工业机器人行业调研报告

来源：网络收集时间：2026-03-11

导读：工业机器人行业调研报告投资部 ****、**** 二零一三年三月三十一日近几年，受我国劳动力出现结构性短缺、劳动力成本不断上升、产业结构转型等因素影响，工业机器人行业发展迅猛。工业机器人已成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志，在市场需求和

工业机器人行业

调研报告

投资部

****、****

二零一三年三月三十一日

近几年，受我国劳动力出现结构性短缺、劳动力成本不断上升、产业结构转型等因素影响，工业机器人行业发展迅猛。工业机器人已成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志，在市场需求和行业环境已初具条件的基础上，国家也陆续推出相关产业扶植政策以显示其对发展工业机器人行业高度重视。国内工业机器人现阶段主要应用于汽车及汽车零部件制造业，但伴随着其他行业如电子电气、工程机械、烟草、印刷、造纸、食品、医药、军工的发展，工业机器人市场潜在容量非常可观。

相较于国外机器人厂商，国内厂商虽具有价格及售后服务方面的优势，但因其存在着核心技术缺失、关键零部件依赖进口、配套机制不完善等先天性缺陷，至使国内机器人生产企业普遍规模偏小，产品主要集中在竞争比较激烈的非标设备领域，较难打入国内合资汽车企业或在标准化设备领域取得进展。

随着国家对机器人行业的扶持力度加大，我们相信通过国内机器人制造企业在技术和经验上的不断积累，中国机器人真正走向世界已为时不远。

第一部分：工业机器人概述

一．基本概念

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人，是一种仿人操作自动控制，可重复编程，能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备，特别适合于多品种，变批量柔性生产。工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业。

二．基本组成

从体系结构来看，机器人可分为三大部分六个系统，其中三大部分为：机械部分（用于实现各种动作）、传感部分（用于感知内部和外部的信息）、控制部分（控制机器人完成各种动作）；六个系统为：人机交互系统、控制系统、驱动系统、机械机构系统、感受系统、机器人—环境交互系统。具体结构如下图所示：

1. 驱动系统

要使机器人运行起来, 需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置, 这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气动传动、电动传动, 或者把它们结合起来应用的综合系统; 可以是直接驱动或者是通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接驱动。由于气动和液压驱动的局限，除了特殊场合下，已不再占主要地位，随着电动伺服马达和控制技术的发展，目前工业机器人中主要采用伺服马达驱动。

2. 机械结构系统

工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、末端执行器三大部分组成。每一部分都

有若干自由度, 构成一个多自由度的机械系统。若基座具备行走机构, 则构成行走机器人; 若基座不具备行走及腰转机构, 则构成单机器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端执行器是直接装在手腕上的一个重要部件, 它可以是二手指或多手指的手爪, 也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。

3. 感受系统

感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成, 用以获取内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的, 然而,对于一些特殊的信息, 传感器比人类的感受系统更有效。

4. 机器人-环境交互系统

机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元, 如加工制造单元、焊接单元、装配单元等。当然, 也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。

5. 人机交互系统

人机交互系统是使操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置，例如, 计算机的标准终端, 指令控制台, 信息显示板, 危险信号报警器等。该系统归纳起来分为两大类: 指令给定装置和信息显示装置。

6. 控制系统

控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。假如工业机器人不具备信息反馈特征, 则为开环控制系统;若具备信息反馈特征, 则为闭环控制系统。根据控制原理,控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式,控制系统可分为点位控制和轨迹控制。

三．工业机器人分类

1. 按用途分类

2. 按机械结构分类

2.1. 直角坐标型

这种机器人具有三个互相垂直的移动轴线，它们通过手臂的上下左右移动和前后伸缩构成一个直角坐标系，其手腕能摆动和旋转。这种形式的机器人的机械结构和控制方式比较简单，位置精度较高，但操作范围小，运行速度较低，灵活性差，难以与其它机器人协调，且占地较大。

2.2. 圆柱坐标型

这种机器人机座上有一个水平转台，在转台上装有立柱和水平臂，水平臂能上下移动和前后伸缩，并能绕立柱旋转，在空间构成部分圆柱面。其操作范围较大，并能获得较高速度，控制简单，避障性好，但结构庞大，难以与其它机器人协调工作。

2.3. 球坐标型

这种机器人的手臂能上下俯仰、前后伸缩，并能绕立柱回转，在空间构成部分球面。这类机器人占地面积较小，结构紧凑，比圆柱坐标型更为灵活，操作范围更大，能与其它机器人协调工作，重量较轻，但避障性差，有平衡问题，位置误差与臂长成正比。

2.4. 关节型

这种机器人有三个主要回转关节：腰回转（关节1）、肩回转（关节2）和肘回转（关节3），另外还有手腕的旋转（关节4、6）和弯曲（关节5）关节。其结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，工作空间最大，能与其它机器人协调工作，避障性好；但其位置精度较低，有平衡问题。

工业机器人按机械结构分类

四．技术参数

工业机器人的技术参数反映了机器人可胜任的工作、具有的最高操作性能等情况，是选择设计、应用机器人所必须考虑的问题。主要技术参数有：

1. 自由度

自由度是指描述物体运动所需要的独立坐标数。机器人的自由度表示机器人动作灵活的尺度，一般以轴的直线移动、摆动或旋转动作的数目来表示，手部的动作不包括在内。机器人的自由度越多，就越能接近人手的动作机能，通用性就越好；但是自由度越多，结构越复杂，对机器人的整体要求就越高，这是机器人设计中的一个矛盾。工业机器人一般多为４～６个自由度，７个以上的自由度是冗余自由度，是用来避障碍物的。

2. 工作空间

机器人的工作空间是指机器人手臂或手部安装点所能达到的所有空间区域，不包括手部本身所能达到的区域。机器人所具有的自由度数目及其组合不同，则其运动图形不同；而自由度的变化量(即直线运动的距离和回转角度的大小)则决定着运动图形的大小。

3. 工作速度

工作速度是指机器人在工作载荷条件下、匀速运动过程中，机械接口中心或工具中心点在单位时间内所移动的距离或转动的角度。确定机器人手臂的最大行程后，根据循环时间安排每个动作的时间，并确定各动作同时进行或顺序进行，就可确定各动作的运动速度。分配动作时间除考虑工艺动作要求外，还要考虑惯性和行程大小、驱动和控制方式、定位和精度要求。为了提高生产效率，要求缩短整个运动循环时间。运动循环包括加速 …… 此处隐藏：2589字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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