机械臂开题报告.pdf

附件 b： 毕业设计（论文）开题报告 1 课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等） 1.1 研究背景及课题意义 机器人是二十世纪人类最伟大的发明之一， 人类对于机器人的研究由来已久。 上世纪 70 年代之后，计算机技术、控制技术、传感技术和人工智能技术迅速发展，机器人技术也随之 进入高速发展阶段，成为综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿 生学等多门学科而形成的高新技术。其本质是感知、决策、行动和交互四大技术的综合，是 当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用水平是一个国家工业自动化水平的重 要标志 [1] [2] 。 机器人技术的研究在经历了第一代示教再现型机器人和第二代感知型机器人两个阶段之 后进入第三代智能机器人的发展阶段。 机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是 在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子 计算机的广泛应用， 机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术， 它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化有机结合。机械手 能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产率。机械手越来 越广泛地得到了应用， 在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、 装卸， 特别是 在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统 fms 和 柔性制造单元 fmc 中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或 柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且 适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品 种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。 此外，医疗机器人是目前国外机器人研究领域中最活跃、 投资最多的方向之一 , 其发展前 景非常看好。近年来 , 医疗机器人技术引起美、法、德、意、日等国家学术界的极大关注 , 研 究工作蓬勃兴起。二十世纪九十年代起，国际先进机器人计划已召开过的多届医疗外科机器 人研讨会己经立项 , 开展基于遥控操作的外科研究 , 用于战伤模拟手术、 手术培训、解剖教学。 欧盟、法国国家科学研究中心也将机器人辅助外科手术及虚拟外科手术仿真系统作为重点研 究发展的项目之一 在发达国家已经出现医疗，外科手术机器人市场化产品，并在临床上开展了大量病例研 究。而目前我国的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，应用规模和产 业化水平低。 机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产及医疗水平的提高， 从经济上、 技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。 1.2 国内外研究状况 1.2.1 国外研究状况 机器人主要分为两类： 工业机器人以及其他特种机器人， 自 1962 年美国推出世界上第一 台 unimate 型和 versatra 型工业机器人以来， 机器人在工业发达国家得到了迅速发展。 根据 国际工业机器人联合会 (ifr) 前几年的统计 [3] ：2000 年全世界工业机器人的总数达到 82 万 台，比 1996 年增加 24 ％。其中日本拥有 42 万台， 占全世界机器人总数的 50 ％左右， 继续保 持“机器人王国”的地位。除日本外，世界上还有许多工业发达国家，如美国、前苏联和西 欧一些国家的机器人产业也发展得很快。例如，在美国， 1970— 1980 年间的机器人台数增加 20 倍以上。尽管美国所拥有的机器人在台数上不如日本．但其技术水平较高．占有一定的优 势。在亚洲，韩国的机器人产业发展也很迅速，现排名世界前列．而日本、韩国和新加坡的 机器人