机器人制造技术结课论文

《机器人技术基础》

结课论文

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2014年4月15日

我国机器人的现状及发展应用

摘要

机器人自20世纪60年代初问世以来，经历了40多年的发展，已广泛应用于工业、科研、军事等领域，成为制造业自动化中主要的机电一体化装备。人们往往把机器人想象成外貌似人的机械和电子装置。但事实并非如此，特别是工业机器人，与人的外貌毫无相像之处。机器人是传统的机构学与近代电子技术相结合的产物，也是当代高技术发展的一个重要内容。

关键字：机器人发展应用

1.引言

机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业深知军事等领域中均有重要用途。

现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”随着机器人技术的发展，我国也面临讨论和制定国语机器人技术各项标准的问题，其中也包括对机器人的定义。中国工程院蒋新松院士曾建议把机器人定义为“一种拟人功能的机械电子装置”。此外，在国际上还有像日本、英国等国家对于机器人的定义。这些定义的共同点为：（1）认为外形像人或像人的上肢，并能模仿认得动作。

（2）具有一定的智力、感觉与识别性。

（3）是人制造的机器或机械电子装置。

随着机器人的进化和机器人智能的发展，这些定义都有可能修改，甚至需要对机器人重新认识和重新定义。

2.机器人的发展现状

我国机器人研究起步于20世纪70年代初期，经历了 70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代以后的实用化期。“七五”科技攻关期间制定了国家“863”发展规划，在自动化领域中设立了智能机器人主题研究方向，经过“七五”、“八五”攻关，我国研制了各种类型的机器人，已初步实现工业机器人的产业化，生产工业机器人已达到了工业应用水平。智能机器人也列入了国家高科技行列，经过近20年额的努力，我国的机器人研究与开发已取得了丰硕的成果。在国家的支持下，通过“十五”、“十一五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，

生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人。在国内，机器人产业刚刚起步，但增长的势头非常强劲，我国机器人经过20多年的发展已在产业化的道路上迈开了步伐。近几年，我国应用于制造业的机器人及自动化生产线和工程项目、相关产品的年产销额已近五亿元。

机器人的产生是机器人技术发展的必然结果，是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果。随着科学技术的发展，机器人技术也在不断的发展，机器人也在不断的变得先进，最终趋于普遍化，智能化，多功能化。目前，机器人关键技术日益成熟，应用范围迅速扩展，作为计算机、自动控制、传感器、先进制造等领域技术集成的典型代表，面临巨大产业发展机会。机器人在工业生产领域得到了广泛的应用，极大地提升了生产品质并成功解放了劳动力资源。机器人不但在工业领域得到了广泛的应用，而且正以惊人的速度不断向军事国防、航空航天、医疗、服务、娱乐、教育甚至普通家庭生活各个方面等非工业领域扩展。所以，机器人的发展也将十分的重要。

至今，我国机器人产业还很薄弱，机器人研究仍然任重而道远。我国市场上机器人总共拥有量近万台，仅占全球总量的0.56%，其中完全国产机器人行业集中度仅为占30%，其余皆为从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进。其主要原因很大程度在于自主品牌不够，发展壮大自主品牌及其自动化成套装备产业成为当务之急，由于机器人是最典型的机电一体化、数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进装备制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。

随着我国企业自动化水平的不断提高、人民生活需求水平的提高，机器人市场也会越来越大，这就给机器人研究、开发、生产者带来巨大商机。因此，我国机器人市场竞争越来越激烈，中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战，加快机器人技术的研究开发与生产是我们抓住这个历史机遇的主要途径。虽然我国目前的机器人市场不大，但其潜在市场很大。汽车、工程机械、电子、电机和金属加工等工业仍是应用机器人的主要部门。在这些部门，机器人的装机台数与实际需要相差甚远，有很大的市场。对于建筑、包装、空间、海洋、采矿(含海底采矿)、电力、农林和医疗等新的领域，其机器人市场也是很大的。只要用得成功，就比较容易推广应用。扩大机器人的应用领域是开拓国内机器人市场的必要举措之一。

据资料显示，截止2008年底我国制造业拥有31400台机器人，国产的不足千台，主要集中在汽车制造和汽车零部件制造领域。我国在某些关键技术上有所突破，但还缺乏整体核心技术的突破，尤其在自动控制、精加工和材料方面，具有中国知识产权的机器人很少，不少关键元器件至今尚不能自己生产或者性能不高，这些因素已经开始严重影响国产机器人做大做强步伐。

3.机器人的应用

目前，机器人的应用领域已十分广泛。这些领域也并非截然分开的，它们之间存在相当

大的重叠。研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动，以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业，因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。这些应用范围包括工业产业、深海探索、军事等。此外，机器人一逐渐在医院、家庭和一些服务行业获得应用。根据其功能可分为：

（1）工业机器人：

制造工业部门应用机器人的主要目的在于削减人员编制和提高产品质量。与传统的机器相比，它具有两个主要优点分别是生产过程几乎完全自动化；生产设备的高度适应能力。现在工业机器人主要用于汽车工业、机电工业、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其他重型工业和轻工业部门。在农业方面，已把机器人用于蔬菜嫁接、收获、检验与分类，剪羊毛和挤牛奶等。这是一个潜在的产业机器人应用领域。

（2）探索机器人：

机器人除了在工农业上广泛应用之外，还用于进行探索，即在恶劣或不适于人类工作的环境中执行任务。包括自主机器人和遥控机器人。例如：水下机器人：随着海洋开发事业的发展，一般潜水技术已无法适应高深度综合考察和研究并完成多种作业的需要。空间机器人：目前，空间机器人的主要任务可分为两大方面，即在月球、火星和其他星球等非人居住条件下完成先驱勘探；以及在宇宙空间代替宇航员做卫星的服务（包括捕捉、修理和补给能量），空间站上的服务及空间环境的应用实验。

（3）服务机器人：

研制其用来为病人看病、护理病人和协助病残人员康复的机器人能够极大地改善伤残病人的状态，以及改善瘫痪者（包括下肢及四肢瘫痪者）和被截肢者的生活条件。医用机器人已应用于下列几方面：

1）、诊断机器人，即配备有医疗诊断专家系统的机器人；

2）、护理机器人，是一些具有丰富护理经验的机器人护士或护师；

3）、伤残瘫痪康复机器人，包括假肢、矫形以及遥控等技术；

4）、家用机器人，机器人已开始进入家庭和办公室，用于代替人从事打扫、洗刷、守卫、煮饭、照料小孩、接待、接电话、打印文件等。酒店售货员和餐厅服务机器人、炊事机器人和机器人保姆已不再是一种幻想；

5）、娱乐机器人，包括玩具，文娱歌舞和体育机器人；

6）医疗手术机器人近年来有所突破。

（4）军事机器人：