五自由度混联机器人运动学性能评价(2)
2 机构描述与坐标系建立 11
3 并联机构的运动学分析 14
3.1 并联机构的位置逆解分析14
3.2 并联机构的速度分析16
4 尺度综合 19
4.1 尺度参数归一化 19
4.2 运动学性能指标 19
4.3 全域运动学性能指标与尺度参数之间的关系 20
5 移动副机械结构设计 22
结论 25
致谢 26
参考文献27
1 引言
1.1 机器人国内外发展状况
早在几百年前人类就有相关机器人的幻想，想要操控机器人来完成一些人类难以完成的工作。但是人类真正打开机器人领域的大门却是在20世纪50年代。最早叩开这扇大门的是美国学者G．C．Devol，他在1954年发表了题为“通用重复型机器人”的论文。即使机器人理论已被提出，但具体的实物直到1961年才出现在人们的视野。世界上第一台机器人是美国通用机械公司推出的名为Unimate(“万能伙伴”之意)程序控制工业机器人。紧随其后的第二年，美国机械铸造公司也试制出机器人Versatran(“多用搬运”之意)，它们是至今仍在应用的两种著名的工业机器人[1]。
在60年代至70年代期间，机器人技术获得了巨大发展与飞跃。日本、欧美各国纷纷投入研制机器人的热潮。初期阶段，人们所研制的大多数只是开环系统的顺序机器人，不具备反馈装置，所以精度、灵敏度十分有限，但开环机器人的出现也为后期的闭环系统提供了研究和创新的基础。
到了80年代，机器人技术进入了蓬勃发展的时期，这一切归功于计算机技术的历史性突破。当然，传感技术、控制理论等学科技术的发展也为机器人技术提供了庞大的技术理论基础，使其一跃成为了高科技应用领域中的重要组成部分。机器人开始广泛应用在汽车、医疗、国防及教育行业等各个领域。
相比较国外机器人的发展，我国机器人科研起步于70年代。在技术研究历程上：
1980年，我国第一台自主研制工业机器人研制成功；
1986年，水下机器人深海试验也取得了成功，并于88年投入使用；
1995年，中俄联合研制的水下无缆自治机器人在6000m深处试验成功，这一试验标志着我国在机器人领域真正跟上了世界各国的研究步伐。
从生产角度看，目前中国国内仅有三家主要生产基地，相比较国外企业数量差距较大，而且每家企业年产值也并不尽人意。从制造业的发展历程看，我国正处于工业化发展阶段，机器人相关制造产业急需更先进的技术理论支持以及设备硬件，以此来提高生产效率、产品质量和企业知名度，使我国出产的机器人产品更顺利的进入国际竞争市场。因此，我国机器人产业仍有巨大的发展空间和潜力。
机器人技术毫无疑问会成为国家未来的战略性高技术。目前为止，全球各类机器人市场份额估计有200亿。据专家预测，到2025年，整个机器人市场将达到500亿的高度。对于该领域的巨大挑战以及能带来的令人惊叹的利益，现如今微软、谷歌等IT企业，丰田、奔驰等汽车公司，甚至还有一些服务型企业都将目光投向这一行业，不惜花费巨资进行机器人的研究与开发。
我们不得不承认，美国和日本这两大发达国家多年来一直引领着全球机器人的发展风向。这些年，日本科学家除了关注特种机器人和服务型机器人以外，他们还开始注重机器人的中间件的研制。但事倍功半，这些年来日本基本上在做模仿性的工作，并没有取得重大的突破或研究成果。与之相反，美国人在机器人领域的技术开发领域，一直走在世界的最前列。而且美国主要做高附加值的产业，美国研发的军用机器人在全球军用机器人市场上占据了60%的高份额。比如：美国研制成功的BigDog军用机器人，能负重100公斤，它不仅拥有每小时50公里的高速特性，而且能完全适应各种特殊地形，即使是在侧面受到冲击时也能保持很好的系统稳定性。因此，它在侦查、运输等方面极受军方的青睐。
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