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高速并聯工業機械手臂分析設計與實現-背景與意義
閱讀：109 發布時間：2020-8-12緒論
選題背景與意義
本課題來源于*高速并聯工業機器人預研項目，并由寧波市合作項目 (2014D10008)、數控一代機械產品創新應用示范程(2014BAZ04784)、精密驅動控制技 術創新團隊(2012B82005)和寧波市自然科學基（2014A610084)支持。
2008年經濟危機之后，歐美等發達國家加大了對制造業的重視程度[1_2]。再制造、 制造業回歸以及美國制造成為其廣為宣傳的口號，美國總統奧巴馬還簽署了“*制造 伙伴關系（AMP-AdvancedManufacturingPartnership) “計劃，這個協議的一個重要議題 就是通過機器人及其自動化技術來實現與中國的廉價勞動力的競爭。在新一輪的制造技 術革新方面，歐美國家的主要革新重點是利用軟件和信息化技術手段來提升系統的整體 性能。有些廠家甚至提出了以軟件的提升來降低硬件成本，從而在較為廉價的硬件上實 現較高的性能[3_4]，使產品具有價格優勢。新一輪的制造技術革新是跨機械、電子以及計 算機與信息技術等多學科的革新，歐美國家特別是美國，在計算機軟件和信息技術上具 有較高的優勢，由于，縮短軟件的差距要比縮短硬件差距相對容易一些。所以，在 我國的制造行業，迫切需要開展軟件算法的研究[5_6]。
軌跡規劃是機器人軟件算法中的核心內容，機器人的軌跡規劃研宄不是一個全新的 課題，很多國內外的學者都在這個課題上做了大量的研宄[7_14]，但是真正在工業現場的 實際應用卻是少之又少。宄其原因還是由于工程化應用研宄過少，通用化、理論化以及 系統化的研宄還有欠缺。同時針對使用人群，例如，操作工人以及非機器人專業的工程 師的易用性開發還不夠。本課題結合*寧波材料技術與工程研宄所機器人研究 團隊己有基礎，將軌跡規劃過程直接應用到系統設計流程中，從而提高整個設計流程的 效率與設計水平，實現低成本高性能的機器人設計，采用運動學和動力學更為復雜的高 速并聯工業機器人作為具體實施目標，進行機器人的軌跡規劃與控制實驗。
雖然我國在機器人整體技術上落后于歐美日韓等工業發達國家，但是在機器人軌跡 規劃和算法實現上，卻是站在同一起跑線上的。同時，軟件和算法分析、實現的可行性 *沒有問題。本課題以樣條函數的數學理論研宄為起點，逐步深入到機器人領域的軌 跡規劃算法。該研宄成果將廣泛應用于各類工業機器人中，例如自動化機器人檢測、醫 療、包裝、碼垛、分揀、搬運、焊接、切割、打磨、加工乃至移動機器人等各個方向。
機器人軌跡規劃與控制優化屬于工業機器人技術的范疇，發展工業機器人是我國實 現制造強國的一個重要手段[15]。無論是國內還是國外，針對工業機器人技術的研宄一直 是個熱點。特別是近歐美興起的“再制造”熱潮，更是將工業機器人技術的研宄推到了 一個的高度。在2013年，國內發展機器人技術，打造機器人產業園的口號出 現在了大大小小的國內制造業相關展會上。在國外，互聯網技術google公司更是一 口氣收購了七家機器人公司。在各行各業都極度看好機器人領域的情況下，作為國內的 機器人研究團隊，需要的是穩定心態，從基礎研宄著手，以扎實的技術基礎來穩步發展 我國的機器人事業。該課題從機器人軌跡規劃的數學理論研究開始，逐步深入的跟蹤機 器人控制技術的發展，從而推動工業機器人及其相關技術的發展。
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