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并联机器人的研究现状与展望

并联机器人的研究现状与展望
并联机器人的研究现状与展望

并联机器人的研究现状与展望①

刘 阳,冯宝富,蔡光起

(东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳110004)

摘要:本文对并联机器人进行系统地分类,介绍了并联机器人运动学分析、动力学、奇异结构分析的方法及研究现状,最后,提出了为适应机械工业的发展,根据敏捷制造提出的策略,展望了其发展趋势———模块化设计。

关键词:并联机器人;奇异结构;模块化设计

中图分类号:TP24212 文献标识码:A 文章编号:1001-3881(2004)3-007-3

State and Future T rend of P arallel Manipulator

LI U Y ang,FE NG Bao2fu,C AI G uang2qi

(School of Mechanical Engineering&Automation,N ortheastern University,Shenyang110004,China) Abstract:Parallel manipulators were categ orized systematically.The analysis method of position kinetics,dynamics and singular con2 figuration in parallel manipulators were described.Finally,in order to adapt to machine industry development and agility manu facture,the development trend of parallel manipulators,m odular design,was presented.

K eyw ords:Parallel manipulators;S ingular con figuration;M odular design

在1965年,由S tewart提出并联机构,原是作为飞行模拟器用于训练飞行员的[1]。后来由澳大利亚著名机构学教授Hunt在1978年提出,可将S tewart平台机构应用到并联机器人机构中[2]。从此,并联机器人的研制与开发工作开始了。经过数十年的探索,并联机器人的研究已从基础理论工作逐渐地过渡到实践应用中。并联机器人在机械工业、航空业以及矿山开采的应用十分广泛。

并联机器人凭借其结构刚性好、承载能力强、累积误差小、部件简单等优势,逐渐在国内外机床行业占领市场,并将成为21世纪高速轻型数控加工的主力装备。

1 并联机器人分类

自1993年,第一台并联机器人在美国德州自动化与机器人研究所诞生以来,并联机器人无论在结构和外型都得到了充分的发展,但就其类别可分为以下几类:

(1)按自由度的数目分类,并联机器人可做F自由度(DOF)操作,则称其为F自由度并联机器人。例如:一并联机器人有6个自由度,称其为6-DOF 并联机器人。冗余并联机器人,即其自由度大于6的并联机构。欠秩并联机器人,即机构的自由度小于其阶的并联机构。

(2)按并联机构的输入形式分类,可将并联机器人分为:线性驱动输入并联机器人和旋转驱动输入并联机器人。研究较多的是线性驱动输入的并联机器人,这种类型的机器人位置逆解非常简单,且具有唯一性。旋转驱动输入型并联机器人与线性驱动输入并联机器人相比,具有结构更紧凑、惯量更小、承载能力相对更强等优点;但它的旋转输入运动形式决定了位置逆解的多解性和复杂性。

(3)按支柱的长度变化分类,可将并联机器人分为:一种为采用可变化的支柱进行支撑上下平台的并联机器人。例如:这种六杆的并联机器人称为Hexa2 pod,运动平台和基座由6个长度可变化的支柱连接的,每个支柱的两端分别由铰链连接在运动平台上和基座上,通过调节支柱的长度来改变运动平台的位姿。另一种为采用固定长度的支柱进行支撑上、下平台的并联机器人。例如:这种六杆的并联机器人称为Hexaglide,运动平台和基座是由6个长度固定的支柱连接的,每个支柱一端由铰链连接在运动平台上,另一端通过铰链连接在基座上,该端铰链可沿着基座上固定的滑道上进行移动,由此,来改变运动平台的位姿。

2 并联机器人的运动学分析

在并联机器人的运动学分析包括两方面:已知活动平台位姿、速度,求解各驱动副的长度或转角、速度,称为逆解;已知各驱动副的长度或转角、速度,求解各驱动副的长度或转角、速度。最为普遍的研究方法有两种:数值解法、封闭解法。

数值解法是指求解一组非线性方程,非线性方程是矢量环方程经过一些具体结构的代数处理后,直接导出的,从而求得与输入位移对应的动平台的位置和姿态,数值解法的优点是其数学模型比较简单,并且省去了烦琐的数学推导。但这种方法的计算速度比较慢,不能求得机构的所有位置解,并且最终的结果与初值的选取有直接的关系。但这种方法可求解任何并联机构,建立数学模型相对容易,可以立即进行位置

①基金项目:国家863项目资助(863-512-30-07)

分析和进行后继的研究工作,因而应用比较方便,在历史上发挥了重要的作用,而且对尚未得到封闭解的并联机构,这种方法仍有重要的意义。在G riffs和Du ffy将球4杆连接的概念应用于6-3型S tewart平台的结构中。W ang和Chen提出基于画图原理深度第一搜寻几何的数值位置运动分析。Li和Huang根据螺旋原理对通用并联机器人提出系统方程步骤及瞬态动力学的特征。Innocenti和Patenti2Castelli通过对5-5平台的位置分析,提出了一种针对求解通用的S tewart 平台的运动学正问题所有真解数值方法[3,13,20,21]。

封闭解法的研究近年来取得了很大的进展,对于具体的平台结构,如:3-6、4-4、4-5、4-6型的并联机器人的封闭解法已表示为单变量的多项式形式,对于一些特殊阶的6-6平台的运动学正问题解的求法已经形成了公式比。Raghavan利用数值技术即多项式连续,对一通用的S tewart平台运动学正问题进行了研究,并得出了40个解。Hasty提出针对求解S tewart2G ough平台的运动学正问题的一种算法。Cheok 等应用冗余位移传感器简化封闭解的计算,Petar B1针对实时应用而提出解决运动学正问题封闭解的‘几何2结构2分析’方法[7,8,19~21]。

在并联机器人速度分析中,模块化的技术和分析方法还没有建立起来,在原理上,一般是对位置运动方程进行微分,从而得出速度运动方程。从理论上讲这种方法是可行的,但由于位置运动方程本身就很复杂,要想求其微分方程就更不切合实际。目前,从所看到的文献中可知,对直接求解速度方程的方法有几种。W aldron和Raghavan应用速度封闭条件,推导了32DOF的并联机器人的速度运动方程。Huang,M1Z1等,应用静力学和关节约束,建立了相似的3-DOF 关联机器人的速度运动方程。M ohamed和K umar,也针对全并联机器人提出了一些方法。在M ohamed和Du ffy中,基于正交螺旋原理而提出一个有关速度问题的方程[18~21]。

3 并联机器人的动力学分析

并联机器人的动力分析方法有:拉格朗日法、牛顿—欧拉法、虚功原理法、凯恩方程法等其他方法。

拉格朗日法概念清晰、容易推导,可得闭环形式的运动方程,但需要大量的矩阵运算,计算效率低;

H ollerbach构造了前向和后向递推形式的拉格朗日动力方程组,使计算得以简化。牛顿—欧拉法具有递推性质,适合数值计算,但建立的动力学方程中会有副反力,故在不求关节力时,此方法繁琐。凯恩方程法的优势是计算效率高。

K oichi Suginoto利用旋量代数和牛顿—欧拉法建立了较简单的动力学方程。王洪波和黄真利用张量和广义惯性功率模型矩阵,根据一二阶影响系数矩阵将整个系统的动能以紧凑的二次型矩阵加以表示,从而建立系统的拉格朗日方程。Z1Huang利用虚设机构,提出虚等效力矩和分等效力矩的概念,为任意自由度多闭环机构的受力分析提供简单方法[30]。

4 奇异位形结构分析

并联机器人特征之一是高刚度,然而,若并联机器人在奇异位置时,会造成很大的问题,因为机器人在处于该位置时,不能承受任何负载,因而,若要提高机器人的灵活性和可操作性,必须将奇异位置排除在工作领域之外。

Hunt[22]发现了一奇异位置,即:运动平台绕6个支柱交线的位置旋转时,Fitcher发现了另一种奇异位置,即:运动平台平行基座时,绕Z轴旋转±90°的位置。M erlet应用G rassmanm几何发现了Hunt和Fitch2 er奇异位置,同时,也发现了更多的奇异位置,上述所提到的发现奇异位置的方法,都是应用几何的方法。尽管通过几何方法可以找出具体的奇异位置,但很难得出一个求解有关奇异位置的通用方法。研究者们一直希望找到更为理想的解决办法,即:奇异位置方程。通过求解该方程来确定奇异位置。Shi和Fen2 ton应用正瞬态运动学方程来确定奇异位置。Sefrioui 和G ossellin针对一平面的32DOF并联机器人推导出奇异轨迹的解析表达式。M ayer、S t2Onge和G osselin从行列式的特性中推导出一种解析方程,该方程是一个位置变量的4阶多项式。K im和Chung应用局布结构方法推导出62DOF并联机器人的奇异性的解析方程,奇异位形的特性也得到了研究。G osselin和Angeles将闭环运动链的奇异性分为三种类型,即边界奇异、位形奇异和构形奇异,M a和Angeles提出了对奇异位置的另种分类方法,并且推导出产生构形奇异的条件,即:并联机器人的运动平台和基座平台是相似多边形[22~27]。

5 发展展望

并联机器人虽然经过了几十年的研究,在理论上比较成熟,但是很大程度上是在大学的实验室,真正投入到生产实践中的并联机器人甚少。近年来,先进制造技术的发展对并联机器人的研究和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。要从组成敏捷生产系统的观点出发,来研究并联机器人的进一步发展。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、生产管理以及人的集成。要想使并联机器人充分发挥其优势性,适应于市场的需求,就需要对并联机器人进行模块化设计。

并联机器人的模块化设计正是符合敏捷制造提出的策略,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。并联机器人的模块化设计为并联机器人迅速走向市场奠定了良好的基础。

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作者简介:刘 阳,1968年6月生,博士研究生。

收稿时间:2003-03-11

仿生机器人的研究现状及其发展方向

第36卷第6期 上海师范大学学报(自然科学版)Vol.36,No.6 2007年12月 Journal of Shanghai Nor mal University(Natural Sciences)2007,Dec. 仿生机器人的研究现状及其发展方向 王丽慧,周 华 (上海师范大学机械与电子工程学院,上海201418) 摘 要:随着机器人智能化技术的进步,机器人应用领域的拓展,仿生机器人的研究正在引起世界各国研究者的关注.主要对仿生机器人的国内外研究状况进行了综述并对其未来的发展趋势作了展望. 关键词:仿生机器人;研究现状;发展方向 中图分类号:TP24 文献标识码:A 文章编号:100025137(2007)0620058205 人们对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史,人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人类完成各种工作.1959年,第一台工业机器人在美国诞生,近几十年,各种用途的机器人相继问世,使人类的许多梦想变成了现实.随着机器人工作环境和工作任务的复杂化,要求机器人具有更高的运动灵活性和在特殊未知环境的适应性,机器人简单的轮子和履带的移动机构已不能适应多变复杂的环境要求.在仿生技术、控制技术和制造技术不断发展的今天,仿人及仿生物机器人相继被研制出来,仿生机器人已经成为机器人家族中的重要成员. 1 仿生机器人的基本概念 仿生机器人就是模仿自然界中生物的外部形状、运动原理和行为方式的系统,能从事生物特点工作的机器人.仿生机器人的类型很多,主要为仿人、仿生物和生物机器人3大类.仿生机器人的主要特点:一是多为冗余自由度或超冗余自由度的机器人,机构复杂;二是其驱动方式有些不同于常规的关节型机器人,通常采用绳索、人造肌肉或形状记忆合金等驱动. 2 仿生机器人的国内外研究现状 2.1 水下仿生机器人 水下机器人由于其所处的特殊环境,在机构设计上比陆地机器人难度大.在水下深度控制、深水压力、线路绝缘处理及防漏、驱动原理、周围模糊环境的识别等诸多方面的设计均需考虑.以往的水下机器人采用的都是鱼雷状的外形,用涡轮机驱动,具有坚硬的外壳以抵抗水压.由于传统的操纵与推进装置的体积大、重量大、效率低、噪音大和机动性差等问题一直限制了微小型无人水下探测器和自主式水下机器人的发展.鱼类在水下的行进速度很快,金枪鱼速度可达105k m/h,而人类最快的潜艇速度只有84km/h.所以鱼的综合能力是人类目前所使用的传统推进和控制装置所无法比拟的,鱼类的推进方式已成为人们研制新型高速、低噪音、机动灵活的柔体潜水器模仿的对象.仿鱼推进器效率可达到70%~ 收稿日期:2007209222 基金项目:上海师范大学理工科校级项目(SK200733). 作者简介:王丽慧(1972-),女,上海师范大学机械与电子工程学院副教授.

多机器人协调与合作系统的研究现状和发展

文章编号 10042924X (2001)022******* 多机器人协调与合作系统的研究现状和发展 高志军,颜国正,丁国清,颜德田,陈忠泽 (上海交通大学电子信息学院820所,上海 200030) 摘要:随着机器人的应用方式正在由部件式单元应用向系统式应用方向发展,提出了由多机器人构成的群体或社会的组织与控制问题。说明了多机器人协调与合作系统中,协调与合作的区别与联系,对多机器人协调与合作系统的研究现状进行了综述,并就基于M A S (M u lti 2A gen t 2System )的多机器人协调与合作系统的发展提出了一些看法,指出基于M A S 的多机器人协调与合作系统是多机器人学发展的一个重要方向。 关 键 词:多机器人;协调系统;合作系统;多智能体系统中图分类号:T P 242.6 文献标识码:A 1 引 言 机器人技术的发展使机器人的能力不断提 高,机器人应用的领域和范围正不断扩展。从自动化工厂的装配工作到深海作业乃至核工业的故障处理、太空中操作任务等都迫切需要机器人进入角色。一方面,由于任务的复杂性,在单机器人难以完成任务时,人们希望通过多机器人之间的协调与合作来完成。另一方面,人们也希望通过多机器人间的协调与合作,来提高机器人系统在作业过程中的效率,进而当机器人工作环境发生变化或系统局部发生故障时,多机器人之间仍可通过本身具有的协调与合作关系完成预定的任务。多机器人协调与合作作为一种新的机器人应用形式日益引起国内外学术界的兴趣与关注。 本文首先说明了多机器人协调与多机器人合作系统的发展、主要研究的问题以及它们之间的区别与联系,接着说明了以M A S (M u lti 2A gen t 2System )为基础的多机器人系统,并就它的发展提出了一些看法。 2 多机器人协调和合作系统 2.1 多机器人协调系统的主要研究问题 80年代以来,多机器人协调作为一种新的机 器人应用形式日益引起国内外学术界的兴趣与关注,1987年在美国圣地亚哥召开的多机器人协调研讨会上,着重提出了多机器人协调研究的主要问题。1989年,国际杂志《Robo tics and A u 2 tonom ou s System 》 专门推出了多机器人协调研究专辑,此外,IEEE 的机器人与自动化国际会议 从1986年起已将多机器人协调研究列为一个专题组,足见对该问题的重视。在过去的10多年里,人们对多机器人协调控制中的协调和集中、负载分配、运动分解、避碰轨迹规划、操作柔性体等问题进行了大量的研究[1-3]。由于多机器人(主要是多机器人臂)操作物体时形成的闭链系统,存在受限运动以及冗余度控制问题,因此多机器人协调控制问题十分复杂,但它基本上不涉及系统组织与合作机制等高层的控制问题。在多机器人协调控制中,机器人之间的组织与合作关系已经人为的事先确定了。 从研究的角度看,多机器人协调研究比单机器人来说出现了许多本质上全新的问题,主要有[4-5]: (1)复杂协调任务的描述 (2)同一工作空间中多机器人协调和集中(3)多机器人协调系统的自适应控制 (4)多机器人协调系统的负载分配 (5)以多传感器为基础的数据检测和障碍描 述 收稿日期:2000211213;修订日期:2000212205 第9卷 第2期  光学 精密工程 Vol .9,No .22001年4月 O PT I CS AND PR EC IS I ON EN G I N EER I N G A p r.,2001

智能机器人的现状和发展趋势

智能移动机器人的现状和发展 姓名 学号 班级:

智能移动机器人的现状及其发展 摘要:本文扼要地介绍了智能移动机器人技术的发展现状,以及世界各国智能移动机器人的发展水平,然后介绍了智能移动机器人的分类,从几个典型的方面介绍了智能移动机器人在各行各业的广泛应用,讨论了智能移动机器人的发展趋势以及对未来技术的展望,最后提出了自己的建议和设想,分析我国在智能移动机器人方面发展并提出期望。 关键词:智能移动机器人;发展现状;应用;趋势 1引言 机器人是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。智能移动机器人则是一个在感知 - 思维 - 效应方面全面模拟人的机器系统,外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场,可以全面地考察人工智能各个领域的技术,研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能移动机器人应该具备三方面的能力:感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能 力。智能移动机器人与工业机器人的根本区别在于,智能移动机器人具有感知功 能与识别、判断及规划功能[1] 。 随着智能移动机器人的应用领域的扩大,人们期望智能移动机器人在更多领 域为人类服务,代替人类完成更复杂的工作。然而,智能移动机器人所处的环境 往往是未知的、很难预测。智能移动机器人所要完成的工作任务也越来越复杂; 对智能移动机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前,国内外对 智能移动机器人的研究不断深入。 本文对智能移动机器人的现状和发展趋势进行了综述,分析了国内外的智能 移动机器人的发展,讨论了智能移动机器人在发展中存在的问题,最后提出了对 智能移动机器人发展的一些设想。 1

并联机器人机构运动与动力分析研究现状及展望

并联机器人机构运动与动力分析研究现状及展望 冯志友1,2 李永刚1 张 策1 杨廷力1,3 1.天津大学,天津,300072 2.佳木斯大学,佳木斯,154007 3.中国石化集团金陵石化公司,南京,210096 摘要:对并联机器人机构运动、动力分析理论的国内外研究现状进行了综述,对现代数学在并联机器人机构理论研究中的应用这一发展新趋势予以展望,指出了并联机器人机构运动、动力分析研究领域有待深入开展的研究方向。 关键词:并联机器人;机构;运动分析;动力分析 中图分类号:TH 112 文章编号:1004)132X(2006)09)0979)06 Present State and Per spectives of R ese arch on Kinem atics and D ynamics of Parallel Manipulators Feng Zhiyou 1,2 Li Yonggang 1 Zhang Ce 1 Yang Tingli 1,3 1.Tianjin University,Tianjin,300072 2.Jiamusi University,Jiamusi,Heilongjiang,154007 3.Jinling Petrochemical Corporation,Nanjing,210096 A bstract:With the development of parallel manipulators,the study of parallel mechanisms has become the hot-point in mechanical fields.The researches of kinematic and dynamic analysis for parallel manipula -tors at home and abroad w ere summarized.The development trends about applications of modern mathematics and the direction of research in this field were pointed out. Key w ords:parallel manipulator;mechanism;kinematic analysis;dynamic analysis 收稿日期:2005)03)29 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50275070) 0 引言 并联机器人机构的研究可追溯到20世纪,1965年Stew art [1] 提出的Stewart 平台由上下平台 及6根驱动杆构成,驱动杆可以独立地伸缩,且分别由球铰与上下平台连接,这样,上平台就具有6个自由度[2]。随着对这种并联机构研究的不断深入,人们将凡是上下平台由两个或两个以上分支相连,机构具有两个或两个以上自由度,且以并联方式驱动的机构统称为并联机构。并联机构与串联机构相比,具有刚度大、结构稳定、承载能力强、精度高、运动惯性小、运动学反解易求和便于实时控制等优点,具有广阔的应用前景。因此,并联机构学理论已成为机构学研究领域的研究热点之一。 1 国内外研究现状综述 1.1 并联机构运动分析1.1.1 位置分析 并联机构位置分析中有两个基本问题,即机构位置的正解、反解问题。已知并联机构各输入关节的位置参数,求解输出件上平台的位置参数称之为机构位置的正解;已知输出件上平台的位置参数,求解各输入关节的位置参数称之为机构位置的反解。反解问题比较简单,而正解问题是并联机构运 动学的难点之一,且在实际应用中具有重要意义[3]。例如,如何用最小的机构尺寸获得必要的工作空间,如何避开机构运动的奇异位置,以及分析机构末端输出误差及实际运动轨迹等问题都需要机构位置正解。位置正解的核心是求解一组非线性约束方程。目前,位置正解方法主要有数值法[4~12]和解析法[13~19]。 数值法的优点是建立数学模型简单,没有繁琐的数学推导,可求解任何并联机构,缺点是计算速度较慢,当机构接近奇异位形时不易收敛,很难求得全部位置解,结果与初值选取有直接关系。对数值法的研究主要集中在两个方面:一是如何对方程组降维,以提高求解速度;二是如何得到所有可能解。黄真[12] 早在1985年就巧妙地以三棱锥法将三角平台的并联机构六维问题一次降为一维,有很高的求解效率。文献[5]利用三维搜索法将6-SPS 机构的非线性方程组的未知数降为3个。Innocenti 等[6]提出用一维搜索的方法求解6-SPS 机构全部实数解,具有独创性,但计算量非常大。沈辉等[8] 提出一种基于区间对分搜索法的数值迭代方法,该方法的收敛性不依赖于初始条件的选取,并且能够一次得到问题的所有近似解,但增加了运算量,影响了求解速度。文献[9]提出了一种求解并联机器人位置正解的逐次逼近法,该方法以瞬时速度方向为每一次逼近的运动方向,因此能够快速地以任意精度逼近所求的位姿。杨廷力[4]提 979

机器人研究现状及发展趋势

机器人发展历史、现状、应用、及发展 趋势 院系:信息工程学院 专业:电子信息工程 姓名:王炳乾

机器人发展历史、现状、应用、及发展趋势 摘要:随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。文章介绍了机器人的国内国外的发展历史、状况、应用、并对机器人的发展趋势作了预测。 关键词:机器人;发展;现状;应用;发展趋势。 1.机器人的发展史 1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶并公开表演。 1738年,法国技师杰克·戴·瓦克逊发明了机器鸭,它会嘎嘎叫、进食和游泳。 1773年,瑞士钟表匠杰克·道罗斯发明了能书写、演奏的玩偶,其体内全是齿轮和发条。它们手执画笔、颜料、墨水瓶,在欧洲很受青睐。 保存至今的、最早的机器人是瑞士的努萨蒂尔历史博物馆里少女形象的玩偶,有200年历史。她可以用风琴演奏。 1893年,在机械实物制造方面,发明家摩尔制造了“蒸汽人”,它靠蒸汽驱动行走。 20世纪以后,机器人的研究与开发情况更好,实用机器人问世。 1927年,美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”。它是电动机器人,装有无线电发报机。 1959年第一台可以编程、画坐标的工业机器人在美国诞生。 现代机器人 有关现代机器人的研究始于20世纪中期,计算机以及自动化技术的发展、原子能的开发利用是前提条件。1946年,第一台数字电子计算机问世。随后,计算机大批量生产的需要推动了自动化技术的发展。1952年,数控机床诞生,随后相关研究不断深入;同时,各国原子能实验室需要代替人类处理放射性物质的机械。

国内外机器人发展现状及发展动向

国外机器人发展现状及发展动向 一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展:增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起,全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰,全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台,略有回落,主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑,但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升,特别是中国制造业升级,我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台,年复合增长率9.5%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元,本体加集成市场容量按本体大约三倍算,估计1600亿元。 估计2013年至2017年,包含本体和集成在的全球工业机器人市场,年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据,2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元,公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面,市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%,公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年,全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人,服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局:日欧产业优势明显,中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%,销量达69.92%。 截至2012年底,全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年,最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看,亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动,因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看,日本是唯一的工业机器人净出口国,拥有全球最大的机器人产能,占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区,占比约34%,而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比,从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。 美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间(15%-25%),表明这

工业机器人研究现状及发展趋势_曹文祥

2011/2 机械制造49卷第558期 纵观历史研究文献,国内外对工业机器人的研究热点问题主要分为3个方面:仿生机器人与新型机构、机器人的定位与地图创建、机器人-环境交互。本文将分别就以上3方面对研究现状进行简要分析,并对工业机器人的发展趋势作了预测。 1工业机器人的发展历程 自1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的 概念以来,工业机器人就得以不断地发展。概括起来,工业机器人的发展历程为3代: 第1代:示教再现型机器人,但不具备反馈能力。如郭勇等人[1]研制的挖掘机手柄自动操作机构,该机构结构简单,能够实现动作示教再现。 第2代:有感觉的机器人,不仅具有内部传感器,而且具有外部传感器,能获得外部环境信息。如P.l Liljeb.ck 等人研制的蛇形机器人就装有内部测转速的 传感器,以及外部测力的传感器,该机器人能够在不规则环境中具有一定的运动能力。 第3代:智能机器人。定义为“可自动控制的装置,能理解指示命令,感知环境,识别对象,规划自身操作程序来完成任务”。如John Vannoy 等人采用实时可适应性的运动规划(RAMP )算法的PUMA560机械臂,它能在复杂动态环境中自动识别来自不同方向的移动或静止的障碍物,主动规划路径,进而完成预定任务。 2 国外工业机器人的研究现状 2.1 仿生机器人与新型机构 对人的研究,国外侧重于对人行走时的步态分析, 通过对人脚形状的分析,得出具有圆形截面的脚趾和脚后跟以及具有扁平截面的连接脚趾和脚后跟的中间 部分具有最佳的动力学性能。对人形机器人步态规划问题,Xia Zeyang 等人提出了一种基于样品的决定性的脚步规划方法,该方法综合考虑了自身独特的运动能力和稳定性。对于在不同类型障碍的复杂环境中脚步规划,Yasar Ayaz 采用与人走近障碍物时绕过的方法,通过脚步实时的生成成功避开障碍物。此外,对于双足步行机器人的复杂地面运动的研究也有新的进展,研究出一种新型的双足机构,能实现不平区域稳定地行走,该足由4个分别带光学传感器的鞋钉组成,总重1.5kg 。对动物的研究则表现为对诸如蛇、鱼的结构以及运动性能的研究。仿蛇机器人不仅可以作为管道检测装置,也可以作为地震或矿难探索装置,更可以当作极地探测器来进行科研活动。Shigeo 和Hiroya Yamada 就将仿蛇机器人的机械结构分为5种类型:活 动的弯曲关节式;活动的弯曲和拉伸关节式;活动的弯曲关节和活动的车轮式;被动弯曲关节和活动车轮式;活动的弯曲关节和履带式。Aksel Andreas Transeth 等采用摩擦力模型方法建立了一蛇形机器人模型,该机器人能与包括地面的障碍物以外的物体接触,对地震或矿区救援很有帮助。Kristin Y.Pettersen 等人对蛇形机器人在存在障碍物环境中运动进行了复合建模,仿真结构证明该模型能实现不规则环境中的一般运动。但蛇形机器人目前要真正达到在复杂环境中畅通无阻地运动,还有待进一步研究。对海洋的开发,相对于其它的水下自动化装置,仿生鱼具有更好的推进力和流体适应性。其研究主要体现在结构和运动特性上。Jun Gao 和K.H.Low 等人对胸鳍驱动和尾鳍驱动鱼形机器 人进行了分析,讨论了鱼结构和运动各参数的关系。 Yu Zhong 等人对由阀体与尾鳍构成的机器人鱼的运 动性能进行了研究,采用量纲分析方法,建立了一种能预测运动的机器鱼模型。Giuseppe Tortora 等人设计了 工业机器人研究现状及发展趋势 □ 曹文祥 □ 冯雪梅 武汉理工大学机电工程学院 武汉 430070 摘 要:作为最典型的机电一体化的高科技装备,工业机器人得到了非常广泛的应用。综述了国内外工业机器人的 研究热点现状,并预测了其发展趋势。 关键词:工业机器人现状 发展趋势 中图分类号:TP242.2 文献标识码:A 文章编号:1000-4998(2011)02-0041-03 Abstract:As the typical high-tech equipment of mechanoelectronic integration,industrial robots have been widely used.The current situation of research hot points of IR is presented and the developing trend forecasted. Key Words:Industrial Robot (IR)Current Situation Developing Trend 收稿日期:2010年9月 41

并联机器人的研究现状与展望

并联机器人的研究现状与展望 刘阳,冯宝富,蔡光起 (东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳110004) 摘要:本文对并联机器人进行系统地分类,介绍了并联机器人运动学分析、动力学、奇异结构分析的方法及研究现状,最后,提出了为适应机械工业的发展,根据敏捷制造提出的策略,展望了其发展趋势)))模块化设计。 关键词:并联机器人;奇异结构;模块化设计 中图分类号:TP24212文献标识码:A文章编号:1001-3881(2004)3-007-3 State and Future Trend of Parallel Manipulator LI U Yang,FENG Bao-fu,CAI Guang-qi (School of Mechanical Engineering&Automation,Northeastern University,Shenyang110004,China) Abstract:Parallel manipulators were categorized systematically.The analysis method of positi on kinetics,dynamics and singular con-fi guration in parallel manipulators were described.Finally,in order to adap t to machine industry development and agility manufacture,the develop ment trend of parallel manip ulators,modular design,was presented. Keywords:Parallel manipulators;Singular configuration;Modular desi gn 在1965年,由Ste wart提出并联机构,原是作为飞行模拟器用于训练飞行员的[1]。后来由澳大利亚著名机构学教授Hunt在1978年提出,可将Ste wart平台机构应用到并联机器人机构中[2]。从此,并联机器人的研制与开发工作开始了。经过数十年的探索,并联机器人的研究已从基础理论工作逐渐地过渡到实践应用中。并联机器人在机械工业、航空业以及矿山开采的应用十分广泛。 并联机器人凭借其结构刚性好、承载能力强、累积误差小、部件简单等优势,逐渐在国内外机床行业占领市场,并将成为21世纪高速轻型数控加工的主力装备。 1并联机器人分类 自1993年,第一台并联机器人在美国德州自动化与机器人研究所诞生以来,并联机器人无论在结构和外型都得到了充分的发展,但就其类别可分为以下几类: (1)按自由度的数目分类,并联机器人可做F自由度(DOF)操作,则称其为F自由度并联机器人。例如:一并联机器人有6个自由度,称其为6-D OF 并联机器人。冗余并联机器人,即其自由度大于6的并联机构。欠秩并联机器人,即机构的自由度小于其阶的并联机构。 (2)按并联机构的输入形式分类,可将并联机器人分为:线性驱动输入并联机器人和旋转驱动输入并联机器人。研究较多的是线性驱动输入的并联机器人,这种类型的机器人位置逆解非常简单,且具有唯一性。旋转驱动输入型并联机器人与线性驱动输入并联机器人相比,具有结构更紧凑、惯量更小、承载能力相对更强等优点;但它的旋转输入运动形式决定了位置逆解的多解性和复杂性。 (3)按支柱的长度变化分类,可将并联机器人分为:一种为采用可变化的支柱进行支撑上下平台的并联机器人。例如:这种六杆的并联机器人称为Hexa-pod,运动平台和基座由6个长度可变化的支柱连接的,每个支柱的两端分别由铰链连接在运动平台上和基座上,通过调节支柱的长度来改变运动平台的位姿。另一种为采用固定长度的支柱进行支撑上、下平台的并联机器人。例如:这种六杆的并联机器人称为Hexaglide,运动平台和基座是由6个长度固定的支柱连接的,每个支柱一端由铰链连接在运动平台上,另一端通过铰链连接在基座上,该端铰链可沿着基座上固定的滑道上进行移动,由此,来改变运动平台的位姿。 2并联机器人的运动学分析 在并联机器人的运动学分析包括两方面:已知活动平台位姿、速度,求解各驱动副的长度或转角、速度,称为逆解;已知各驱动副的长度或转角、速度,求解各驱动副的长度或转角、速度。最为普遍的研究方法有两种:数值解法、封闭解法。 数值解法是指求解一组非线性方程,非线性方程是矢量环方程经过一些具体结构的代数处理后,直接导出的,从而求得与输入位移对应的动平台的位置和姿态,数值解法的优点是其数学模型比较简单,并且省去了烦琐的数学推导。但这种方法的计算速度比较慢,不能求得机构的所有位置解,并且最终的结果与初值的选取有直接的关系。但这种方法可求解任何并联机构,建立数学模型相对容易,可以立即进行位置 1基金项目:国家863项目资助(863-512-30-07)

协作机器人与传统机器人区别【深度解析】

协作机器人与传统机器人有何区别? 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 协作机器人只是整个工业机器人产业链中一个非常重要的细分类别,有它独特的优势, 但缺点也很明显:为了控制力和碰撞能力,协作机器人的运行速度比较慢,通常只有传统机 器人的三分之一到二分之一。本文将尝试解答以下问题:为什么需要协作机器人?协作机器 人的起源?协作机器人与传统机器人有什么区别? 为什么需要协作机器人? 协作机器人的兴起意味着传统机器人必然有某种程度的不足,或者无法适应新的市场需 求。 总结一下,主要有三点: 1.传统机器人部署成本高 其实相对来讲,工业机器人本身的价格并不高。主流场合使用的机器人,根据负载能力 不同,售价区间在¥10w~¥40w。一般情况下一台机器人的使用使用寿命在5~8年,作 为比较高端的工业设备来讲并不算贵。 传统机器人贵在其部署(将机器人安装到工厂并正常运行)成本上,原因有两个:目前 的工业机器人主要负责工厂中重复性的工作,这依赖于其非常高的重复定位精度(重复到达 空间某些固定位置的能力,一般机器人可以做到0.02mm以下),以及依赖固定的外界环境。 为了保证这一点,除了机器人本身的设计要求之外,还需要待加工的产品放在固定的位置, 以便机器人每次都可以到同一个地方准确的拿取或者执行某项操作。对于现代复杂的流水线

作业来讲,在整个产线上为每一个使用机器人的工序都设计这些固定的外界环境需要耗费大量的资源,占用大片宝贵的车间面积以及长达数月的实施时间。机器人的使用难度较高,只有经过培训的专业人士才能熟练使用机器人完成配置、编程以及维护的工作,普通用户很少具备这样的能力。 将之前以工人操作为主的流水线,变为由机器人和自动化设备为主的生产线,是一个系统工程,绝大多数终端工厂客户并不具备这样的能力,因此就需要一个第三方的角色来完成这部分工作,这个第三方即系统集成商,来根据客户现场的实际情况,来完成机器人的最终部署。 系统集成商的工作至少包括:生产线的自动化改造方案(流程、设备布局、人员配置等)机器人外围支持设备的设计、制造、安装。符合工艺要求的机器人编程、调试。客户技术团队的培训。以及后续的售后维护工作。 根据很多业内机构和前辈统计的数字,整个机器人部署/集成应用的费用大概是机器人售价的3~4倍。近几年随着国内集成商的迅速扩军,竞争越来越激烈,整体价格有所下滑,但也基本在2~3倍。 以常见的弧焊工作站为例,采购一台进口品牌的弧焊机器人价格约在11~15w之间,但是经过系统集成商这一层之后,整体报价不会低于30w,个别夸张的甚至能报到100w。在工资相对较高的长三角和珠三角地区,一名熟练焊工的工资大概在5k~7k,1台机器人代替1~2名工人,ROI不会少于2年,很多中小企业主对机器人会选择犹豫和观望。 如果使用机器人的机器人比较多,则大部分情况下需要对原有的生产线进行改造,甚至重新建设,不仅需要巨大的投资,可能还涉及到停产改造,这也是很多工厂迟迟不上机器人的原因之一。 除此之外,因为每一条生产线上的大部分设备(末端工具、非标机械、控制流程等)都

工业机器人发展现状与趋势

工业机器人发展现状与趋势 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 一、工业机器人的发展现状 工业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。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代,机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右。2004年增长率达到创记录的20%。其中,亚洲机器人增长幅度最为突出,高达43%,如图1所示。 图1:各区域用户工业机器人定购指数(以1996年作为100) 二、工业机器人的应用领域日渐广泛 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

试论工业机器人国内外发展现状与趋势

试论工业机器人国内外发展现状与趋势 发表时间:2016-05-24T14:01:30.360Z 来源:《电力设备》2016年第2期作者:孔玲爽陈颖超 [导读] (湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲 412007)机器人是人类发展高级阶段的高科技产物,工业机器人的诞生和机器人学的建立无疑是21 世纪人类科学技术的重大成就。 (湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲 412007) 摘要:机器人是人类发展高级阶段的高科技产物,工业机器人的诞生和机器人学的建立无疑是21 世纪人类科学技术的重大成就。在国内,工业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,加快工业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。本文结合国内外机器人发展的经验及近几年的动态,指出了我国工业机器人产业化发展的影响因素和实施策略,探讨了我国机器人发展的方向及策略。 关键词:工业机器人;自动化产业化;发展趋势 工业机器人是综合了计算机科学技术、机械工程技术、电子工程技术、信息传感器技术、控制理论、机构学、人工智能学、仿生学等多学科而形成的高新技术。在国外工业机器人技术日趋成熟,其己经成为一种标准设备而在工业自动化行业广泛应用,从而也形成了一批在国际上较有影响力的工业机器人公司,工业机器人技术的发展水平也成为一个国家工业自动化水平的重要标志。 工业机器人原理及分类20 世纪中期,随着计算机技术、自动化技术和原子能技术的发展,工业机器人开始在美国得到研究和发展,使其在工业生产中得以广泛使用。工业机器人的最初出现是传统的机构学与近代电子技术相结合的产物,如今工业机器人是综合了多学科而形成的高新技术产物,是当代十分活跃的研究开发领域。为了跟上社会进步、经济发展的步伐,工业机器人以不同的种类正逐步应用在到各行各业,对国民经济发展有着举足轻重的作用。 1. 1 工业机器人工作原理 现代工业自动化领域中应用的各种操作机器人是目前工业机器人技术中最成熟的一类,这种工业机器人实质上是一类能根据预先将程序编制在存储装置中,然后操作程序自动重复执行,进行完全代替人工作业的自动化机器。其系统构成如图1 所示。 由图1 可知,工业机器人构成是个闭环系统,通过运动控制器、伺服驱动器、机器人本体、传感器等部件可以完成人们需要的功能。 工厂中高性能通用型工业机器人一般采用关节型的机械结构,每个关节由独立的驱动电机控制,通过计算机对驱动单元的功率放大电路进行控制,实现机器人的运动控制操作。其控制系统原理流程图如图2所示。 由图2 可知,关节型工业机器人的组成由人机界面(示教器)、伺服驱动器、运动控制器(下位机)、机器人本体等组成,通过机器人末端带不同的夹具来实现不同的功能。示教器是对机器人状态的监控及发出运动指令部分,是人跟机器人信息交互的唯一窗口; 伺服驱动器是对伺服电机的控制,是机械手臂运动的动力源; 运动控制器是各个关节的位姿运算单元,正解和逆解程序的执行、运行都在其中计算; 机器人本体是执行机构,是实现要求功能的最直接部件。 1. 2 工业机器人分类 随着科学技术的不断进步,我国工业机器人已经走上了自主研发阶段,这样标志着我国工业自动化走向了新的里程碑。按照工业机器人的关键技术发展过程其可分为三代: 第一代是示教再现机器人,主要由机器人本体、运动控制器和示教盒组成,操作过程比较简单。第一代机器人使用示教盒在线示教编程,并保存示教信息。当机器人自动运行时,由运动控制器解析并执行存储的示教程序,使机器人实现预定动作。这类机器人通常采用点

并联机器人机构静刚度研究现状与展望

并联机器人机构静刚度研究现状与展望* 李永刚1,2,宋轶民2,冯志友3 (1.天津工程师范学院机械工程学院,天津300222;2.天津大学机械工程学院,天津300072;3.天津工业大学机械工程学院,天津300160) 摘要:静刚度是并联机器人机构的一项重要性能评价指标,是并联机器人研究的热点领域之一。从有限元分析、静刚度解析模型、静刚度分析和静刚度设计等4个领域对并联机器人机构的静刚度研究现状进行了总结回顾,并对其未来发展趋势进行了分析。 关键词:并联机构;静刚度;有限元;建模 中图分类号:T H122文献标识码:A文章编号:1001-2354(2010)03-0001-04 与串联机器人机构相比,并联机器人机构具有刚度大、结构稳定、承载能力强、累积误差小、运动惯性小、运动学反解易求和便于实时控制等互补性优点,具有广阔的应用前景。因此,近30年来,并联机器人机构理论研究一直是机构学领域的研究热点之一。 然而,作为一项重要性能评价指标,静刚度不仅与机器人机构的拓扑结构有关,而且与机构的尺度参数和截面参数密切相关。显而易见,一个由细杆组成的并联机器人不一定比粗杆构成的串联机器人静刚度高。因此,为设计出大刚度的并联机器人,基于静刚度性能分析和设计的参数优化设计研究至关重要。许多学者在此领域做了大量卓有成效的工作。文中主要从有限元分析、静刚度解析模型、静刚度性能分析、静刚度设计4个方面对并联机器人机构静刚度研究现状进行了分析,并对其未来发展趋势进行了展望。 1国内外研究现状 1.1有限元分析 有限元分析是并联装备设计和静刚度性能预估的重要手段,主要是借助有限元分析软件如A NSYS等,对设计的虚拟并联装备样机进行受力分析,根据变形和应力分布情况,从而对样机的尺度参数和截面参数进行改进。朱春霞等[1-3]利用ANSYS软件对3-TPT并联机床进行了静刚度有限元分析,得到机床在不同姿态下的静刚度和静力特性,并调查了平行四边形结构对机床性能的影响。李育文等[4]利用有限元分析预估了6-UPS并联机床在整个工作空间内的静刚度性能分布,分析了结构参数对机床性能的影响,并通过静刚度实验对有限元分析的可靠性和有效性进行了验证。为研究并联机床单支路的刚度对系统性能的影响,李洋等[5]对单个U PS支链进行了有限元分析,研究发现虎克铰是应力集中的地方,其结构参数应做改进。魏永庚和胡景姝等[6-7]利用AN SYS软件对不同结构形式的6自由度并联机床进行了有限元分析,结果表明非交叉结构比较理想。梁军和付铁[8]采用结构矩阵分析和有限元分析相结合的方法,研究了BKX-I型并联机床刚度在工作空间中的分布规律。杨春辉等[9]分别采用有限元模型和线性理论模型研究了3RRR微动机器人的刚性,发现有限元分析的计算精度要高于线性理论模型。徐礼锯和范守文[10]基于刚度和弹性动力学的有限元分析,对比研究了一种新型4自由度并联机床和基于Stew art平台的并联机床的性能。徐洋等[11]利用ANSYS研究了基于Stew ar t平台的航海模拟平台的静、动态特性,并据此优化设计了平台的结构参数。由此可见,利用有限元分析计算机构的刚度方法简便,精确度较高,但耗时多,工作量大。因此,为便于并联机构参数的多变量优化设计,仍需要建立静刚度的解析或半解析模型。 1.2刚度解析模型 刚度解析模型是指机构的操作力和末端变形之间的映射。1990年Gosselin[12]依据虚功原理在只考虑主动关节弹性的前提下,首先给出了平面和空间机构操作力与末端变形间映射的建立方法,得到的映射为n@n矩阵,其中,n为机构的自由度数目。利用此方法,许多学者针对不同机构开展了静刚度分析和设计研究。由于此类刚度映射仅涉及主动关节的刚度,忽略了杆件和铰链等其他部件弹性的影响,因此所建模型缺乏完备性。H uang等[13]以此为基础,在考虑简单机架以及支链全部组件弹性的条件下,结合子结构综 第27卷第3期2010年3月 机械设计 JO U RN A L O F M ACH IN E D ESIG N V ol.27N o.3 M ar.2010 *收稿日期:2009-02-06;修订日期:2009-09-30 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50675151) 作者简介:李永刚(1975-),男,河北永年人,讲师,博士,专业方向:并联机器人机构学,发表论文10余篇。

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摘要 该协作机器人项目计划总投资6001.59万元,其中:固定资产投 资4650.88万元,占项目总投资的77.49%;流动资金1350.71万元, 占项目总投资的22.51%。 达产年营业收入12827.00万元,总成本费用10020.13万元,税 金及附加117.75万元,利润总额2806.87万元,利税总额3311.77万元,税后净利润2105.15万元,达产年纳税总额1206.62万元;达产 年投资利润率46.77%,投资利税率55.18%,投资回报率35.08%,全部投资回收期4.35年,提供就业职位262个。 本报告是基于可信的公开资料或报告编制人员实地调查获取的素 材撰写,根据《产业结构调整指导目录(2011年本)》(2013年修正)的要求,依照“科学、客观”的原则,以国内外项目产品的市场需求 为前提,大量收集相关行业准入条件和前沿技术等重要信息,全面预 测其发展趋势;按照《建设项目经济评价方法与参数(第三版)》的 具体要求,主要从技术、经济、工程方案、环境保护、安全卫生和节 能及清洁生产等方面进行充分的论证和可行性分析,对项目建成后可 能取得的经济效益、社会效益进行科学预测,从而提出投资项目是否

值得投资和如何进行建设的咨询意见,因此,该报告是一份较为完整的为项目决策及审批提供科学依据的综合性分析报告。

协作机器人项目可行性报告目录 第一章项目概况 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标

国内机器人技术分析研究现状

国内机器人技术研究现状分析 王守龙 摘要:随着经济全球化对工农业生产提出越来越高的要求,计算机技术向着智能化发展,机器人越来越普遍的被工农业应用,其在提高工农业产品质量,增加经济效益方面发挥着重大作用。本文又介绍分析了移动机器人和小口径管内机器人及其在我国的技术研究现状。中国的机器人事业面临着新的机遇和挑战。 关键词:机器人;技术研究;移动机器人;小口径管内机器人

前言 有人认为, 应用机器人只是为了节省劳动力, 而我国劳动力资源丰富, 发展机器人不一定符合我国国情。这是一种误解。在我国, 会主义制度的优越性决定了机器人能够充分发挥其长处。它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益, 而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展做出卓越的贡献。 1 工农业机器人 1.1 工业机器人研究现状分析 机器人产业是近30年发展起来的新型产业。我国政府早在“七·五”期间就开始组织了对工业机器人的攻关,到了1987年,国家高技术研究开发计划就把智能机器人作为七大重点领域之一进行集中研究。经过十几年的艰苦奋斗,我国在水下、空间、核领域等特殊机器人方面取得了令人欣慰的成果,一批机器人产品和机器人应用工程应运而生。到20世纪90年代末,我国共完成了l00多项工业机器人应用工程,建成了20个机器人产业化基地,从事机器人研究、开发和应用工程单位200多家,专业从事机器人产业开发的50家左右,全国工业机器人用户近800家,拥有工业机器人约4000台。2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》前沿技术中,我国将智能服务机器人列为重点方向,提出加大科技投入与科技基础条件平台建设。 然而,由于主要依靠科技部门研究开发计划的支持,从资金到产业的支持力度不够,在机器人关键技术方面,我国与国外的差距并没有明显缩小,在关键部件、产品产业化以及基础研究方面的差距还在拉大。到1998年,863计划推动的几个机器人产业化基地产值仅仅1亿元。然而,国外各大机器人公司认识到高速发展中的中国机器人市场的巨大潜力,凭借其技术和资金的优势纷纷进入了中国市场。可以说,目前的中国机器人市场仍然是外国企业一统天下,我国机器人发展尚未进入规模开发利用和产业化的阶段。 我国经过几十年来的研究与引进, 在机器人运动学仿真、动力学仿真和某些典型工业机器人机构分析软件方面取得了一些成果,但总的看来, 我国机器人机械技术的研究状况与国外相比还有较大的差距, 目前既没有建立一种多功能的机器人系统, 也缺乏利用技术对机器人机械学的很多专门问题进行深人研究。我国目前研制的几种工业机器人机型结构主要是直接仿制日本90年代初的样机, 一些主要关键元器件依赖国外进口。虽然国家“七五”期间安排了一些单项研究课题, 但这些课题一时还难于直接用于国产工业机器人, 还远不能从理论及实际技术上建立起我国机器人的完整设计体系, 这与国外相比差距较大。国内利用国产机器人开展应用工程的研究工作刚刚起步。我国对移动机器人研究, 近年来在步行机基础理论方面的成果较多, 而步行机实物模型或样机较少,与国外先进水平相比也存在较大的差距。

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