机器人范文第1篇

关键词：中医；按摩机器人；臂系统

中医按摩作为中医中具有特色的项目，是一种对人体没有毒副作用的疗法。秦汉时期的《黄帝内经》中已经有关于按摩的记载。新中国成立后，我国卫生部门关注中医发展，中医按摩的手法不断整理，按摩更加规范，通过按摩调整人体功能，改善机体病理状态，达到舒经活络及行气止血的效果。中医按摩可治疗疼痛及心血管疾病等，具有强身健体及延年益寿的效果。现阶段，市场上按摩器械不足，通过机器人模拟专家按摩手法，最终达到治疗的目的。现阶段，柔性关节机器人设计理念引入按摩机器人领域，通过轻量化设计，保证机器人能完成按摩手法。对此，本文对中医按摩机器人臂系统进行分析。

1中医按摩机器人臂设计

1.1按摩手臂运动特点

在中医推拿过程中，针对人体不同疾病，按摩不同的穴位，按摩手法也存在差异，包括指捏法、掌推法、滚压法等，在设计过程中，X轴代表拇指伸的位置，Y轴则是小指中段位置，Z轴代表手掌中心垂直的上侧位置。设计过程中取Z轴与按摩手表面垂直，以此完成指锥法按摩，不同按摩方法的X、Y、Z轴存在差异，掌面与按摩平面涉及的因素不同，通过中医按摩对推拿方法进行模仿，达到不同的按摩目标，满足人体对按摩的要求，对此，在中医按摩机器人设计过程中，应当根据按摩方法设计手臂结构。比如，在推法设计过程中，使用手指及手掌、肘部等完成按摩，自患者的背部完成平移运动。推法在实施过程中，自Z轴垂直人体，在Y轴及X轴上不断平移，具有3项自由度，包括施力方向、垂直作用力方向、平移运动方向。

1.2按摩手臂结构的实现方法

自中医推拿理论角度进行分析，设计一种中医手臂按摩方法，主要是对背部进行按摩，在设计过程中，采取模块式设计方法，四个手指保持左右对称，手指包括远近两个端面，手指近端包括长连杆及连接舱，通过齿轮带动指节活动，按摩滚轮自左右两端与连接舱相连，自基座下完成电机驱动丝杠正反运动，带动连接块上下活动，对指关节及手臂形态进行调整。拍打模式则是手腕及手肘活动，按摩手掌则是保持一个姿势，在手臂前端可以设置拍打头，在按摩底座下与机械臂固定，不同按摩方式需要机械手臂之间做好配合。在捏拿按摩时，保留两指及多指按摩，机械臂需要移动到穴位上，舵机对手臂转动进行控制，调节手臂指尖姿态，丝杠带动滑动模块完成相关的运动，完成上下及相对运动，相对指节过近的情况下，舵机控制手指活动，调节按摩姿态，配和连接块上下运动，或者调整捏拿力度，手指转动后会被连接舱挡板限制，为保证手指调整到一定的角度，还需关注手指转动压力，见图1。滚轮按摩过程中，将滚轮作为元件。设计滚压轮及拿按轮，滚压轮上有刺激穴位的凸起点，在滚压过程中，能对穴位产生刺激。在机械臂移动到按摩位置上后，通过舵机进行指挥，调整按摩手指位置，避免远端指节与滚轮相互影响。捏拿按摩过程中，可以利用丝杠对关节姿态进行调整，配合机械臂带动滚轮运动，完成肩部捏拿按摩。滚压按摩过程中，对关节姿态进行调整，配合机械臂带动滚轮完成人体背部按压。

2机械臂控制系统

2.1系统硬件

中医按摩机械臂控制系统包括Can总线、Fpga控制器及人际交互触摸屏等，操作人员在人机交互的模式下，利用触摸屏控制机械臂运动，完成相关的按摩手法，操作力度及次数通过智能屏传递到工控机，工控机将期望手法转变为计算机语言，通过动力学计算方式对机器人关节旋转角度进行调整。使用Can总线传递角度信息，将信息有效传递到Fpga控制器，使机械人完成期望的按摩方法，控制系统见图2。在机械臂控制系统搭建过程中，基于Faga硬件平台完成SOPC设计，在设计机械臂过程中，应当对关节力矩及电流等进行采样，根据算法对电机进行控制。在研究过程中，通过IP核方法完成直流无刷电机控制，系统响应速度快。中医按摩机器人与传统机器人存在差异，在设计过程中需要搭建按摩机器人平台，其中，手臂内部存在两个增量式光电编码器，结合关节设计，对关节力度进行调整，弹性单元角转过角度可通过系统计算，从而获得数据力矩。增量式光电编码器会输出A、B、Z/3根信号，在设计过程中，可能涉及电磁干扰，容易对光电码盘信号产生影响，对此，设计光电码盘差分输出方法，保证电路的抗干扰能力。为保证码盘的精度，可以对信号频率进行调整。传递的信号记录到寄存器，检测后的信息通过AVALON总线协议处理，最终传输到总线上。

2.2系统软件

在系统软件上，利用嵌入式C程序完成开发，开发算法包括速度控制及位置控制、力矩控制等，包括主程序及驱动程序、算法程序。其中，主程序的任务在于接收上位机的信息，根据不同的命令对子程序进行调整，一旦发生运行异常，及时对问题进行处理，将异常情况上报到上位机中。异常子程序中含有力矩限制保护子程序及过速保护子程序等。命令处理子程序中包括PID调节子程序及传感器标定子程序、信息反馈子程序。B驱动子程序设计过程中，需要对驱动系统进行设计，硬件驱动设计过程中，针对应将寄存器中的参考地址进行分析，建立硬件操作文件，其中定义寄存器，根据硬件特点，构建操作函数模型。C算法子程序设计过程中，利用PD算法对系统力矩及阻抗等进行设计，速度与位置连接后，速度是内环，位置是外环，完成位置及速度的同步调控，力矩独立实现，在位置及力矩等控制过程中，为有效控制软件，应当根据实际情况设计限制保护量值。

3安全保障系统设计

机器人会受到一些因素影响，导致操作故障，或者发生失控等问题，导致被按摩的人群发生损伤，对此，在设计机械臂过程中，也要关注安全保障系统设计，根据按摩者的按摩需求设计安全保证体系，并对保障体系进行分级处理。一旦发生故障或者失控情况，可最大程度的保护被按摩者的安全。安全保证系统中包括医护人员保护从事及机械系统保护措施、软件系统保护措施等，系统将人员的安全作为最高等级，根据不同优先级对响应措施展开设计。（1）在用户保障设计过程中，机器人与用户发生接触，通过感觉反馈系统，判断机器人是否处于安全状态，在系统设计过程中，可设置紧急开关，保障被按摩者的安全。急停开关放在靠近按摩者的方位，一旦机器人发生异常，可通过急停开关切断电源，避免机器人继续对按摩者进行伤害。重新通电后，机械人回到原位等待作业命令。（2）医护人员保障措施上，该措施是保障机器人稳定运行的第二个层面，在作业过程中，医务人员会操作机器人，判断是否存在风险，避免机器人发生失控问题。用户发生紧张无法有效切断电源，该系统与用户保障系统具有相似性，医务人员设置紧急停顿开关，作用与用户保障措施相同。（3）机械系统保护措施：中医按摩机器人采取轻量化设计，为保证人体接触时动量小，可对减重孔进行加工，从而设置安全力矩阈值，一旦关节力矩超过阈值，则改变运动按摩方法，保证被按摩者的安全。

4结语

现阶段，人们对生活质量的要求增高，智能化机器人在服务领域大放异彩，研究人员逐渐将目光放在中医按摩机器人上。中医按摩机器人作为服务型机器人，具有复杂的非线性系统，同时又具有广阔的市场。对此，在研究过程中，应当合理设置机器人手臂系统，掌握系统结构设计方法，并使用先进的控制硬件及软件，对安保系统进行规划，保证各个系统的运行效率，提升人们的按摩体验，达到理想的设计目标。

参考文献：

[1]芦红利,闫娟.基于RecurDyn的4旋翼摆臂式清洗机器人设计[J].轻工机械,2021,39(04):39-43.

机器人范文第2篇

论文摘要：介绍教育机器人在机器人竞赛及课内外教学中的应用现状，并提出其教育价值。

1引言

自从20世纪50年代末世界上第一台机器人诞生之后，机器人技术得到了迅速的发展。机器人技术是一个国家科学技术水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，也是打开21世纪大门的钥匙[1]。

随着机器人技术的发展，其在教育领域的应用也逐步得到重视。目前教育机器人主要应用于课内外教学和参加各级各类科技创新活动，表现出了无可比拟的教育价值和极待挖掘的发展前景。

2机器人的定义

在科技界，科学家会给每一个科技术语一个明确的定义，但机器人的定义却至今没有统一。原因之一是机器人还在发展，根本原因则是机器人涉及到了人的概念，使之成为难以回答的哲学问题。早在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，就有专家提出了两个有代表性的定义[2]。之后又不断涌现新的见解。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，是一种具有高度协同性的自动化机器。”[2]

3教育机器人简介

干国胜在其硕士论文中对教育机器人解释如下：用在教育领域的以人工智能决定其行动的机器人[2]。从学习角度讲，“教育机器人是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件”[3]。它除了机器人机体本身之外，还有相应的控制软件和教学课本等。

国内已有一些企业和公司可以生产教育机器人或教学平台。不同种类的教育机器人不断涌现，如SmartCar[4]、SUUNY618、博思威科教育机器人等均已投入市场。

4教育机器人产生背景

机器人技术是在二战以后才发展起来的新技术。1958年美国的Consolidated公司制作出了世界上第一台工业机器人，由此揭开了机器人发展的序幕[5]。1967年日本川崎重工公司从美国购买了机器人的生产许可证，日本从此开始了研究和制造机器人的热潮。随着机器人在工业上的广泛应用，如何加强工人对机器人的了解从而提高他们对机器人的控制也就成为一个显著的问题。机器人教育也就随之产生。2003年4月3日到7日，日本横滨举行了2003年机器人博览会[6]。专门用于教学的教育机器人从此诞生了。

国外教育机器人的研究开展较早。早在上世纪六十年代日本、美国、英国等西方发达国家已经相继在美国大学里开始了对机器人教育的研究，到了六十年代他们在中小学也开始了机器人教学，在此过程中也推出了各自的教育机器人基础开发平台[5]。我国的机器人研究在七八十年代就已开展起来，在我国的“七五”计划，“863”计划中均有相关的内容。但针对中小学的机器人教学起步较晚，到上世纪九十年代后期才得到了初步的发展，目前发展仍不完善。

5教育机器人应用现状

教育机器人主要用于机器人竞赛和课内外教学。

5.1机器人竞赛机器人教育对高科技社会的巨大影响已经引起了美国、欧洲、日本等发达国家和亚洲各国的高度重视，也得到了我国教育界的极大关注。国内外机器人赛事不断，引人注目。目前，全球每年有一百多项机器人竞赛，参加人员从小学生、中学生、大学生到研究者[5]。

1）国际比赛。①机器人足球竞赛。让机器人踢足球的想法是在1995年由韩国科学技术院（KAIST）的金钟焕(Jong-HwanKim)教授为了发展多智能体技术而提出的。1996年11月，他在韩国政府的支持下首次举办了微型机器人世界杯足球比赛(即FIRAMiroSot’96)。

国际上最具影响的机器人足球赛主要是FIRA和RoboCup两大世界杯机器人足球赛，这两大比赛都有严格的比赛规则，融趣味性、观赏性、科普性为一体，为更多青少年参与国际性的科技活动提供了良好的平台。

FIRA(FederationofInternationalRobot-soccerAssociation)是国际机器人足球联合会的缩写，于1997年第二届微型机器人锦标赛(MiroSot’97)期间在韩国成立的。FIRA每年举办一次机器人足球世界杯赛(FIRARobot-SoccerworldCup)，简称FIRARWC，比赛的地点每年都不同，至今已经分别在韩国(三届)、法国、巴西、澳大利亚(两届)、中国等国家举办了多届赛事。

RoboCup(RobotWorldCup)是一个国际性组织，1997年成立于日本。RoboCup以机器人足球作为中心研究课题，通过举办机器人足球比赛，旨在促进人工智能、机器人技术及其相关学科的发展。RoboCup的最终目标是在2050年成立一支完全自主的拟人机器人足球队，能够与人类进行一场真正意义上的足球赛。RoboCup至今已组织了八届世界杯赛。比赛项目主要有:电脑仿真比赛、小型足球机器人赛、中型自主足球机器人赛、四腿机器人足球赛、拟人机器人足球赛等项目。

②机器人灭火竞赛。机器人灭火的想法是在1994年由美国三一学院的JackMendelssohn教授首先提出的。比赛在一套模拟四室一厅住房内进行，要求参赛的机器人在最短的时间内熄灭放置在任意一个房间中的蜡烛。参赛选手可以选择不同的比赛模式，比如，在比赛场地方面可以选择设置斜坡或家具障碍，在机器人的控制方面可选择声控和遥控，熄灭蜡烛所用的时间最短，选择模式的难度最大，综合扣分最少的选手为冠军。虽然比赛过程仅有短短几分甚至几秒钟的时间，用来灭火的机器人体积也不超过31立方厘米，但其中包含了很高的科技含量。目前，机器人灭火比赛已成为全球最普及的智能机器人竞赛之一。

③机器人综合竞赛。国际机器人奥林匹克竞赛。主要是亚太国家参与的一项国际机器人赛事，2002年中国北京成功举办了第四届比赛，有包括韩国、新加坡、中国大陆、香港、台湾、菲律宾、泰国在内的七个国家和地区参加了这一赛事，比赛圆满成功，第五届比赛于2003年月11月6日～10日在韩国举行。

FLL机器人世锦赛，1998由美国非盈利组织FIRST发起，目前有10多个国家(英国、法国、德国、北欧5国家、新加坡、韩国、中国)及美国的46个州参加该活动。每年秋天，由教育专家及科学家们精心设计的FLL挑战题目将通过网络全球同步公布。各国/区域选拔赛在年底举行，总决赛于4～5月在美国举行。竞赛内容包括主题研究和机器人挑战2个项目，参赛队可以有8～10周的时间准备比赛。

④其他比赛。在国外，1980年，第一届全日本机器人走迷宫比赛；1992年，第一届美国人工智能学会移动机器人比赛；1998年，第一届国际海洋机器人竞赛；2001年，日本政府举办第一届国际机器人节，举行了十几项各种机器人比赛。教育智能机器人是目前欧美国家流行的用于培养学生动手能力，计算机应用能力，和创新思维的学习工具。

孙媛媛、何花撰文指出，国际机器人竞赛有以下特点：比赛规模不断扩大，比赛项目不断完善，比赛的影响力不断完善，推动技术进步，促进学校教育[7]。

2）国内比赛。在国内，2000年，FIRA中国区比赛;2002年，CCTV杯机器人比赛;2004年，第五届全国中小学电脑制作大赛；自2005年开始的全国青少年教育机器人竞赛[8]；中国科协主办的中国青少年机器人竞赛，中央电教馆举办的中小学生电脑制作活动，教育部关心下一代工作委员会、中国发明协会举办的全国中小学信息技术创新与实践活动[9]。还有近几年各省、市组织各种类型机器人比赛。

3）机器人竞赛的教育价值。何智等撰文指出中小学机器人竞赛对当前的教育会产生重大的作用：促进教育方式的改革，培养学生的综合能力；有利于建立一门新的标准课程；寓教于乐；培养学生的团队协作精神和宽容为怀的人文品格[9]。

北京科技大学的郗安民教授在接受访谈时指出，大学生机器人比赛是一项很好的科技创新活动，不仅易于激发兴趣，而且综合了多学科的知识，是一项比较大的训练工程[10]。张云洲等探讨了机器人竞赛对于大学生教育的价值：机器人竞赛活动的开展有效激发了学生参与科技创新、开发与研制的兴趣爱好，有利于其综合素质的培养[11]。

5.2学科及课外教学目前，除将教育机器人用于参加各种比赛外，教育机器人还被用于课内外教学，以提高学生设计、开发、应用机器人的能力和创新能力。北京、上海、广东、浙江、江苏、湖北等省市已经先后将教育机器人纳入地方课程或校本课程。到2005年底，我国已有76所中小学成为机器人教学实验学校。教育机器人正在逐步地走入我国的各类学校[3]。

王立春撰文从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等各个方面探究教学机器人所具有的独特的教育价值，指出教育机器人在教育领域的顽强生命力和巨大发展前景[12]。

张兴华以硕士论文的形式深入探究了基于机器人的青少年活动的教育价值。她从亲身体验的活动案例出发，把握了全国基于机器人的青少年活动的形势，在深入研究的基础上认为基于机器人的课外活动的教育价值主要体现在三个方面：对青少年各方面能力的培养；促进教育方式的改革；有利于建立一门新的标准课程[13]。

6结语

教育机器人事业方兴未艾。教育机器人活动知识覆盖面广、能力锻炼多样、情感体验丰富，受到越来越多的师生欢迎，正向广大师生的普及过渡。教育机器人必将为我国的素质教育做出应有的贡献。教育机器人的前途是光明的。

参考文献

[1]杨德智.教育机器人[J].科学杂志，2006(7)

[2]干国胜.教育机器人的设计与应用研究[D].华中师范大学,2004

[3]吴洁,何花,周波.浅谈教育机器人[J].中国教育技术装备,2006(7)

[4]李国.智能教育机器人Smart+Car[J].中国乡镇企业技术市场,2003(11)

[5]王吉岱,李维赞,孙爱芹,谢永.教育机器人的研制与发展综述[J].现代制造技术与装备,2007(7)

[6]宗和.越来越能干的机器人[J].中国青年科技,2003(7)

[7]孙媛媛,何花.浅谈国际机器人竞赛[J].上海教育科研,2005(2)

[8]马文志.“碧波杯”第三届全国青少年教育机器人竞赛在苏州落下帷幕[J].辅导员,2007(10)

[9]何智,胡又伦,艾伦.中小学生机器人竞赛的教育价值述评[J].中国教育技术装备,2006(1)

[10]以机器人比赛推动素质教育——访北京科技大学郗安民教授[J].机器人教育与应用,2004(4)

[11]张云洲,吴成东,崔建江,丛德宏.基于机器人竞赛的大学生创新素质培养与实践[J].电气电子教学学报,2007(2)

机器人范文第3篇

关键词：ABB；机器人；制造业；汽车

1ABB机器

人所谓的ABB机器人，其实就是一种比较先进的汽车制造技术。通过对ABB机器人的研究知道，它在世界机器人中占据的地位十分靠前。换句话说，ABB机器人是世界机器人的开拓者，并且在全球范围中占有的数量较多。同时，由于这项技术的特殊性，其在汽车制造业中应用的十分广泛。当今社会中，ABB机器人已经在汽车制造行业中发展成为了一种十分重要的汽车制造技术，它在汽车制造业中的竞争能力获得了很大提升，并且其在汽车制造过程中能够为消费者提供一套完整的解决方案，因此受到消费者的青睐。

2ABB机器人在汽车制造中的应用

2.1使用ABB机器人制造汽车具有的优势

ABB机器人在制造汽车时具有的最大优势就是可靠性较高，并且能够制造的汽车产品十分丰富。因此，即使其所处的环境十分恶劣，它也能够发挥出应有的作用。但是，这里所说的优势并不是针对ABB机器人说的，而是汽车进行制造的时候将ABB机器人作为制造的核心，为相关的工作人员提供一个比较完整的解决方案。在此，我们以汽车制造中的动力总成业务进行分析。使用ABB机器人对汽车进行制造的时候与其他的机器人相比，具有的最大的特点就是能够为相关的单位提供以机器人作为基础的柔性动力总成生产设备，并且还能为相关的客户提供一个物流方案、对厂房的布置提供建议等，进而在很大程度上提高汽车制造行业的制造效率。ABB机器人为相关行业提供方案的时候，是按照其在这个领域中的经验进行的，因此往往能够为客户提供很大的帮助。除此之外，ABB机器人在运行时候使用的软件与其他的机器人相比具有很大优势，这个优势主要体现在车辆的涂胶以及滚边工艺上。在车辆制作过程中，这个工作最为复杂。平常的机器人在进行这项工作的时候，通常不能保证工作的轨迹。但是，使用ABB机器人进行工作的时候，就能够使其在调试后将运行的轨迹与理论的轨迹进行结合，进而保证其在工作时的质量。此外，还有一个十分重要的内容就是使用ABB机器人进行汽车制造，能够在很大程度上减少成本，并且在减少成本的过程中保证质量，进而使相关单位获得更高的利润。

2.2ABB机器人在生产汽车焊接过程中的优势

激光加工过程中，必须要实现激光器、气流系统及机器人之间的通讯和协同。该系统是以机器人为主控单元，一方面控制机器人的运动，另一方面控制激光器和气流系统。激光器的输出参数及通断，可以通过通讯线实现外部控制，输出功率则是由频率和占空比决定。激光器的控制线与机器人控制柜DSQC651I/O板的输出端子相连。气流则通过电磁阀来控制通断，气压大小则通过减压阀来调节，气流通断通过24V数字量来控制，也与机器人的I/Q板相连。激光切割头是激光切割机最重要的配件之一。传统的切割头只是聚焦透镜和喷嘴，没有自动对焦功能。在大范围的激光切割中，不同地方的加工高度略有不同，致使材料的表面偏离焦距。这样在不同的地方聚焦光斑大小不一样，功率密度也不一样。不同切割外置的激光切割质量很不一致，达不到激光切割的质量要求。焦点的准确控制是激光切割成败的一个关键，采用自浮式自动对焦激光切割头，始终自动对焦，保证切割成型一致，美观，无毛刺。另外，激光切割时一定要保证激光不被喷嘴遮挡。在安装切割头后，需要对激光光路进行调整，可以通过调整反射镜的倾斜度，使激光刚好在喷嘴中心出来，也可以采用简洁的CCD成像方法来完成。

2.3ABB机器人对环保的帮助

尽管最近几年我国的经济获得了很大发展，但是作为经济发展的代价，我国的环境受到了很大破坏。如果相关工作人员不能对此做出及时反应，就会使环境问题发展得愈加严重，对人们的生活也会产生很大的负面影响。为了能够在最大程度上减少汽车制造过程中对环境的影响，对ABB机器人的设计也融入了低碳环保的概念。针对ABB机器人在环保方面的设计，ABB机器人汽车工业部的总经理李刚先生在接受采访时说到，在ABB机器人中设有高压水清理系统，这个系统在ABB机器人工作时采用围绕机器人搭建的一种模块化结构，能够对毛刺进行清理，具有很高的效率，并且具有的除污能力也比一般机器人强。

另外，ABB机器人在进行除污工作的时候不用对其进行加热，也不需要在其内部加一些添加剂，所以从这个角度上来说，其能够在很大程度上对环境起到保护作用。此外，相关工作人员对ABB机器人进行设计时，采用的分离技术以及过滤技术都比较先进，且在结构设计比较简单，设置的机型都比较小巧，因此具有很高的性价比。因此，它在工作的时候不需要对环境进行选择。不管是在特定的环境还是在一般的生产环节，ABB机器人都能够对汽车制造过程中的零部件进行清理。由于其性价比较高，因此其在工作过程中出现问题的概率较小。根据简单的调查，统计出ABB机器人在运行时能够连续工作两万个小时且不会出现故障。这不仅能够对我国的环境产生一定的优化作用，还能够在很大程度上提高汽车制造的质量以及工作效率，使相关汽车制造单位能够因此获得更高的利润。ABB机器人在设计时是将解决方案作为主要的核心，所以相关工作人员在设计时对存在的问题进行了比较全面的解决，应用的也更加广泛。

3结束语

综上所述，ABB机器人在汽车制造业中的应用十分广泛，如果其在制造汽车过程中出现问题，就会对汽车的制造质量产生很大的负面影响，进而影响到人们的出行安全。为了解决这一问题，相关汽车制造业的管理人员就应该对ABB机器人在汽车制造业中的应用进行全面分析，对于存在的问题及时进行解决，进而使其能够更好地为人们服务。

参考文献

[1]海霞.ABB机器人在汽车制造中的竞争力[J].汽车与配件，2012，（11）：17-19.

[2]朱海霞，彭斐.以绿色节能、高效优质为本的ABB汽车制造自动化技术[J].汽车与配件，2010，（37）：28-30.

[3]乌家培.ABB机器人与汽车制造的关系[J].山东机械战略研究，2013，（4）.

[4]林中燕.汽车制造业中ABB机器的应用[J].闽江学院学报，2014，（2）.

机器人范文第4篇

关键词：汽车制造;机器人;具体应用

随着汽车生产行业中广泛应用工业机器人，整个行业已经从劳动密集型行业逐渐向技术密集型行业转变，实现汽车制造产业的转型升级，这一切都离不开技术发展。我国有着庞大的人口技术与经济体量，这就决定了工业机器人在汽车行业应用的普遍性，解决以前很多产业中存在的问题，显著提高工作质量与效率。因此，研究汽车制造领域中机器人的应用具有现实意义。

1汽车制造智能化及自动化的价值

汽车制造的智能化及自动化，可以改善传统焊接技术的不足，提高汽车制造质量，具体体现在以下几方面：1.1提高焊接安全性在技术的推动下，应用智能化及自动化技术进行汽车制造，具有自动监视、自动报警以及自我保护的功能。在汽车焊接过程中，一旦出现故障，系统会立即启动保护措施，降低安全事故发生的概率，提升制造的安全性与可靠性。

1.2提高管理的效率

由于智能化及自动化技术本身具有很强的综合性，在实际应用中，技术综合了网络科技、计算机、机械制造以及自动化控制等多个领域和科技，为汽车制造企业提供更加智能化的控制服务，这对于提升管理人员的管理水平，提升工作效率具有非常重要的现实意义。

1.3提示使用性能

在智能制造系统中，可以借助数字现实和程序控制的方法，对制造情况进行调整控制，从而简化操作流程，提升工作效率。对于高级的智能化及自动化技术，还能通过对控制对象的数学模型和外部参数的调整，自动选择最优的工作程序，为推动智能制造的自动化、智能化和网络化打下基础。

2工业机器人运用时的先决条件分析

工业机器人本身具有一定的智能化特点，在工作时，通过接收信息系统的操作指令，按照预习设定的程序开始完成各种动作，从而帮助进行生产操作更好地满足预期的需求。机械臂作为机器人发挥功能的重要部门，本身就是对人类手臂的一种模拟，因此需要引入较高精确度的电子机械技术完成相应的动作流程。

2.1高精度的零部件

当前市场中工业机器人大多还应用于精密制造的领域，可以进一步提升加工精度。在应用机器人时，需要设定相应的生产程序，严格依照企业的生产标准，保证生产质量和效果。在工业机器人的制造中，需要保证电机、机械臂等设备的运作。如果程序控制出现问题，将会导致产品的生产与实际发生偏离，对其后续使用和推广造成严重影响。

2.2高精度传动系统

工业机器人的应用得到人们的广泛关注，由于具备非常明显的优势，因此也成为我国工业发展的重要趋势。其中，工业机器人在工业领域中的应用主要体现在以下两个方面：一，六轴旋转；二，直线运动。所谓的六轴旋转即机器人工作时属于旋转类运动，直线机器人通常用于上下料的操作。动力传递在机器人的应用方面具有重要影响，对于末端操作的精确度也会有很大的影响。工业机器人在应用时对精准度有着较高的要求。相对于发达国家，我国的机器人制造技术还有待提升，目前不能制造高精度的减速器，我国的减速器通常都是从日本进口的。传动系统的精确度直接影响动力系统的连接，对生产的精确度具有直接的影响。

2.3机器人装配精度

工业机器人在制造阶段如果出现装配问题，将会影响机器人末端的精准度判断，从而对整个生产线造成非常不利的影响。因此在实际的生产应用过程中，需要全面对零部件的装备情况和设计情况进行综合考虑，从而保证各个环节在运行时不会出现偏差，保证机器人的加工精度。

2.4机器人的精度保持效果以及末端负载能力

对于工业机器人的应用而言，在初始阶段的应用效果较好。随着时间的延长，由于零部件出现了不同程度的磨损，对于生产末端的精度也会造成不同程度的影响。这种状况造成的原因如下：第一，由于零件的磨损，精确度的保持存在一定的困难。对于机器人而言，长期保持单一重复动作，在精度上又有着较高的要求，因此会对机器人本身造成一定的干扰。第二，误差会随着使用时间的延长而增加，将会大大影响末端的操作准确性。

3汽车制造的智能化及自动化发展分析

3.1智能监测技术分析

在汽车制造过程中，智能化技术的自动化控制应用策略还体现在监控设计方面。首先是集中式的监控设计，这种设计方式可有效避免外界控制，而且运营维护也比较简单。在集中化的监控设计中，不仅不会因步骤繁琐与设计理念的差异而受到限制，其监控运行过程中只需对集中管理理念进行体现即可。当然，集中式的监控设计也有其弊端存在，也就是会使处理器负荷大幅增加，进而降低处理器的运算速度。其次是远程化的监控设计方式，这种设计方式能降低电力资源的传输难度，安装费用也不高，并且远程监控具有较高的可靠性，不过仍有其局限性存在，会受到各种因素的限制而导致其通信速度下降。因此，对于小型的电气工程，适合采用远程化的监控设计方式。

3.2采集各轴电机运动的位置

智能化技术主要指借助一定程序实现对机械设备的科学化控制，使其能够像人一样具备一定思维或有条理的处理一些简单事情。随着科技的发展，智能化技术已经超越传统计算机研究的范围，开始具备网络化以及综合性特点，针对各领域的发展都有一定价值，因此研究和开发意义重大。比如，再制造加工业中，产品的生产可以完全依托智能化技术或者相应程序进行控制，科学设计和生产，不仅是对人力的节约，同时提升生产效率，减少操作失误，这就是智能化技术的优势。为发挥工业机器人的应用效能，在实际组装时需要进行严格的检测和校验。针对六轴旋转机器人来说，主要采用伺服电机，通过编码器实现对机器人旋转角度的检测和控制。针对直线运动机器人来说，可以借助限位挡块对其气缸机械臂的运动精度进行调整和控制。但是在实际操作中，还是要借助电子检测设备对机器人实际生产和运动状态进行监测，如此便于故障的发现和处理，保证其各项操作的精准度。

3.3实现内部部件自我检测

对于工业机器人而言，其核心部件就是各肘关节臂上安装的减速器，主要用于维持机器人运动的稳定性。因此，技术人员通常会在减速器的基础上安装振动传感器。通过监测振动数据判断机器人的工作状态。如果其震动频率和日常数据监测一致，则说明机器人处于稳定的工作状态中；如果存在振幅过大、振动频率过快，就说明减速器在运行过程中出现故障，需要技术人员根据实际情况进行分析和检测，进而根据需要对震动频率进行调整，确保其运行稳定。

3.4划定机器人运动轨迹

在规划并设计机器人运行轨迹时，需要参考企业实际生产需求。而且机器人运动轨迹设计需要借助计算机程序完成。因此技术人员需要将工业机器人的运动位置与企业生产的要求结合，以数据的形式控制设备，而且计算机系统可以借助运动学公式对整个运动轨迹进行优化设计，合理设置运动量。然后通过驱动器将计算出的运动量上传给驱动电机，确保传动轴按照运动轨迹科学运转。满足实际生产需求的前提下，保证机器人运行稳定，始终在预期轨道内平稳运转。

3.5优化机器人运行环境

就工业机器人生产而言，也属于高精密设备加工的范畴，其日常的环境会对内部的机械部件造成直接影响。为保证设备能够拥有一个安全稳定的环境，管理人员需要全面落实管理制度，使用机电一体化技术对周边的环境进行严格控制，尤其是温度和湿度情况。在日常的管理和维护工作中，技术人员需要全面把控机器人工作环境的安全性，根据实际需要对周边环境进行科学调控，以免因为环境因素影响其正常工作状态。焊接机器人在汽车制造过程中具有很强的优势，其作用也比较多样化。机器人焊接技术不仅可以进行焊装，而且也可以根据车身部位的不同来选择不同的焊接机器人技术。在焊接汽车车门时，运用点焊机器人技术能够高效完成车门的焊接。同时运用弧焊机器人能够有效完成合成件的取送工作，有效的节约人力成本，提升汽车制造的效益。在现代汽车的制造过程中，合理、灵活地运用焊接机器人技术，能够推动汽车焊接技术逐渐向自动化、智能化、现代化的方向发展与演变，并推动汽车制造行业发展速度、发展水平得到更好提升。

4结语

总之，随着5G技术推广与成熟，汽车制造领域中机器人的覆盖率将不断提升，越来越多具有学习能力的智能机器人将进入到汽车制造车间，直接取代很多工种。甚至随着3D打印技术的发展，将来汽车制造中将不再需要工人操作，实现自动化生产整车。文中分析汽车制造领域中应用机器人的应用，旨在为类似研究提供借鉴。

参考文献：

[1]赵连丰.汽车制造领域中电气自动化系统的应用[J].内燃机与配件，2021（11）：235-236.

[2]刘睿.电气自动化技术在汽车制造领域的应用研究[J].南方农机，2020，51（01）：123.

[3]杨洪钰.谈工业机器人在汽车制造领域的应用[J].商业故事，2018（10）：11.

机器人范文第5篇

关键词:机器人；悬挂式；矿用巡检

我国每年因煤矿生产死亡的工人数量均世界之首，不仅给亡者家庭带来伤害还对社会乃至国家的财产造成了巨大损失[1]。要保障我国煤矿工人的人身安全，就必须从危险系数极高的井下环境巡检工作入手，目前我国的机器人技术日渐成熟且逐步应用到了各行各业之中，矿井下高危环境尤其适合应用该技术。如何解决机器人在复杂矿井环境下爬坡、越障、跨越沟壑等行走问题是提高及其使用效率、可靠性的关键。

1悬挂式巡检机器人整体方案设计

1.1巡检环境分析

为了保障机器人可以在矿井下平稳顺利行走，其需要通过悬挂在以钢丝绳制作的移动轨道中完成对矿井下环境以及煤矿设备状态的巡检工作。因此在规划其巡检路径的时候，需要考虑其在行走过程中钢丝绳杆怎样布置才能不被压弯、压断，首先要选择轻质的材料制作机器人，其次是需要将钢丝绳安装在矿井下各个通道的侧壁之上。矿井下环境存在以下四个特点，①矿井下的空气成分复杂，充斥着瓦斯、CO等危险气体，且这类危险气体的浓度较高；②矿井下照明条件差，整个巡检的视野较暗；③整个井下的巷道臂展较长且各个巷道都含有斜巷；④低温湿度高[2]。这四个特点给机器人带来设计问题，要考虑到矿下容易发生瓦斯爆炸问题，巡检光线较差且坡度高,机器人在下面经过各个分巷道需要进行拐弯的角度不一，因此要想顺利通过各个巷道十分困难。矿井下采煤机器在进行作业的时候会向其作业地点喷洒出大量的水，而矿井下环境本身就很阴暗潮湿且温度低，这也可能会导致机器人在巡检过程中发生故障。

1.2巡检机器人功能及技术要求

针对矿井下环境特点，因此要求巡检机器人必须具备如下功能：①在悬挂的钢丝绳上平稳行动，在遇到障碍时可以躲避或跨越，运输进行上下坡活动，在过弯道时能够不打滑；②要求机器人具有小体积小重量，但与此同时其也需要满足所需功能要求，能够为后续安装电源、传感器以及控制器提供合理的空间；③能够抵抗恶劣的空气和环境；④具有较高的续航能力。

2悬挂式机器人具体方案设计

2.1整体结构设计

我国近年来随着科技的发展也研发创新了很多类型的机器人，其中应用最频发的有三种，分别为仿生臂攀援式、多节分体式以及轮臂复合式，但由于其内部设计结构非常复杂，因此整体的移动速度较为缓慢，因此需要额外安装控制系统才能满足矿井下巡检工作要求的速度，而轮臂复合式相较于其他两种机器人的优势在于其不仅可以满足矿井下巡检工作要求，本身的质量也非常轻，所以可采用该类型的机器人来设计矿井下悬挂式巡检机器人。为了提高轮臂复合式机器人的工作效率，可以在其本身的结构上加设行走结构和过障结构。

2.2悬挂杆设计

为了保证机器人在矿井下可以正常行走，在安装机器人身上的螺丝（膨胀）的时候需要将其中一侧安装在井下巷道的侧壁部位以及钢丝绳的两端。在进行设计时，为了保证机器人在矿下进行巡检工作时可以稳定通过钢丝绳，需要在安置悬线杆时将钢丝绳进行固定。注意安装时一定要保障其横截面和上半圆弧的完整，不能够直接将凸块安装在上半圆弧上。

2.3过弯结构设计

机器人在矿井下进行直线巡检工作的时候，其行走的轨道经过水平投影可呈一条直线，在机器人进行过弯的时候其轨道投影则会从一条直线变为带有弧度的圆弧。如果在其过弯的时候仍然采用其直线行走时使用的柔性钢丝绳那么可能会值得机器人实际拐弯弧度大于预期值，因此需要另外设计机器人在过弯时的钢轨。过弯钢轨可采取三个悬线杆制作，将整个钢轨架安装在井下巷道的拐角处。

2.4驱动结构设计和选型

在设计整个悬挂式机器人的驱动结构时需要将驱动结构安装在原先设计的行走结构的封闭部位，这样可以减轻机器人在工作时产生的侧摆情况，另外需要注意在设计驱动结构时要保证其有足够的力矩，这样不仅解决机器人在巡检过程中出现重心偏移的情况，还提高其整体的稳定性。

3结语

总而言之，利用悬挂式机器人对矿井下环境进行巡检可以弥补既往人工巡检中存在的诸多弊端和缺陷，但要提高悬挂式机器人整体的灵活性和自主性，还需要充分结合矿井下的环境以及巷道坡度以及分布情况，通过对其驱动结构、过弯结构的优化设计来满足不同矿井下环境的巡检需求。

参考文献

[1]徐成志.矿用智能巡检机器人关键技术设计与实践[J].内蒙古煤炭经济,2020(04):189.

[2]潘祥生.矿用悬线式巡检机器人的设计及动力学分析[J].煤矿机械,2019,40(11):4-7.