1、 本科生毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名: 学 号: 班 级: 专 业: 机械工程及自动化 指导教师: 开开 题题 报报 告告 课题名称：课题名称：水平多关节型水平多关节型工业工业机器人设计机器人设计 机身与大臂结构及控制系统设计机身与大臂结构及控制系统设计 一、课题介绍课题介绍: 课题背景：课题背景： 据有关专家介绍， 机器人充分体现了人和机器的各自优长， 它比传统机器具有更大的灵 活性和更广泛的应用范围。 机器人的出现和应用是人类生产和社会进步的需要， 是科学技术 发展和生产工具进化的必然。 在制造业中诞生的工业机器人是继动力机、 计算机之后而出现的全面延伸人的体力和智 力的新一代生产
2、工具， 作为现代制造业的主要自动化装备在制造业中广泛应用， 并将在未来 的制造企业中扮演越来越重要的角色。 机器人及其自动化成套装备已成为目前国内外极受重视的高新技术应用领域。 机器人及 其自动化成套装备是指以机器人为核心， 以信息技术和网络技术为媒介， 将所有设备连接到 一起而形成的大型自动化生产线。 它是先进制造装备的典型代表， 是发展先进制造技术实现 生产线的数字化、网络化和智能化的重要手段。 据介绍，机器人及其成套设备的应用将使现代制造业产生变革，对改变传统生产模式， 全面提升企业的综合竞争力具有重大作用。 机器人及其自动化成套装备的拥有量和水平是衡 量一个国家制造综合实力的重要标志之
3、一。 在机器人中，人（操作者）是不可缺少的重要组成部分，在用这种装置完成一项操作任 务的整个过程中，自始至终都必须有人的参加。同时，人通过观察系统对从动部件的工作情 况及其周围环境保持直接或间接的视觉监视， 从而能充分的依靠人的感觉和智力及时做出判 断和决策，以适应工作对象或其周围环境的变化，随机应变地完成那些较为复杂的、或者事 先难以预料的操作任务。 目前，机器人已经越来越多、越来越广泛地应用于生产生活的各个方面。金字塔探密， 机器人功不可没。美国攻打伊拉克，机器人也发挥了重要作用。中国神州五号的成功发射， 充分显示了我国在机器人某个领域的实力。 我国现代工业机器人技术发展现状的研究 1、工
4、业机器人技术概念 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。 机器人技术是综合了计算机、 控 制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研 究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标 志。 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
5、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。 2、工业机器人技术发展现状 在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人已经推广，成为主流安装机型， 第三代智能机器人已占有一定比重（占日本 1998 年安装台数的 10%，销售额的 36%） （1）机械结构 已关节型为主流，80 年代发明的使用于装配作业的平面关节机器人约占总量的 1/3。 90 年代初开发的适应于窄小空间、 快节奏、 360
6、度全工作空间范围的垂直关节机器人大量用 于焊接和上、下料。 应 3K 和汽车、建筑、桥梁等行业需求，超大型机器人应运而生。如焊接树 10 米长、 10 吨以上大构件的弧焊机器人群，采取蚂蚁啃骨头的协作机构。 CAD、CAE 等技术已普遍用于设计，仿真和制造中。 （2）控制技术 大多数采用 32 位 CPU，控制轴数多达 27 轴，NC 技术、离线编程技术大量采用。 协调控制技术日趋成熟，实现了多手与变位机、多机器人的协调控制，正逐步实现多 智能体的协调控制。 采用基于 PC 的开放结构的控制系统已成为一股潮流，其成本低、具有标准现场网络 功能。 （3）驱动技术 80 年代发展起来的 AC 侍服驱动已成为主流驱动技术用于工业机器人中。 DD 驱动技 术则广泛地用于装配机器人中。 新一代的侍服电机与基于微处理器的智能侍服控制器相结合已由FANUC等公司开发 并用于工业机器人中，在远程控制中已采用了分布式智能驱动新技术。 （4）应用智能化的传感器 装有视觉传感器的机器人数量呈上升趋势， 不少机器人装有两种传感器， 有些机器人留 了多种传感器
