机器人技术发展与应用

机器人技术的发展与应用

调研名称：机器人技术的发展与应用

调研时间：2018年7月29日止

调研人：曹桐滔

目录

一、机器人的发展状况 (2)

1.1国外发展概况 (2)

1.2国内发展概况 (3)

1.3机器人技术的发展历程 (3)

二、机器人组成机构 (4)

2.1执行机构 (5)

2.2驱动装置 (5)

2.3检测装置 (5)

2.4控制系统 (5)

三、机器人的分类应用 (6)

3.1机器人在工业上的应用 (6)

3.1.1机器人自动化装配线 (7)

3.1.2搬运机器人 (7)

3.1.3打磨抛光机器人 (8)

3.1.4移动式工业机器人 (9)

3.1.5码垛机器人 (9)

3.2非工业机器人应用举例 (10)

3.2.1教育机器人 (10)

3.2.2炒菜机器人 (11)

3.2.3医疗机器人 (11)

3.2.4军事机器人 (12)

四、机器人的发展中存在问题 (13)

4.1机器人发展的安全问题 (13)

4.2机器人发展的法律问题 (13)

4.3机器人发展的技术问题 (13)

4.4机器人发展的伦理问题 (14)

五、机器人未来发展解决措施 (14)

5.1建立和完善法律法规 (14)

5.2建立安全评估和使用机制 (15)

5.3加强技术研发和人才培养 (15)

一、机器人的发展状况

1.1国外发展概况

日本具有国际上最先进的机器人技术，就全世界范围来看，全球工业机器人约有 4 成在日本。不论在技术方面，还是在市场规模方面，日本可以称得上是“机器人大国”。日本在 2004 年 5 月发布的“新产业发展战略”中所指出的 7 个产业领域，机器人产业也是其中之一，同时，在进一步实施“新产业发展战略”的“新经济成长战略”报告中也把机器人放在使日本成为“世界技术创新中心”的支柱地位上，并在近两年开始重新审视机器人产业政策。

美国是机器人的诞生地，早在 1962 年就研制出世界上第一台工业机器人，比起号称机器人王国的日本起步至少要早五、六年。经过 40 多年的发展，美国现已成为世界上的机器人强国之一，基础雄厚，技术先进。据统计，截止到 2009 年底，美国运行工业机器人大约有 19．4 万台。目前，美国工业机器人供应商有 Adept Technology、AmericanＲobot、Emerson Industrial Automation 等公司。

德国引进机器人的时间比英国和瑞典大约晚了五、六年，但战争所导致的劳动力短缺，国民的技术水平较高等社会环境，却为工业机器人的发展、应用提供了有利条件。此外，20 世纪 70 年代中后期，德国政府采用的积极行政手段也为工业机器人的推广开辟了道路。如在“改善劳动条件计划”中规定，对于一些危险、有毒、有害的工作岗位，必须由机器人来代替。这个计划为机器人的应用开拓了广泛的市场，并推动了工业机器人技术的发展。据统计，截止到 2009 年底，德国运行的工业机器人为 14． 58 万台。目前，德国工业机器人供应商有 KUKA、CLOOS 等。

国际上一些大的工业机器人制造厂家，品牌主要分成两大体系，以日本为代表的日韩系，以德国为代表的欧系，其中 ABB、安川、发那科三大品牌占据了全球 51% 的市场，KUKA、OTC、川崎、松下等几大品牌占市场份额的40% 以上。

1.2国内发展概况

我国的工业机器人研究开发工作始于 20 世纪 70 年代初，到现在已经历了 30 年的历程。前 10 年处于研究单位自行开展研究的状态，发展比较缓慢。1985 年后开始列入国家有关计划，发展比较快。特别是在“七·五”、“八·五”、“九·五”机器人技术国家攻关、“863”高技术发展计划的重点支持下，我国的机器人技术取得了重大发展。

我国近几年工业机器人自动化生产线不断出现，并给用户带来显著效益。机器人自动化生产线装备的市场刚刚起步，而国内装备制造业正处于由传统装备向先进制造装备转型的时期，这就给机器人自动化生产线研究开发者带来巨大商机。目前正在逐步建立上海、沈阳、北京、昆山、唐山、成都、徐州等工业机器人产业基地，开发出一批有市场前景的，具有自主知识产权的工业机器人及其自动化生产线产品。

1.3机器人技术的发展历程

科学的发展带动着机器人产业的发展，现今很多前沿技术在机器人产业均有应用，可以说机器人的发展史也是世界科技发展史的体现。机器人技术的发展大体可概括为三个阶段。

第一阶段的机器人只有“手”,即以固定程序工作,对外界的信息没有反馈互动能力；

第二阶段的机器人具有了一定的反馈能力,即有了感觉,如力觉、触觉、视觉等；

第三阶段,即“智能机器人”阶段,这一阶段的器人已具有如自行学习、推理、决策、规划等自主处理事物的能力。

第一代机器人一般可以根据编程人员所固化的程序，完成一些简单的重复性工作。这一带机器人从 20 世纪 60年代后半期开始投入使用，由于其操作简单，可靠性高，成本低廉，现已在很多中小型工厂中得到了普遍应用。

第二代是感知机器人，即自适应机器人，该类型机器人在前一代机器人机械结构，电气结构的基础上增加了“感知”的能力。目前，在汽车、航空、船舶等

自动化生产线中具有广泛的应用。其工作效率、工作能力较第一代机器人有明显提升。

第三代机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制，它可以把感知和行动智能化结合起来，因此能在非特定的环境下作业，故称之为智能机器人。目前，这类机器人处于试验阶段，将向实用化方向发展。在过去 30- 40 年间，机器人学和机器人技术获得引人注目的发展，具体体现在：

（1）机器人产业在全世界迅速发展；

（2）机器人的应用范围遍及工业、科技和国防的各个领域；

（3）形成了新的学科———机器人学；

（4）机器人向智能化方向发展；

（5）服务机器人成为机器人的新秀。

二、机器人组成机构

机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

图1高科技机器人