现代工业机器人造型设计研究论文

现代工业机器人造型设计研究论文

　　摘要：为了研究工业机器人外观与用户的主观喜好和情感需求的匹配程度，用感知工程理论确定工业机器人感知图像的词汇，并选取代表性样本，对感知图像和眼球运动测试进行定性和定量研究，挖掘典型感知图像词汇与工业机器人关键建模特征的映射关系，提取产品的感知特征。并获得用户的感知图像。将研究成果应用于工业机器人的建模设计，为工业机器人的创新设计提供参考。

　　关键词：工业机器人；产品造型设计；设计发展

　　作为机械产品，工业机器人通常被认为是功能性产品。功能霸权的概念长期以来一直主导着设计思维的单极发展，这是基于解决功能，必然会导致材料功能的发挥，精神功能的分离。随着社会的发展，人们对各种产品都有了新的需求和认识，在满足功能需求的基础上，更注重产品的感性体验和情感共鸣。感知工程是将定性和定量相结合的方法，将模糊和不确定的情感因素转化为定量的设计元素来指导产品设计。

　　1工业机器人概述

　　在20世纪40年代中后期，机器人研究受到了很多关注[1]，20世纪50年代之后，橡树岭国家实验室开始研究远程操作能够运输核材料的机械手[2]。系统中的主从控制系统，主要机械手动作和反馈系统可以让操作员感觉到力的大小。两个机器人手臂与防护墙分开，操作人员可以通过闭路电视操作机器人，从机械手系统为现代机械手的设计和发展做出了巨大的贡献[3]。1954年工业机器人的概念被美国提出和申请是在关节机器人上使用伺服系统，机器人可以由人来手把手地教，然后机器人可以像人的手一样做出相同的动作。这个机器人叫做教学和繁殖机器人。机器人几乎被用于这种控制方式。工业机器人具有很多属性来区分数控装置：可编程，有益的，人形的，通用的，跨学科的。可编程的机器人，可在不同场景下应用是其最重要特征，例如用于加工和焊接的不同控制代码，只有模块化的不同功能。根据现场通话编程是工业领域灵活使用机器人的体现。这是可编程机器人的再现，大大缩短了编程时间，降低了车间的难度。类似于人的机器人是机器人的机械结构。人是机器人仿制的终极目标。今天的机器人已经有能力通过各种传感器逐渐响应外部环境的变化[4]。

　　2工业机器人造型设计实例

　　通过研究，根据样本的形式，选择样本3的关键建模特征进行创新设计。样本3的关键建模特征包括简单的线条，弯曲和丰满，柔软的形状，底座的圆角以及机器人的实体形状。在创新设计的过程中，重点放在机械手和基座的两个部件上来发展创意概念，机械手和基座的创意设计结果与样本3的关键建模特征一致。创意设计方案如图1所示。基于创新设计的优势，采用Pro-E软件进行计算机辅助三维设计。在建模过程中，基于样本3关键建模特性的指导，对设计方案进行了一些或详细的优化和改进。模型建立后，模型进行颜色匹配和渲染，以获得真实的视觉感知三维效果。如图2所示。

　　3工业机器人技术发展

　　工业机器人的大脑是一个控制系统，它决定了机器人的性能和精度，机器的控制模式通过教学进行编程，包括离线编程，智能编程等控制[5]。教学编程是工业界最早的应用，机器人的控制策略仍然是机器人最关键的控制技术，离线编程是计算机图形学。实时仿真不需要访问机器人主体，它包括界面设计，建模和仿真。仿真过程包括过程仿真，传感器仿真，路径仿真等。智能是机器人发展的最新方向，包括自动控制，电力电子，大数据云计算等，它可以根据自己的学习能力独立判断更复杂的外部条件，处理突发情况，倾向于处理人类的问题。随着机器人的快速发展和发展，抓住智能市场的新概念非常重要[6]。工业机器人未来的发展重点是以下五点:1）该结构倾向于集成模块，模块化不同的功能和工具，并在不同情况下调用[7]。例如，SCARA机器人可以承载不同的功能，例如携带、焊接和贴片，并且只需要在控制程序中调整模块调用。2）机器人的功能在不断提高。例如电石炉机器人在恶劣的环境中工作，应用程序可以更专注于开堵眼作业。操作方式越来越自动化，越来越高效，对车间工人的需求也减少[8]。3）工业机器人控制系统的开发是开源的，建立了统一的接口标准，提高了系统的适应性，使不同厂家的产品之间的通信更加容易建立，可维护性大大提高。4）各种传感器广泛应用于机械手，以提高对环境的感知，适应复杂的环境。5）智能化水平提高。

　　4结束语

　　中国制造业整体自动化水平仍处于低位，大量低端劳动密集型产业需要转型升级。中国每万工人只有21台机器人，在世界55个国家平均水平不到一半的情况下，巨大的增长空间为中国工业机器人产业的发展创造了巨大的市场机遇。目前，大量中国企业致力于工业机器人技术的研究和工业机器人的制造，以美国为代表的发达国家也大力加强工业机器人在传统制造业中的应用，希望通过原有的产业基础优势加快生产自动化的竞争优势，彻底解决劳动壁垒问题，重新夺回制造业的主导地位，尤其是长期被抛弃的行业，将促使移民业回归。值得注意的是，发达国家仍处于发达国家，如欧洲，美国和日本等仍处于机器人技术关键技术特别是关键零部件技术以及中国工业机器人技术发展的国家。新型机器人结构，机器人操作系统，视觉反馈等关键技术的进步将推动工业机器人向新的应用领域的发展。在造船和航空航天制造中，复杂部件的组装和拆卸，甚至服装缝纫中，机器人的操作和技术难以突破都很困难。为了在劳动密集型产业实施“机器替代”，中国必须解决大量人工生产过程中的自动化问题，即使在欧洲，美国和日本等发达国家也是如此。因此，有必要继续扩大工业机器人的新功能，突破技术瓶颈，手工完成复杂工作。同时，要降低设备成本，提高设备的可靠性和使用寿命，以适应中国的国情。

　　参考文献：

　　[1]吴珍珍,王东霞.浅谈我国工业机器人发展现状及发展前景[J].科技经济导刊,2018,26(24):64.

　　[2]杨化书,曲新峰.工业机器人技术的应用及发展[J].黄河水利职业技术学院学报,2004,16(4):42-43.

　　[3]陈探.工业机器人技术的发展与应用综述[J].内燃机与配件,2018(1):193-194.

　　[4]王辉.工业机器人发展及其对就业影响分析[J].时代农机,2017,44(10):47+49.

　　[5]左怀山.工业机器人技术及应用探讨[J].数字通信世界,2017(10):65.

　　[6]刘昭,李红伟,孙洪霞.工业机器人的技术发展及其应用[J].工程技术研究,2018(1):121-122.

　　[7]陈探.工业机器人技术的发展与应用综述[J].内燃机与配件,2018(1):193-194.

　　[8]寇晓晨.工业机器人技术在自动化控制领域的运用[J].南方农机,2018,49(2):92+119.

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