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浙江理工大学本科毕业设计（论文）文献综述报告 班 级 09 机制 （ 4）班 姓 名 刘俊 课题名称 基于 PLC 的 机械手控制 文献综述报告 （包括国内外本课题及相关研究的现状、分析及参考文献目录，理工类要求不少于2000 字） 目 录 1 前言 2 国外机械手 控制系统 发展历史及研究成果 3 国内机械手 控制系统 发展历史及研究成果 4 机械手 控制系统 研究动态与 趋势 5 总结 参考文献 指导教师 审批意见 签名： 年 月 日 基于 PLC的机械手控制 刘俊 (09机制 4班 B09300417) 1.前言 机器人是在新的设备类型生产的机械化和自动化发展的过程。它可以模仿手臂的一些功能，例如，抓，释放，处理对象等，按照固定的秩序，广泛应用于工业生产和其他领域。机械手的应用可以减少工人反复操作，并取代人类在危险有毒的环境，从而大大提高了工作效率和准确性的工作。它还具有的伟大意义保护人身安全，改善的工作环境，减少了工人的劳动强度。 机械手控制系统是伴随着机械手（机器人）的发展而进步的。机 械手是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于 20 世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是 1946 年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人和机械手控制系统的开发奠定了基础。 2.国外机械手 控制系统 发展历史及研究成果 核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国于 1947 年开发了遥控机械手控制系统和遥控机械手， 1948 年又开发了机械式的主从机械手控制 系统和机械手。 机械手控制系统首先是从美国开始研制的。 1954 年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人控制系统。现有的机器人控制系统差不多都采用这种控制方式。 1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人控制系统。作为机器人产品最早的实用机型是 1962 年美国 AMF 公司推出的 “VERSTRAN” 和UNIMATION 公司推出的 “UNIMATE” 。这些工业机器人和 相关控制系统主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 1989 年在日本东京召开的第一届国际先进机电控制 技术学术会议 ， 是机电控制技术向纵深发展的标志，各国政府也开始有计划地推动和发展机电控制技术和产品。目前，日本和美国在机电控制技术产品开发和应用方面处于世界领先地位。他们都将智能传感器、计算机芯片制造技术、具有触觉和人机对话功能的人工智能 工业机器人、柔性制造系统等列为高技术领域的重大研究课 题，并投入大量资金支持相关发展。 20 世纪 90 年代后期，机电控制技术进入了深入发展时期。光电学、通信技术、微细加工技术等进入了机电控制技术，出现了光机电控制技术和微机电控制技术的新分支。同时对机电控制技术系统的建模设计、分析和集成方法，以及学科体系和发展趋势都进入了深入研究。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术也为机电控制技术开辟了广阔的发展天地。 3.国内机械手 控制系统 发展历史及 研究成果 我国从 20世纪 80年代出开始进行机电控制技术的研究和应用，国务院成立了机电控制技术领导小组并将其列为“ 863计 划”。在制定“九五”规划和 2010年发展纲要是充分考虑了国际上关于机电控制技术的发展动向和由此可能带来的影响，许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作。虽然目前国内机电控制技术技术与日本、欧美等先进国家相比任然有一定的差距，但随着新技术革命的迅猛发展，我国加大了机电控制技术技术的研究力度，并将其确定为国家高技术重点研究领域，给予优先支持，并取得了一定的成绩。 20世纪 70年代初期至 1976年，此段时间一些中国知识份子从图书馆外文杂志中零星了解到机器人技术的出现，自发 地去探讨机器人的性能、特点、结构和应用场合，出现研究期望的萌动。这一时期的特点是对国外机器人技术无法系统地了解，信息闭塞，学术交流停滞，研发工作是在压抑、无序的环境下，零星自发地进行。 从 1987年起至 2000年的十多年，在国家科委直接领导及各有关部门的大力协同和支持下，智能机器人主题在 5届专家组的统筹下，在全国 83个单位（以签订合同单位计入）的有关科技人员共同努力下，取得了累累硕果，使我国机器人技术的研究、开发、应用和产业化从分散无序、低水平重复的状态，推进到初具行业性的新水平。 经过 1986年到 2000年国家 863计划的实施，我国机器人技术与自动化工艺装备等方面取得了突破性进展，缩短了同发达国家之间的差距。但在 2001年国家“十五” 863计划启动时，同发达国家相比，我国在机器人与自动化装备原创技术研究，高性能工艺装备自主设计和制造，重大成套装备系统集成与开发，高性能基础功能部件批量生产与应用等方面，仍存在较大差距。 4.机械手 控制系统 研究动态与 趋势 今天 机电控制系统技术 的技术水平有了 很 大的提高 ，结构体系不断完善， 机电控制 系统的选型力求简单化、规范化。 机电控制系统 不仅技术成熟，而且产品齐全 、价格也越来越低，系统产品的可选择性、扩展性和适用性也越来越好 。 纵观国内外机电技术的发展现状和高科新技术的发展方向，机电控制技术将朝着一下几个方向发展： 绿色化：机电控制技术产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用机电控制技术技术的功能可归结为：提高机械系统的性能，提高机械系统的智能化程度，提高机械系统的可回收性，降低机械系统的原料消耗，降低机械系统的能耗，降低机械控制系统对环境的污染。机电控制系统将发展成为一种能满足可持续性发展的绿色产品。 智能化：智能化是 21 世纪机电控制技术技术发展 的一个重要方向。人工只能系统是一个只是处理系统，它包括知识表示 、只是利用、和知识获取三个基本为题，其最终的目标是模拟人的问题求解、推理、学习。人工智能在机电控制技术建设中的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。 网络化：网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等人们日常生活都带来了巨大的变革，同样也给机电控制技术技术带来了重大影响。利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，是人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此机电控制技术产品无疑朝 着网络化方向发展。 微型化：微机电控制技术产品体积 小、耗能少、运动灵活，可进入一般机械无法进入的空间，并易于进行在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。因此在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 模块化：机电控制技术产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。模块化技术是这三者的沟通技术。莫亏啊化技术可以减少产品的开发成本，提高不同产品间的零部件通用化程度，提高产品的可装配性、可维修性和 可扩展性等。融合机械、电子和软件三大部分的机电控制技术模块代表了未来产品的发展方向 ，具有高自主性、良好的协调性和自组织性的特点。 5.小结 如上所述，机械手的迅速发展源于它的积极作用。采用工业机器人具有如下优点：第一，改善劳动条件，逐步提高生产效率；第二，更强与可控的生产能力，加快产品更新换代；第三，提高零件的处理能力与产品质量；第四，消除枯燥无味的工作，节约劳动力；第五，提供更安全的工作环境，降低工人的劳动强度，减少劳动风险；第六，减少机床损耗；第七，减少工艺过程的劳动量及降低停产时间和库存；第八，提高企 业竞争力。机械手能代替人工操作，大大改善工人的劳动条件，将操作工人从繁重、单调的工作中解放出来，提高劳动生产效率。 通过收集各方面的资料和初期规划，我已经对机械手有了初步的了解，相信经过自己的努力和老师的指导下，我能吧它做好，虽然问题会在做的过程中不断出现，相信我能做好一切。 参考文献 1.PLC Controlling System of Transportation Manipulator and Simulation Debugging，2005， 20(3)： 20-22 2. Xiao Yan-jun , Zhou Jing , Guan Yu-ming, Qin Yu-xia The Research of Automatic Mold Manipulator Control System on PLC School of Mechanical Engineering, Hebei University of Technology2004， 15(3) :12-15. 3王西敏 工业机械手发展途径 机械工业出版社 1990 2 4崔海 .基于欠驱动机构的 机械手爪的研究 J.机械工业出版社 , 2004， 15(3) :12-15. 5张立彬 ,杨庆华 ,胥芳 ,鲍官军 , 阮健 .机器人多指灵巧手及其驱动系统研究的现状 J.农业工程学报， 2004， 20(3)： 271-273. 6刘峰，马履中 .多指护理灵巧手的优化 J.机械传动， 2005， 20(3)： 20-22. 7.工