機(jī)器人制造技術(shù)結(jié)課論文

1、機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)課論文 學(xué) 校： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 2014年4月15日我國(guó)機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展應(yīng)用摘要 機(jī)器人自20世紀(jì)60年代初問世以來，經(jīng)歷了40多年的發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、科研、軍事等領(lǐng)域，成為制造業(yè)自動(dòng)化中主要的機(jī)電一體化裝備。人們往往把機(jī)器人想象成外貌似人的機(jī)械和電子裝置。但事實(shí)并非如此，特別是工業(yè)機(jī)器人，與人的外貌毫無相像之處。機(jī)器人是傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)學(xué)與近代電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，也是當(dāng)代高技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容。 關(guān)鍵字：機(jī)器人 發(fā)展 應(yīng)用1. 引言 機(jī)器人是高級(jí)整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)深知軍事等領(lǐng)

2、域中均有重要用途?，F(xiàn)在，國(guó)際上對(duì)機(jī)器人的概念已經(jīng)逐漸趨近一致。一般來說人們都可以接受這種說法，即機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下的定義:“一種可編程和多功能的，用來搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)?！彪S著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)也面臨討論和制定國(guó)語機(jī)器人技術(shù)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的問題，其中也包括對(duì)機(jī)器人的定義。中國(guó)工程院蔣新松院士曾建議把機(jī)器人定義為“一種擬人功能的機(jī)械電子裝置”。此外，在國(guó)際上還有像日本、英國(guó)等國(guó)家對(duì)于機(jī)器人的定義。這些定義的共同點(diǎn)為：（1） 認(rèn)為外形像人或像人的上肢，

3、并能模仿認(rèn)得動(dòng)作。（2） 具有一定的智力、感覺與識(shí)別性。（3） 是人制造的機(jī)器或機(jī)械電子裝置。隨著機(jī)器人的進(jìn)化和機(jī)器人智能的發(fā)展，這些定義都有可能修改，甚至需要對(duì)機(jī)器人重新認(rèn)識(shí)和重新定義。2. 機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)機(jī)器人研究起步于20世紀(jì)70年代初期，經(jīng)歷了 70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代以后的實(shí)用化期?！捌呶濉笨萍脊リP(guān)期間制定了國(guó)家“863”發(fā)展規(guī)劃，在自動(dòng)化領(lǐng)域中設(shè)立了智能機(jī)器人主題研究方向，經(jīng)過“七五”、“八五”攻關(guān)，我國(guó)研制了各種類型的機(jī)器人，已初步實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用水平。智能機(jī)器人也列入了國(guó)家高科技行列，經(jīng)過近20年額的努力，我國(guó)的

4、機(jī)器人研究與開發(fā)已取得了豐碩的成果。在國(guó)家的支持下，通過“十五”、“十一五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。在國(guó)內(nèi)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)剛剛起步，但增長(zhǎng)的勢(shì)頭非常強(qiáng)勁，我國(guó)機(jī)器人經(jīng)過20多年的發(fā)展已在產(chǎn)業(yè)化的道路上邁開了步伐。近幾年，我國(guó)應(yīng)用于制造業(yè)的機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)線和工程項(xiàng)目、相關(guān)產(chǎn)品的年產(chǎn)銷額已近五億元。機(jī)器人的產(chǎn)生是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果，也是人類自身發(fā)展的必然結(jié)果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也在不斷的發(fā)展，機(jī)器人也

5、在不斷的變得先進(jìn)，最終趨于普遍化，智能化，多功能化。目前，機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)日益成熟，應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)展，作為計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、傳感器、先進(jìn)制造等領(lǐng)域技術(shù)集成的典型代表，面臨巨大產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì)。機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，極大地提升了生產(chǎn)品質(zhì)并成功解放了勞動(dòng)力資源。機(jī)器人不但在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而且正以驚人的速度不斷向軍事國(guó)防、航空航天、醫(yī)療、服務(wù)、娛樂、教育甚至普通家庭生活各個(gè)方面等非工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展。所以，機(jī)器人的發(fā)展也將十分的重要。至今，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)還很薄弱，機(jī)器人研究仍然任重而道遠(yuǎn)。我國(guó)市場(chǎng)上機(jī)器人總共擁有量近萬臺(tái)，僅占全球總量的0.56%，其中完全國(guó)產(chǎn)機(jī)器人行業(yè)集中度僅為占3

6、0%，其余皆為從日本、美國(guó)、瑞典、德國(guó)、意大利等20多個(gè)國(guó)家引進(jìn)。其主要原因很大程度在于自主品牌不夠，發(fā)展壯大自主品牌及其自動(dòng)化成套裝備產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)務(wù)之急，由于機(jī)器人是最典型的機(jī)電一體化、數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)裝備制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的新興產(chǎn)業(yè)，將對(duì)未來生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起著越來越重要的作用。隨著我國(guó)企業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高、人民生活需求水平的提高，機(jī)器人市場(chǎng)也會(huì)越來越大，這就給機(jī)器人研究、開發(fā)、生產(chǎn)者帶來巨大商機(jī)。因此，我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，中國(guó)制造業(yè)面臨著與國(guó)際接軌、參與國(guó)際分工的巨大挑戰(zhàn)，加快機(jī)器人技術(shù)的研究開發(fā)與生產(chǎn)是我們抓住這個(gè)歷史機(jī)遇的主要途徑

7、。雖然我國(guó)目前的機(jī)器人市場(chǎng)不大，但其潛在市場(chǎng)很大。汽車、工程機(jī)械、電子、電機(jī)和金屬加工等工業(yè)仍是應(yīng)用機(jī)器人的主要部門。在這些部門，機(jī)器人的裝機(jī)臺(tái)數(shù)與實(shí)際需要相差甚遠(yuǎn)，有很大的市場(chǎng)。對(duì)于建筑、包裝、空間、海洋、采礦(含海底采礦)、電力、農(nóng)林和醫(yī)療等新的領(lǐng)域，其機(jī)器人市場(chǎng)也是很大的。只要用得成功，就比較容易推廣應(yīng)用。擴(kuò)大機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域是開拓國(guó)內(nèi)機(jī)器人市場(chǎng)的必要舉措之一。據(jù)資料顯示，截止2008年底我國(guó)制造業(yè)擁有31400臺(tái)機(jī)器人，國(guó)產(chǎn)的不足千臺(tái)，主要集中在汽車制造和汽車零部件制造領(lǐng)域。我國(guó)在某些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破，但還缺乏整體核心技術(shù)的突破，尤其在自動(dòng)控制、精加工和材料方面，具有中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)

8、器人很少，不少關(guān)鍵元器件至今尚不能自己生產(chǎn)或者性能不高，這些因素已經(jīng)開始嚴(yán)重影響國(guó)產(chǎn)機(jī)器人做大做強(qiáng)步伐。3.機(jī)器人的應(yīng)用目前，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域已十分廣泛。這些領(lǐng)域也并非截然分開的，它們之間存在相當(dāng)大的重疊。研制機(jī)器人的最初目的是為了幫助人們擺脫繁重勞動(dòng)或簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)，以及替代人到有輻射等危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，因此機(jī)器人最早在汽車制造業(yè)和核工業(yè)領(lǐng)域得以應(yīng)用。這些應(yīng)用范圍包括工業(yè)產(chǎn)業(yè)、深海探索、軍事等。此外，機(jī)器人一逐漸在醫(yī)院、家庭和一些服務(wù)行業(yè)獲得應(yīng)用。根據(jù)其功能可分為：（1） 工業(yè)機(jī)器人： 制造工業(yè)部門應(yīng)用機(jī)器人的主要目的在于削減人員編制和提高產(chǎn)品質(zhì)量。與傳統(tǒng)的機(jī)器相比，它具有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)分別

9、是生產(chǎn)過程幾乎完全自動(dòng)化；生產(chǎn)設(shè)備的高度適應(yīng)能力。現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人主要用于汽車工業(yè)、機(jī)電工業(yè)、通用機(jī)械工業(yè)、建筑業(yè)、金屬加工、鑄造以及其他重型工業(yè)和輕工業(yè)部門。在農(nóng)業(yè)方面，已把機(jī)器人用于蔬菜嫁接、收獲、檢驗(yàn)與分類，剪羊毛和擠牛奶等。這是一個(gè)潛在的產(chǎn)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域。（2） 探索機(jī)器人： 機(jī)器人除了在工農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用之外，還用于進(jìn)行探索，即在惡劣或不適于人類工作的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。包括自主機(jī)器人和遙控機(jī)器人。例如：水下機(jī)器人：隨著海洋開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，一般潛水技術(shù)已無法適應(yīng)高深度綜合考察和研究并完成多種作業(yè)的需要?？臻g機(jī)器人：目前，空間機(jī)器人的主要任務(wù)可分為兩大方面，即在月球、火星和其他星球等非人居住

10、條件下完成先驅(qū)勘探；以及在宇宙空間代替宇航員做衛(wèi)星的服務(wù)（包括捕捉、修理和補(bǔ)給能量），空間站上的服務(wù)及空間環(huán)境的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。（3） 服務(wù)機(jī)器人：研制其用來為病人看病、護(hù)理病人和協(xié)助病殘人員康復(fù)的機(jī)器人能夠極大地改善傷殘病人的狀態(tài)，以及改善癱瘓者（包括下肢及四肢癱瘓者）和被截肢者的生活條件。醫(yī)用機(jī)器人已應(yīng)用于下列幾方面：1） 、診斷機(jī)器人，即配備有醫(yī)療診斷專家系統(tǒng)的機(jī)器人；2） 、護(hù)理機(jī)器人，是一些具有豐富護(hù)理經(jīng)驗(yàn)的機(jī)器人護(hù)士或護(hù)師；3） 、傷殘癱瘓康復(fù)機(jī)器人，包括假肢、矯形以及遙控等技術(shù)；4） 、家用機(jī)器人，機(jī)器人已開始進(jìn)入家庭和辦公室，用于代替人從事打掃、洗刷、守衛(wèi)、煮飯、照料小孩、接待、接電

11、話、打印文件等。酒店售貨員和餐廳服務(wù)機(jī)器人、炊事機(jī)器人和機(jī)器人保姆已不再是一種幻想；5） 、娛樂機(jī)器人，包括玩具，文娛歌舞和體育機(jī)器人；6） 醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人近年來有所突破。（4） 軍事機(jī)器人：1）、地面軍用機(jī)器人：地面軍用機(jī)器人分為兩類：一類是智能機(jī)器人，包括自主和半自主車輛；另一類是遙控機(jī)器人，即各種用途的遙控?zé)o人駕駛車輛。2）、海洋軍用機(jī)器人：美國(guó)海軍有一個(gè)獨(dú)立的水下機(jī)器人分隊(duì)，這支由精銳人員和水下機(jī)器人組成的分隊(duì)，可以在全世界海域進(jìn)行搜索、定位、救援和回收工作。水下機(jī)器人在海軍中的另一個(gè)主要用途是掃雷，如MNNS水下機(jī)器人系統(tǒng)，他可以用來發(fā)現(xiàn)、分類、排除水下殘物及系留的水雷。3）、空間軍

12、用機(jī)器人：可以說是無人機(jī)和其他空間機(jī)器人，都可以成為空間機(jī)器人。微型飛機(jī)用于填補(bǔ)軍用衛(wèi)星和偵察機(jī)無法到達(dá)的盲區(qū)，為前線指揮員提供小范圍內(nèi)的具體敵情。中國(guó)作為亞洲第三大的工業(yè)機(jī)器人需求國(guó)，市場(chǎng)發(fā)展穩(wěn)定，汽車及其零部件制造仍然是工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域，隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)不斷深入和國(guó)際制造業(yè)中心向中國(guó)的轉(zhuǎn)移，我國(guó)的機(jī)器人市場(chǎng)會(huì)進(jìn)一步加大，市場(chǎng)擴(kuò)展的速度也會(huì)進(jìn)一步提高。近年來，我們?cè)谘芯课幕瘎?chuàng)造性產(chǎn)業(yè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)國(guó)外正在興起一個(gè)與文化產(chǎn)業(yè)、科學(xué)技術(shù)有緊密關(guān)系的未來產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的研究、開發(fā)及制造，參與者除了傳統(tǒng)從事學(xué)術(shù)研究的科技工作者、大學(xué)研究梯隊(duì)、企業(yè)產(chǎn)品的專門研究人員之外，更有一大批的青少年積極加

13、入此一新興的科學(xué)技術(shù)新潮流之中。4. 機(jī)器人的發(fā)展前景隨著科技的發(fā)展，未來機(jī)器人的發(fā)展一定會(huì)有一個(gè)巨大的飛躍。隨著研究的深入，不論是仿生運(yùn)動(dòng)方面還是人工智能方面，都會(huì)發(fā)展到一個(gè)新的高度。我們的生活一定會(huì)因新型的機(jī)器人而有所改變。隨著新技術(shù)不斷被提出以及現(xiàn)有技術(shù)的高度發(fā)展，機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)方面的難題將會(huì)得到妥善的解決。那個(gè)時(shí)候的機(jī)器人將能夠很好的行走和跳躍，很好的模擬生物的運(yùn)動(dòng)，從而大大解決因機(jī)器人運(yùn)動(dòng)不便所帶來的種種問題。同時(shí)經(jīng)過不懈的探索，人類必將在新材料的領(lǐng)域取得巨大突破。機(jī)器人發(fā)展的另一個(gè)重要方面?zhèn)鞲衅饕矊⒌玫綐O大的飛躍式發(fā)展。因此未來機(jī)器人是可以模仿人類的感覺的。這一點(diǎn)對(duì)于醫(yī)學(xué)方面極為重要

14、。通過機(jī)器人來模仿人在生病時(shí)的感覺變化以及在手術(shù)等醫(yī)療過程中的感覺變化。同時(shí)，在身體器官的替代品中裝入合適的傳感器可以幫助患者更好的適應(yīng)與使用，使得殘疾人在身體感官上恢復(fù)到和正常人差不多的水平。一些手術(shù)通過機(jī)器人來輔助或替代人的工作，會(huì)大大提高手術(shù)的準(zhǔn)確性和成功率等。還有機(jī)器人領(lǐng)域更加成熟的發(fā)展，這時(shí)候的人工智能也已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)新的高度。人類可以很好的模擬自身大腦的特點(diǎn)，將機(jī)器人的高運(yùn)算能力與人的思考決策能力完美的結(jié)合到一起，機(jī)器人將具有“智慧”等等。5.結(jié)論機(jī)器人是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物，集成了運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)硬件與軟件、控制與傳感器、模式識(shí)別與人工智能等學(xué)科領(lǐng)域的先進(jìn)理論與

15、技術(shù)。同時(shí)，它又是一類典型的自動(dòng)化機(jī)器，是專用自動(dòng)機(jī)器、數(shù)控機(jī)器的延伸與發(fā)展。當(dāng)前，社會(huì)需求和技術(shù)進(jìn)步都對(duì)機(jī)器人向智能化發(fā)展提出了新的要求。（1）自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展對(duì)智能機(jī)器人及系統(tǒng)提出了新的需求。 （2）信息技術(shù)與機(jī)器人的互動(dòng)發(fā)展提升了機(jī)器人的高技術(shù)含量。 （3）圍繞機(jī)器人的概念創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新是國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的重要方面 （4）機(jī)器人是自動(dòng)化領(lǐng)域中富有代表性和生命力的亮點(diǎn)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1.孟慶鑫，王曉東.機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ).黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20062.方建軍，何廣平.智能機(jī)器人.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20043.朱世強(qiáng)，王宣銀.機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用.杭州：浙江大學(xué)出版社，20014.熊有倫，等.機(jī)器人學(xué).北京：