直线轴工业机器人设计综述

一、课题国内外现状

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。在国家标准中，工业机器人被定义为：“一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。他能搬运材料、零件、或夹持工具，用以完成各种作业[1]。”

马香峰、余达太等在文献[1]中对工业机器人的诞生做了阐述，并对早期的工业机器人类型做了说明。书中先概括介绍了工业机器人的组成和操作机的主要类型和设计步骤；进而对工业机器人进行速度分析、动力分析和静力分析，为工业机器人的设计打下基础。作为工业机器人设计要解决的主要问题之一——驱动和传动系统，本书详尽介绍了最常见的三种传动。最后指出工业机器人在材料和执行机构在今后的发展方向。

陈航，殷国富，赵伟等在文献[2]中介绍了工业机器人模块化设计的概念，并且详细阐述了这种设计方式的过程及其对比传统设计方法的优势，指出了模块化设计的关键技术是模块的划分和集成。以50kg负载工业机器人的设计为实例，对这一设计思路进行说明[2]。

在大型关节型工业机器人的研究中，也有了新的突破。安彦波，高娃，宋宝玉等在文献[3]中提出对大小臂杆进行重力补偿，可以增加运动的平稳性。文中针对六自由度关节型机器人，介绍了一种在不外加装置的情况下，利用机器人本身的驱动电机进行补偿的方法，并对其动静态特性作了详细的分析[3]。

田东升，胡明，邹平在文献[4]中提出了可以提高机器人整体的动态性能的方案。文中指出利用三维建模软件Pro/E进行六自由度机器人实体建模及装配,然后无缝导入ANSYS软件中。通过机器人模型简化和等效模拟建立有限元模型，利用有限元方法和振动理论对一个六自由度的工业机器人进行模态分析.通过对整个系统的固有频率和振型的分析，确定了整个机器人的各个轴承关节和动力传动链为系统的薄弱环节，进而通过增强这些薄弱的环节来提高机器人整体的动态性能[4]。

利用可编程控制器（ＰＬＣ）控制系统的高可靠性、编程及维护方便、

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