工業(yè)機(jī)器人技術(shù)特點(diǎn)和工業(yè)機(jī)器人技術(shù)趨勢(shì)

導(dǎo)讀

目前，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正朝著模糊控制、智能化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、高精化、網(wǎng)絡(luò)化及自我完善和修復(fù)能力等方向進(jìn)行研發(fā)。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)機(jī)器人由3大部分6個(gè)子系統(tǒng)組成。3大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分。6個(gè)子系統(tǒng)可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)涉及到的技術(shù)，總結(jié)出工業(yè)機(jī)器人技術(shù)主要有三大特點(diǎn)：一是工業(yè)機(jī)器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)等先進(jìn)制造技術(shù)于一體，通過(guò)對(duì)過(guò)程實(shí)施檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染，是工業(yè)自動(dòng)化水平的最高體現(xiàn)；

二是工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化成套裝備具備精細(xì)制造、精細(xì)加工以及柔性生產(chǎn)等技術(shù)特點(diǎn)，是繼動(dòng)力機(jī)械、計(jì)算機(jī)之后，出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的重要手段；

三是工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化成套技術(shù)，融合了多項(xiàng)學(xué)科，涉及多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域，包括工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)、機(jī)器人構(gòu)建有限元分析、激光加工技術(shù)、智能測(cè)量、建模加工一體化、工廠自動(dòng)化以及精細(xì)物流等先進(jìn)制造技術(shù)，技術(shù)綜合性強(qiáng)。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀

截至2018年6月12日，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專利申請(qǐng)總量達(dá)到23054項(xiàng)。其中，發(fā)明專利數(shù)最多，達(dá)到9946項(xiàng)，占比為43.14%；實(shí)用新型專利數(shù)其次，為8331項(xiàng)，占比為36.14%；外觀、發(fā)明授權(quán)專利數(shù)占比分別為8.90%、11.82%。

從申請(qǐng)專利數(shù)量來(lái)看，2007-2017年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人專利申請(qǐng)數(shù)量總體上呈上升的趨勢(shì)。2014-2016三年間，專利申請(qǐng)數(shù)量大幅增多；到2017年，工業(yè)機(jī)器人專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到5608項(xiàng)。

從公開(kāi)專利數(shù)量來(lái)看，2007-2017年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人專利公開(kāi)數(shù)量總體上呈趨勢(shì)。2017年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人專利公開(kāi)數(shù)量為6012項(xiàng)，達(dá)到近年來(lái)最大值；截至2018年6月，專利公開(kāi)數(shù)量為3631項(xiàng)。

(注：2018年數(shù)據(jù)截至6月)

截至2018年6月，從我國(guó)工業(yè)機(jī)器人專利技術(shù)構(gòu)成來(lái)看，B25J(機(jī)械手；裝有操縱裝置的容器)專利申請(qǐng)數(shù)量排名第一，為7074項(xiàng)，占比達(dá)到26.63%；B23K(釬焊或脫焊；焊接；用釬焊或焊接方法包覆或鍍敷；局部加熱切割，如火焰切割；用激光束加工)專利申請(qǐng)數(shù)排名第二，專利數(shù)量為1594項(xiàng)，占比為6.00%；其余技術(shù)占比均在5%以下。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)趨勢(shì)

目前，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正朝著模糊控制、智能化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、高精化、網(wǎng)絡(luò)化及自我完善和修復(fù)能力等方向進(jìn)行研發(fā)。

首先，模糊控制是利用模糊數(shù)學(xué)的基本思想和理論的控制方法。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，由于變量太多，用傳統(tǒng)控制模型難以正確描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，此時(shí)便可以用模糊數(shù)學(xué)來(lái)處理這些控制問(wèn)題。未來(lái)機(jī)器人的特點(diǎn)在于其具有更高的智能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、模糊控制技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能工程技術(shù)等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的工作能力將會(huì)突破性的提高及發(fā)展。

其次，工業(yè)機(jī)器人的組件及構(gòu)件實(shí)現(xiàn)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化是降低成本的重要途徑之一。

第三，隨著制造業(yè)對(duì)機(jī)器人要求的提高，開(kāi)發(fā)高精度工業(yè)機(jī)器人是必然的發(fā)展結(jié)果。

第四，目前應(yīng)用的機(jī)器人大多僅實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)通訊和控制，如何使機(jī)器人由獨(dú)立的系統(tǒng)向群體系統(tǒng)發(fā)展，使遠(yuǎn)距離操作監(jiān)控、維護(hù)及遙控是目前機(jī)器人研究中的熱點(diǎn)之一。

最后，機(jī)器人應(yīng)該具有自我修復(fù)的能力，才能更好地避免因?yàn)橥话l(fā)狀況導(dǎo)致的生產(chǎn)停頓。當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤指令時(shí)應(yīng)該自己進(jìn)行報(bào)警或調(diào)試;當(dāng)元器件損壞時(shí)可以自我進(jìn)行修復(fù)。