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机器人实验室项目建设

第一篇：机器人实验室项目建设

机器人实训室项目建设

调研报告

一、机器人实验室建设意义和必要性

1、机器人技术介绍

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、控制技术、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。

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10.3万美元降

至2013年的1万美元，可见其门槛降低之快，足以遇见其应用推广

速度。

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；已有模块化装配机器人产品问市。

3．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，控制方式日见小巧，且采用模块

化结构；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，除采用传统的位置、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；多传感器融合配置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置身于远端作业环境中的感觉来

操纵机器人。

6．机器人化机械开始兴起。从美国开发出“虚拟轴机床”以来，

这种新型装置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。

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

人已广泛应用在汽车制造厂的焊装线上。

根据国内外机器人发展的经验、现状及近几年的动态，结合当前

国内经济发展的具体情况，国家“十二五”期间机器人技术重点开展

智能服务机器人、机器人化机械及其相关技术的开发及应用；开展以

机器人为基础的重组装配系统及其相关技术的开发研究及加强多传感

器融合及决策、控制一体化技术及应用的研究。重点解决我国已研制

应用多年的示教再现型工业机器人的产业化前期关键技术，大力推进

其产业化进程，力争在“十二五”末期实现喷涂、焊接、装配等大负

载机器人的产业化。

从以上机器人介绍我们知道，我们国家的机器人水平与国外还有

一定的差距，因此对学生进行机器人技术培养，让学生掌握机器人，

了解机器人，乃至最后设计开发研究机器人都有重要的意义。

随着我国制造业的不断发展，对自动化水平的要求不断提升，机

器人作为典型的自动化装备，已经在各生产制造领域，尤其是汽车制

造、自动化、电子等行业得到了广泛的应用，并且增长异常迅猛，从

销售量上更是充分说明了这个不争的事实。2000年国内机器人销售总

量为380台，到2004年增长到3493台，4年间增长了819%，翻了

3翻还多。在中国市场上份额居第一位的ABB公司2004年在中国