机器人发展的三大趋势

2025-01-28

机器人发展的三大趋势（精选9篇）

机器人发展的三大趋势篇1

随着互联网的发展壮大,网络公关公司也跟谁着发展并且也跟谁着在逐渐的壮大,在中国的网络公关上,对未来来有三大趋势:

稳步增长型

网络力量的逐渐增大,互联网的高速发展,使信息传播的速度加快,导致企业运用网络公关开展网络营销,但这样的商业行为时一些企业可以在互联网上散布一些虚假信息,导控了舆论的走向。从而网络公关的出现距很好的控制这种局面,这样就会跟追着互联网稳步的发展。

网络公关的双面性趋势

利用网络公关开展不正当的商业竞争应该得到合理的控制,网络公关是把双刃剑,任何事物都具有两面性,这也是互联网发展的必然趋势。网络公关基于互联网,为现代公共关系提供了一种新的发展平台,它在促进企业发展、加强企业与消费者与社会的沟通方面,有着显著的作用,企业运用得到,则能够有效地实现传播企业信息、品牌、增加企业用户黏性等目标,反之,则会自戕。对于发展中的中国网络公关,目前秩序的混乱确实存在,但要以发展的眼光看待网络公关,在遵循商业原则的基础。

政府把控型

随着互联网的不断高速发展,政府肯定会进行对网络的一个宏观调控,这样才能够很多的把握着网络的发展,一定要根据国情进行稳步发展;所以网络公关也会受到宏观的调控。

随着互联网的稳步发张,网络公关公司的发展趋势比较倾向与第一种:稳步增长型!

2012团购发展三大趋势展望篇2

从单纯的团购模式向上生长至

“优惠券/会员营销”等复合模式

“团购网站有折扣率，也应该回到一个正常的水平。”团 800 联合创始人胡琛在采访一开始就指出：“目前，团购的折扣都在3.8折以下，这样虽然暂时优惠了用户，但是长期来看，团购网站与商家并没有从中获利，这样的生意不长久。”

“对团购网站来讲，需要有一个忠实的客户群，包括商家和消费者，这是团购网站的生命力所在。”胡琛认为，整个团购行业要健康有序的发展，价格战已不再是出路，需要从服务创新入手。

于是，商户们开始思考，除了提供给团购站2-3折的特价套餐，能否在毛利率和服务周期上获得更灵活的弹性空间，比如4-7折的优惠套餐？是否能够把团购用户进行二次筛选，找到其中少量具备高价值的回头客，并纳入自己的会员营销体系？

据记者了解，除了原本的团购业务，拉手网等团购大鳄已经在近日推出了专门的优惠券频道，尝试为消费者和商户提供更多样化的优惠选择。同时，也把团购从2-3折的状态往5-7折的优惠券和套餐方式转变，这样商家的折扣不用过大，并且能通过手机和电话认证折扣券的支付系统，规避吃单的风险。

对此，胡琛表示，目前国内团购网站毛利率仅10%的现状不会改变。而前期为了抢市场，各大团购网站人员投入过大。之前还有风投支撑，现在风投退出，资金逐渐吃紧，只能通过拓展其它业务增加毛利率。类似于商城、优惠券的方式都是利用团购已有的流量和渠道，又可以多挣钱，何乐而不为？“团购本身就应该多元化发展，单一的团购很容易出现问题。”

不过他同时提醒，种种转型能否成功还有待市场考验。“比如优惠券模式，它是基于优惠券对消费者吸引力等同于团购的基础上，但不是所有愿意团购的人都愿意上网团购优惠券再去消费。”

从PC平台主动平移至

移动互联网平台

胡琛介绍， 2012 年春节，北京、上海、广州、天津、成都等 10 个热门城市共计推出年货团购近 1.1 万期，累计销量超过 182.8 万份，成交额达 6591.9 万元。此外，这 10 个热门城市还推出了超过 734 期的年夜饭团购，累计销量超过 5.4 万份，成交额超过 2968.4 万元，同比 2011 年春节的 288 万元，年夜饭团购销售额增长超过 940% 。对于 2011 年国内团购市场交易总额达 110 亿元的骄人成绩， 2012 新春算是开了好头。

由此可以看出，即使春节放假，消费者的团购消费热情也丝毫没有减弱，此外，移动互联网的炙热发展催生了送礼的新模式——短信发送团购的电子券，手机已经实现了人们随时随地团购的愿望，这也使得团购行业焕发了消费模式的第二春。

最新数据显示，我国网民总数已经达到 5.05 亿，其中手机网民数量达 3.4 亿，而这个庞大的数据还将继续增长。而随着智能手机的普及，手机上网、支付模式的逐渐成熟，网络购物变得更加随心所欲。

对于佳节馈赠团购电子券走红的现象，胡琛认为：“团购电子券的流行在很大程度上减轻了人们购物的压力，而且少了纸质凭证环节，起到了低碳环保的作用。而将团购电子券作为礼品也体现了消费者送礼模式的变化，说明团购已经潜移默化影响着用户的消费观。我们有理由相信，随着移动互联网的发展，团购电子券的形式将会被更多年龄层次的消费群体接受。”

团购在2011年为商户的O2O营销打造了坚实的用户群基础、消费习惯、商户资源储备以及消费认证体系。而在智能手机以及3G移动网络的普及下，团购的普及和常态化也将加速O2O行业的演进。

拉手网在近日推出的优惠券平台“拉手惠”，也充分考虑到了移动互联网情况下的使用场景。作为行业领先者，它的一举一动都会引发更多团购站的效仿跟风，而“PC+团购”搭配“移动互联网+优惠券”的本地消费平台模式，或许会成为团购站们2012年新一轮的流行风潮。

针对这一趋势，胡琛分析道：“移动互联网应该是未来发展的一个新浪潮，尤其是随着智能手机、手机资费下降、无线 wifi 覆盖力度和各种各样应用的开发，未来手机会有传统电脑不能替代的东西，所以未来的商业模式是基于移动互联网发展的。然而基于此发展起来的团购手机客户端，其随意性无疑是将商家和消费者联系的更加紧密了，作为宣传平台的功能也无限扩大化了。 ”

团购模式虽然解决了一部分商户的销售问题，但却不足以解决用户随时随地的优惠需求。截止2011年底，真正能让用户通过手机方便完成支付的团购站还只有寥寥几家。从家里的电脑走出去，如影随形般跟随用户的行踪而提供更好的推荐，会成为团购网站在2012年的潜在增长点。

从单纯团购平台演变成

电商营销的标配工具

在IPO遇阻、烧钱无底洞、裁员收缩传闻不断的团购行业，向商城转型似乎成了各家突围的救命稻草。于是，在推动地面商户前行的同时，“商城营销“这一概念在团购领域催生了新的变化。

2011年10月，窝窝团宣布其旗下的“55生活商城”正式上线。“一年之内，55生活商城会搬进10万个商家。连锁店、有一定规模的旗舰店、自有商标的商家，都会优先考虑。”在窝窝团CEO徐茂栋看来，团购虽然低价，但无法满足用户的多样性需求，商城“不限时、不限量”的特点，会节省不少人力成本、商户拓展成本。而团购是“狗熊掰棒子”，成本投入非常大。

随后，拉手网也在团购中加入本地生活服务商城元素，于2011年11月8日上线了“传统团购+生活服务商城”双引擎模式。记者从业内人士处了解到，拉手已与商家签订长期合作合同，由拉手代运营其商城上的店铺，并免费或低价发布促销、打折的产品及服务信息。此外，糯米网也曾表示，将由团购网站转型本地生活服务，与大众点评、58同城展开竞争。

在胡琛看来，这样的商城模式有两大挑战：“商城模式一方面改变了团购用户的行为方式，从过去的由网站推送到页面，消费者从被动接受变成了主动搜索，这会使得回访流量下滑；另一方面，在商城模式下，商户利益的均衡，谁在第一页，谁在后一页，都会是很大的障碍，这很有可能使得商户流失。”

多家垂直类团购网站摇身一变成为B2C商城，而团购大鳄中也有不少在实物产品类上收获颇丰。记者获悉，为了冲销量，从2011年8月起，实物类团购在整个团购项目中的比重大幅上升，达到30%。而此前，这一比例一般在10%-20%之间，诸如美团、嘀嗒团等控制在10%以内。

这固然是竞争环境下利润率考虑的必然结果，但团购到电商的进化似乎也在“意料之外，情理之中”。对一样在2011年挣扎的电商来说，除了在团购站上分发优惠券吸引新顾客外，他们也开始通过自建的团购频道来热推一些促销款。这似乎成了电商营销继秒杀后的又一“标配”工具，是否电商们也会反哺团购，把生活服务类内容扩充到现有的商城架构中呢？

洗牌≠速死

2012仍然值得期待

“开始美好，年中纠结，结尾寒冷”，在兔年，网络团购在全国范围内兴起，引发众多网民追捧，中国的团购网站数量也跃升为全球之首。回首2011年，团购网站从“千团大战”到“批量消失”，大约经过了6至8个月。在第三季度之后，团购网站们纷纷开始瘦身裁员，甚至欠款倒闭。团购冬天来了、团购洗牌等质疑声四起，媒体也掉转镜头，开始大量关注团购网站诚信困局及“僵尸团购站”的问题。

“当前团购网站所遭遇的困境，其实是一个超快速的激烈竞争导致的必然结果。”在胡琛看来，中国的团购网站数量在一年多时间内急速膨胀，这其中确实产生了不少漏洞，恶性竞争也普遍存在，行业内确实需要一段时间来反思和整理。”胡琛预期，在新的一年里，国内团购业将从之前的急速膨胀期回归到一个理性的调整期。

“从团800数据来看，2011年9月份的确出现了大批团购网站消失的现象，10月至12月网站总数持续下跌至3000多家。根据我们8月底的调查，实际存活的网站数量可能更少。因此团购的大浪淘沙时代确实已经到来，这一趋势将持续较长一段时间。但同时应该看到，团购洗牌并不意味着团购速死，12月份团购销售总额达到了15.8亿元，并且这一总额暂不纳入聚划算和QQ团购这种复合平台型网站的销量。根据国家统计局相关数据，2011年CPI上涨5.4%，因此团购这种模式对于节省生活开支仍有价值，并且大量年轻消费者已经养成团购习惯。” 胡琛表示，2012年绝对不是团购行业的“末日”，相反还将创造更多的记录印证其自身存在的价值，移动互联网下各类优惠消费的空间将会诞生更多的新商机。

团购这片市场，就像一片荷叶，刚开始上面有很多露珠，它们散落着，现在露珠合并了，其本身的体积和总量仍旧在。正如采访结束时胡琛的总结语：“2012年团购行业的发展，仍然值得期待。”

三大趋势推动高通继续高速发展篇3

对于未来的发展, 比尔·戴维森表示, 目前整个市场有三大发展趋势, 这三大趋势决定了高通的整体业务发展方向。

第一, “计算”的重新定义

比尔·戴维森认为, 目前, 手机已经成为非常重要的计算终端, 它推动了整个计算领域和应用开发的发展, 已成为整个人类发展历史上最大的计算平台。高通的崛起和发展正与手机智能终端的发展密切相关。

根据Strategy Analy tics发布的最新研究报告, 2012年全球智能手机应用处理器市场表现强劲, 年增长率达60%, 市场规模攀升至129亿美元。其中, 苹果、高通和三星合占70%的收入份额。

第二, 数据流量的千倍增长

高通认为现在人们对无线数据的需求已经超越原来的预期。Cisco的调查显示, 全球数据流量从2010到2011年增长了两倍, 而这些流量主要来自于智能手机和平板电脑使用的增加, 还有M2M及其应用。而要想解决流量剧增的挑战, 就需要更高效地利用现有网络, 部署更多的小型基站, 增加更多的频谱。

也正是基于此, “高通在过去几年一直将LTE芯片作为最重要的研发投入之一。”比尔·戴维森表示:“高通芯片不仅同时支持FDD和TDD两种LTE模式, 还推动了整个TD-LTE生态系统的发展。特别是, 目前高通在LTE芯片方面已经到了第三代的产品, 而大部分竞争对手还仅处于第一代产品阶段。”

第三, “数字第六感”

“数字第六感”是指通过数字内容把现实世界和数字世界很好地融合在一起, 使数字内容能够和现实世界实现叠加互动, 实现对现实世界中内容服务的感受和控制。比尔·戴维森认为, 最主要的是所有的终端都要进行互联, 包括体温计、灯等;其次, 要要实现互联终端之间的互动, 所有终端都可用相同的“语言”进行交流;此外, 还需通过云服务等随时随地地向用户提供个性化的内容和信息。

“虽然不能对其投入做具体评论, 但‘数字第六感’对我们来说确实是一个非常重要的投入领域。”比尔·戴维森表示。

“2012年, 高通以43%的收入市场份额继续保持其在智能手机应用处理器市场的主导地位。高通以其LT E骁龙处理器和A P Q系列独立处理器强势参与高端市场。凭借自有CPU和图形技术, 2012年见证了高通崛起为高端智能手机应用处理器厂商, 新推出的骁龙600和800芯片将帮助高通进一步领先其竞争对手。”

第三方支付行业呈现三大发展趋势篇4

在第三方支付行业经历了2010至2013年的飞速发展后，各大支付企业的差异化发展日趋明显，金融与互联网的深度融合所带来的商业模式创新和金融链条的重构已初步显现。未来第三方支付企业争夺的不仅是技术，还有商业模式，如何抓住支付模式变革机遇，是未来支付企业和金融机构要积极探寻的。

趋势一：第三方支付企业致力转型为B2B金融服务提供商。越来越多的传统企业开始依托电子商务来改善产、供、销的整体效率。相对于单纯的支付功能， B2B企业更关心中短期流动资金情况。如何让资金流转得更快，是对B2B企业的挑战，也是第三方支付提供商的市场机遇。2013年，规模较大的第三方支付企业已逐步将业务扩展至B2B流动资金管理需求上，把原有的“银行—客户”的价值链延伸为“银行—第三方支付—客户”，致力于成为供应链支付提供商。在应用方面，支付企业首先介入信息化程度高的行业，如互联网和电子商务等；其次选择商旅、保险、物流等行业。此外，高端规模化制造业和大型农业等也有相应机会。

趋势二：支付行业将依托在线理财拓展新的业务增长点。相对于国外成熟市场，国内包括基金、保险在内的金融理财服务市场尚处于起步阶段，产品销售主要依赖传统渠道（如银行柜台）。传统渠道的支付成本较高，而且跨行基金支付存在障碍，使得基金和保险等金融机构对第三方支付有着较大的需求。随着新一代年轻人逐渐成为市场消费的主力军，未来第三方金融理财服务必将成为第三方支付行业的主要发展方向。2011年10月，证监会开始实施《证券投资基金销售管理办法》，允许银行、基金、证券等金融机构外的第三方机构参与基金销售业务，并陆续颁发多张基金第三方销售与支付牌照。随着汇付天下、通联支付、银联电子、易宝支付、支付宝、财付通、快钱等12家公司先后获批开展网上基金支付业务，基金和保险业渠道变革和电子商务化的趋势将不可逆转。

趋势三：整合终端、数据、增值服务，提升产业附加值。随着线下支付竞争的白热化，未来建立在收单通道基础上的数据分析和增值服务将成为第三方支付企业的主要盈利点。比如，POS收单业务将发展为金融POS，进一步丰富金融增值服务。第三方支付企业会结合资金交易数据分析，将收单业务与商户担保相结合，从而提供信用支付和信用贷款等服务；同时注重基于收单业务的营销功能，结合积分、自动抵扣、电子优惠券和卡类功能，实现业务盈利点向多元化发展。随着大数据、云计算等新一代信息技术的发展，商业数据更容易被捕捉，第三方支付企业将凭借其跨行的数据积累与挖掘优势，实现对客户信用水平的准确、实时把控，有效降低金融风险。因此，拓展多种衍生创新业务，为各类金融机构提供风控数据支持，以泛金融服务的方式提升资金流转效率，将是中国第三方支付行业的重要发展方向，也是用户的关键诉求。

工业机器人的应用和发展趋势篇5

20世纪中期, 随着计算机、自动化技术和原子能技术的发展, 现代机器人开始在美国得到研究和发展, 使工业机器人在工业生产中得以广泛使用。工业机器人是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机。它们通常配有机械手、刀具或其它可装配的加工工具, 能够搬运材料、工件, 完成各种作业, 是一种柔性自动化设备。

二、工业机器人发展历程

早在1954年美国乔治·德沃尔首次设计出第一台电子程序可编的工业机器人, 并于1961年发表了该项专利。1962年美国通用汽车公司投入使用, 标志着第一代机器人诞生。从此, 机器人开始成为人类生活中的现实。之后, 日本使工业机器人得到迅速的发展。目前, 日本已成为世界上工业机器人产量和拥有量最多的国家。

80年代, 世界上生产技术的高度自动化和集成化, 使工业机器人得以进一步发展, 并在这个时代起着十分重要的作用。

第一代机器人, 一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年, 美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统, 从而宣告了第二代机器人———感知机器人的问世。这代机器人, 带有外部传感器, 可进行离线编程。能在传感系统支持下, 具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人, 正在各国研制和发展。它不但具有感知功能, 还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作, 即按任务编程。

我国机器人研究工作起步较晚, 从“七五”开始国家投入资金, 对工业机器人及其零部件进行攻关, 完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986年国家高技术研究发展计划开始实施, 智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿, 经过几年的研究, 取得了一大批科研成果, 成功地研制出了一批特种机器人。

从90年代初期起, 我国的国民经济进入实现两个根本转变时期, 掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮, 我国的工业机器人又在实践中迈进一大步, 先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人, 并实施了一批机器人应用工程, 形成了一批机器人产业化基地, 为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。

三、工业机器人在工业、生产中的应用

工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业, 或是危险、恶劣环境下的作业, 例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工、金属制品业和简单装配等工序上, 以及在原子能工业等部门中, 完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。在日、美、西欧等一些工业发达的国家中, 工业机器人得到越来越广泛的应用。

四、工业机器人在其他领域中的应用

随着科技的发展, 机器人功能和性能的不断改善和提高, 机器人的应用领域日益在扩大, 其应用范围已不限于工业, 还用于农业、林业、交通运输业、原子能工业、医疗、福利事业、海洋和深空探测等事业中。

例如在海洋开发方面。我国在争取公海海域优先开采权的过程中, 由国家“863”计划研制的6000米水下无缆自治机器人系统先后两次出海, 获得了海底锰结核分布的珍贵资料, 使我国成为世界上少数几个具有深海探测能力的国家之一。

深空探测领域方面。由于机器人的自身特点和功用, 可以处在人类无法到达或相当危险的环境中去工作, 因此, 它的重要性再次体现。例如, 我国启动的“嫦娥工程”探月工程论证和关键技术的攻关, 中国首先登上月球的是机器人而不是人, 它对月球进行考察、分析、取样。“机器人遥控操作系统”模拟了科学家在地面操作太空机器人的行动。“神舟七号”的发射成功, 机器人再次的应用在我国也愈加显得重要。中国几代人航天梦想的实现, 使科学家们的眼光越来越集中到深空探测领域。

五、工业机器人的发展趋势

机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表, 是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域, 是多种高新技术发展成果的综合集成, 因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有:

1工业机器人性能不断提高 (高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修) , 而单机价格不断下降。

2机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。

3工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展, 便于标准化, 网络化;器件集成度提高, 控制柜日渐小巧, 采用模块化结构, 大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

4机器人中的传感器作用日益重要, 除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外, 视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。

5机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的热点之一, 纷纷探索开拓其实际应用的领域。

农业机器人的发展现状及趋势篇6

机器人的概念于1921年由捷克科学家Karel Ca- pek首次提出; 之后, 1953年美国麻省理工学院成功研制出第1台数控机床, 并在此基础上完成了数控技术 ( NCT) 与机械手组合作业, 标志着第1台工业机器人的诞生; 1959年, 德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联合成立世界上第1家工业机器人制造公司; 1978年, 美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA, 工业机器人制造技术趋于成熟。此后, 经30余年的理论发展, 随着工业机器人理论研究及技术应用的日益深入, 机器人逐渐被应用于其他领域, 并形成普遍接受的机器人定义: 可编程的多功能操作装置, 通过可变的、预先编程的运动完成各项指定任务。目前, 机器人分为两大类, 即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人, 就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人; 而特种机器人则指除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人。

农业机器人以完成农业生产任务为目的, 隶属于特种机器人范畴, 是一种兼有四肢行动、信息感知能力及可重复编程功能的柔性自动化或半自动化智能农业装备, 集传感技术、监测技术、通讯技术及精密机械技术等多种前沿科学技术于一身。1984年, 由京都大学近藤直教授首次成功将机器人引入农业工程领域。随着农业生产的日趋工业化、规模化和精准化, 农业机器人研发已经成为农业工程领域的科研重点之一, 其在育苗、移苗、嫁接和农产品收获等方面均得到了初步应用。农业机器人在提高农业生产力、改变农业生产模式、解决劳动力不足以及实现农业的规模化、多样化和精准化等方面显示出了极大的优越性[1]。受技术水平、从农劳动力市场以及经济现状等多方面因素的制约, 农业机器人在各国均未得到广泛应用。

1农业机器人的发展现状

1. 1农业机器人的特点

1) 农业机器人作业季节性较强。农产品生产的季节性较强, 并且农业机器人的针对性较强、功能单一。因此, 农业机器人的使用也具有较强的季节性, 从而造成农业机器人的利用率低, 增加了农业机器人的使用成本。

2) 农业机器人作业环境复杂多变。工业机器人作业环境比较固定, 而农业机器人的作业环境一般难以预知。因此, 农田作业的机器人需要有较强的环境识别能力, 且还要对不同环境有不同的动作反应。

3) 作业对象的娇嫩和复杂性[2]。农业机器人的作业对象是农作物, 而农作物的娇嫩性对农业机器人的动作提出了更高的要求: 农业机器人的执行末端与作业对象接触时需要进行柔性处理; 农业机器人的作业对象形状复杂, 农作物的生长发育受周围环境的影响较大, 因此农作物的空间形态具有很大的不确定性, 从而要求农业机器人对不同的空间形态进行判断, 以实现不同的动作。

4) 农业机器人使用对象的特殊性[2]。农业机器人的使用对象是农民。随着人口老龄化程度的提高, 从事农业生产的人口也将步入老龄化时代。因此, 需要农业机器人必须具有高可靠性和操作简单等特点。

5) 农业机器人价格的特殊性[2]。农业机器人的前期研发投入较大, 结构复杂, 制造成本较高, 导致价格昂贵, 超出了一般农民的承受能力。

1. 2农业机器人的分类

1. 2. 1大田生产农业机器人

大田用农业机器人有大田播种机器人、大田收获机器人、大田植保机器人、大田耕作机器人以及大田移栽机器人等。

大田果蔬采摘作业是生产链中最耗时和费力的生产环节之一。另外, 采摘作业季节性强, 劳动强度大, 费用高, 因此保证果实适时采收、降低收获作业强度及用工费用是保证农业增收的重要途径。然而, 由于采摘作业的复杂性, 采摘自动化程度仍然很低。目前, 国内外水果采摘作业基本上都是人工进行, 其费用约占成本的30% ~ 50% , 并且时间较为集中, 劳动量大, 工时紧张。大田果蔬采摘机器人作为农业机器人的重要类型, 在降低工人劳动强度和生产费用、提高劳动生产率和产品质量、保证果实适时采收等方面具有巨大的发展潜力。

1. 2. 2设施农业机器人

设施农业用机器人有嫁接机器人、花卉插枝机器人、蔬菜收获机器人、植物工厂机器人和分拣机器人等。其中, 嫁接机器人包括蔬菜嫁接机器人和油茶嫁接机器人等。目前, 嫁接繁殖技术较为成熟, 而人工嫁接效率较低, 因此加大嫁接机器人的研究投入, 推进高速和高质的嫁接机器人的推广与应用, 可取得可观的直接经济利益及生态环境价值。

嫁接机器人工作时只需操作者将砧木盘及接穗盘各自放入指定位置, 便可自主完成抓穗、切苗、接合、固定和排苗等作业项目, 省时高效, 成活率高。通用嫁接机器人工作流程图如图1所示。

1. 2. 3农产品加工与鉴定机器人

目前, 农产品加工机器人有肉类加工机器人、挤奶机器人、剪羊毛机器人和食品安全鉴定机器人等。

1. 3国内外农业机器人发展概况

自从20世纪80年代日本将机器人技术引进农业工程领域以来, 农业机器人技术得到了飞速发展。在农业机器人研究领域, 日本、美国和荷兰处于领先地位。我国在农业机器人领域起步较晚, 技术水平和发达国家存在一定的差距。

1. 3. 1主要发达国家农业机器人的发展概况

日本的从农劳动力匮乏, 为缓解劳动力压力, 日本较早地开始了农业机器人的研究, 并且始终处于世界领先地位。

日本首先将农业机器人应用于果蔬采摘。目前在日本得到应用的农业机器人有果蔬采摘机器人、耕作机器人、植保机器人、移栽机器人和嫁接机器人等。 2009年, 日本宇都宫大学工学院尾崎功一氏教授研制出一种可以在不同光照条件下均可进行作业的草莓采摘机器人 ( 如图2所示) 。其视觉部由3台彩色摄像机、偏振滤光片以及5盏照明灯组成。两侧摄像机对红色果实进行识别, 并用立体图像法对果实的位置进行识别; 中央摄像机对果实位置进行误差修正, 从而可以精确确定果实的位置。

日本的Kanae等研制了一台樱桃采摘机器人。该樱桃采摘机器人主要由一个4自由度的机械手、三维视觉传感器、末端执行机构、一台电脑和移动装置构成。通过处理三维视觉传感器来识别果实和障碍物的位置, 由此决定末端执行机构的运动轨迹。果实被末端执行机构拾起, 同时避免与障碍物碰撞[3]。 1995年, 日本冈山大学农学院设计开发了一种用于果园棚架栽培模式的葡萄收获机器人。这种农业机器人属于一种多用途农业机器人, 由1个操纵机构、1个视觉传感器、一个数据传输装置和末端执行装置组成。通过变换末端执行装置, 可以完成浆果采集、喷药和套袋等工作[4 - 5]。2008年, 日本冈山大学的门田充司教授开发出了一种新型番茄收获机器人 ( 如图3所示) 。该番茄采摘机器人主要由视觉部、机械手、控制部分和转臂4部分组成。工作时, 该机器人需要在钢轨上行走。当视觉部分发现成熟的番茄时, 控制部分就会对手臂发出指令, 使四指式机械手张开采摘番茄。该机器人从发现目标到采摘完成花费时间在15s以内, 对成熟番茄的采摘率在50% ~ 70% 之间。

美国是机器人的发源地, 也是对农业机器人开发比较早的国家之一, 自走式农业机器人理论技术发展得比较成熟[2]。美国伊利诺伊大学Tony Grift博士和他的学生Nathanael Gringrich开发出了一种太阳能除草机器人。该机器人装有超声波探测器、全球定位系统、小型摄像机和一台微型计算机, 可以精确判断出杂草, 并用刀切断杂草, 然后在杂草切口处喷上除草剂。2009年, 在美国的加利福尼亚州由几个葡萄园投资, 由视觉机器人公司完成了葡萄修剪机器人的开发。美国明尼苏达州一家农业机械公司的研究人员推出了一种施肥机器人, 它可以从不同土壤的实际情况出发, 适量施肥。在美国得到应用的还有采摘机器人以及大田作业的耕作机器人等。

荷兰国土狭小, 资源贫乏, 是典型的人多地少国家。但是荷兰经济发达, 是在世界上占有重要地位的农业强国, 在世界农产品市场上占有十分重要的地位。在荷兰技术比较成熟的农业机器人有黄瓜采摘机器人、花卉移栽机器人和果枝修剪机器人等。荷兰农业与环境工程研究所研发出黄瓜收获机器人, 它由行走车、机械手、视觉系统和末梢执行器4部分组成。试验表明, 该机器人的行走车能够快速到达初步作业位置, 视觉系统能够探测到黄瓜果实的精确位置及成熟度, 末梢执行器可以抓取黄瓜果实并将果实从茎秆上分离[6]。

另外, 德国和英国在农业机器人研究方面也处于世界领先地位。

1. 3. 2我国农业机器人的发展概况

我国的农业机器人的研发起步晚、投资少、发展慢, 与发达国家相比差距还很大, 目前还处于起步阶段[1]。我国对农业机器人的研究起源于20世纪90年代, 中国农业大学首先对农业机器人进行了研究。目前, 在我国得到初步应用的农业机器人有嫁接机器人、黄瓜采摘机器人、草莓采摘机器人和喷药机器人等。1998年, 中国农业大学完成了2JSZ一600型蔬菜自动嫁接机器人的研发, 该机器人采用计算机控制, 实现了砧木和穗木的取苗、切苗、接合、塑料夹固定和排苗等嫁接作业的自动化操作[7]; 2005年, 中国农业大学针对套管式嫁接的作业特点, 在原有蔬菜自动嫁接技术的基础上研制出了套管式蔬菜嫁接机器人[8]; 2009年, 东北农业大学对果实采摘机械手及其控制系统进行了研究[9]; 2009年, 华南农业大学虚拟实验研究所进行了荔枝采摘机械手的研究; 2011年, 中国农业大学农业机器人实验室完成了黄瓜采摘机器人的研究, 该黄瓜采摘机器人可以根据黄瓜的外形识别黄瓜的成熟度, 一次采摘动作可以在15s内完成。

我国农业机器人的研究开发以高等院校为主, 虽然在某些技术方面取得很大的突破, 但是整体发展速度仍然不及发达国家。

2当前农业机器人存在的主要问题

农业机器人已有30年的发展历史, 虽然大量的问题得到了解决, 从而推动了农业机器人技术的发展, 使农业机器人在一些国家率先得到了应用; 但是由于原因, 农业机器人在各个国家均未得到广泛应用。阻碍农业机器人推广与应用具体问题如下。

2. 1安全性与工作可靠性差

农业生产的特殊性要求农业机器人具有相当智能和柔性生产能力, 以适应复杂的非结构环境。但现有农业机器人的智能化程度还未能完全达到农业生产需要。例如, 日本的番茄采摘机器人对成熟番茄的采摘率在50% ~ 70% 之间, 其他采摘机器人的采摘率也不足90% 。

2. 2农业机器人功能单一, 智能化程度偏低

目前的农业机器人开发时作业对象针对性强, 一般只能完成一种作业, 又由于农业生产季节性较强, 造成使用率偏低, 从而增加了农业机器人的使用和维护成本。

智能系统的发展还不够完善, 农业机器人的智能程度还不能满足农业生产的需要, 很多任务无法由农业机器人单独完成[10]。

2. 3生产成本高, 生产效率偏低

农业机器人作业环境复杂, 需要有不同的设备与相应的环境适应。因此, 农业机器人相对于工业机器人来说, 结构和控制系统较为复杂, 相应地提高了生产成本。

农业机器人是用机器去模仿人类劳动, 思维和动作与人类相似, 但是机器人动作的灵活度与系统的反应能力永远无法与人类相媲美。如日本冈山大学研发的番茄采摘机器人, 采摘1个番茄需要15s, 日本的茄子采摘机器人完成一次采摘需要30s, 而人工采摘一个番茄或者茄子一般会在3s钟以内完成。

2. 4农艺和农业机器人结合的不够紧密

农艺不够统一规范造成农业机器人的作业环境复杂多变。对开发农业机器人的技术要求不统一, 给农业机器人的研究开发带来巨大挑战。因此, 农业生产的标准化可以有效地推动农业机器人的发展与应用。

3农业机器人的发展趋势

3. 1具有开放式结构

具有开放式结构的农业机器人系统可以使农业机器人具有良好的扩展性、通用性和柔性作业的能力。机器人由机械、传感和控制等3大部分组成。通过更换不同自由度的机械部分, 适应不同类型的农作物; 更换不同的末端执行器, 适应不同的作物。针对不同作物, 传感器部分适当地增加或减少。控制部分保留足够接口, 可以控制足够自由度的机械部分和接收传感器的信号[11]。通过开发具有开放式系统的农业机器人, 可以解决农业机械使用率低的问题, 从而降低使用成本。

3. 2具有人性化的人机对话界面

农业机器人的使用者和操作者主要是农民, 因此要求必须具有高可靠性和操作简单的特点, 才能实现普及[12]。因此, 农业机器人的另外一个发展趋势就是它具有较为人性化的人机对话界面。

3. 3具有智能化的识别系统

采摘机器人在采摘果实时, 光照条件的不确定性及果实部分或完全被遮挡, 导致采摘率较低。因此, 应提高机器人的智能性, 增强采摘机器人辨识果实和避障能力, 进而提高其采摘的成功率。这需要研究人员对视觉传感器技术、视觉与非视觉传感器技术融合、图像获取和图像处理的算法等方面进行更深入的研究[13]。另外, 在果木修剪、除草和喷药等作业过程中也需要有智能化的识别系统。

3. 4具有智能化的航迹规划系统

目前现有的导航方式有惯性导航、视觉导航、卫星导航、埋线感应导航和路标导航等[14]。智能化的航迹规划系统是将以上导航方式的几个结合起来, 在机器人工作过程中可以进行智能化切换。其中, 最为主要的是视觉导航和卫星导航。

4结语

机器人仿真研究的现状与发展趋势篇7

仿真技术是机器人研究领域中的一个重要部分。随着机器人研究的不断深入和机器人领域的不断发展，机器人仿真系统作为机器人设计和研究过程中安全可靠、灵活方便的工具，发挥着越来越重要的作用。通过仿真试验来研究机器人的各种性能和特点，已经是机器人理论研究必备方法之一。同时，仿真试验结果也为制造机器人提供了有效的参考依据。近年来国内外已有许多功能齐全的、商品化的机器人设计和研究仿真软件问世。机器人仿真系统对理论和实践的价值、意义及作用是显而易见的。

2 国内仿真研究的现状

目前国内对机器人仿真的研究基本上还处于探索阶段，大部分研究都依附于已有的软件而进行的二次开发。我国仿真技术研究起步较晚，但还是取得了一些成果。

2.1 清华大学THROBSM机器人仿真系统

它包括了机器人的动力学和控制的仿真，因而可以利用该系统对机器人系统进行动态分析和研究。尤其适合于对机器人进行控制和轨迹规划方法的研究。该系统由于配备了机器人语言及示教功能，因而也具备离线编程的功能，它为机器人的应用提供了经济和安全的试验手段。同时也可用作机器人的教学和培训的辅助工具[1]。

2.2 ROSIDY仿真软件

ROSIDY是上海交通大学机器人研究所的俞文伟和邓建一研制开发的一套通用化工业机器人图形仿真软件。其图形功能和通用性具有很强的实用价值。ROSIDY是机器人设计、分析研究和推广的有力工具。由于ROSIDY采用商品化图形软件作为图形支撑从而大大地降低了软件开发的成本并保持了完善的图形功能。该软件对于一般工业机器人有良好的扩展性，以利于用户的开发使用。此外，用户可独立运行ROSIDY对感兴趣的机器人进行图形仿真，也可通过软件接口调用ROSIDY。尽管在某些功能方面如速度、实体造型、光源等尚不能与大型软件包相媲美，但就其图形功能和对工业机器人的通用性来说已具有实用价值，尤其在工业机器人的初步设计、研究和分析的辅助方面以及应用论证上将会起到积极的作用[2]。

2.3 PCROBSM微机机器人仿真系统

PCROBSM微机机器人仿真系统是清华大学的崔培莲和孙增圻开发研制的，微机机器人仿真系统(PCROBSM)是一个适用于IBM一PC及其兼容机的机器人仿真系统，该系统功能齐全，可以对机器人的运动学、轨迹规划、动力学、控制算法、力传感器和典型任务等进行仿真。它的主要特色在于具有丰富的机器人控制算法和轨迹规划算法。系统具有良好的用户界面，为用户设计、验证自己的轨迹规划和控制算法提供了方便的环境，如系统提供了机器人语言SvAL、三维示教和三维图显功能。同时为了更接近实用，系统还考虑了许多实际因素。系统采用C语言和FORTRAN语言编程，具有模块化结构，可扩充，易移植[3]。

2.4 刚柔耦合机器人动力学仿真系统

北京工业大学的陈晏、余跃庆等人利用多体动力学软件LMSVirtual.Lab和有限元分析ANSYS开发了刚柔耦合机器人动力学仿真系统。由于LMSVirtual.Lab适于机械系统动力学分析但不能直接用于柔性分析，而ANSYS适于有限元分析的情况，将两者结合起来，建立了刚柔耦合机器人动力学仿真系统[4]。

2.5 JOGL实现的机器人仿真系统

JOGL是Java对OpenGL API绑定的开源项目，并设计为采用Java开发的应用程序提供3D图形硬件支持。利用JOGL提供的物体建模、平移、旋转等功能，提出灵活的机器人交互设计方案，实现了机器人系统的快速仿真。通过Applet实现了基于Browser/Server模式的系统开发，用户可以通过网络远程控制机器人的运动行为，克服了对机器人控制的空间限制，机器人运动模型可以严格按照数学模型构造，仿真具有较高的精确度。用JOGL实现的机器人仿真系统具有易扩展、易移植等优点。利用JOGL提供的物体建模、平移、旋转等功能，避开繁琐的底层开发，将注意力集中到机器人的交互原理设计上，从而快速实现机器人仿真系统。本文通过Applet实现了B/S模式的开发，用户可以通过网络远程控制机器人的运动行为，克服对机器人控制的空间限制。机器人运动模型可以严格按照机器人的数学模型构造，具有较高的精确度[5]。

2.6 华北电力大学的机器人仿真通用试验平台

华北电力大学的机器人仿真通用试验平台的设计与实现是将MATLAB6.0,OpenGL和VC++6.0这三者结合起来，充分发挥它们各自的优点和特长，无论是从开发效率和程序功能的实现，还是开发速度和程序的可扩充性等，对机器人仿真系统开发将具有显而易见的优越性。这种结合各个软件的优势，使最终结果最优的思想是值得我们学习和借鉴的[6]。

3 国外仿真研究的现状

国外对工业机器人仿真系统的开发从1982年开始至1987年，基本上形成了一些成熟的CAD软件包。例如美国的UOBSM、英国的SAMMIE、以色列的ROBCAD等，还有StephenDerby等人1983年开发的GRASP仿真系统等。

3.1 DELMIA软件

DELMIA软件在机器人应用仿真方面处于世界领先地位。DELMlA软件能显著降低人机时和工程准备时间，提高仿真的精度。DELMIA/IGRIP是专业机器人模拟软件，利用IGRIP可快速和图形化地构造各种应用工作单元作业，同时DELMIA/IGRIP能很容易导入CAD数据，自动碰撞侦测功能能避免破坏，减小风险。不管是对单个机器人作业单元还是整个工厂生产线，IGRIP都能提供相应的解决方案以提高制造质量、精度和效益。应用DELMIA/IGRIP软件的建模仿真模块，成功解决了机器人在工作过程中无法直接观察空间运动状况的难题，是直观方便地进行机器人仿真的有益尝试。

3.2 ADAMS软件

ADAM软件是虚拟样机领域非常优秀的软件，它的功能很强大，给用户提供了友好的界面，快速简便的建模功能，强大的函数库，交互式仿真和动画显示功能等等。使用这套软件可以产生复杂机械系统的虚拟样机，真实地仿真其运动过程，并且可以迅速地分析和比较多种参数方案，直至获得优化的工作性能，从而大大减少了昂贵的物理样机制造及试验次数，提高了产品设计质量，大幅度地缩短产品研制周期和费用。

对于形状十分复杂的机械零部件，用ADAMS建立三维实体模型会十分困难，需要借助PRO/E等来辅助建模，利用两个软件之间的接口程序MECH/Pro(即Mechanism/Pro)生成刚体并加一些约束和标记等;其次，将模型转化到ADAMS界面下，再加复杂的约束和力等，对仿真结果进行检验(如和物理样机对比等)，如果不合适，再调整模型或约束等条件，最终达到理想的仿真结果[7]。

3.3 ROBCAD

ROBCAD是运行在SGI图形工作站、UNIX操作系统下的大型机器人设计、仿真和离线编程系统。其主要功能包括：

(1)完整的二维、二维半、三维图形设计，图形的逻辑运算，提供线框图、消隐图、实体造型及光照模型。

(2)提供多种标准几何建模协议，实现了其它CAD软件如IGES、VDAFS、SET、GEOMOD和ROBCAD的兼容，在这些环境下建立的几何模型可以互相调用。

(3)机器人及设备运动学自动建模，具有大自由度以下机器人通用运动学逆解调器，提供机器人库及部件库，机器人库包括了目前国际上商业化机器人100多种。

(4)机器人工作单元设计、布置方案可行性检查及优化，工作点及轨迹的交互式生成，机器人及设备的运动和示教，机器人及设备作业任务自动生成。

(5)工作单元作业任务描述及机器人、设备之间的相互通讯，提供了通用编译型任务描述语言TDL。

(6)工作单元作业任务动态图形仿真，随机中断和继续，实时观察，碰撞检测及报警，并提供仿真结果视频输出。

(7)整个工作单元或单元内任一元素均可根据ANSI/ISO/DIN标准绘出机械图纸，提供完整的尺寸标注及数据，具有绘图机接口。

(8)可实现离线编程和机器人任务的上调、下装，提供了17种机器人控制器语言的翻译器或编译器。

实现机器人工作单元作业的动态图形仿真。在仿真过程中，可对工作单元进行任意平移、旋转、缩放、视点变化;用户可以在任意位置和角度观察单元内的作业情况，系统提供多窗口显示，在每个图形窗内显示单元不同侧面或局部[8]。

3.4 Matlab Simulink

MATLAB经过长期不断地发展和完善，已经成为当今世界上最优秀的数值计算软件。它除了具有强大的科学计算功能和丰富的图形功能之外，还具有一些其它软件无法比拟的功能和优点，尤其是它提供了系统动态仿真工具箱SIMULINK。

SIMULINK由模块库、模型构造及分析指令、演示程序等三部分组成。是一个模块化、模型化的系统动态仿真环境。用户应用SIMULINK对系统进行建模、仿真相分析时如同堆积积木一样简单方便，只需要在模型窗口中单击或是拖动鼠标即可。在SIMULINK环境中，对于由微分方程或差分方程描写的系统，用户无须编写文本形式的程序，而只要通过一些简单操作就可形象地建立起研究系统的数学模型，并进行仿真析研究。

3.5 Webots

Webots经瑞士洛桑市瑞士联邦科技中心协同开发、测试于验证，可让使用者节省大量的开发时间，全球已有超过300所大学和研究中心采用。Webots内建的感测器与制动器资料库，可让使用者设定所有的机器人属性，即使在同一工作环境有数个不同类型的机器人。对于每个物件使用者可定义外型、颜色、材质、质量与摩擦系数等等各种属性，同时可在每一个机器人装设大量的感测器与制动器。应用内建的整合开发环境或个人所喜好的程式语言软件编辑模拟机器人控制程式，然后转移到实际的移动式机器人。

3.6 Microsoft Robotics Studio

Microsoft Robotics Studio软件开发包包含一个轻量级的、面向服务的运行库，一套可视化编辑和模拟工具，以及能够帮助我们入门的开发指南和示例代码。可以直接在微软网页上免费下载，Microsoft Robotics Studio允许开发人员使用任何他们擅长的编程语言(VB.net,C#，Javascript甚至IronPython)，同时也能很好地支持Web以及基于Windows的监控，可以支持很多种机器人平台以及硬件。

3.7 Real Motion System

Real Motion System软件平台是由总部位于日本东京的Speecys公司开发的，该软件平台包括SolidWorks、3DCAD和COSMOSMotion，以及一个机械仿真分析软件，它已经在SPC-003机器人原型上试运行成功。Real Motion System包括一个用于机器人运动编程控制的机器人软件开发工具、一个实现机器人运动的软件、机器人原型、3DCAD数据和机械仿真工具。

有了这个平台，工程师可以在SolidWorks和COSMOSMotion之间传输数据来实现机器人的三维运动。R20、SolidWorks和COSMOSMotion无需真正的机器人原型就模拟了三维机器人运动。这个模拟包括了机器人如何保持平衡，它的重心位置，以及每部分产生的扭矩。通过这个系统也可以比较一个CAD设计和一个真正的机器人的运动。以前，如果工程师想更换机器人的一只手臂，只能做一个铝架然后装配成一个真的机器人。现在，可以通过COSMOSMotion和三维设计数据模拟这个更换过程。

4 机器人仿真技术发展趋势

随着计算机技术、信息技术及控制技术的发展，机器人仿真技术取得了丰硕的成果。无论在研究的深度和广度上，都有了巨大的发展。近些年来出现很多仿真软件，目前主要的热点如下：

(1)机器人仿真系统正朝着通用化发展。

(2)环境仿真更加重视和深化。半实物仿真要解决各种传感器的环境仿真，例如红外成像制导导弹的仿真要解决红外成像目标仿真器。人在回路中的仿真环境要求具有沉浸感，有身临其境的感觉。

(3)虚拟样机(VP,virtualprototype)技术迅猛发展。

(4)机器人仿真系统正朝着智能化和商业化的方向继续发展。

5 结语

目前国外的仿真软件仍占主流地位，引领着仿真研究的发展方向。而我国仿真技术研究起步较晚，还处于初级的发展阶段，但还是取得了一些成果，相信在未来的仿真技术发展中，我们会迎头赶上的。

摘要：机器人仿真技术是机器人研究领域中的一个重要部分。根据不同的仿真目标,选择相应的仿真软件是非常重要的。文中介绍了国内外常用的仿真软件及其特点。最后,展望了机器人仿真技术的发展趋势。

关键词：机器人,仿真技术,仿真目标,仿真软件

参考文献

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[3]崔培莲,孙增沂.微机机器人仿真系统PCROBS[J].机器人,1995,17(1):25-30.

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[7]芮执元,程林章.基于Pro/E与ADAMS结合的虚拟样机动态仿真[J].现代制造工程,2005(1):56-58.

[8]张继禹,蔡鹤皋,王树国,等.一个大型机器人仿真系统-ROBCAD[J].哈尔滨工业大学学报,1993,25(3),108-133.

机器人发展的三大趋势篇8

焊接在制造工业中具有举足轻重的作用, 它已经越来越广泛地应用于现代工业的各行各业中。自科技革命以来, 科学技术正在日新月异地发展, 而这自然离不开越来越多高质量的产品, 这也就需要高效精准的焊接工作, 而传统手工焊接已然达不到要求, 所以焊接的自动化必不可少。众所周知, 第一台Unimate型机器人是在1959年被制造出来的, 自那以后, 越来越多的工业机器人出现在世界各地的各行各业中, 其中一半左右的工业机器人为焊接机器人。从始至今, 焊接机器人的发展经历了3个阶段:第一阶段的焊接机器人是以示教再现方式运行的;第二阶段为可以通过传感器接收信息的离线编程焊接机器人;第三阶段为智能机器人, 具有多传感器, 且能够自行编程以适应环境[1]。

1 焊接机器人技术研究现状

1.1 焊接机器人用弧焊电源

电源之于电器相当于食物之于人类, 所以说电源对任何一种电器来说都是至关重要的, 作为一种智能电器, 焊接机器人也不例外, 它是否能够保持高效率工作, 有一个好的电源非常重要。因此, 焊接机器人用弧焊电源的研究一直是焊接机器人研究的重中之重。逆变电源与晶闸管电源是当前的弧焊机器人通常使用的两种电源。另外, 由于全数字化焊机具有焊接参数波动小, 不容易受温度升高等因素的干扰, 而且具有重复性较高的优点, 所以它将是弧焊机器人焊接电源的一个重要的研究方向[2]。

1.2 焊缝跟踪技术

想要保证焊接的质量和效率, 焊接条件是否稳定是一个非常重要的因素。而绝对的稳定条件是不可能的, 所以是否可以实时检测出由于焊接条件波动引起的焊缝偏差会直接影响焊接的质量, 因此也就离不开焊缝跟踪技术的支持。焊缝跟踪技术的研究主要以以下两种技术为主[3]:首先是传感器技术, 目前研究的比较多的有光学传感器和电弧传感器两种, 其中前者又以视觉传感器的研究比较密集, 主要是因为它可以获得非常多的信息并使用机器视觉等前沿技术进行分析处理, 由此可以在很大程度上使得弧焊机器人更好地适应焊接环境。另外, 后者中的旋转电弧传感器由于其在偏差检测时比较灵敏而得到的关注度比较高。其次, 焊缝跟踪控制理论与方法。Fuzzy Mathematics技术和Neural Networks技术为焊缝跟踪技术的研究取得突破打下了很好的基础。当前使用的通用型焊接模糊控制器就是将由Fuzzy Mathematics中的一系列工具得到的模糊控制理论和实际焊接过程相结合发展而来的。模糊控制虽然拥有比较优质的控制规则, 但是其综合定量知识的能力还不够好。我们都知道, 由于神经网络控制使用的是并行式的处理方式和分布式的信息存储, 所以它能够储存大量的信息, 而且它的容错性比较强, 所以从自动化方面来看十分适合焊缝跟踪中的跟踪智能控制和视觉模式识别。

1.3 多台焊接机器人和外围设备的协调控制技术

众所周知, 焊接机器人并不是一个独立的工作单元, 而是包含变位机及控制柜等元件的工作站或者系统, 所以想要提高焊接效率, 必须使系统的各个元件协调工作[4]。很多工件焊缝处的横焊等焊接位置能在很大程度上影响焊接品质和焊缝成形的效果, 而仅仅依靠调节机器人位置和姿势以达到恰当的焊接位点不仅在技术上很难实现, 也会给相应操作带来诸多不便。如果通过控制变位机做协调运动使得将要被焊接的位点一直处于水平的位置, 并且工装夹具和弧焊电源等其他元件也做相应的协调运动, 焊接的质量和效率将会大大提升。

1.4 仿真技术

焊接机器人是一种多自由度、多连杆的复杂空间结构体, 其复杂的空间结构导致其动力学和运动学问题非常复杂, 很难进行计算。如果可以不使用整个机器人作为仿真对象, 而使用焊接机械手替代, 然后再使用电脑图形等技术在电脑中形成几何图形, 并进行演示, 以此对可能遇到的一些问题进行模拟并加以解决, 就可以避免很多无用功。

2 焊接机器人技术的发展趋势

2.1 虚拟现实

虚拟现实技术是一种包括3D电脑图形学技术、多功能传感器的交互接口技术和高清显示技术在内的, 对事件的现实性从空间和时间上进行分解后重新组合的技术, 它能够被用在临场感通讯和遥控机器人等方面[5]。另外, 虚拟现实技术还能够被用于焊接过程的模拟, 这样一来我们就可以在实际焊接之前先在电脑上完成“数字化”焊接过程, 再用已经完成的数字化操作来指导实际的焊接工作。这一仿真过程可以让用户在还没有进行后期焊接就可先了解未来产品的情况, 进而达到有效预测评价生产系统性能的效果, 而且实际操作前先进行仿真实验, 可以对各种工艺方案进行比较, 进而选取和优化多机器人焊接轨迹。

2.2 焊接机器人控制系统

开放式、模块化控制系统将是焊接机器人控制系统研究的重点方向。其他的研究热点还有基于PC机网络式控制器以及机器人控制器的标准化和网络化。离线编程的实用化将是在线编程的可操作性之外的编程技术的研究重点[6]。

2.3 多传感器信息智能融和技术

随着传感器种类和数量愈来愈多地使用在机器人系统中, 诸如静电电容式距离传感器、超声波触觉传感器、基于光纤陀螺惯性测量的3D运动传感器等各种新型传感器如雨后春笋般出现[7]。但是, 单一传感信号在输入信息方面的可靠性不高, 而智能机器人对这一条件的要求很高, 为此便出现了多传感器智能信息融合技术, 它可以对各种信息进行综合的处理, 并通过这些信息正确理解环境, 进而达到机器人系统可以准确而快速地处理所获得的各种信息的目的。

3 结语

不可否认, 焊接机器人技术在以前和当前的工业发展中均扮演中十分重要的角色, 在未来肯定还会继续甚至扮演越来越重要的角色。最近几年, 我国在机器人弧焊电源、仿真技术与离线编程、信息传感、智能控制、焊缝跟踪等方面进行了大量研究, 并对多项技术进行了攻关。相信在不久的将来, 焊接机器人将在越来越广的领域提供更加优质高效的服务。

摘要：随着科学技术的不断发展, 传统手工焊接技术已然满足不了现代高技术产品制造的效率和质量的要求, 焊接自动化生产的趋势十分明显。文中从焊接机器人用弧焊电源、焊缝跟踪技术、多台焊接机器人和外围设备的协调控制技术及仿真技术等4个方面分析了焊接机器人技术的研究现状, 并从虚拟现实、焊接机器人控制系统及多传感器信息智能融和技术探讨了焊接机器人技术的发展趋势。

关键词：焊接机器人,现状,发展趋势

参考文献

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[6]施春芳.焊接机器人技术现状和发展趋势的研究[J].中国科技投资, 2012, 6 (24) :161.

机器人发展的三大趋势篇9

随着城市化的普及, 人们经济收入的增加, 生活水平的提高, 人们对汽车的需求及购买力度越来越大, 汽车需求量飞速增长, 汽车车身涂装是汽车制造中主要的生产工艺之一, 它不仅能够提高汽车产品的耐蚀性, 延长汽车使用寿命, 它还最直接地体现了汽车外表面颜色、光泽和亮度等质量的优劣, 是人们对汽车质量最直观的评价[1], 所以它对汽车市场竞争力有着最直接的影响。在这种需求的驱动下, 研究汽车涂料具有很大的现实意义。实验室汽车喷涂机器人是根据生产线上的需求来模拟喷涂效果, 是研发供生产线上使用涂料的重要设备。

2汽车喷涂机器人的发展现状

在国外, 20 世纪60 年代末, 挪威Trallfa公司发明了历史上第1 台喷涂机器人, 随着时间的推移, 国外机器人喷涂技术已相当成熟。例如瑞士的ABB 、日本的安川MOTOMAN和FANUC、德国的KUKA、法国的史陶比尔以及美国的ADEPT是世界上处于领先的喷涂机器人。其中瑞士ABB公司生产的静电喷涂机器人最为著名。ABB公司在喷涂机器人设计制造方面具有丰富的经验, 除此之外ABB公司还有其他的喷涂技术, 所以ABB公司的产品被汽车行业广泛使用[2,3,4]。

在国内, 喷涂机器人起步比较晚, 于1990 年前后, 北京机械工业自动化研究所机器人中心开始了对喷涂机器人的研究, 我国研究机器人是在国外研究的基础上进行的, 在此过程中还研发了不少周边技术。2000 以年来由于国内汽车发展迅速, 许多制造公司也在设计制造我国自己的喷涂机器人, 在此同时国外的MOTOMAN公司与我国北京首钢集团合作; 瑞士ABB公司在京沪建立分公司, 以销售喷涂机器人和工业机器人为主[5,6,7,8], 目前喷涂机器人已经是我国需求最多的机器人之一, 而我国在这方面相对落后, 目前来看, 我国大部分都是采用的国外的喷涂机器人, 有的照搬国外的生产线, 还存在维修, 保养等问题, 从而影响喷涂的发展。所以, 设计制造出我国自己的喷涂机器人是非常迫切和必要的[9]。

3实验室喷涂机器人结构及原理

3.1 实验室喷涂机器人的的整体结构

实验室喷涂机器人的主要结构分为6 个部分如图1所示: (1) 主体机 (2) 中控机 (3) 送料仓 (升降舱) (4) 转向头 (1. 旋杯, 2. 喷枪) (5) 背板 (6) X轴滑道。

3.2 汽车涂料实验机的工作原理

常见的涂料喷涂机构:依据涂料雾化的原理可分为喷枪和旋杯2 大类。依据加电的方式还可以分为内部加电和外部加电2 大类。其中最常用的喷涂类型有:手工喷枪喷涂, 手工高流量低气压气喷枪HVLP的喷涂, 手工静电喷枪喷涂, 自动涂料实验机气喷枪, 间接加电旋杯 (水性色漆) 喷涂, 直接加电旋杯 (溶剂型色漆或水性色漆) 喷涂等。

3.2.1 汽车实验机喷枪的工作原理

气喷枪的工作原理是利用大流量的雾化空气把油漆雾化成小液滴, 利用压缩空气控制油漆小液滴和喷涂扇面的大小达到精确控制喷涂的目的。喷嘴的结构如图2。

为了获得良好的喷涂效果, 喷枪喷嘴的尺寸和合适的顶针的选用取决于涂料的类型, 不能超出规定的最大的出漆量如表1。

3.2.2 汽车涂料实验机旋杯的工作原理

旋杯是通过高压空气驱动高转速气马达, 由驱动带动杯口带有齿纹的高速旋杯来雾化涂料。在此同时控制旋杯周围的成形空气来控制漆雾扇面的大小, 以达到精确控制喷涂的目的。旋杯的结构原理图3。

4喷涂机器人的发展趋势

4.1 适应性发展趋势

为了追求最好的喷涂过程中的灵活性和效率, 从21世纪起汽车工业开始使用机器人来代替喷涂机械, 与此同时开始使用机器人进行涂料的开发。与传统的机械喷涂相对比, 采用自动喷涂机器人喷涂有2 个最突出的优点:可以减少大约35% 的喷枪数量;提高了喷涂效益。为了适应高速喷涂, 在内表面喷涂和第2 层金属漆喷涂时都要采用高速旋杯来喷涂。随着社会的发展, 人们生活水平的提高, 汽车行业的迅速发展, 汽车型号和车体设计在不断变化。为了适应这一变化, 只有利用好喷涂机器人才可能实现这种迅速发展要求。

机器人的作用是控制喷枪或者旋杯, 使之在喷涂过程中与工件表面保持最佳的角度和一定的距离 (一般为200~250mm) 。为了突破这一难度, 工程师利用三维专门的软件对喷涂机器人进行三维模型处理, 确定喷枪的移动路径和工件的移动路径, 相应的喷涂参数。然后将这些数据输人机器人中控器, 来控制喷涂机器人的整个喷涂过程。

4.2 安全环保

今天人们的环保意识日益增强, 安全性越来越高, 人们称环保效果好的涂料生产厂为“绿色工厂”, 技术陈旧的涂料生产厂为“褐色工厂”。无论是新建绿色工厂还是改造褐色工厂, 建立喷涂机器人全自动喷涂, 模拟生产线喷涂都是十分必要的。

4.3 零部件标准化

欧美发达国家生产的喷涂机器人基本上都已经实现了社会化大协作和零部件的系列化“专业化”标准化生产[8], 而我国生产的零部件品种单一、结构简单、制造粗糙、装配精度不合格, 严重制约了涂料研发的发展, 因此, 我国要加快开发研制零部件, 使零部件生产标准化。

5结论

在汽车行业速度发展的情况下, 设计制造出我国自己的适应性强的机器人是我国国情的新型喷涂机器人是必然要求。我国应该借鉴外国成功的经验和先进的技术, 加快对喷涂机器人的设计与制造, 以提高喷涂机器人的实用性和先进性。

摘要：实验室喷涂机器人是研发汽车涂料的主要设备之一, 本文介绍了现阶段实验室采用的喷涂机器人的结构、原理, 总结分析了国内喷涂机器人的发展现状, 指出了适应性、安全化以及标准化的发展趋势, 为加快我国喷涂机器人的发展提供参考依据。

关键词：涂料,喷涂机器人,结构原理,发展趋势

参考文献

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