机器人在工业中的应用与发展

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1、机器人在工业中的应用与发展　　摘要：工业机器人具有稳定可靠、工作效率高等优势，在我国的工业转型升级中将发挥重要作用。本文通过介绍工业机器人的发展，应用以及工业机器人的基本种类；最后提出了适合我国工业机器人的重要战略是工业机器人的规模化应用是前提，主机成本是核心，关键是核心零部件。同时，我国工业机器人正面临良好的时代发展机遇，必须抓住机遇，理性发展，促进我国工业机器人的快速发展。　　关键词：机器人；应用；发展　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.028　　0引

2、言　　在现代制造业中机器人是不可取代的重要装置与设备，是国家战略性产业的主要发展方向，是一个国家核心竞争力和制造业水平的核心指标。在工业制造业中大量使用机器人，不仅可以克服恶劣环境对生产的影响，减少人工的使用，保障工人的安全；而且还能够帮助企业节约生产成本，提高企业生产效率，也保证了产品的质量。为此，工业机器人的应用对促进中国工业转型升级，提升工业整体水平和核心竞争力具有重大意义[1-2]。　　1工业机器人简介　　工业机器人是指工业生产中的多自由度的机器装置，能自动执行工作，按照自身动力和控制能力来

3、实现各种功能的一种机器。工业机器人可以按照预先编排的程序运行接受人类指挥；现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的规则自由行动。工业机器人一般由控制系统、驱动系统、主体三个主要的部分组成。控制系统，按照程序发出指令信号且执行；驱动系统，由传动机构和动力装置组成，执行动作；主体，指执行机构和机座两部分，其中含臂部，腕部和手部，一些机器人还有行走功能。而从机械结构方面讲，工业机器人分为两大类：串联机器人与并联机器人。串联机器人工作的原理是一个轴的运动会导致另一个轴的坐标原点的改变，并联机器人的一个轴

4、运动则不会改变另一个轴的坐标原点；就象生活中的串联电路和并联电路是一个道理。在机器人的开发运用过程中，最早的机器人采用的是串联机构；而并联机构则具有两个及以上的自由度，且并联方式驱动的一种闭环机构，早在二十世纪七十年代，Hunt就提出了6个自由度并联机构的机器人操作器，为并联机器人的研究奠定了基础。随着并联机器人的研究的深入，其具有的结构稳定、刚度大、承载能力大、运动负荷小、微动精度高的优点日益凸显；同时在位置求解上，我们知道串联机器人的正解容易，而反解就有很大的问题；单并联机器人在反解方面就非常容

5、易[3-4]。　　2机器人在工业中的应用　　机器人在工业的运用中，因某些工种的环境比较恶劣，危险系数比较高，而且技术水平差，另外一些工种的工作内容繁重、单调、重复、时间长；以上都是工人不喜欢、不愿意从事的工作。所以用机器人代替工人来从事这些工作，在一些恶劣环境中既能够使辛苦工作的劳动者得到解脱，也保护工人的安全；与工人的劳动力相比，机器人有很多优势，不仅能适应有毒、恶劣的环境，同时机器人没有没有疲惫感、懈怠情绪，即使长时间的工作，机器人的工作效率和操作的准确度要高于工人，再加上机器人不受外界环境的影

6、响，高危工作都能胜任。所以，机器人在工业中很受欢迎，尤其是企业老板，更喜欢这些不休假、不怕受伤、不停工作的“机械工人”。虽然机器人的应用提高了工业的生产效率，但也凸显出一个严重的社会问题就是机器人的应用，一些依靠大量工人进行生产的行业大量裁员，如何解决这些剩余劳动力成为了社会问题。为此，要辩证地看待机器人在工业中的应用。　　随着科学技术的不断进步，机器人的应用范围也不断扩大。现在机器人不仅应用于如采矿、冶金、石油等传统工业中，也应用到了船舶、电力、航天、医药、生化、航空等现代化工业中，例如先进的抛光

7、机器人、擦玻璃机器人、打毛刺机器人、高压线作业机器人、水下机器人等。同时，工业机器人已广泛应用于现代的汽车工业中，例如点焊、弧焊、热处理、喷漆、装配、上下料、搬运、检测等。在物流等领域，工业机器人正逐步代替人工从事繁重枯燥的包装、搬运、码垛作业。　　3工业机器人的种类　　在工业生产中，移动机器人的应用广泛，覆盖面广。下面主要介绍移动机器人中的轮式/履带式、腿足式和仿人形机器人，以及水下机器人和飞行机器人的一些研究进展。轮式/履带式移动机器人主要有智能轮椅以及大型智能车辆等。定位，一般利用航迹推算、路

8、标识别、计算机视觉、SLAM、无线定位等技术进行定位功能；运动规划与自主控制，基于地图导航完成机器人运动控制和运动路径的规划；服务作业，结合语音、图像识别，实现人机友好交互，提供服务。为工业服务的，具有单臂或多臂的移动机器人研究得到重视。当下，中国科学院沈阳自动化研究所、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学等单位开发了多种轮式/履带式移动机器人，如可变形机器人、复合结构机器人等，开展了环境建模、避障路径规划、识别语音命令、人机对话、路标识别定位、作业臂抓取、多机协作等方法