文献综述
1.1研究背景
机器人学是一门综合性的新兴学科,它涉及机械工程学、电气工程学、微电子工程学、计算机工程学、控制工程学、信息传感工程学、声学工程学、仿生学以及人工智能工程学等多门尖端学科。工业机器人是机器人学的一个分支,它代表了机电一体化的最高成就。随着科学技术的不断发展,工业机器人已成为柔性制造系统( FMS)、自动化工厂( FA)、计算机集成制造系统( CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与数量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,对促进我国制造业的崛起,有着十分重要的意义。[8]
根据国家标准，工业机器人定义为“其操作机是自动控制的，可重复编程、多用途，并可以对3个以上轴进行编程。它可以是固定式或者移动式，在工业自动化应用中使用”，其中“操作机”又被定义为“是一种机器，其结构通常由一系列互相铰接或相对滑动的构件所组成。它通常有几个自由度，用于抓取或移动物体（工具或工件）”。所以对工业机器人可以理解为：具有拟人手臂、手腕和手功能的机械电子装置，它可以把任一物件或工具按空间的时态要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业任务。[1]
1.2 国内外研究现状
在技术水平来看，日本和欧盟的工业机器人技术最为先进，日本是全球范围内工业机器人生产规模最大、应用最广的国家，而隶属于欧盟的德国则名列全球第二；韩国在服务类机器人上的发展较为优秀。而美国则侧重于医疗和军事机器人等方面。[2]
我国工业机器人自主研发起步较晚，起步于20世纪70 年代初，经过 40 来年的发展，经历了70 年代的萌芽期、80 年代的开发期和 90 年代起的实用化期三个阶段。我国于 1972 年开始研制自己的工业机器人，由于当时经济体制等因素的制约，发展比较缓慢，研究和应用水平也较低。1985 年，随着工业发达国家已开始大量应用和普及工业机器人，我国在“七·五”科技攻关计划中将工业机器人列入了发展计划，组织了电焊、弧焊、喷漆、搬运等型号的工业机器人攻关，从而形成了我国工业机器人第一次高潮。
进入 20 世纪 90 年代，国家 863 计划确定了特制机器人与工业机器人及其应用工程并重、以应用带动关键技术和基础研究的发展方针。在此背景下，我国科学家和工程技术人员先后攻克了一大批制约工程机械产品研发的关键技术，我国自主研制的工业机器人进入到工业应用时期。同时，在此时期第一批机器人产业化基地和科研基地先后建立，为我国机器人产业发展奠定了坚实基础。目前我国已经能够生产具有国际先进水平的平面关节型装配机器人、直角坐标机器人、弧焊机器人、点焊机器人、搬运码垛机器人和AGV自动引导车等一系列产品。[1]
1.3工业机器人的关键技术
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：机器人结构技术
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