机器人

<strong>作者：Mark Looney</strong>

Adept MobileRobots1项目经理 Seth Allen 认为，地面机器人系统必须常常处理“枯燥、肮脏、危险”的工作。换言之，机器人系统通常用于人工介入成本过高、危险过大或者效率过低的任务。在许多情况下，机器人平台的自主工作能力是一项极为重要的特性，即通过导航系统来监视并控制机器人从一个位置移到下一位置的运动。管理位置和运动时的精度是实现高效自主工作的关键因素，MEMS（微机电系统）陀螺仪可提供反馈检测机制，对优化导航系统性能非常有用。图 1 中所示的 Seekur®机器人系统就是一个采用先进 MEMS 器件来改善导航性能的自主系统。

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<strong>作者：Mark Looney</strong>

<strong>简介</strong>

Adept MobileRobots1项目经理 Seth Allen 认为，地面机器人系统必须常常处理“枯燥、肮脏、危险”的工作。换言之，机器人系统通常用于人工介入成本过高、危险过大或者效率过低的任务。在许多情况下，机器人平台的自主工作能力是一项极为重要的特性，即通过导航系统来监视并控制机器人从一个位置移到下一位置的运动。管理位置和运动时的精度是实现高效自主工作的关键因素，MEMS（微机电系统）陀螺仪可提供反馈检测机制，对优化导航系统性能非常有用。图 1 中所示的 Seekur®机器人系统就是一个采用先进 MEMS 器件来改善导航性能的自主系统。

2017年12月更新的IDC《全球商用机器人支出指南》显示，中国机器人（含无人机）及相关服务的消费额持续高速增长，到2021年将达到746亿美元（约合4720亿元人民币），2017-2021年复合年增长率（CAGR）达到31.9%。中国是全球最大的机器人市场，预计到2021年将占全球总量的34％以上。鉴于此，IDC决定从今年起把中国作为一个单独的机器人区域市场， 提供完整详实的中国机器人市场支出指南数据，以帮助用户更好的了解和把握中国机器人市场的趋势。

IDC全球机器人及亚太制造业研究总监张敬兵博士指出："随着机器人3.0时代的到来，工业机器人正在越来越智能化、人性化、和易于使用。这也加速了机器人在汽车制造以外各个领域的应用拓展，尤其是在高科技制造业，精度高、速度快、机动性强、和具有人机协作能力的轻量级机器人更受青睐。 而那些无法把握这一趋势并满足这些需求的供应商将看到他们的市场地位迅速被蚕食。"

从机器人技术成分来看，中国市场的机器人系统支出包括了工业机器人、商用服务机器人和消费型机器人本体，以及售后市场相关硬件，这部分支出在2021年达到465亿美元（约合2940亿元人民币）。数据显示，中国企业对工业机器人的需求持续强劲， 2017年制造业机器人市场规模占整体市场61%以上。

ADI与香港科技大学机器人研究院正式签署工业合作伙伴计划(IPP)。双方将积极合作寻求技术突破，以创新助力粤港澳大湾区的建设与发展，支持中国提出的将加快建设创新型国家的国策。

作为立足粤港澳大湾区内的全球知名高校，香港科技大学将无人自动化技术与机器人研究作为该校五大战略发展方向之一，机器人研究院的研究方向包括自主系统与机器人、制造自动化与智能工厂、人与机器人交互，以及智能家庭和智能城市。ADI是全球领先的高性能模拟、混合信号和数字信号处理的半导体设计、制造厂商，专注于高性能模拟技术创新，特别是高性能传感器、数据转换器、放大器、数字处理器、射频与微波IC以及电源管理技术，持续帮助中国企业和高校更快速、更高质量地实现包括机器人在内的无人自动化应用的科技创新。

“机器人是全球产业应用和科研的热点，也是"中国制造2025"的重要组成部分。ADI作为一家以创新为核心文化的企业，一直积极参与其中并致力于提供卓越的模拟技术。香港科技大学有非常好的科研基础，培养了大量科技人才。与香港科技大学机器人研究院的深入合作，在机器人领域共同寻求突破性发展，是ADI助力粤港澳大湾区创新建设的一个美好开端。

——ADI全球大学计划总监 Zoran Zvonar

【导读】Research and Markets测算，未来90%的工业机器人将使用伺服电机。但目前中国工业机器市场，85%的伺服电机是外资品牌，面对2021年189亿的市场规模，中国品牌未来出路在哪里?

自《中国制造2025》规划提出，中国自动化步伐加快，成为超级机器人大国指日可待。Research and Markets测算，未来90%的工业机器人将使用伺服电机。但目前中国工业机器市场，85%的伺服电机是外资品牌，面对2021年189亿的市场规模，中国品牌未来出路在哪里?

<strong>市场份额小 厂商压力大</strong>

8月23日，世界机器人大会发布了《中国机器人产业发展报告》，报告显示，2017年中国机器人市场规模将达到62.8亿美元。作为机器人控制系统和自动化主要产品的伺服电机，发展之路必将发生改变。

Research and Markets测算，90%的工业机器人使用伺服电机。同时，每个工业机器人装配的伺服电机都是平均量，那么2014年中国所增加的对伺服电机的需求在23.1万台，那么到2019年这个数字将有望达到73.7万台。

随着汽车制造业对焊接精度和速度等指标提出的要求越来越高，以及用户个性化需求的日益加强，为了满足多车型、多批次的市场需求，提高车身车间生产能力的柔性和弹性，工业机器人在车身焊接中得到了广泛应用。本文结合实例介绍了点焊机器人、螺柱焊机器人和弧焊机器人系统在车身焊接中的应用。

轿车车身的结构和工艺在很大程度上决定了乘车的安全系数。车身本体是由十几个大总成和数百个薄板冲压件，经点焊、弧焊、激光焊、钎焊、铆接、机械连接以及胶接等工艺连接成的复杂薄板结构件。由于白车身所涉及的零件多、工艺复杂且设备类型繁多，因此车身规划对焊接工艺、装焊夹具、质量控制以及维护保养等都有较高的要求。本文结合实例重点介绍了点焊机器人系统、螺柱焊机器人系统和弧焊机器人系统在车身焊接中的应用。

<strong>点焊机器人系统</strong>

车身点焊的质量直接影响着汽车车身强度和使用安全性。点焊设备因易于机械化、成本较低廉、技术成熟且配套设施完善，在汽车车身的生产中应用得最为广泛。现在，点焊焊接过程完全自动化已成为趋势，机器人点焊系统已得到广泛应用，正逐步取代手工点焊。

<strong>1．气动点焊机器人系统</strong>

近些年来，机器人行业从兴起到现在一路被看好，国家高层领导在机器人等高科技术上所发布的扶持政策一条接一条。现如今，中国机器人市场已经成为全球第一大市场，不难看出中国在在机器人行业的潜力巨大，中国科研人员在机器人的路上不断创新，现在已经有了可观的成绩。本文盘点了2015年机器人行业最新应用的十大技术以供大家参考。

<strong>生机电一体化技术</strong>

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核心技术缺失是中国制造业普遍存在的问题，在机器人产业尤其严重，三大核心零部件目前没有一个能大规模取代外资品牌。其中，由于减速器的垄断度非常高，技术难度也很大，业界和媒体的目光也更多地聚焦于此，反而忽视了发展得稍好，但其实仍有比较大差距的伺服电机……

核心技术缺失是中国制造业普遍存在的问题，在机器人产业尤其严重，三大核心零部件目前没有一个能大规模取代外资品牌。其中，由于减速器的垄断度非常高，技术难度也很大，业界和媒体的目光也更多地聚焦于此，反而忽视了发展得稍好，但其实仍有比较大差距的伺服电机……

伺服电机作为控制系统中的执行元件，是影响机器人工作性能的主要因素之一。机器人伺服系统由伺服电机、伺服驱动器、指令机构三大部分构成，伺服电机是执行机构，就是靠它来实现运动的，伺服驱动器是伺服电机的功率电源，指令机构是发脉冲或者给速度用于配合伺服驱动器正常工作的。

目前，国产伺服电机的现状是，小的不小，大的不大！这个怎么理解呢？小功率伺服电机，小型化不行，普遍偏长，比如轻载机器人常用的200W和400W伺服电机，目前松下的A6、安川的Σ7电机短小精致。反观国产伺服，普遍较长，外观粗糙。这在一些高档的应用上不行，尤其是在轻载6kg左右的桌面型机器人上，由于机器人手臂的安装空间非常狭小，对伺服电机的长度有严格要求。

市场需求的刺激下，技术和资本频繁涌入机器人市场。从炫酷的汽车人变形金刚到精准操作的机器人医生，各大机器厂商的业务已涵盖医疗、服务、运输、建筑等各大领域。

1、机器人变形金刚

近日，土耳其Letvision公司宣布，像电影中一样可自由变身的变形金刚已成为现实，该公司成功打造出一个能够由汽车变身成机器人再恢复到汽车形态的变形金刚。据介绍，这款变形金刚名叫Letrons，由一辆1比1原尺寸大小的宝马轿车打造，这辆改造后的宝马汽车无法让人坐进去驾驶，主要通过遥控器控制，而且变形速度还有很大提升空间。目前Letrons还处于原型阶段，不过Letrons变形后可以移动它的手臂、手、手指、头部以及颈部。此外，Letvision的工程师还为Letrons加入了雾效、声效以及灯光效果，同时具备WiFi无线连接功能。

2、机器人建筑工

HadrianX是巨型卡车山建筑机器人，它用近30米长的机械臂1个小时内可砌砖1000块，并能够长时间保持某个特定姿势。HadrianX能够连续24小时工作，因此只需要2天时间就能建起整栋住宅。它被安装在卡车背上，因此能够在建筑工地内自由行动。HadrianX研发人皮瓦克表示，他无意针对泥瓦匠，只是希望能够改变建造住宅的过程，HadrianX将帮助吸引更多年轻人到机器人领域。