千文網(wǎng)小編為你整理了多篇相關(guān)的《工業(yè)機(jī)器人培訓(xùn)心得體會》，但愿對你工作學(xué)習(xí)有幫助，當(dāng)然你在千文網(wǎng)還可以找到更多《工業(yè)機(jī)器人培訓(xùn)心得體會》。

工業(yè)機(jī)器人課程報告

昆明理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械工程及自動化專業(yè)2006級 流體傳動與控制模塊（8）

班級：

學(xué)號：

姓名：

日期：

工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理及其應(yīng)用

[摘要]:自從20世紀(jì)初以來,隨著機(jī)床,汽車等制造業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了機(jī)械手,并且經(jīng)過多年的發(fā)展以及在工業(yè)中的應(yīng)用,工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)越來越受到人們的重視.有代表性的美國,日本，蘇聯(lián)，歐洲在工業(yè)機(jī)器人方面的研究和應(yīng)用加大了力度,特別是日本在這方面尤其突出。近年來工業(yè)機(jī)器人在焊接,噴涂,搬運(yùn)物料,裝配,海洋開發(fā),原子能工業(yè),宇宙開發(fā)，軍事應(yīng)用，農(nóng)牧業(yè)，建筑，礦業(yè)，醫(yī)療福利等方面也有了廣泛的應(yīng)用，并且隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍一定會越來越廣泛。下面我們將從執(zhí)行系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)四方面來具體介紹工業(yè)機(jī)器人。

[Abstract]：Since the beginning of the 20th century, with the machine tool, automobile manufacturing industry experienced a mechanical hand, and after years of development, as well as in industry applications, industrial robots have been more and more attention.Representative of the United States, Japan, the Soviet Union, the European industrial robot research and application of stepped up efforts, especially in Japan in this regard are particularly conspicuous.In recent years, industrial robots, welding, painting, material handling, assembly, ocean development, atomic energy industry, the universe development, military applications, agriculture, animal husbandry, construction, mining, medical and welfare also have a wide range of applications, and with advances in robotics,Range of applications will become increasingly widespread.Now we will implement the system, drive systems, control systems and artificial intelligence systems to the specific introduction four robots.一.工業(yè)機(jī)器人的定義、產(chǎn)生和發(fā)展

1.1機(jī)器人的定義

到目前為止，世界各地對“工業(yè)機(jī)器人”還沒有作出統(tǒng)一的明確定義。通常所說的工業(yè)機(jī)器人是一種能模擬人的手、臂的部分動作，按照預(yù)定的程序、軌跡及其它要求，實現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操縱工具的自動化裝置。

機(jī)器人的外表不一定像人，有的根本不像人。因為人們制造機(jī)器人是為了讓及其人代替人的工作，所以機(jī)器人能夠具有人的勞動機(jī)能。機(jī)器人能力的評價標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)和生物能力的評價標(biāo)準(zhǔn)一樣，包括智能、機(jī)能和物理能三個方面。

智能是指感覺和感知，包括記憶、運(yùn)算，比較，鑒別，判斷，決策，學(xué)習(xí)和邏輯推理等。機(jī)能是指變通性，通用性或空間占有性等。

物理能則包括力，速度，連續(xù)運(yùn)行能力，可靠性，聯(lián)用性，壽命等。

把上述三方面能力綜合起來，有可以說機(jī)器人是具有生物功能的空間三維坐標(biāo)系機(jī)械。既然要求機(jī)器人能代替人的勞動。人們就希望它能有一雙像人一樣的巧手；能行走的雙腳；具有人類感官的功能（視覺、觸覺、聽覺、味覺、嗅覺、痛覺等）；具有理解人類語言和用語言表達(dá)的能力；具有一顆善于思考，學(xué)習(xí)和決策的頭腦。但是機(jī)器人所有這些能力都必須滿足機(jī)器人學(xué)三定律：

第一定律：機(jī)器人不得傷害人，也不得見人受到傷害而袖手旁觀。

第二定律：機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令，但不得違反第一定律。

第三定律：機(jī)器人應(yīng)保護(hù)自身的安全，但不得違反第一，第二定律。

1.2機(jī)器人的產(chǎn)生和發(fā)展

早在20世紀(jì)初，隨著機(jī)床，汽車等制造業(yè)的發(fā)展就出現(xiàn)了機(jī)械手。1913年美國福特汽車工業(yè)公司就安裝了第一條汽車零件加工自動線。自動機(jī)的上下料與工件的傳送采用了專用機(jī)械手代替人工上下料及傳送工件?？梢妼Ｓ脵C(jī)械手就是作為自動機(jī)，自動線的附屬裝置出現(xiàn)的。

到了40年代，隨著原子能工業(yè)的產(chǎn)生，出現(xiàn)了另一類半自動化抓取搬運(yùn)裝置——操作機(jī)。在原子能工業(yè)中用它來進(jìn)行放射性材料的加工，處理和實驗；

“工業(yè)機(jī)器人”這種自動化裝置出現(xiàn)的比較晚。它的研究工作是50年代初從美國開始的。日本，蘇聯(lián)，歐洲的研制工作比美國大約晚十年。但是日本的發(fā)展速度比美國快，歐洲特別是西歐各國比較注意工業(yè)機(jī)器人的研制和應(yīng)用，其中英國，瑞典，挪威等國的技術(shù)水平較高，產(chǎn)量也較大。

1954年美國人G.C戴萬獲得了一項工業(yè)機(jī)器人專利。到1958年，美國機(jī)械與鑄造公司研制成功一臺數(shù)控自動通用機(jī)器。這就是世界上最早的機(jī)器人。從此之后，美國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，大致經(jīng)歷了以下幾個階段：

（1）1963——1967年為實驗定型階段;

（2）1968——1970年為實際應(yīng)用階段；

（3）1970年至今一直處于技術(shù)發(fā)展和推廣應(yīng)用階段。

二機(jī)器人的組成及各部分結(jié)構(gòu)原理

工業(yè)機(jī)器人一般應(yīng)由執(zhí)行系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)組成。下面我們就來詳細(xì)分析各個系統(tǒng)的組成及其原理。

2.1執(zhí)行系統(tǒng)

執(zhí)行系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人完成抓取工件（或工具）實現(xiàn)所需的各種運(yùn)動的機(jī)械部件，包括以下幾個部分：手部，腕部，臂部，機(jī)身和行走機(jī)構(gòu)。

（1）手部：是工業(yè)機(jī)器人直接與工件接觸用來完成握持工件（或工具）的部件。有些

工業(yè)機(jī)器人直接將工具（如焊槍，噴槍，容器）裝在手部位置，而不再設(shè)置手部。根據(jù)手指和手掌在抓取物體時的相對狀態(tài)，抓取方式可分為捏，夾握三大類。這三種抓取方式都是靠手指間或手指與手掌間對工件的作用力以及手指手掌與工件之間的摩擦力保持工件的。

從機(jī)械手指根部來看，手部機(jī)構(gòu)的動作形式有回轉(zhuǎn)式和移動式（或直進(jìn)式）兩種。其中回轉(zhuǎn)式為基本形式，它結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，應(yīng)用廣泛。由于移動式手部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，龐大等，所以以用較少。但移動式手部機(jī)構(gòu)抓取工件時，工件直徑的變化對定位精度一般無影響，故宜于工件直徑有較大變化時使用。

（2）腕部：是工業(yè)機(jī)器人中聯(lián)接手部與臂部，主要用來確定手部工作位置并擴(kuò)大臂部

動作范圍的部件。有一些專用機(jī)器人沒有手腕部件，而是直接將手部安裝在手臂部件的頂端。為了使手部處于空間任意方向，要求腕部能實現(xiàn)對空間三個坐標(biāo)軸X.Y.Z的轉(zhuǎn)動。即具有回轉(zhuǎn)，俯仰和擺動。一些專用機(jī)械手甚至沒有腕部，但有的腕部是為了特殊要求還有橫向移動自由度。

（3）臂部：是機(jī)器人用來支承腕部和手部實現(xiàn)較大運(yùn)動范圍的部件。工業(yè)機(jī)器人的臂

部一般有2——3個自由度，即伸縮，回轉(zhuǎn)，俯仰和升降。專用機(jī)械手的臂部一般具有1——2個自由度，即伸縮，回轉(zhuǎn)和直移。臂部總重量較大，受力一般叫復(fù)雜，在運(yùn)動時，直接承受腕部手部和工件（工具）的靜動載荷，尤其高速運(yùn)動時，將產(chǎn)生教的的慣性力（或慣性矩），引起沖擊，影響定位的準(zhǔn)確性。臂部運(yùn)動部分零部件的重量直接影響著臂部構(gòu)建的剛度和強(qiáng)度。專用機(jī)械手的臂部一般直接安裝在主機(jī)上，工業(yè)機(jī)器人的臂部一般與控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)一起安裝在機(jī)身上（即機(jī)座上），機(jī)身可以是固定式的，也可以是行走式的，即沿地面和導(dǎo)軌運(yùn)動。

（4）機(jī)身：是工業(yè)機(jī)器人用來支承手部部件的，并安裝驅(qū)動裝置和其他裝置的部件。

專用機(jī)械手一般將臂部安裝在主機(jī)上。成為主機(jī)的附屬裝置，臂部的運(yùn)動越多，機(jī)身的受力和結(jié)構(gòu)情況越復(fù)雜。機(jī)身即可以是固定的也可以是行走式的，即在他的下部能行走的結(jié)構(gòu)，可沿地面和架空軌道運(yùn)行。設(shè)計機(jī)身時為提高剛度應(yīng)注意

以下幾點：剛度，精度，平穩(wěn)性。

（5）行走機(jī)構(gòu)：是工業(yè)機(jī)器人用來擴(kuò)大活動范圍的機(jī)構(gòu)，有的是專門的行走裝置，有的是軌道滾輪機(jī)構(gòu)。行走部是行走機(jī)器人的重要執(zhí)行部件，是由行走的驅(qū)動裝置，傳動機(jī)構(gòu)，位置檢測元件，傳感器，電纜及管路等構(gòu)成。它一方面支承機(jī)器人的機(jī)身，臂和手部，另一方面還根據(jù)工作任務(wù)的要求，帶動機(jī)器人實現(xiàn)更廣泛的空間內(nèi)運(yùn)動。行走部機(jī)構(gòu)按其行走運(yùn)動軌跡固定軌跡式和無固定軌跡式。隨著海洋科學(xué)，原子能工業(yè)及宇宙空間事業(yè)的發(fā)展，可以預(yù)見，具有智能的可移動機(jī)器人，能夠自行的柔性機(jī)器人肯定是今后的發(fā)展方向。

2.2驅(qū)動系統(tǒng)

驅(qū)動系統(tǒng)是向執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動力的裝置。采用的動力源不同，驅(qū)動系統(tǒng)的傳動方式也不同。驅(qū)動系統(tǒng)的傳動方式有四種：液壓式，氣壓式，電器式和機(jī)械式。

（1）液壓式:其驅(qū)動系統(tǒng)由油缸，電磁閥，油泵和郵箱等組成。其特點是操作力大，體

積小，動作平穩(wěn)，耐沖擊耐振動。但漏油對系統(tǒng)的工作性能影響大。與氣壓式相比成本高。

（2）氣壓式：其驅(qū)動系統(tǒng)由氣缸，氣閥，空氣壓縮機(jī)（或氣壓站直接供給）和儲氣罐

等組成。其特點是起源方便，維修簡單，易于獲得高速度，成本低，防火防爆，漏氣對環(huán)境無影響，有沖擊，臂力一般不超過300牛頓。

（3）電器式；其驅(qū)動系統(tǒng)一般由電機(jī)驅(qū)動。優(yōu)點是電源方便，信號傳遞運(yùn)算容易，響

應(yīng)快，驅(qū)動力較大，適用于中小型工業(yè)機(jī)器人。但是必須使用減速裝置（如齒輪減速器，諧波齒輪減速器等），所需要的電機(jī)有步進(jìn)電機(jī)，DC伺服電機(jī)和AC伺服電機(jī)等。

（4）機(jī)械式：器驅(qū)動系統(tǒng)由電機(jī)，凸輪，齒輪齒條，連桿等機(jī)械裝置組成。傳動可靠，適用于簡單的機(jī)械手。

2．3控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人或機(jī)械手的指揮系統(tǒng)，它控制驅(qū)動系統(tǒng)，讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作，并檢測其正確與否。一般常見的為電氣與電子回路控制。計算機(jī)控制系統(tǒng)也不斷增多。就其控制方式可分為分散控制與集中控制兩種類型。若以控制的運(yùn)動軌跡來分原則上分為兩種：（1）點位控制：主要控制空間兩點或有限多個點的空間位置，而其對運(yùn)動路徑?jīng)]有要求。專用機(jī)械手和絕大部分工業(yè)機(jī)器人均采用這種點位控制方式。（2）連續(xù)軌跡控制：是用連續(xù)的信息對運(yùn)動軌跡的任意位置進(jìn)行控制，其運(yùn)動路徑是連續(xù)的。對運(yùn)動軌跡有要求的工業(yè)機(jī)器人需要連續(xù)軌跡控制，如電弧焊，切割等。

2.4人工智能系統(tǒng)

傳感器技術(shù)是今后左右工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的重要技術(shù)之一。傳感器的功能相當(dāng)于人的部分感覺機(jī)能。機(jī)器人自動操作時，需要檢測自身狀態(tài)和作業(yè)對象與作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)。檢測機(jī)器人自身狀態(tài)的傳感器稱為內(nèi)部信息傳感器而檢測外部信息的傳感器有和人的五官對應(yīng)的，有純工程的和五官對應(yīng)的有接觸式的觸覺，味覺（PH計，化學(xué)分析器）傳感器。非接觸式的視覺，嗅覺（氣體傳感器，化學(xué)分析器，煙傳感器）傳感器，以及有固定作用的聽覺傳感器。

（1）觸覺傳感器人的觸覺包含有接觸覺，壓覺，冷熱覺，滑動覺，痛覺等。

（2）接近覺傳感器人沒有專門的接近覺器官，而是依靠視覺和經(jīng)驗來判斷物體的接近情況。如果仿照人的功能使機(jī)器人具有接近覺將非常復(fù)雜，所以機(jī)器人使用專門的接近覺傳感器。

（3）視覺傳感器視覺傳感器在機(jī)器人上起三個作用：第一位置的測量，第二進(jìn)行圖像識別，第三進(jìn)行檢驗

（4）人工視覺人類是借助五種感官從外界獲得信息的，一般認(rèn)為有90%以上的信息來自

視覺。就是說，人要順利地生活和工作，非用眼睛識別客觀環(huán)境不可。同樣，要讓機(jī)器人有高度的適應(yīng)性以及復(fù)雜的工作能力也必須使之具備某種形式的人工視覺。

三機(jī)器人的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人最早應(yīng)用的領(lǐng)域是汽車工業(yè)。其中應(yīng)用最早最多的工種為焊接，噴涂和上下料。有人稱這個領(lǐng)域為機(jī)器人的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。

1焊接包括點焊，弧焊，錫焊，激光焊等，它的用途廣，歷史長。例如汽車的駕駛室是用點焊的方法把各個分離的板件焊成一個整體的。

2噴涂由于噴涂工序中霧狀漆料對人體有危害，噴涂環(huán)境中照明，通風(fēng)等條件很差，而且不易從根本上改進(jìn)，因此在這個領(lǐng)域中大量使用了機(jī)器人。使用機(jī)器人不僅可以改善勞動條件，而且還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，降低成本。

3搬運(yùn)物料包括為機(jī)床服務(wù),上下工件,為自動線服務(wù),在不同流向的自動線上轉(zhuǎn)運(yùn)工件.這種機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床可以組成柔性加工系統(tǒng)(FMS),它可以滿足多品種,中小批量生產(chǎn)的需要.4裝配由于機(jī)器人的觸覺和視覺系統(tǒng)不斷完善,可以把軸類件投放于孔內(nèi)的準(zhǔn)確度提高到0.01mm之內(nèi)。國外已逐步開始應(yīng)用機(jī)器人裝配復(fù)雜部件，例如裝配發(fā)電機(jī)，電動機(jī)，大規(guī)模集成電路板等。

5海洋開發(fā)機(jī)器人常用于海洋測量多目標(biāo)觀測，海底施工，電纜鋪設(shè)，管道連接維修，石油開采等。

6原子能工業(yè)機(jī)器人可用于放射性物質(zhì)搬運(yùn)，設(shè)備檢查維修，污染物處理等對人體有害的工作。

7其他機(jī)器人在宇宙開發(fā)，軍事應(yīng)用，農(nóng)牧業(yè)，建筑，礦業(yè)，醫(yī)療福利等方面也有了廣泛的應(yīng)用，并且隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用范圍一定會越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)：吳廣玉 姜復(fù)興編 《機(jī)器人工程導(dǎo)論》哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1988年3月張建明 編著《工業(yè)機(jī)器人》北京理工大學(xué)出版社1988年12月