一种搬运机器人

卢威斌 杨家辉 马朝鹏 胡蒙福

摘 要： 搬运机器人是一种可以进行自动化搬运的工业机器人。在今日机器人逐渐代替人工的社会，搬运机器人的出现大大解放劳动力有着光明的前景。本文将对搬运机器人的背景进行简单介绍，并将对其组成结构和市场应用进行进行分析。

关键词： 搬运机器人； 机器人代替人工；组成结构和市场应用

中图分类号： 文献标识码： 文章编号：

1搬运机器人的背景

现如今的世界科技潮流是怎么样让机器人一步步代替人类在日常生产生活中的角色，不管是在工业上还是商业上，亦或是生活中，货物的搬运一直是一个费时费力并且不可避免的一项工作，于是乎，是否能设计发明出一种搬运机器人，来解决这个问题？搬运机器人可安装不同的末端执行器来完成不同状态下的搬运作业，大大减轻了人类的劳动强度。部分发达国家已经规定人工搬运的最大限度，超出这个限度就必须由搬运机器人完成。

搬运机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术。另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果。在许多工业或者是日常生活中，人类工作量已经远远无法满足社会的需求，在各种货物搬运或者機械加工中，借助搬运机器人能有效的提高工作效率。

我国作为一个工业制造大国，有“世界工厂”称号。在各种机床上下料、冲压机自动生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运中，单单依靠人类自身的劳动力是远远达不到日常需求的工作量，并且在人类的搬运工作中，不可避免的会有许多的工业事故发生，危机到参与工作的人们。在这种情况下，搬运机器人很好的出现解决了这一问题。机器人可进行高强度的工作，可避免人类直接接触到危险工作中。在超过人类自身搬运的最大工作量、有很高的危险事故发生几率、需要高效率的完成工作时，搬运机器人凭借着其方便性以、安全性、高效率性获得了人们的广泛关注。

2 搬运机器人的组成结构原理

搬运机器人是近代自动化控制科学发展而出现的一种技术，它涵盖了机械学科，力学，传感器技术，单片机技术，液压传动，计算机科学等一系列知识的总和。它的好处是在于，只要我们输入一个正确的工作程序的编程代码，就可以按照我们的要求去不知疲惫的工作，搬运机器人作为机器人的一种，其自身的人工智能和适应性也在工作中不断提现。

搬运机器人在实际生产生活中即为一个机器手作用，而机器手要想搬运一件东西，不可避免的是拥有类似手指、手臂、腕、关节等等部分来组成抓取和移动作用的机构，即执行机构。并且，要想大脑一样指挥执行机构来执行命令的部分---控制系统。总而言之，搬运机器人与其他功能机器人有着类似的整体结构--控制系统，驱动传动系统，执行机构。而搬运机器人因为其功能原因，有部分搬运机器人还存在着类似眼睛的结构--感觉装置、视觉装置、语言识别装置，还有些拥有制动系统。搬运机器人在各部分结构相互配合，相互制约的条件下，共同完成所需要的工作。

搬运机器人的执行机构中，手部多为回转型，少数为平动型，根据需要，手指可分为内抓、外抓两种，也可以用空气吸盘。腕部作为连接手部和手臂的部分，调节被抓物体的方位，以扩大运动范围。机械手的灵活型取决于它腕部的设计。手臂作为一个重要握持部分，带动腕部和手部工作。

搬运机器人的驱动传动系统是搬运机器人的重要部分，根据实际负载情况而选择不同的动力源，根据动力源不同，可区分为液压、气压、电动和机械驱动。

搬运机器人的控制系统是其重点核心，构建一个机器人最重要的就是构建其控制系统，目前由于PC的发展，以PC为核心的机器人控制系统已被广泛接受。

制动系统其实就是一个将部分机械能装换为热能的装置，用于急停或减速。根据制动方式不同，分为机械制动和电动制动。

大部分的搬运机器人还需要一个安全监测系统，用于观察附近周边情况，防止碰撞事故的发生。这就取决于设计过程中对传感器技术的应用：利用一种或几种传感器来接收外界信息，再经过一系列数据转换成计算机可以识别的二进制代码，让计算机对机器人运动结构下达命令做出相应的应对。

3市场应用

搬运机器人在如今机器人市场的前景十分广阔、现代机械化的情况下，许多产业已经几乎离不开搬运机器人的参与。搬运机器人有着对重复工作的不知疲惫，高效率高精度的完成重复繁杂的流水线工作的特点，因此搬运机器人的应用前景十分明朗。

（1）热加工的参与：热加工是一种高温笨重的工作，人工难以保证其效率和安全，因此需要搬运机器人进行工作。

（2）拆装工作：拆装工作因为其繁重的工作量，催生了搬运机器人的发展。搬运机器人在拆装工作中的高效率性以及灵活性，很好的代替了原本人类工作量。

（3）仓储码头搬运：货物的搬运在人类日常生活中已经必不可免，然而因为日常生产生活的需求，古老的人工搬运已经无法满足，这个时候，搬运机器人就显得尤为重要。

（4）未来家庭的方便性：随着科技的发展，我们完全有理由相信，未来的家庭中，许多工作将会有精密的搬运机器人系统参与，实现饭来张口，衣来伸手。

参考文献

[1]吴越；李日海；徐国新.一种搬运机器人.[专利]深圳怡丰机器人科技有限公司.2015.

[2]严学高；孟正大.机器人原理.南京.东南大学出版社.2003.

[3]吴建彪.工业机器人.[M].武汉.华中科技大学出版社.2004.

[4]王雄耀.近代气动机器人（气动机械手）的发展及其应用.2004.