建成了20个机器人产业化基地，从事机器人研究、开发和应用工程单位200多家，专业从事机器人产业开发的50家左右，全国工业机器人用户近800家，拥有工业机器人约4000台。2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》前沿技术中，我国将智能服务机器人列为重点方向，提出加大科技投入与科技基础条件平台建设。 然而，由于主要依靠科技部门研究开发计划的支持，从资金到产业的支持力度不够，在机器人关键技术方面，我国与国外的差距并没有明显缩小，在关键部件、产品产业化以及基础研究方面的差距还在拉大。到1998年，863计划推动的几个机器人产业化基地产值仅仅1亿元。然而，国外各大机器人公司认识到高速发展中的中国机器人市场的巨大潜力，凭借其技术和资金的优势纷纷进入了中国市场。可以说，目前的中国机器人市场仍然是外国企业一统天下，我国机器人发展尚未进入规模开发利用和产业化的阶段。 我国经过几十年来的研究与引进, 在机器人运动学仿真、动力学仿真和某些典型工业机器人机构分析软件方面取得了一些成果，但总的看来, 我国机器人机械技术的研究状况与国外相比还有较大的差距, 目前既没有建立一种多功能的机器人系统, 也缺乏利用技术对机器人机械学的很多专门问题进行深人研究。我国目前研制的几种工业机器人机型结构主要是直接仿制日本90年代初的样机, 一些主要关键元器件依赖国外进口。虽然国家“七五”期间安排了一些单项研究课题, 但这些课题一时还难于直接用于国产工业机器人, 还远不能从理论及实际技术上建立起我国机器人的完整设计体系, 这与国外相比差距较大。国内利用国产机器人开展应用工程的研究工作刚刚起步。我国对移动机器人研究, 近年来在步行机基础理论方面的成果较多, 而步行机实物模型或样机较少，与国外先进水平相比也存在较大的差距。
机器人设计
《机器人技术》讨论 ——机器人设计 姓名：毛振卿田宇杜家正吉书靖 讨论组的每人贡献：毛振卿15% 田宇40% 杜家正30% 吉书靖15% 指导教师：李艳文 2017年9月
目录 1 机器人系统的设计方法 (1) 1.1 机器人系统设计的基本原则 (1) 1.1.1机器人设计的整体性原则 (1) 1.1.2控制系统设计优先于机械结构设计（理论设计优先于实际设计）原 则 (1) 1.2机器人系统设计的阶段 (1) 1.2.1总体方案设计 (1) 1.2.2详细设计 (1) 1.2.3制造、安装、调试和编写设计文档 (3) 2 机器人系统的表达方法 (3) 2.1 位姿描述 (3) 2.2 运动轨迹 (3) 3 应用举例 (3) 3.1设计目的和任务 (3) 3.2机器人系统所在工作环境 (4) 3.3机器人系统的工作要求 (4) 3.4机器人的自由度及运动范围 (5) 3.4.1. 初步分析 (5) 3.4.2. 仔细分析 (5) 3.4.3. 确定技术参数 (5) 3.5控制系统总体方案 (5) 3.6驱动方式的选择 (6) 3.7机械部分设计 (7) 3.7.1. 采用关节型操作机 (7) 3.7.2. 腰部结构设计 (7) 3.7.3. 臂部结构设计 (7) 3.7.4. 腕部结构设计 (7) 3.7.5. 传动部分 (7)
摘要：机器人系统是一个典型的完整机电一体化系统，是一个包括机械结构、控制系统、传感器等的整体。对于机器人这样一个结合了机械、电子、控制的系统，在设计时首先要考虑的是机器人的整体性、整体功能和整体参数，然后再对局部细节进行设计。 前言：本报告研究了机器人系统的设计方法，需要考虑的各方面因素，从总体到细节，以及对于机器人系统的表达方式。最后给出了理论在实际方面的应用案例。 1机器人系统的设计方法 1.1机器人系统设计的基本原则 1.1.1机器人设计的整体性原则 （1）机器人系统任何一个部件或者子模块的设计都会对机器人的整体功能和性能产生重要的影响。 （2）机器人的工作环境对机器人的整体设计也有较大影响。如果机器人用在宇宙空间的环境里，那么无论是机械结构设计还是控制系统都要考虑温度的变化、重力的影响或者电磁干扰强度等；若机器人工作在颠簸的环境，那么机械结构及控制系统的整体抗振则是设计时要注意的；若机器人用于医疗领域，则对机器人的噪声污染有着严格的要求。 1.1.2控制系统设计优先于机械结构设计（理论设计优先于实际设计）原则 设计机器人之初，首先考虑的是机器人要实现的功能，然后根据功能要求来设计机器人的性能参数。控制系统的设计更多的是对现有资源的整合和集成，总体方案设计完成之后，先确定控制系统的基本方案，在进行理论推导及实验仿真等验证是否满足设计要求后，根据控制硬件的尺寸才能进行机械结构设计。 这一设计原则的缺点是机械设计部分放在最后，机械加工周期影响了机器人的总体研制速度，总体设计周期比较长。 1.2机器人系统设计的阶段 机器人系统的设计一般可以分成以下三个阶段： 1.2.1总体方案设计 首先明确机器人的设计目的，根据设计目的确定机器人的功能要求。 然后由功能要求设计者就可以明确机器人的设计参数。设计参数对机器人而言是表征设计方案的关键物理参数，其可以表示为机器人的各个子模块组件。讲设计参数以集合的方式表示则可以表述为总体的设计方案。 最后是进行方案比较，在初步提出的若干方案中通过对工艺生产、技术和价值分析之后选择最佳方案。 1.2.2详细设计 在总体方案确定之后，根据控制系统设计优先于机械结构设计原则，首先要做
可靠性设计要求
可靠性设计要求 适用范围 本标准规定了可靠性设计的一般要求和详细要求。 本标准适用于公司所有产品的可靠性设计工作。 引用标准 IEC60300-2-1992 可靠性管理第2部分可靠性程序元素和任务 GB6993-86 系统和设备研制生产中的可靠性程序 GJB 450－88 装备研制与生产的可靠性通用大纲 GJB 451－90 可靠性维修性术语 GJB 437-- 88 军用软件开发规范 GB 4943-1995 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全 名词术语 可靠性reliability 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。 可信性dependability 产品在任一时刻完成规定功能的能力。它是一个集合性术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、保障性。在不引起混淆和不需要区别的条件下，与可靠性等同使用。 测试性testability 产品能及时并准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降），并隔离其内部的一种设计特性。 维修性maintainability 产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力。 可靠性要求（目标） 产品可靠性的高低是由一系列指标来描述的，包括MTBF值、环境应力范围、EMC应力范围等等。这一系列指标就是对产品的可靠性要求或产品的可靠性目标。 可靠性（设计）方案 为实现产品可靠性目标而制定的技术路径和方法。 可靠性（设计）报告 为实现产品可靠性目标而实施的技术路径和方法。 可靠性设计 从制定可靠性目标到提供可靠性（设计）报告的全过程。 工作项目 组成可靠性设计的相对独立的工作内容和过程。 可靠性设计评审 由不直接参加设计的专家对可靠性设计进行论证和确认的过程。 一般要求 可靠性设计是产品设计的一部分，应与产品设计同时进行。
智能机器人机械臂动态可靠性粗糙-模糊综合评价研究
匝翌圃兰竺竺蔓篓主篁兰兰』！：文章编号：１６７１—４５９８１２０１０）０１—０１３９—０３中围分类号：ＴＰ２４文献标识码：Ａ 智能机器人机械臂动态可靠性粗糙一模糊综合评价研究 陈世基，于霖冲 （嘉应学院，广东梅州５１４０１５） 摘要：研究目的旨在建立智能机器人机械臂总体动态ＩＩ『靠性的评价方法。根据智能机器人机械臂各运动参数的概率信息，利片ｊ模糊方法．确定单因素的隶属度函数。按照运动参数可靠度进行单因素模糊评价，得到不同构件的可靠度评价＃然后根据粗糙集理论判断各个构件对机械臂总体可靠性的影响，对概率信息进行约简；再根据不同构件的可靠度进行多因素模糊综合评价，得到整个智能机器人机械臂的总体可靠度的评价。通过算例证明该方法对复杂智能机器人机械臂总体ｕｒ靠性评价是有效可行的。 关键词：智能机器人；可靠性；粗糙集；模糊集；评价 ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｙｎｔｈｅｓｉｓＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＲｏｂｏｔＡｒｍ ＤｙｎａｍｉｃＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＢａｓｅｄｏｎＲＳ—ＦＳ ＣｈｅｎＳｈｉｊｉ，ＹｕＬｉｎｃｈｏｎｇ （ＪｉａｙｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｍｅｉｚｈｏｕ５１４０１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｔｏｐｒｅｓｅｎｔａｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｏｎｏｖｅｒａｌｌｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｄｙｎａｍｉｃｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｒｏ—ｂｏｔａｒｍ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｆｕｚｚｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔｂａｓｅｄｏｎ ｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒｃａｎｂｅｄｅｃｉｄｅｄａｆｔｅｒＳＵｂｊｅｃｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｏｆｅａｃｈｍｏｔｉｖｅｆａｃｔｏｒｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄ．Ｔｈｅｎ。Ｒｏｕｇｈｓｅｔｓ（ＲＳ）ｔｈｅｏｒｙｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｕｎｉｍｐｏｒｔａｎｔａｎｄｕｎｎｅｃｅｓｓａｒｙｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｙｓｔｅｍｄｙｎａｍｉｃｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ。ｆｕｚｚｙｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎａｌｌｆａｃｔｏｒｓｃａｎｂｅｇｏｔａｎｄｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｄｙｎａｍｉｃｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｒｏｂｏｔａｒｍｃａｎｂｅｇａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓａｍｐｌｅｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓａｖａｉｌａｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｒｏｂｏｔａｒｍｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；ｒｏｕｇｈｓｅｔｓ；ｆｕｚｚｙｓｅｔｓｌａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ０引言 在航空、航天和机械等制造领域，大量轻质柔性机械臂不断应用，给柔性机械臂提出了更高的可靠性要求ｎ］。柔性机械臂系统的可靠性分析和可靠性决策逐渐引起人们的重视。柔性机械臂系统的总体可靠度取决于各个构件的动态参数可靠度（包括运动参数可靠度和动态强度可靠度），总体町靠度与构件可靠度之间的关系是模糊关系［２］。 模糊集（ＦｕｚｚｙＳｅｔｓ，ＦＳ）理论是处理不确定系统的主要分析方法之一，在可靠性分析和可靠性优化等方面得到了广泛应用，取得了很有价值的研究成果［３］。在得到柔性机械臂系统各构件动态可靠度的基础上，利用模糊方法求出各个构件的可靠度，再利用粗糙集（ＲｏｕｇｈＳｅｔｓ，ＲＳ）理论对可靠度信息进行约简，在保持系统总体可靠度评价不变的前提下，删除对系统可靠度评价影响极小的信息，然后通过模糊综合评价求出整个柔性机械臂的可靠性，并根据给定的可靠度评价等级，给出柔性机械臂系统的评语集。通过柔性机械臂实例计算，证明该方法简单可行，对大型复杂系统的可靠性评价有重要意义。 ｌＲＳ—ＦＳ可靠性综合评价理论 智能机器人柔性机械臂的动态可靠性评价受到不同决策因素的影响，具有决策主观模糊性。同时，各个基本事件和过程的可靠度对整个系统的总体可靠度的影响存在着客观模糊性。 收稿日期：２００９—０５—０８；修回日期：２００９—０７—０８。 基金项目：梅州市科技局、嘉应学院联合项目（０７ＫＪｌ８）。 作者简介：陈世基（１９６５一），男，广东梅州人。讲师．硕士，主要从事人＿亡智能、计算机仿真等方向的研究。复杂系统的综合评价一般采用二级评价，所需信息量和计算量较大，其中部分可靠度信息在属性上具有相关性，有些信息是冗余的，有些信息对系统总体町靠度评价的影响较小，本文结合粗糙集理论对可靠度信息进行约简，删除对系统总体可靠度评价影响小的信息以减少信息量，提高计算速度。 粗糙集理论是由波兰学者ＰａｗｌａｋＺ在１９８２年提出的一种知识自动发现理论，是描述不完整性和不确定性的数学工具，能有效地分析和处理不精确、不一致和不完整等各种不完备信息，并从中发现隐含的知识，揭示潜在的规律，生成并简化决策规则［４】。粗糙集理论的最主要贡献在于考虑数据客观不完整性和不确定性的同时，避免了模糊理论中主观因素影响过大的缺点。粗糙集理论在约简规则和处理数据时，不需要了解数据的先验信息，比如概率分布和隶属度等。粗糙集的数学模型更易于被理解，比其它理论更容易建立数学模型。对于同一个数据集，在粗糙集理论工具下进行处理，最终得到所需的信息更简单、更准确且更易于被决策者接受和理解。 Ｉ．１基于ＦＳ的一级模糊评价 设智能机器人柔性机械臂的因素集【，和评语集ｙ分别为： Ｕ＝｛蛳，舰，…，Ｕ。）（１） Ｖ一｛功，仉，…，‰｝（２）式中，“ｉ为冈素集ｕ中第ｉ个因素（即构件的某个动态指标），竹为考核柔性机械臂整体可靠度的指标数量。因素集Ｕ中的元素扯；由其子集构成： ％一｛ｎｎ，ｕｉ２，…，ｕｔ｝（３）式中，ｋ为因素集中第ｉ个因素的子集中元素的数量。奶为因素集ｙ中第Ｊ个因素，ｍ为评价分级数量。因素集和评语集之间的模糊关系由模糊关系矩阵来表示： 中华测控网 ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏｒｎ 万方数据
机械人的设计原则和方法
工业机器人操作机 操作机整机设计原则和设计方法 1.操作机整机设计原则 （1）最小运动惯量原则由于操作机运动部件多，运动状态经常改变，必 然产生冲击和振动，采用最小运动惯量原则，可增加操作机运动平稳性，提高操作机动力学特性。为此，在设计时应注意在满足强度和刚度的前提下，尽量减小运动部件的质量，并注意运动部件对转轴的质心配置。 （2尺度规划优化原则当设计要求满足一定工作空间要求时，通过尺度优化以选定最小的臂杆尺寸，这将有利于操作机刚度的提高，使运动惯量进一步降低。 （3）高强度材料选用原则由于操作机从手腕、小臂、大臂到机座是依次作为负载起作用的，选用高强度材料以减轻零部件的质量是十分必要的。 （4）刚度设计的原则操作机设计中，刚度是比强度更重要的问题，要使刚度最大，必须恰当地选择杆件剖面形状和尺寸，提高支承刚度和接触刚度，合理地安排作用在臂杆上的力和力矩，尽量减少杆件的弯曲变形。 （5）可靠性原则机器人操作机因机构复杂、环节较多，可靠性问题显得尤为重要。一般来说，元器件的可靠性应高于部件的可靠性，而部件的可靠性应高于整机的可靠性。可以通过概率设计方法设计出可靠度满足要求的零件或结构，也可以通过系统可靠性综合方法评定操作机系统的可靠性。 （6）工艺性原则机器人操作机是一种高精度、高集成度的自动机械系统, 良好的加工和装配工艺性是设计时要体现的重要原则之一。仅有合理的结构设计而无良好的工艺性，必然导致操作机性能的降低和成本的提高。 2.操作机的设计方法和步骤 （1）确定工作对象和工作任务开始设计操作机之前，首先要确定工作对象、工作任务。 1）焊接任务：如果工作对象是一辆汽车或是一个复杂曲面的物体，工作任务是对其进行弧焊或点焊，则要求机器人的制造精度很高，弧焊任务对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性有很高的要求，点焊任务对机器人的位姿精度有很高的要求，两种任务都要求机器人具备摆弧的功能，同时要能在狭小的空间内自由地运动，具备防碰撞功能，故机器人的自由度至少为六个。 2）喷漆任务：如果工作对象是一辆汽车或是一个复杂曲面的物体，工作任务是喷涂汽车的内部和车门或是复杂曲面物体的表面，则要求机器人手腕要灵活，能够在狭小的空间内自由地运动，具备防碰撞功能；要求机器人能够在长时间内连续稳定可靠地工作；同时要求机器人具备光滑的流线型外表面，漆、气管线最好能从其横臂和手腕内部通过，使机器人外表不易积漆积灰，不会污染已喷好的工作对象，且漆、气管线也不易损坏；因喷漆机器人是在易燃易爆的工作环境中工作，故要具备防爆的功能。同时对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性也有较高的要求。机器人的自由度至少应为六个。 3）搬运任务：如果工作对象比较笨重，工作任务是定点搬运，定位精度要求高，则对机器人的承载能力和定位精度有高的要求。如果工作对象比较轻巧，工作任务也是定点搬运，但要求轻拿轻放，且定位精度要求高，则对机器人的速度稳定和定位精度有高的要求。 4）装配任务：对机器人的速度稳定密和位姿精度有很高的要求。