五自由度工业机器人结构设计1 绪论工业机器人,一般指的是在工厂车间环境中,配合自动化生产的需要,代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。国际标准化组织(ISO)在 对工业机器人所下的定义是“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用设备以执行种种任务” 。 随着科学和技术的不断进展,在过去的几个世纪里,人类在许多方面都取得了重大的进展。机器人技术作为人类最伟大的发明之一,自 20 世纪 60 年代初问世以来,经历了短短的 40 年,已取得长足的进步。工业机器人在经历了诞生、成长、成熟期后,已成为制造业中必不可少的核心装备,而且工业机器人不仅在工厂里成了工人必不可少的伙伴,而且正在以惊人的速度向航空航天、军事、服务、娱乐等人类生活的各个领域渗透。据联合国经济委员会和国际机器人联合会去年关于世界机器人的报 告,仅 2024 年新投入使用的机器人接近 10 万个,使世界目前使用的机器人总数超过 75 万。世界使用机器人最多的国家是日本,约 38 .9 万;其次为德国(9.1 万)、美国 (9 万)、意大利(3.9 万)、国(3.8 万)、法国(2.1 万)、西班牙(1.3 万)和英国(1.2 万),并且报告估量 2024 年,全世界使用的机器人总数将超过 100 万。 我国的工业机器人进展的历史已经有 20 多年,从“七五”科技攻关开始,正式列入国家计划,在国家的组织和支持下,通过“七五”、“八五”科技攻关,不仅在机器人的基础理论和关键技术方面取得重大突破,而且在工业机器人整机方面,己经陆续掌握了喷漆、弧焊、点焊、装配和搬运等不同用途、典型的工业机器人整机技术,并成功的应用于生产,掌握了相关的应用工程知识。但总的看来,我国的工业机器人 技术与其工程应用的水平和国外的相比还有一定的距离。我国目前大约有 4000 台工业机器人,其中仅有 1/5是国产的,其余的则是从 40 多个国外厂商进口的机器人。总之,各种各样机器人的出现和应用是人类走向文明和进展的一个巨大进步和标志,在未来社会中,机器人的广泛应用和进展是一个必定的进展趋势。信任在不远的将来,机器人技术将一定能够为人类带来更多的方便,为人类的文明和进展带来更大的机会。 1.1 工业机器人的进展过程与其应用 20 世纪 50 年代是工业机器人的萌芽时期,1954 年美国戴沃尔发表了“通用重复 型...