循迹物料搬运机器人设计毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计说明
搬运码垛机器人毕业设计说明设计背景在生产车间中，常常需要将大量的物料或产品堆叠成堆或码垛。
传统的码垛方式普遍采用人工操作，但人工操作可能存在误差，操作效率低下，同时还存在着工作安全风险等问题。
因此，本课题在现有技术基础上，设计一种搬运码垛机器人，在提高工作效率和工作安全性的同时，还可以降低生产成本。
设计内容本设计采用机器人技术，设计一款搬运码垛机器人，实现对物料和产品的堆叠和码垛操作。
主要功能包括以下几点：1. 传感器模块：采用多种传感器，如光电传感器、超声波传感器等，对机器人周围环境进行监测，确保机器人能够避开障碍物并准确找到目标位置。
2. 控制系统：该机器人控制系统采用嵌入式控制器和PLC等设备，对机器人的各项动作进行精确控制，实现自动化操作。
3. 动力系统：该机器人的动力系统是用电动机作为驱动力的，机器人的移动和操作由电动机提供动力。
4. 机械臂系统：该机器人的机械臂采用3自由度机械臂，可以实现物料和产品的抓取、搬运、堆叠和码垛等操作。
5. 视觉系统：机器人配备观察摄像机，并采用图像处理技术实现视觉识别、目标定位、目标追踪等功能。
6. 人机界面：机器人采用触摸屏控制界面，可以直观、方便地设置机器人的各个参数和操作任务。
设计要求2. 具有较高的智能化和自主导航能力，可以根据生产要求自主规划运动轨迹，完成自动化操作。
3. 系统可靠性高，操作稳定可靠，能适应多变的生产条件和环境。
4. 操作简单，功能实用，具有足够的灵活性和扩展性。
设计流程1. 系统设计：首先进行整体系统设计，包括机器人的结构设计、控制系统设计、动力系统设计、机械臂系统设计、视觉系统设计和传感器模块设计等方面，确保各个方面的设计能够协调、相互配合，实现整个机器人系统的目标任务。
2. 电路设计：设计电路图和PCB，按照系统设计的要求搭建出实际的电路板，保证系统的稳定性和可靠性。
3. 机械设计：根据整体系统设计的要求，采用CAD等软件设计机器人的机械部件，如机械臂、关节和传动部件等。
搬运机器人结构设计毕业设计正文
搬运机器人结构设计毕业设计正文1.引言2.机器人结构设计的基本要求机器人的结构设计应满足以下基本要求：2.1运动自由度由于搬运任务的多样性，机器人需要具备足够的运动自由度，以适应各种场景和工作环境。
常见的运动自由度包括平移自由度和旋转自由度。
2.2机器人臂的结构机器人臂是搬运任务的关键组成部分，其设计应具备足够的刚性和精度，以确保搬运过程的稳定性和准确性。
常见的机器人臂结构包括串联和并联结构，选择合适的结构需根据具体应用场景进行考虑。
2.3控制系统好的控制系统能够有效地指挥机器人完成搬运任务，并提高其运行效率和精度。
控制系统应具备良好的实时性和稳定性，能够实现对机器人的精确控制和调节。
3.结构设计方案基于上述要求，本文设计了一种六自由度的搬运机器人结构，以满足不同场景下的搬运需求。
该机器人结构采用并联臂结构，以提高机器人的刚性和精度。
具体结构设计如下：3.1机器人臂结构该机器人采用了六个旋转关节来实现运动自由度，通过控制各关节的角度变化，实现机器人的运动。
在设计时，需要考虑关节的刚性和承载能力，以确保机器人在搬运过程中的稳定性和安全性。
3.2末端执行器机器人的末端执行器可根据具体搬运任务的要求进行设计。
常见的末端执行器包括夹子、吸盘等。
在选择和设计末端执行器时，需要考虑搬运物品的大小、重量和形状等因素，以确保机器人能够有效地完成搬运任务。
3.3控制系统设计机器人的控制系统主要包括传感器、控制器和执行器等组成部分。
传感器用于获取机器人和搬运物品的状态信息，控制器负责对机器人进行控制和调节，执行器将控制信号转化为机器人的实际运动。
在设计控制系统时，需要考虑传感器的选择和布置、控制算法和执行器的响应特性等因素。
4.实验与分析通过搭建原型机进行实验，对所设计的搬运机器人进行性能测试和分析。
实验结果表明，该机器人结构设计合理，具备较好的稳定性和精度，能够有效地完成搬运任务。
5.结论本文对搬运机器人的结构设计进行了研究，并设计了一种六自由度的机器人结构。
搬运码垛机器人毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计标题：搬运码垛机器人设计与实现一、引言随着现代工业生产的迅猛发展，自动化生产已经成为工业生产的主要趋势。
其中，机器人技术的快速发展已经成为自动化生产的重要组成部分。
机器人的广泛应用不仅提高了生产效率，还有效地减少了人力资源的使用，降低了劳动强度，提高了生产质量。
本文以搬运码垛机器人为主题，详细介绍了其设计和实现。
二、设计目标本设计旨在实现一个自动化搬运码垛机器人，具备以下功能：1.实现对不同尺寸、不同重量的货物的搬运和垛码；2.具备自适应能力，能够根据环境变化灵活调整搬运路径；3.具备安全性，能够保证人员和货物安全；4.操作简便，可通过不同设备和方式进行控制。
三、硬件设计1.机械臂：采用多关节机械臂，具备广泛的运动范围和搬运能力；2.轮式底盘：用于机器人的移动和定位，具备良好的稳定性和灵活性；3.传感器：通过安装在机器人上的传感器获取环境信息，如距离、重量、能量等；4.控制系统：包括单片机、驱动电路和输入输出设备，用于控制机器人的运动和操作。
四、软件设计机器人的软件设计主要包括路径规划、自适应调整和安全控制等功能：1.路径规划：通过算法计算最优路径，将搬运过程中的轨迹规划为自动获取到的最短路径；2.自适应调整：通过传感器获取环境信息，根据实时数据进行路径调整，避免障碍物和优化运输效率；3.安全控制：通过设置监控系统和传感器，确保机器人在搬运和垛码过程中不会对人员和物品造成伤害；4.用户界面：设计一个友好的用户界面，可以通过需要搬运或者垛码的货物参数进行设置。
五、实验与验证在设备完成设计后，需要进行实验和验证，确保其具备预期功能和要求。
1.运动测试：通过控制系统测试机器人的各项运动功能，包括前进、转向、抓取和放置等动作；2.环境适应性测试：在不同环境中进行测试，验证机器人是否能够适应各种情况下的运动和搬运；3.安全性测试：测试机器人在操作过程中是否能够实时感知到周围环境并避免碰撞；4.效率测试：测试机器人的搬运速度和准确性，与手工操作进行对比。
循迹机器人毕业论文
循迹机器人毕业论文循迹机器人毕业论文引言：随着科学技术的不断发展，机器人技术逐渐成为人类生活中不可或缺的一部分。
循迹机器人作为其中之一，以其自动导航的能力，被广泛运用于各种领域，如工业、农业、医疗等。
本论文旨在研究循迹机器人技术的原理和应用，并探讨其未来的发展前景。
一、循迹机器人的原理1.1 光电传感技术循迹机器人通常通过光电传感技术来实现对线路的感知。
光电传感器可以感知光线的强弱以及不同颜色的光线，通过对光线信号的处理，循迹机器人可以判断出所要循迹的线路。
1.2 控制系统循迹机器人的控制系统通常由微处理器和各种传感器组成。
微处理器负责对传感器所产生的信号进行处理和分析，并根据分析结果控制机器人的运动。
传感器可以包括光电传感器、超声波传感器等，通过获取环境信息，机器人可以做出相应的动作。
二、循迹机器人的应用2.1 工业领域在工业领域，循迹机器人可以用于自动化生产线上的物料搬运、装配等工作。
通过循迹技术，机器人可以准确地跟随指定的线路，完成任务。
2.2 农业领域循迹机器人在农业领域的应用也十分广泛。
比如，可以用于自动化的农田灌溉和播种。
机器人能够根据指定的线路，精准地进行作业，提高农田的水源利用效率和作物的产量。
2.3 教育领域循迹机器人在教育领域的应用也日益普遍。
通过参与循迹机器人的制作和编程，学生能够培养对科学技术的兴趣和创造力，提高解决问题的能力。
三、循迹机器人的发展前景随着人工智能技术的不断进步，循迹机器人的发展前景十分广阔。
首先，循迹机器人可以通过深度学习等人工智能技术进一步提高其对线路的识别和感知能力，实现更精确的循迹。
其次，随着无线通信技术的发展，循迹机器人可以通过与其他机器人和设备的联动，实现更高效的工作。
此外，循迹机器人还可以与其他机器人技术结合，如视觉识别技术，实现更复杂的任务。
结论：循迹机器人作为一种重要的机器人技术，在多个领域都具有广阔的应用前景。
通过不断的研究和发展，循迹机器人可以实现更高效、更准确的自动导航能力，为人类生活带来更多便利和效益。
搬运码垛机器人毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计1. 引言搬运码垛机器人是一种自动化装卸货物的设备，它可以高效地从一个位置将货物搬运到另一个位置。
本文将介绍一个基于码垛机器人的毕业设计项目。
2. 设计目标本毕业设计的目标是设计和开发一种搬运码垛机器人，能够实现以下功能： - 通过视觉系统识别并定位堆码地点； - 利用机器人臂和夹爪完成货物搬运； - 自动化控制系统实现自主导航和路径规划； - 系统具备高度安全性和可靠性。
3. 毕业设计的硬件系统3.1 机器人底盘机器人底盘是整个系统的基础，它提供了机器人移动的能力。
我们将采用Omni轮底盘，因其具备良好的机动性和灵活性。
3.2 视觉系统视觉系统用于定位和识别堆码的位置。
我们将使用相机和图像处理算法，能够有效地检测和识别货物的位置和状态。
3.3 机械臂和夹爪机械臂和夹爪用于搬运货物。
我们将采用多关节机械臂和可调节夹爪，以适应不同尺寸和形状的货物。
3.4 自动化控制系统自动化控制系统是整个系统的核心，负责控制机器人的移动、机械臂和夹爪的操作，以及路径规划和导航等功能。
我们将使用嵌入式控制器和ROS（机器人操作系统）来实现。
4. 毕业设计的软件系统4.1 路径规划与导航路径规划与导航是搬运码垛机器人的重要功能之一。
我们将使用SLAM（同步定位和地图构建）算法进行环境建模和地图生成，以及A*算法进行路径规划和导航。
4.2 机器视觉算法机器视觉算法包括图像处理和目标识别等技术。
我们将使用OpenCV等开源库进行图像处理，并采用卷积神经网络（CNN）和支持向量机（SVM）等算法进行目标识别。
4.3 控制与通信控制与通信模块包括机器人的控制和与其他设备的通信。
我们将使用嵌入式控制器和ROS进行机器人的控制，以及使用TCP/IP和串口等协议进行通信。
5. 毕业设计的测试与验证为了验证搬运码垛机器人的设计和功能，我们将进行一系列的测试和实验。
首先，我们将进行单元测试来验证各个模块的功能和性能。
毕业论文设计--自循迹轮式移动机器人的控制系统设计论文
摘要随着社会发展和科技进步，机器人在当前生产生活中得到了越来越广泛的应用。
尤其是一种具有道路记忆功能、使用灵活方便、应用范围较广的轮式移动机器人。
本研究是一种基于瑞萨 H8单片机的自循迹轮式智能车的设计与实现，研究具有人类认知机理的环境感知、信息融合、规划与决策、智能控制等理论与方法，本文所述的智能车控制系统可以分为两个大的子控制系统，它们分别是方向控制系统和速度控制系统。
其核心控制单元为瑞萨公司 H8 系列 8位单片机 H8/3048F-ONE，系统采用反射式红外传感器检测赛道白线，在运行过程中能够识别赛道的不同情况，并能够根据信息反馈即时控制智能车的方向和速度，在预定的路径上进行快速移动。
智能车的设计要达到竞速和巡线的目的，竞速环节主要包括动力提供，速度控制两部分；巡线环节包括路面信息，转向控制两部分。
通过对智能车运动模型的建立与分析，本文详细阐述了方向控制系统与速度控制系统等重要控制系统的实现方法，使智能车能够完整通过直道、弯道、坡道和换道的过程，快速稳定的寻白线行驶。
关键词： H8单片机自循迹运动模型控制系统AbstractWith the social development and scientific and technological progress, Robot in the current production and life has been more widely used. In particular, the wheeled mobile robotis with memory function, used of flexible, wide range of application.This study is based on RenesasH8 MCU wheeled self-tracking design and realization of intelligent vehicle, Research of the theories and methods about environmental perception, information fusion, planning and decision-making and intelligent control which like Mechanism of human cognition. This intelligent vehicle control system described can be divided into two major sub-control system, They are the direction and speed control system. The core control unit for the Renesas H8 series of 8-bit microcontroller H8/3048F-ONE. System uses infrared sensors to detect track reflective white lines, during operation to identify the different circumstances circuit. And according to the feedback control the direction and speed of smart cars real-time. Fast moving on the predetermined path. Intelligent vehicle design to achieve the purpose of racing and the transmission line. Racing links include power provided and Speed control; Transmission line links including road information and steering control. Through the movement modeling and analysis on smart vehicle. This paper describes the direction and speed control system and other important realization. So the intelligent vehicle can through the straight, curved, ramp and lane changing process. Fast and stable searching the white lane.Key words：H8MCU self-tracking motion model control system目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1课题要求及总体设计方案 (2)1.1课题要求 (2)1.2课题主要内容及设计方案 (2)1.2.1课题主要内容 (2)1.2.2总体设计方案 (2)2系统硬件设计及实现 (4)2.1硬件组成及各部分作用 (4)2.2舵机的工作原理及驱动 (5)2.2.1舵机的工作原理 (5)2.2.2舵机的驱动 (6)2.2.3舵机的标定和修正 (7)2.3传感器的工作原理及控制 (8)2.3.1传感器的工作原理 (8)2.3.2传感器的采集及处理 (8)2.4电机的工作原理及驱动 (9)2.4.1电机的选择 (9)2.4.2电机的工作原理 (10)2.4.3电机驱动 (10)2.5车体结构 (11)2.5.1硬件电路板的功能需求分析 (11)2.5.2结构需求分析 (12)2.5.3赛道基本要求 (14)3系统软件设计 (15)3.1智能车的数学模型及其控制算法的实现目标 (16)3.2方向计算算法 (16)3.2.1弯道处理 (16)3.2.2换道处理 (17)3.2.3坡道处理 (17)3.2.4过渡处理部分 (17)3.3方向控制算法 (18)3.4速度控制算法 (20)3.4.1赛道分析 (20)3.4.2行驶策略 (20)3.4.3速度给定算法 (21)3.4.4速度闭环 (21)4智能车调试与注意事项 (22)4.1智能车的硬件调试 (22)4.2系统的软件调试 (22)4.2.1单元调试 (22)4.2.2系统的组装调试 (22)4.2.3系统调试 (22)4.3注意事项 (23)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)绪论智能机器人具有识别、推理、规划和学习等智能机制，它可以把感知和行动智能化结合起来，因此能在非特定的环境下作业。
物料搬运机器人设计毕业设计论文
物料搬运机器人设计物料搬运机器人设计 (1)1.前期工作 (2)当今现状： (2)思想启发： (2)设计难点： (2)2.机器人的介绍： (3)整体介绍： (3)2.机器人机械手的设计 (5)3基座 (7)4胯部： (7)5.大臂 (9)6.小臂 (10)7.机械手指设计 (11)8.手部支座 (12)9.法兰盘 (13)10.小臂电机 (14)3.驱动传动方式 (14)驱动方式 (14)传动方式： (15)4.制动器及其作用： (16)4后期预测 (18)5.心得体会 (18)1.前期工作当今现状：在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，国外已有工业机器人从事生产的实例，但是在国内，这方面的研究相对较少，并且真正能投入到生产实践中的工业机器人更少思想启发：本小组同学在看到吊车等处于施工现场的实例，能够在多个维度里面自由运动。
鉴于这种想法，就想做一个关于能捡物料的机器人，通过在多个自由度里运动，实现机身的灵活转动。
虽然，可能在其中还有更简单的结构，但是作为第一次尝试，只希望这个结构能够顺利的完成预期的工作。
设计难点：本小组两个同学都是水利水电专业，本身与机械设计了解甚少，并且对于其中的结构最优化也很不善于分析，虽然如此，我们都对机械设计充满热情，从始至终都不曾间断过，虽然我们花费的时间比较长，但是，这其中我们自学了creo2.0，cad两个专业软件，因为在制图过程中，这些软件能够更有效快捷地绘出装配图和零件图。
我们完全是抱着一腔热情来设计的，只能凭一点点生活常识和最基本的力学知识作为基础，其中有不完善的地方，还希望老师同学看完后能够多多指正。
在设计过程中，最费时间的环节就是对creo2.0软件的学习，因为在画零件图和装配图的时候总是遇到问题，这就不得不对已有的实例反复的研究。
搬运机器人毕业设计 (含外文翻译)
1 前言众所周知随着社会的不断发展，各行各业的分工越来越明细，尤其是在现代化的大产业中，有的人每天就只管拧一批产品的同一个部位上的一个螺母，有的人整天就是接一个线头，人们感到自己在不断异化，各种职业病逐渐产生，于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作，因此人们研制出了机器人，用以代替人们去完成那些单调、枯燥或是危险的工作。
搬运机器人的显著特点是无人驾驶，它装备有自动导向系统，可以保障系统在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。
1搬运机器人的另一个特点是柔性好，自动化程度高和智能化水平高，它的行驶路径可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变，并且运行路径改变的费用与传统的输送带和刚性的传送线相比非常低廉。
搬运机器人一般配备有装卸机构，可以与其他物流设备自动接口，实现货物和物料装卸与搬运全过程自动化。
此外，搬运机器人还具有清洁生产的特点，依靠自带的蓄电池提供动力，运行过程中无噪声、无污染，可以应用在许多要求工作环境清洁的场所。
搬运机器人作为一种成熟的产品和技术在发达国家已经广泛应用，对企业提高生产效率降低成本提高产品质量提高企业生产管理水平起到了显著的作用。
随着工业自动化的发展，国内外的应用和需求越来越强烈，已经约有千台AGV 在使用，而且市场在逐渐扩大。
根据初步市场调查分析，今后5 年内，国内各行业对AGV 需求量可达数千台，年产值接近2 亿元，经济效益十分可观。
1.1 国内外的发展现状总结一下，我们认为，机器人有三个发展阶段，那么也就是说，我们习惯于把机器人分成三类，一种是第一代机器人，那么也叫示教再现型机器人，它是通过一个计算机，来控制一个多自由度的一个机械，通过示教存储程序和信息，工作时把信息读取出来，然后发出指令，这样的话机器人可以重复的根据人当时示教的结果，再现出这种动作，比方说汽车的点焊机器人，它只要把这个点焊的过程示教完以后，它总是重复这样一种工作，它对于外界的环境没有感知，这个操作力的大小，这个工件存在不存在，焊的好与坏，它并不知道，那么实际上这种第一代机器人，也就存在它这种缺陷。
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平顶山工业职业技术学院毕业设计题目循迹物料搬运机器人设计平顶山工业职业技术学院专科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：循迹物料搬运机器人设计）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
作者签名：年月日（学号）：循迹物料搬运机器人设计摘要研究的目的、意义、研究方法与内容。
研究的结果与主要结论。
关键词：数控加工，数控仿真，加工环境，帮助文件The development of ……AbstractA new kind sandwich structure(300个单词左右).Key Words：NC machining; NC verification; Machining environment; Help files目录摘要 (ⅰ)Abstract (ⅱ)第一章引言 (1)1.1 XXXXXXXXXXXX (10)1.1.1 XXXXXX (15)第二章 XXXXXXXXX (20)1.2 XXXXXX (20)……第XX章总结与展望 (XX)参考文献 (XX)致谢 (XX)附录 (XX)第一章引言1.1 工业机器人及其发展1.1.1 工业机器人及其操作机由于机器人一词带有“人”字，再加上科幻小说和影视作品的宣传，人们往往把机器人想象成为外貌象人的机电装置。
但事实并非如此。
机器人，特别是工业机器人，与人的外貌毫无相象之处口在国家标准中，工业机器人被定义为：“一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。
它能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各种作业。
”机器人赖以完成各种作业的机械实体(称作操作机或操作器)被定义为：“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置。
”可见，工业机器人是一机电系统，操作机(器)是它的执行机构，该机构与电子器件密切相关，它的灵活程度和动态性能，直接影响着机器人系统的工作质量。
本书的目的，在于阐述对操作机的分析和设计方法，以期对从事工业机器人的设计和应用的专业人员有所裨益。
1.1.2 机器人在工业生产应用自从20 世纪60 年代初人类创造了第一台工业机器人以后，机器人就显示出它极大的生命力，经过四十多年的发展，工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。
在制造业中，尤其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛的应用。
如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。
目前，汽车制造业是制造业所有行业中人均拥有工业机器人密度最高的行业，如，2004 年德国制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量为162 台，而在汽车制造业中每1 万名工人中拥有工业机器人的数量则为1140 台；意大利的这一数值更能说明问题，2004 年意大利制造业中每1 万名工人中拥有工业机器人的数量为123台，而在汽车制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量则高达1600 台。
随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范周还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。
在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。
2005 年，亚洲地区电子电气行业对工业机器人的需求仅次于汽车及汽车零部件制造业，其占所有行业总需求的比例为31%；而在欧洲地区橡胶及塑料工业对工业机器人的需求则远远超过电子电气行业而排名第二位；美洲地区由于汽车及汽车零部件制造业对工业机器人的需求遥遥领先，所以金属制品业(包括机械)、橡胶及塑料工业以及电子电气行业对工业机器人的需求比例相当，均在7% 左右。
另外诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。
此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机(飞行器)、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实例。
机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。
而且，随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩，未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活，其市场的繁荣兴旺将指日可待。
1.1.3 工业机器人的发展趋势敏捷制造策略的提出,为工业机器人的发展提供了新的机遇。
敏捷制造的基本思想是企业能迅速将其组织和装备重组,快速响应市场变化,生产出满足用户需求的个性化产品。
敏捷制造要求企业底层的生产设备具有柔性和可动态重组的能力。
机器人是一种具有高度柔性的自动化生产设备。
如果我们站在更高的层次,将机器人视为一种有“感知、思维和行动”的机器,那么,敏捷生产设备就应当是新一代机器人化的机器。
这将为工业机器人的发展提出更高的要求。
（1）朝着标准化方向发展提高运动速度和运动精度,减轻重量和减少安装占用空间,必将导致工业机器人功能部件的标准化和模块组合化(它可以分为机械模块、信息检测模块、和控制模块等) ,以降低制造成本和提高可靠性。
近年来,世界各国注意发展组合式机器人。
它是采用标准化的组合件拼装而成的。
目前,国外已经研制和生产了各种不同的标准组件。
除了机器人用的各种伺服电机、传感器外,手臂、手腕和机身的结构也已经标准化了,如臂伸缩轴、臂升降轴、臂俯仰轴、臂摆动轴;手腕旋转轴、摆动轴、固定台身、机座、移动轴等。
（2）研究新型机器人结构随着工业机器人作业精度的提高和作业环境的复杂化,应开发新型微动机构保证动作精度;开发多关节、多自由度的手臂和手指,研制新型的行走机构等以适应复杂的作业的需要。
（3）朝着智能化方向发展在多品种,小批量生产的柔性制造自动化技术中,特别是机器人自动装配技术中,要求工业机器人对外部环境和对象物体有自适应能力,即具有一定的“智能”,机器人的智能化是指机器人具有感觉、知觉等,即有很强的检测功能和判断功能。
为此,必须开发类似人类感觉器官的传感器(如触觉传感器、视觉传感器、测距传感器等) ,发展多传感器的信息融合技术。
通过各种传感器得到关于工作对象和外部环境的信息,以及信息库中存储的数据、经验、规划的资料,以完成模式识别,用“专家系统”等智能系统进行问题求解,动作规划。
（4）研究机器人协作控制先进制造技术的发展对协作机器人学的研究与发展起着积极的促进作用。
随着先进制造技术的发展,工业机器人已从当初的柔性上、下料装置正在成为高度柔性、高效率和可重组的装配、制造和加工系统中的生产设备。
在这样的生产线上,机器人是作为一个群体工作的,不论每个机器人在生产线上起什么作用,它总是作为系统中的一员而存在。
因此,要从组成敏捷制造生产系统的观点出发,来研究工业机器人的进一步发展。
而面向先进制造环境的机器人柔性装配系统和机器人加工系统中,不仅有多机器人的集成,还有机器人与生产线、周边设备、生产管理系统以及人的集成。
因此,以系统的观点来发展新的机器人控制系统,有大量的理论与实践的工作要做。
1.2 工业机器人的组成工业机器人通常由执行机构、驱动一传动装置和控制系统三部分组成(如图1-1所示)。
这些部分之间的相互作用可用1-2所示的方框图表示图1-1 机器人的组成图1-2 机器人各组成部分之间的关系1.2.1 执行机构执行机构(也称操作机)是机器人赖以完成工作任务的实体，通常由杆件和关节组成。
从功能的角度，执行机构可分为：手部、腕部、臂部、腰部和基座等，如图1-3所示。
图1-3 执行机构（1）手部手部又称末端执行器，是工业机器人直接进行工作的部分，可以是各种夹持器。
有时人们也常把渚如电焊枪、油漆喷头等划作机器人的手部。
（2）腕部腕部与手部相连，通常有3个自由度，多为轮系结构，主要功用是带动手部完成预定姿态，是操作机中结构最为复杂的部分。
（3）臂部臂部用以连接腰部和腕部，通常由两个臂杆(小臂和大臂)组成，用以带动腕部作平面运动。
（4）腰部腰部是连接臂和基座的部件，通常是回转部件，腰部的回转运动再加上臂部的平面运动，就能使腕部作空间运动。
腰部是执行机构的关键部件，它的制造误差、运动精度和平稳性，对机器人的定位精度有决定性的影响。
（5）基座基座是整个机器人的支持部分，有固定式和移动式两种。
该部件必须具有足够的刚度和稳定性1.2.2 驱动和传动装置工业机器人的驱动一传动装置包括驱动器和传动机构两个部分，它们通常与执行机构连成一体。
传动机构常用的有谐波减速器、滚珠丝杠、链、带以及各种齿轮轮系。
驱动器通常有电机(直流伺服电机、步进电机、交流伺服电机)、液动或气动装置，目前使用最多的是交流伺服电机。
1.2.3 控制系统控统一般由控制计算机和伺服控制器组成。
前者发出指令协调各关节驱动器之间的运动，同时还要完成编程、示教／再现以及和其他环境状况(传感器信息)、工艺要求、外部相关设备(如电焊机)之间的信息传递和协调工作。
后者控制各关节驱动器，使各杆按一定的速度、加速度和位置要求进行运动。
1.3 本文主要研究内容本文研究了国内外机械手发展的现状，通过学习机械手的工作原理，熟悉了搬运机械手的运动机理。
在此基础上，确定了搬运机械手的基本系统结构，对搬运机械手的运动进行了简单的力学模型分析，完成了机械手机械方面的设计（包括传动部分、执行部分、驱动部分）和该机器人的系统控制。
1.4 本章小结本章主要内容是工业机器人的现状、应用领域、发展趋势等方面，并通过对现在工业生产中使用工业机器人的主要工作种类的列举，提出了未来工业机器人的几种先进的发展模式和本文的主要研究内容。
第二章搬运机器人各方向传动方式设计该设计的目的是为了设计一台循环物料搬运机器人，本章主要对搬运机器人的的运动形式部分进行分析。
2.1 搬运机器人要解决的问题通过机器人搬运工程石板（长a=800mm,宽b=400mm，高c=30mm，重G=20kg）（假定）完成（水平运动X=5.0m，垂直运动Y=0.6m，旋转运动R=90︒）的动作，如示意图2-1所示。
图2-1 机器人各运动方向2.2 机器人各方向传动方式的设计2.2.1 水平和竖直方向直线运动传动方式设计能够实现直线传动的传动形式有；（1）液压传动特点：液压传动传递运动的动力大，运动平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向；在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑。
但液压传动中的泄漏和液体的可压缩性，使这种传动无法保证严格的传动比；由于液体粘性大，在流动过程中有较大的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率相对低，不适合做远距离传动和控制。