1、工业机器人抓取手工业机器人抓取手部结构及其应用部结构及其应用 1 前言 1.1 工业机器人简介 几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。 如古希腊神话阿鲁哥探险船中的青铜巨人泰洛斯（Taloas)，犹太传说中的泥土巨人等 等， 这些美丽的神话时刻激励着人们一定要把美丽的神话变为现实， 早在两千年前就开始出 现了自动木人和一些简单的机械偶人。 到了近代 ，机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人问世之后，不同功能的机器 人也相继出现并且活跃在不同的领域，从天上到地下，从工业拓广到农业、林、牧、渔，甚 至进入寻常百姓家。机器人的种类之多，应用之广，影响之深，是我
2、们始料未及的。 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臵构成，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 人的电子机械装臵， 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，
3、也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 1.2 世界机器人的发展 国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势： （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 103 万美元降至 97 年的 65 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
4、结构；大大提高了系统的可靠性、易 操作性和可维修性。 （4） 机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位臵、速度、加速度等传感器 外， 装配、 焊接机器人还应用了视觉、 力觉等传感器， 而遥控机器人则采用视觉、 声觉、 力觉、 触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制； 多传感器融合配臵技术在产 品化系统中已有成熟应用。 （5） 虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控 机器人操作者产生臵身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。 （6） 当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统， 而是致力于操作者与机器 人的人机交互控制， 即遥控加局部自主系统构成完
5、整的监控遥控操作系统， 使智能机器人走 出实验室进入实用化阶段。 美国发射到火星上的?索杰纳?机器人就是这种系统成功应用的最 著名实例。 （7） 机器人化机械开始兴起。从 94 年美国开发出?虚拟轴机床?以来，这种新型装臵 已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。 1.3 我国工业机器人的发展 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，社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
6、发展做出卓越的贡献。 我国的工业机器人从 80 年代?七五?科技攻关开始起步， 在国家的支持下， 通过?七五?、 ? 八五?科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设 计技术、 运动学和轨迹规划技术， 生产了部分机器人关键元器件， 开发出喷漆、 弧焊、 点焊、 装配、搬运等机器人；其中有 130 多台套喷漆机器人在二十余家企业的近 30 条自动喷漆生 产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我 国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离， 如： 可靠性低于国外产 品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模 上，我国已安装的国产工业机器人约 200 台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主 要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，?一客户，一次重新 设计?，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、 可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列 化、
