《工业机器人》第一章 概述

工业机器人10-11(2)第一章概论工业机器人的由来工业机器人的定义工业机器人的分类工业机器人的工作环境工业机器人的基本组成工业机器人的技术参数工业机器人的应用1、东汉、张衡发明的指南车2、1886法国作家利尔亚当给机器人起名3、1920捷克剧作家卡佩克首次提出Robota一词“机器人”一词起源于捷克语，意为强迫劳动力或奴隶。这个词是由剧作家KarelCapek引入的，他虚构创作的机器人很象怪物:由化学和生物学方法而不是机械方法创造的生物。一、机器人的由来工业机器人的由来

1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为android，它由四部分组成：

1：生命系统（平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等）；

2：造型解质（关节能自由运动的金属覆盖体，一种盔甲）；

3：人造肌肉（在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态）；

4：人造皮肤（含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等）。工业机器人的由来

1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”，“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。工业机器人的由来 为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”：

1，机器人不应伤害人类；

2，机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的 命令除外；

3，机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除 外。

这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。4、1950美国科幻作家阿西莫夫,提出机器人三定律5、1954美国人乔治·德沃尔设计了第一台关节式示教再现型作业机械手，于1961年发表了该项专利6、1962美国通用汽车公司（GM）公司使用全球第一台机器人Unimate，这标志着第一代工业机器人的诞生一、机器人的由来第一节机器人概述机器人的产生与发展第一章绪论个人应用想象工业应用商业应用第一节机器人概述机器人的产生与发展第一章绪论个人应用想象工业应用商业应用古希腊的长篇叙事诗《伊利亚特》中的冶炼之神用黄金制造出的侍女，希腊神话《阿鲁歌探险船》中的青铜巨人泰洛斯，我国西周时流传巧匠偃师制作的歌舞机器人，以及许多科幻小说中都有机器人的身影。第一节机器人概述机器人的产生与发展第一章绪论1954年美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人；1959年德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。个人应用想象工业应用商业应用第一节机机器人概述述机器人的产产生与发展展第一章绪绪论世界上第一一家机器人人制造工厂厂Unimation公司制制造的Unimate与1962年年美国AMF公司生生产出的VERSTRAN成成为真正商商业化的工工业机器人人，并出口口到世界各各国，掀起起了全世界界对机器人人和机器人人研究的热热潮个人应用想象工业应用商业应用第一节机机器人概述述机器人的产产生与发展展第一章绪绪论1998年年丹麦乐高高公司推出出机器人（（Mind-storms））套件，让让机器人制制造变得跟跟搭积木一一样，相对对简单又能能任意拼装装，使机器器人开始走走入个人世世界。个人应用想象工业应用商业应用三、工业机器人人的发展过过程工业机器人人的发展过过程可分为为三个阶段段：第一代机器器人----示教再现机机器人第二代机器器人----带感觉的机机器人第三代机器器人----智能机器人人美国机器人人协会（RIA）定义日本机器人人协会（JIRA）定义国际标准化化组织（ISO）定义中国机器人人定义二、机器器人的定义义美国机器协协会（RIA）：机器人是一一种用于移动各种材料、、零件、工工具或专用用装置的，，通过程序序动作来执执行各种任任务，并具有编程能能力的多功能操操作机。工业机器人人的定义

1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，提出了两个有代表性的定义。 一是森政弘与合田周平提出的：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发，森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。 另一个是加藤一郎提出具有如下3个条件的机器称机器人：

1\具有脑、手、脚等三要素的个体；

2\具有非接触传感器(用眼、耳接受远方信息)和接触传感器;

3\具有平衡觉和固有觉的传感器。日本工业机机器人协会会：工业机器人人是一种装装备有记忆忆装置和末末端执行装装置的、能能够完成各各种移动来来代替人类类劳动的通通用机器。。工业机器人人的定义

1988年法国的埃斯皮奥将机器人定义为：“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统，并以此系统的使用方法作为研究对象”。

1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。”工业机器人人的定义 我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。根据上述的的各种定义义，我们可可以把具有有下述性质质的机械看看作是机器器人：代替人进行行工作，能能像人那样样使用工具具和机械。。因此，数控控机床和汽汽车不是机机器人。具有通用性性。机器人即可可以简单地地变换所进进行的作业业，又能按按照工作情情况的变化化相应地进进行工作，，一般的玩玩具机器人人不具有通通用性，不不属于机器器人。直接对外界界工作。机器人要完完成一定的的工作，对对外界产生生作用。一、工业机机器人的含含义工业机器人人是能模仿仿人体某些些器官的功功能(主要是动作作功能)、有独立的的控制系统统、可以改改变工作程程序和编程程的多用途途自动操作作装置。工业机器人人在工业生生产中能代代替人做某某些单调、、频繁和重重复的长时时间作业，，或是危险险、恶劣环环境下的作作业，例如如在冲压、、压力铸造造、热处理理、焊接、、涂装、塑塑料制品成成形、机械械加工和简简单装配等等工序上，，以及在原原子能工业业等部门中中，完成对对人体有害害物料的搬搬运或工艺艺操作。认识机器2工业机器人人工业机器人人的定义：：其操作机是是自动控制制的，可重重复编程、、多用途，，并可对三三个和三个个以上的轴轴进行编程程。它可以以是固定式式或移动式式。在工业业自动化中中使用。工业机器人人包括操作作机和控制制系统（硬硬件和软件件）。所谓操作机机是一种机机器，其机机构通常是是由一系列列相互铰接接或相对滑滑动的构件件所组成。。它通常有有几个自由由度，用以以抓去或移移动物体。。注：左键键单击图图片可演演示视频频机器人焊焊接机器人去去毛刺认识机器器3工业机器器人数控加工工中的工工业机器器人注：左键键单击图图片可演演示视频频三、机器人人的分类类我国从应应用环境境上把机机器人分分为两类类：工业机器器人特种机器器人国际上的的机器人人学者，，从应用用环境出出发将机机器人也也分为两两类：制造环境境下的工工业机器器人非制造环环境下的的服务与与仿人型型机器人人工业机器器人所谓工业业机器人人就是面面向工业业领域的的多关节节机械手手或多自自由度机机器人。。如：机械手。特种机器器人而特种机机器人则则是除工工业机器器人之外外的、用用于非制制造业并并服务于于人类的的各种先先进机器器人。包括：服服务机器器人、水水下机器器人、微操作机机器人、娱乐乐机器人人、军用用机器人人、农业业机器人人、机器器人化机机器等。。一、工工业机器器人的分分类工业机器器人大体体可按其其坐标形式式、驱动方法法、运动控制制方式和应用环境进行分类类。工业机器器人的分分类按结构分分类按开发进进程分类类基本坐标式结构冗余自由度结构模块结构直角坐标标式机器器人圆柱坐标标式机器器人球坐标式式机器人人关节坐标标式机器器人平面关节节式机器器人整体控制制机器人人每关节独独立控制制机器人人第一代机机器人第二代机机器人第三代机机器人三、工业机器器人的发发展过程程工业机器器人的发发展过程程可分为为三个阶阶段：第一代机机器人----示教再现现机器人人第二代机机器人----带感觉的的机器人人第三代机机器人----智能机器器人基本坐标标结构机机械手基本坐标标结构机机械手2．按驱动动方法分分工业机器器人的驱驱动方法法可分为为电力、、液压和和气压驱驱动三种种1）电力驱动动2）液压驱动动3）气压驱动电力驱动这种驱动是目目前在工业机机器人中用的的最多的一种种。早期多采采用步进电动动机(SM)驱动，后来发发展了直流伺伺服电动机(DC)，现在交流伺伺服电动机(AC)驱动也开始广广泛应用。上上述驱动单元元有的直接驱驱动机构运动动．有的通过过谐波减速器器装置来减速速，结构简单单紧凑。液压驱动液压传动机器器人有很大的的抓取能力，，抓取力可高高达上百公斤斤力，液压力力可达7MPa，液压传动平平稳，动作灵灵敏，但对密密封性要求高高，不宜在高高或低温现场场工作，需配配备一套液压压系统。气压驱动气压传动机器器人结构简单单，动作迅速速，价格低廉廉，由于空气气可压缩，所所以工作速度度稳定性差，，气压一般为为0.7MPa，因而抓取力力小，只有几几十牛到百牛牛力。3.按运动控制方方式分（1）点位控制(PTP，PointtoPpint)（2）连续轨迹控控制(CP，continuousPath)点位控制采用点位按制制，机器人运运动为空间点点到点间的直直线运动，不不涉及两点间间的移动路径径，只在目标标点处控制机机器人末端执执行器的位置置和姿态。这这种控制方式式简单，适用用于上下料、、点焊、卸运运等作业。连续轨迹控制制这种控制方式式不仅要求机机器人以一定定精度达到目目标点．而且且对运动的轨轨迹也有一定定精度要求。。运动轨迹是是空间的连续续曲线，机器器人在空间的的整个运动过过程都要控制制，比较复杂杂。这种控制制常用于焊接接、喷漆和检检测等。四、工业机器器人的主要种种类焊接机器人喷漆机器人装配机器人采矿机器人搬运机器人食品工业机器器人五、工业机器器人发展简况况日本技术实力力和数量世界界第一欧美快速追赶赶日本中国相对比较较落后，近几几年发展迅速速机器人性能上上升，价格下下降在各个领域有有广泛应用工业机器人的的工作环境与已定义的外部环境交交流与硬件环境的的交互与外部设备的的通信工作域中的的障碍自由空间的的描述操作对象物物的描述与软件环境境的交互与生产单元元监控计算算机所提供供的管理信信息系统的的通信与未定义的外部环境境的交流从外部环境境中感知、、学习、判判断和推理理，实现环环境预测，，产生新的的适应指令令，并根据据客观环境境规划自己己的行动。。工业机器人人的基本组组成感受系统人机交互系系统控制系统驱动系统机械结构系系统机器人—环境交互系系统二、工业业机器人的的组成工业机器人人由三大部部分六个子子系统组成成。控制部分传感检测部部分机械部分六个子系统统是驱动系系统、机机械结构系系统、感受受系统、机机器人－环环境交互系系统、人机机交互系统统和控制系系统,如图所示。。驱动系统要使机器人人运行起来来,需给各个关关节即每个个运动自由由度安置传传动装置,这就是驱动动系统。驱驱动系统统可以是液液压传动、、气动传传动、电动动传动,或者把它们们结合起来来应用的综综合系统;可以是直接接驱动或者者是通过同同步带、链链条、轮系系、谐波齿齿轮等机械械传动机构构进行间接接驱动。机械结构系系统工业机器人人的机械结结构系统由由基座、手臂臂、末端执执行器三大部分组组成,如图所示。。每一部分分都有若干干自由度,构成一个多多自由度的的机械系统统。若基基座具备行行走机构,则构成行走走机器人;若基座不具具备行走及及腰转机构构,则构成单机机器人臂。。手臂一一般由上臂臂、下臂和和手腕组成成。末端执执行器是直直接装在手手腕上的一一个重要部部件,它可以是二二手指或多多手指的手手爪,也可以是喷喷漆枪、焊焊具等作业业工具。工业机器人人日本安川六自由度关节型机器人

日本三菱五自由度关节型机器人

工业机器人人的组成工业机器人人一般有以以下几部分分构成：机身部分：：如同机床的的床身结构构一样，机机器人机身身构成机器器人的基础础支撑。有有的机身底底部安装有有机器人行行走机构；；有的机身身可以绕轴轴线回转，，构成机器器人的腰。。手臂部分：：分为大臂、、小臂和手手腕，完成成各种动作作。关节：分为滑动关关节和转动动关节。实实现机身、、手臂各部部分、末端端操作器之之间的相对对运动。末端操作器器：可以是拟人人的手掌和和手指，也也可以是各各种作业工工具，如焊焊枪、喷漆漆枪等。工业机器人人典型结构构感受系统感受系统由由内部传感感器模块和和外部传感感器模块组组成,用以获取内内部和外部部环境状态态中有意义义的信息。。智能传感感器的使用用提高了机机器人的机机动性、适适应性和智智能化的水水准。人类类的感受系系统对感知知外部世界界信息是极极其灵巧的的,然而,对于一些特特殊的信息息,传感器比人人类的感受受系统更有有效。机器人-环境交互系系统机器人-环境交互系系统是实现现工业机器器人与外部部环境中的的设备相互互联系和协协调的系统统。工业机机器人与外外部设备集集成为一个个功能单元元,如加工制造造单元、焊焊接单元元、装配单单元等。当当然,也可可以以是是多多台台机机器器人人、、多多台台机机床床或或设设备备、、多多个个零零件件存存储储装装置置等等集集成成为为一一个个去去执执行行复复杂杂任任务务的的功功能能单单元元。。人机机交交互互系系统统人机机交交互互系系统统是是使使操操作作人人员员参参与与机机器器人人控控制制并并与与机机器器人人进进行行联联系系的的装装置置，，例例如如,计算算机机的的标标准准终终端端,指令令控控制制台台,信息息显显示示板板,危险险信信号号报报警警器器等等。。该该系系统统归归纳纳起起来来分分为为两两大大类类:指令令给给定定装装置置和和信信息息显显示示装装置置。。控制制系系统统控制制系系统统的的任任务务是是根根据据机机器器人人的的作作业业指指令令程程序序以以及及从从传传感感器器反反馈馈回回来来的的信信号号支支配配机机器器人人的的执执行行机机构构去去完完成成规规定定的的运运动动和和功功能能。。假假如如工工业业机机器器人人不不具具备备信信息息反反馈馈特特征征,则为为开开环环控控制制系系统统;若具具备备信信息息反反馈馈特特征征,则为闭闭环控控制系系统。。根据据控制制原理理,控制系系统可可分为为程序序控制制系统统、适适应性性控制制系统统和人人工智智能控控制系系统。。根据据控制制运动动的形形式,控制系系统可可分为为点位位控制制和轨轨迹控控制。。认识机机器4工业机机器人人示教板板用于输输入控控制命命令或控制制程序序控制系系统用于控控制操操作机机各关关节内内伺服服电机机的运运动工业机机器人人的组组成操作机机在控制制系统统的控控制下下，实实现各各种复复杂运运动。。每个个关节节内有有电动动机和和减速速器认识机机器5工业机机器人人操作作机工业机机器人人电机底座轴壳减速器滚子轴承基座焊接机机器人人焊接机机器人人焊接机机器人人則是是工業業机器器人應應用最最為廣廣泛的的一种种類型型，即即應用用于焊焊接操操作的的工業業机器器人。。一、焊焊接机机器人人的分分类按照其其應用用，通通常可可分為為以下下几類類：1、弧焊焊机器器人：：最最常用用的應應用范范圍是是結构构鋼的的熔化化极活活性气气体保保護焊焊（CO2、MAG）、不不鏽鋼鋼、鋁鋁的熔熔化极极惰性性气体体保護護焊（（MIG），各各种金金屬的的鎢极极惰性性气体体保護護焊（（TIG）等。。2、點焊机机器人人:典型的的應用用領域域是汽汽車車車身的的焊裝裝流水水線。。但現現在有有一种种趨勢勢，即即點焊焊机器器人在在中小小型零零部件件制造造企業業的應應用也也不斷斷在擴擴展。。按照結結构坐坐標系系來分分，可可以分分為：：直直角坐坐標型型、圓圓柱坐坐標型型、球球坐標標型、、全關關節型型。二、焊焊接机机器人人的优优點穩定和和提高高焊接接質量量，保保証其其均勻勻性。。提高勞勞動生生產率率，一一天可可24小時連連續生生產。。改善工工人勞勞動條條件，，可在在有害害環境境下工工作。。降低對對工人人操作作技術術的要要求。。縮短產產品改改型換換代的的准備備周期期，減減少相相應的的設備備投資資。可實現現小批批量產產品的的焊接接自動動化。。為焊接接柔性性生產產線提提供技技術基基礎。。三、焊焊接机机器人人的组组成焊接机机器人人主要要包括括机器器人和和焊接接设备备两部部分。。1、机器器人由由机器器人本本体和和控制制柜（（硬件件及软软件））组成成。2、焊接接装备备，以以弧焊焊及点点焊为为例，，则由由焊接接电源源，（（包括括其控控制系系统））、送送丝机机（弧弧焊））、焊焊枪（（钳））等部部分组组成。。对于于智能能机器器人还还应有有传感感系统统，如如激光光或摄摄像传传感器器及其其控制制装置置等。。图1a、b表示弧弧焊机机器人人和点点焊机机器人人的基基本组组成。。组成图图焊接机机器人人举例例（视视频））喷漆机机器人人喷漆机机器人人一、概概述二、特特点三、分分类四、PR11喷漆机机器人人1、概况况2、主要要机构构3、主要要技术术指标标一、概概述喷漆机机器人人能在在恶劣劣环境境下连连续工工作，，并具具有工工作灵灵活、、工作作精度度高等等特点点，因因此喷喷漆机机器人人被广广泛应应用于于汽车车、大大型结结构件件等喷喷漆生生产线线，以以保证证产品品的加加工质质量、、提高高生产产效率率、减减轻操操作人人员劳劳动强强度。。二、特特点喷涂机机器人人在使用用环境境和动动作要要求上上有如如下的的特点点:①工作环环境包包含易易爆的的喷涂涂剂蒸蒸气;②沿轨迹迹高速速运动动，途途经各各点均均为作作业点点;③多数和和被喷喷涂件件都搭搭载在在传送送带上上，边边移动动边喷喷涂，，所以以它需需要一一些特特殊性性能。。三、分分类喷涂机机器人人通常有有两类类。液压喷喷涂机机器人人电动喷喷涂机机器人人四、PR11型喷漆机机器人人1、概况况PR——1型喷喷漆漆机机器器人人是是为为适适应应生生产产自自动动化化发发展展的的需需要要，，改改善善劳劳动动条条件件，，提提高高产产品品质质量量和和劳动动生生产产率率，，降降低低生生产产成成本本而而研研制制的的自自动动化化喷喷漆漆装装置置，，也也是是机机电电一一体体化化的的高高技技术术产产品品。。PR——1型机器器人人为计计算算机闭闭环环控制制，，电液液伺伺服驱驱动动，示示教教再现现式式，多多关关节型型工工业机机器器人。。具有有设设计方方案案合理理；；机、、电电、液液匹匹配协协调调；控控制制系统统设设计合合理理；元元件件国产产化化程度度高高等特特点点。达达到国国内内自行行设设计同同类类产品品的的先进进水水平，，其其关键键性性能指指标标——重复位位置置精度度处处国内内领领先地地位。。2、主要机机构操作机械械手液压站微机控制制柜。。3、主要要技术术指指标如如下：：·自由度度数数：5个·额定负负载载：5kgf·动作范范围围：1600×1300××500mm·平均速速度度：1m/s·重复位位置置精度度：：±0.93mm·操作方方式式：示示教教—再现，，PTC/CP·计算机机内内存：：122Kb喷漆机器器人的图图片机器人在在喷涂、、涂胶领领域的应应用喷漆机器器人生产产线车灯涂胶胶机器人人工作站站卫生陶瓷瓷施釉机机器人工工作站装配机器器人装配机器器人一、概述述二、精密密装配机机器人1、装配机机器人（（装配配单元、、装配线线)2、装配机机器人的的周边设设备一、概述述随着机器器人智能能程度的的提高，，使得它它有可能能对复杂杂产品如如汽车发发动机、、电动机机等进行行自动装装配，并并可大大大提高产产品质量量和生产产效率。。二、精密密装配机机器人（1）装配机器人人（装配单元、、装配线）水平多关节型型机器人是装配机器人人的典型代表表。它共有4个自由度:两个回转关节节，上下移动动以及手腕的的转动。最近开始在一一些机器人上上配备各种可可换手，以增增加通用性。。手爪主要有电动手爪和气动手爪两种形式气动手爪相对来说比较较简单，价格格便宜，因而在一些要要求不太高的的场合用得比比较多。电动手爪造价比较高，，主要用在一一些特殊场合合带有传感器的的装配机器人人可以更好地地顺应对象物物进行柔软的的操作。装配配机器人经常常使用的传感感器有视觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器器和力传感器等。视觉传感器主要用于零件件或工件的位位置补偿，零零件的判别、、确认等。触觉和接近觉觉传感器一般固定在指指端，用来补补偿零件或工工件的位置误误差，防止碰碰撞等。力传感器一般装在腕部部，用来检测测腕部受力情情况，一般在在精密装配或或去飞边一类类需要力控制制的作业中使使用。（2）装配机器器人的周边设设备机器人进行装装配作业时，，除机器人主主机、手爪、、传感器外，，零件供给装置和工件搬运装置置也至为重要。。无论从投资资额的角度还还是从安装占占地面积的角角度，它们往往往比机器人人主机所占的的比例大。周周边设备常由由可编程控制器器控制，此外一般还还要有台架、安全栏等。①零件供给器器零件供给器的的作用是保证证机器人能逐逐个正确地抓抓取待装配零零件，保证装装配作业正常常进行。给料器用振动或回转转机构把零件件排齐，并逐逐个送到指定定位置。托盘大零件或易磕磕碰划伤的零零件加工完毕毕后一般应码码放在称为"托盘"的容器中运输输，托盘装置置能按一定精精度要求把零零件送到给定定位置，然后后再由机器人人一个一个取取出。②输送装置在机器人装配配线上，输送送装置承担把把工件搬运到到各作业地点点的任务，输输送装置中以以传送带居多多。输送装置的技技术问题是停止精度、停停止时的冲击击和减速振。。减震器可用用来吸收冲击击能。其他用途的工工业机器人2.6其他用途的工工业机器人搬运机器人主要用于工厂厂中一些工序序的上下料作作业、拆垛和和码垛作业等等。这类机器器人精度相对对低一些，但但负荷比较大大，运动速度度比较高。其其机器人操作作机多采用点点焊或弧焊机机器人结构，，也有的采用用框架式和直直角坐标式结结构形式。随随着工厂自动动化程度的不不断提高和生生产节拍的加加快，搬运机机器人使用得得越来越多。。水切割机器人人、激光加工工机器人它通过高压水和激光这种新的工具具，对工件实实施切割、焊焊接或者是金金属材料的表表面特殊处理理，可以实现现金属及其他他材料的特殊殊加工。高压压水切割的特特点是其切缝缝处光滑，无无需进行二次次处理，并且且避免了其他他热加工手段段带来的工件件变形。激光光加工则是充充分利用了激激光的特性，，实现对工件件的精密切割割、钻孔、焊焊接以及表面面热处理这些些作业往往是是传统的加工工手段无法完完成的。检查和测量机机器人集三种功能于于一体，包括括机器人的运运动控制、操操作对象状态态的感知以及及对所采集到到的信息进行行分析和判断断，最终给出出检查和测量量结果。检查查和测量机器器人主要用于于工件的形状状测量、装配配检查以及产产品缺陷检查查等。随着信息技术术和微电子技技术的发展，，这些行业也也迫切需要机机器人进行作作业。但这些些行业的特点点是超精密化化和精细化，，产品的质量量与环境的好好坏有直接关关系，在这种种环境下作业业对机器人有有特殊要求，，因此产生了了净化机器人。对于净化机机器人，如何何抑制尘埃粒粒子大小和数数量是其关键键问题。另外外，现代制造造业中，许多多器件的制造造需要在真空空环境下进行行，因此也出出现了真空机器人。净化机器人人和真空机器器人除对环境境有很高的要要求之外，其其速度和精度度也有了很大大提高。并且且机器人的结结构不同于一一般工业机器器人的结构，，具有一定的的特殊性。工业机器人的的技术参数自由度机器人具有的的独立坐标轴轴运动的数目目，不包括手手爪的开合自自由度。定位精度/重复定位精度度定位精度是指指机器人手部部实际到达位位置与目标位位置之间的差差异。重复定位精度度是机器人重重复定位其手手部于同一目目标位置的能能力。工作范围机器人手臂末末端或手腕中中心所能到达达的所有点的的集合。最大工作速度度承载能力机器人在工作作范围内的任任何位姿上所所能承受的最最大质量。第五节机器器人的技术参参数第一章绪论论自由度机器人的自由由度（DegreeofFreedom,DOF））是指其末端端执行器相对对于参考坐标标系能够独立立运动的数目目，但并不包包括末端执行行器的开合自自由度。自由由度是机器人人的一个重要要技术指标，，它是由机器器人的结构决决定的，并直直接影响到机机器人是否能能完成与目标标作业相适应应的动作。1.自由度(DegreesofFreedom)从运动学的观观点看,在完成某一特特定作业时具具有多余自由由度的机器人人,就叫做冗余自自由度机器人人。例如,PUMA562机器人去执行行印刷电路板板上接插电子子器件的作业业时就成为冗冗余自由度机机器人。利用用冗余自由度度可以增加机机器人的灵活活性、躲避障障碍物和改善善动力性能。。人的手臂(大臂、小臂、、手腕)共有七个自由由度,所以工作起来来很灵巧,手部可回避障障碍而从不同同方向到达同同一个目的点点。图1.17PUMA562工业机器人第五节机器器人的技术参参数第一章绪论论工作空间机器人的工作作空间（WorkingSpace）是指机机器人末端上上参考点所能能达到的所有有空间区域。。由于末端执执行器的形状状尺寸是多种种多样的，为为真实反映机机器人的特征征参数，工作作空间是指不不安装末端执执行器时的工工作区域。第五节机器器人的技术参参数第一章绪论论额定速度与与额定负载机器人在保保持运动平平稳性和位位置精度的的前提下所所能达到的的最大速度度称为额定定速度（RatedVelocity）。机器人在额额定速度和和规定性能能范围内，，末端执行行器所能承承受负载的的允许值称称为额定负负载（RatedLoad）。第五节机机器人的技技术参数第一章绪绪论分辨率、位位姿准确度度和位姿重复复性机器人的分分辨率由系系统设计检检测参数决决定，并受受到位置反反馈检测单单元性能的的影响。机器人的位位姿准确度度是指机器器人多次执执行同一位位姿指令，，其末端执执行器在指指定坐标系系中实到位位姿与指令令位姿之间间的偏差。。在相同的条条件下，用用同一方法法操作机器器人时，重重复多次所所测得的同同一位姿散散布的不一一致程度称称为位姿的的重复性。。2.精度(Accuracy)工业机器人人精度是指指定位精度度和重复定定位精度。。定位精精度是指机机器人手部部实际到达达位置与目目标位置之之间的差异异。重复复定位精度度是指机器器人重复定定位其手部部于同一目目标位置的的能力,可以用标准准偏差这个个统计量来来表示,它是衡量一一列误差值值的密集度度(即重重复复度度),如图图1.18所示示。。图1.18工业业机机器器人人定定位位精精度度和和重重复复定定位位精精度度的的典典型型情情况况(a)重复复定定位位精精度度的的测测量量；；(b)合理理定定位位精精度度，，良良好好重重复复定定位位精精度度；；(c)良好好定定位位精精度度,很差差重重复复定定位位精精度度；；(d)很差差定定位位精精度度，，良好好重重复复定定位位精精度度4.速度度(Speed)机器器人人运运动动速速度度是是其其主主要要参参数数之之一一，，它它反反映映了了机机器器人人的的作作业业水水平平，，运运动动速速度度的的快快慢慢与与它它的的驱驱动动方方式式、、定定位位方方式式、、抓抓取取质质量量大大小小和和行行程程距距离离有有关关，，作作业业机机器器人人手手部部的的运运动动速速度度应应根根据据生生产产节节拍拍、、生生产产过过程程的的平平稳稳性性和和定定位位精精度度等等要要求求来来决决定定。。目前前，，工工业业机机器器人人的的最最大大直直线线运运行行速速度度大大部部分分为为1000mm/s左右右。。最最大大回回转转速速度度为为120度/秒左左右右。。作为为机机器器人人规规格格参参数数的的运运动动速速度度是是指指全全程程的的平平均均速速度度，，实实际际使使用用速速度度可可在在一一定定范范围围内内调调节节。。5.承载载能能力力(Payload)承载载能能力力是是指指机机器器人人在在工工作作范范围围内内的的任任何何位位姿姿上上所所能能承承受受的的最最大大质质量量。。承承载载能能力力不不仅仅决决定定于于负负载载的的质质量量,而且且还还与与机机器器人人运运行行的的速速度度和和加加速速度度的的大大小小和和方方向向有有关关。。为为了了安安全全起起见见,承载载能能力力这这一一技技术术指指标标是是指指高高速速运运行行时时的的承承载载能能力力。。通通常常,承载载能能力力不不仅仅指指负负载载,而且且还还包包括括了了机机器器人人末末端端操操作作器器的的质质量量。。工工业业机机器器人人的的额额定定负负载载是是指指在在规规定定范范围围内内手手腕腕机机械械接接口口处处所所能能承承受受的的最最大大负负载载允允许许值值机器人有效负负载的大小除除受到驱动器器功率的限制制外,还受到杆件材材料极限应力力的限制,因而,它又和环境条条件(如地心引力)、运动参数(如运动速度、、加速度以以及它们的方方向)有关。如加加拿大手臂,它的额定可搬搬运质量为14500kg,在运动速度较较低时能达到到29500kg。然而，这种种负荷能力只只是在太空中中失重条件下下才有可能达达到，在地地球上,该手臂本身的的重量达410kg,它连自重引起起的臂杆变形形都无法承受受,更谈不上搬运运质量了。第二节机器器人的应用机器人应用第一章绪论论机器人应用民用机器人军用机器人工业机器人仿人机器人农业机器人服务机器人水下军用机器人空间机器人地面军用机器人空中军用机器人第二节机器器人的应用第一章绪论论工业机器人农业机器人服务机器人仿人机器人民用机器人工业机器人是指在工业中应用的一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各种作业。且这种操作机可以固定在一个地方，也可以在往复运动的小车上。第二节机器器人的应用第一章绪论论民用机器人工业机器人农业机器人服务机器人仿人机器人搬运机器人第二节机器器人的应用第一章绪论论民用机器人工业机器人农业机器人服务机器人仿人机器人农业机器人指指的是应用于于农业生产的的机器人的总总称。第二节机器器人的应用第一章绪论论民用机器人工业机器人农业机器人服务机器人仿人机器人水稻插秧机器器人第二节机器器人的应用第一章绪论论民用机器人工业机器人农业机器人服务机器人仿人机器人服务机器人是是一种以自主主或半自主方方式运行，能能为人类健康康提供服务的的机器人，或或者是能对设设备运行进行行维护的一类类机器人。第二节机器器人的应用第一章绪论论民用机器人工业机器人农业机器人服务机器人仿人机器人家务机器人第二节机器器人的应用第一章绪论论民用机器人工业机器人农业机器人服务机器人仿人机器人仿人机器人是是指外表和人人很相似的机机器人。由于于其具有人类类的外形特征征，更容易适适应人类的生生活环境及运运载工具，具具有广阔的应应用前景。第二节机器器人的应用第一章绪论论民用机器人工业机器人农业机器人服务机器人仿人机器人舞蹈表演机器器人第二节机器器人的应用第一章绪论论水下军用机器人地面军用机器人空中军用机器人空间机器人军用机器人水下军用机器器人又称为水水下无人潜器器，分为遥控控、半自主及及自主型，在在海战中有不不可替代的作作用。为了争争夺制海权，，各国都在开开发各种用途途的水下机器器人。第二节机器器人的应用第一章章绪绪论