小型工业机器人的设计状况与前景

　　工业机器人、机械手在先进制造技术领域中扮演着极其重要的角色，是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务， 在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。

　　1 国内外设计状况

　　1.1 机器人领域

　　机器人技术与信息技术一样，在强化产业竞争力方面是极为重要的战略技术领域。机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表， 是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关。一方面， 机器人在制造业应用的范围越来越广阔，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高，功能越来越强，并向着成套技术和装备的方向发展;另一方面，机器人向着非制造业应用发展以及微小型方向发展，并将服务于人类活动的各个领域。总体趋势是，从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移，从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有在实世界动作功能的智能化系统”。

　　工业机器人由操作机(机械本体) 、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构工成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率， 改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

　　机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动， 而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置， 既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力， 又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力， 从某种意义上说它也是机器的进化过程产物， 它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备， 也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.

　　1.2 机械手领域

　　工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特 点是可通过编程来完成各种预期的作业任务， 在构造和性能上 兼有人和机器各自的优点， 尤其体现了人的智能和适应性。机 械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力， 在国民经济 各领域有着广阔的发展前景。机械手技术涉及到力学、机械学、 电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科 学领域， 是一门跨学科综合技术。

　　2 工业机器人的研究趋势

　　目前， 国外机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展， 其现状及发展趋势主要体现在以下几个方面：

　　(1) 工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠 性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10.3万美元降至97 年的6.5万美元。

　　(2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人 产品问市。

　　(3)工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化;器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构; 大大提高了系统的可靠性、易操作性和 可维修性。