工业机器人行业

调研报告

概述

近几年，受我国劳动力出现结构性短缺、劳动力成本不断上升、产业结构转型等因素影响，工业机器人行业发展迅猛。工业机器人已成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志，在市场需求和行业环境已初具条件的基础上，国家也陆续推出相关产业扶植政策以显示其对发展工业机器人行业高度重视。国内工业机器人现阶段主要应用于汽车及汽车零部件制造业，但伴随着其他行业如电子电气、工程机械、烟草、印刷、造纸、食品、医药、军工的发展，工业机器人市场潜在容量非常可观。

相较于国外机器人厂商，国内厂商虽具有价格及售后服务方面的优势，但因其存在着核心技术缺失、关键零部件依赖进口、配套机制不完善等先天性缺陷，至使国内机器人生产企业普遍规模偏小，产品主要集中在竞争比较激烈的非标设备领域，较难打入国内合资汽车企业或在标准化设备领域取得进展。

随着国家对机器人行业的扶持力度加大，我们相信通过国内机器人制造企业在技术和经验上的不断积累，中国机器人真正走向世界已为时不远。

目录

第一部分：工业机器人概述

一． 基本概念

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人，是一种仿人操作自动控制，可重复编程，能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备，特别适合于多品种，变批量柔性生产。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。

二．基本组成

从体系结构来看，机器人可分为三大部分六个系统，其中三大部分为：机械部分（用于实现各种动作）、传感部分（用于感知内部和外部的信息）、控制部分（控制机器人完成各种动作）；六个系统为：人机交互系统、控制系统、驱动系统、机械机构系统、感受系统、机器人—环境交互系统。具体结构如下图所示：

1. 驱动系统

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苏 州 市 职 业 大 学

课程设计说明书

名称 会追光的机器人 　　　

20XX年12月31日 至 20XX年1月4日 共 1 周

院 　系 电子信息工程系

班 级 10电气3

姓 名 **

学 号 **

第一章 绪论

1.1课程设计任务背景

机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成．这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域，如汽车制造，医疗领域，如远程协助机器人，微纳米机器人，军事领域，如单兵机器人，拆弹机器人，小型侦查机器人（也属于无人机吧），美国大狗这样的多用途负重机器人，科研勘探领域，如水下勘探机器人，地震废墟等的用于搜查的机器人，煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现； 纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明

1.2课程设计的要求

设计一个机器人系统，该机器人可以是轮式、足式、车型、人型，也可以是仿其他生物的，但该机器人应具备的基本功能为：能够灵活行进，能感知光源、转向光源并跟踪光源；另外还应具备一项其他功能，该功能可自选（如亮灯、按钮启动、红外接近停止等）。

具体要求如下：

1、 根据功能要求进行机械构型设计，并用实训套件搭建实物。

2、 基于实训套件选定满足功能要求的传感器；

3、 设计追光策略及运动步态；

4、 用NorthStar设计完整的机器人追光程序；

5、 调试；

6、 完成课程设计说明书，内容：方案设计、硬件搭建过程（附照片）、控制算法流程、程序编写、调试结果、心得体会。

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目录

1.无差别擂台机器人

2.双轮平衡小车

3.能够识别并捡起乒乓球的机器人

1.无差别擂台机器人

综述：

老师要求我们搭建一台擂台机器人，具体要求如下：

搭建的机器人长度不超过40厘米，宽度不超过20厘米，高度不超过30厘米。

在黑胶带围成的指定区域里活动，不能出胶带区域，否则失败；需要能够推动对方，将对方推出黑胶带围成的区域即获胜。

要尽量避免自己被推出指定区域，采取一些必要方法。 根据要求，做出以下设计：

要在黑胶带围成的制定区域里活动不超出范围，就需要有传感器进行活动范围边缘的检测。当机器人发现已经靠近边缘时立刻采取行动（停止、掉头或转弯）。黑胶带贴成的区域边缘是与普通地面相比是有灰度变化的，我们可以在机器人底部装上灰度传感器，探头向下，来判读机器人覆盖区域的灰度变化，从而判读机器人相对场地的方向。可以通过整体灰度值来判读机器人位置是不是靠近边缘，如果机器人靠近边缘就马上做出相应动作。 要能够发现对方。能够发现对方的实现方法很多，这里我们采用红外接近传感器来发现对手。

要能够将对方推下擂台。首先考虑推到对方机器人要进行的过程：首先要发现对方，其次贴上去推动对方。要推动对方必须要有足够的动力。增加动力，可以考虑：1.增加驱动轮（由四个增加为六个甚至更多）；2.增加摩擦力（用胎面宽的轮胎，增加轮子数量，增加机器人重量）。如果动力不足，我们的机器人很可能被对方的机器人推着倒着走，如果摩擦力不够，机器人在推对方的时候轮子会打滑，轮子一直在转，但小车就不能往前走。 需要避免自己被推出指定区域。如果我方机器人在前进过程中北对方机器人从后方推挤，那么对方可以很轻松的把我方机器人推出指定区域。所以要设置相关程序，在察觉到被推挤时能够采取相关手段避开推挤。此外，适当增大机器人与地面摩擦力也对防止自己被推出标定区域以外很有作用。

之后进行搭建机器人、布置传感器。需要在规则允许的条件下搭建机器人，通过上述的分析，将机器人的构型定义为一个四轮驱动的小车。机器人的腹部应该安装灰度传感器阵列，用于判读场地灰度变化。前方应该安装红外测距传感器，用于判断对方机器人和指定区域边沿。在我们的设计中，在机器人的前、后方各安装了两个红外线测距传感器，下方前后各有2个灰度传感器。

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工业机器人市场调研报告

江苏省交通技师学院 电气信息系 张xx

一、我国工业机器人发展历程与现状

机器人是人类二十世纪的一项重要发明。1959年美国的英伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，之后，世界各国都在争相开展机器人研究，机器人的的功能和应用领域一直在不断地拓展。

我国机器人的研起步究较晚。先后经历了二十世纪70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的实用化期。1972年，中国科学院沈阳自动化所开始了机器人的研究工作。1977年，南开大学机器人与信息自动化研究所研制出我国第一台用于生物试验的微操作机器人系统。1985年12月12日，我国第一台重达2000公斤的水下机器人“海人一号”在辽宁旅顺港下潜60米，首潜成功，开创了机器人研制的新纪元。随后，我国研制的机器人相继问世：中国科学院沈阳自动化所研制成功了体重36公斤，身高1米的缆浮游作业轻型“金鱼二号”水下机器人；中科院长春光机所发明的“四足遥控仿生载重步行机器人”，在1986年中国第二届发明展览会上获金牌奖；1987年又获第15届日内瓦国际发明与新技术展览会银牌奖。

中国机器人示范工程中心从1987年开始，先后制造了三台“水下机器人”，它们分别是：（1）1987年3月制造的身高4.7米，体重1200公斤的“老大瑞康四号机器人”；（2）1989年6月制造的“老三水下机器人”；（3）1990年9月制造的“老二中型机器人”。

 1988年初，中国船舶总公司702所，研制成功了身高3.1米，体重650公斤的载人式“水下机器人”；1988年2月，国防科技大学研制成功六关节平面运动型“两足步行机器人”。

1994年10月，中科院沈阳自动化所研制成功的我国第一台无缆水下机器人“探索者号”长4.4米，宽0.8米，高1.5米，载体重2.2吨，最大潜水深度为1000米。它的研制成功，标志着我国水下机器人技术已走向成熟。

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机器人行业深度投研报告

第一部分全球 机器人行业发展趋势

一、全球机器人行业重点企业股价趋势

在研究机器人龙头企业股价过程中，我们发现这些企业的股价无论是在一个较长的时间内，还是在近几年，都呈现上涨的态势。从全球范围看，机器人行业仍处于上升期。随着机器人技术的进步，以及中国等发展中国家人口红利耗尽，自动化大趋势不可挡，也为机器人行业发展提供了先决条件。

（1）近五年机器人四大龙头企业股价呈涨势

随着全球经济从20xx年的谷底复苏，特别是全球范围的自动化趋势，近五年机器人四大龙头企业股价呈上涨趋势。与20xx年年初比较，20xx年年初库卡股价5年上涨了近2倍；日本的安川电机与发那科也分别上涨3.2倍与1.6倍；ABB在近五年股价则上扬80%.

（2）安川与发那科近40年股价

日本机器人公司安川与发那科上市较早，我们可以通过其将近40年股价考察机器人行业在一个较长的时期内的发展趋势。

安川电机是制造伺服、变频器、工业开关及机器人的日本公司，创立于19xx年，于19xx年在东京

所上市。

发那科公司是生产数控系统和工业机器人的着名厂家，19xx年从富士通数控部门独立，19xx年上市。

这两家公司在工业机器人方面都有较为突出的成就，其工业机器人产品在日本甚至全球都有很高的市场占有率，是日本主要的工业机器人企业。

我们以两公司上市时间为基准点，通过与日经225指数对比，可以看出安川与发那科的40年股价虽然也有起起伏伏，但总体仍呈涨势。

安川与发那科近40年的股价的成长期、调整期和再次成长期，分别对应日本机器人产业发展历史的孕育与形成期、发展期和走向智能化时期。

证券交易

二、全球机器人行业现状与机器人行业发展

阶段

（一）、全球机器人行业现状

1、行业发展：增长态势延续

（1）预计20xx年全球工业机器人销售量25万台从20xx年第四季度起，全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。20xx年全球工业机器人市场逐渐由20xx年的谷底恢复。

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西南科技大学

学生实验报告

实验课程名称     数字化设计与制造             

开课实验室    智能机器人与虚拟模机实验室     

学       院 制造学院   专业  材料成型  班级       

学生姓名          学  号         

开课时间  2012  至 20##  学年第  一  学期

制造科学与工程学院制

《   数字化设计与制造  》实验报告

 开课实验室：                                                   2012年10月22日

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班级：电气0901 姓名：廖勇为 学号：0912108110

实验七机器人走迷宫实验

实验内容、步骤：

1）机器人从迷宫入口出发，用最少的时间走出迷宫，到达迷宫的出口。

2）走出迷宫后显示出行走的时间（行走时间越少越好）。

分析：首先需要检测地面传感器函数surface() 的返回值与不同地面颜色标志的关联，这样才能让机器人分辨出迷宫的出口。编写程序如下：（进行检测地面传感器函数surface() 的返回值的采集，可在“找地雷场地”中找到环境。）

程序流程图：

Jc代码：

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运行结果：

运行结果：首先进行地面检测，接着进入条件循环，碰撞检测后进行红外避障。否则结束，即说明已经找到火源了。

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班级：电气0901 姓名：廖勇为 学号：0912108110

实验八 综合实验及测试

一、在较安静的情况下，机器人静止不动，当有人发出声音时机器人开始自由行走：机器人在行走的过程中分辨障碍物，遇到障碍物时发出声音报警并避开，继续行走。（30分）

要求：（1）写出机器人从静止到运动的条件值。

mic=microphone（）；

if（mic>150）

drive（90,0）；

（2）画出对应流程图。

（1） 在较安静的情况下，机器人静止不动，当有人发出声音时，机器人开始前进（躲避路

途中的障碍）。

程序流程图：

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（3）写出对应JC代码。

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运行结果：程序运行时，可看到当机器人听到声音时开始前进，如果前方有障碍物，机器人就发声报警，然后后退，右转；左边有障碍物，机器人就发声，右转；右边有障碍物，机器人就发声，左转，没有障碍物就前进。

（4）回答机器人在运行时使用到哪些部件。

答：红外传感器、碰撞传感器、麦克风、直流电机等。

二、自由编写程序。（70分）

要求：（1）机器人运行程序使得其具有一定的行为模式，并详细说明它是怎样一种模式。

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