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1、机械手调查与研究报告2012-8-30)目录第一章：机械手基础知识 211 定义 212 组成 213 分类 31 4 关键技术参数 5第二章：机械手市场规模与下游应用领域分析 821 全球工业机器人的安装量和累计安装量 822 全球工业机器人（机械手）市场规模 923 全球工业机器人的下游应用领域 102 4 工业机器人（机械手）密度 1125 中国工业机器人（机械手）市场规模与容量 121226 我国工业机器人（机械手）下游应用领域分析 第三章：机械手（工业机器人）行业与竞争分析 1431 机械手（工业机器人）行业概述 1432 我国机械手（工业机器人）市场竞争格局 1433 工业机器人国
2、内主要厂商情况介绍 163.4 实地调研的机械手厂家介绍 18 第四章：中国工业机器人技术发展现状及趋势 204.1 技术发展现状 2042 技术发展趋势 234.3 视觉工业机器人技术 25第五章：德昌公司进入中国工业机器人产业 SWOT 分析 265.1 SWOT 分析 2652 结论与建议 26第一章：机械手基础知识1 1 定义能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物 件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人， 也是最早出现的现代机器人。1 2 组成一般来说，机械手主要有以下几部分组成。1）手部 （或称抓取机构 ）包括手指、传力机构等，主要起抓取和放置物件
3、的作用。2）传送机构（或称臂部）包括手腕、手臂等，主要起改变物件方向和位置的作用。3）驱动部分 它是前两部分的动力，因此也称动力源，常用的有液压、气压、电 力和机械四种驱动形式。4）控制部分 它是机械手动作的指挥系统，由它来控制动作的顺序（程序）、位 置和时间（甚至速度与加速度）等。5）其它部分如机体、行走机构、行程检测装置和传感装置等。1 3 分类机械手从使用范围、运动坐标形式、驱动方式以及臂力大小四个 方面的分类分别为。131 按使用范围分类：（1）专用机械手 一般只有固定的程序，而无单独的控制系统。 它从属于某种机器或生产线用以自动传送物件或操作某一工具，例 如“毛坯上下料机械手”、“曲
4、拐自动车床机械手”、“油泵凸轮轴自动 线机械手”等等。这种机械手结构较简单，成本较低，适用于动作比 较简单的大批量生产的场合。（2）通用机械手 指具有可变程序和单独驱动的控制系统，不从 属于某种机器，而且能自动完成传送物件或操作某些工其的机械装 置。通用机械手按其定位和控制方式的不同，可分为简易型和伺服 型两种。简易型只是点位控制，故属于程序控制类型，伺服型可以 是点位控制，也可以是连续轨迹控制，一般属于数字控制类型。 1 32 按运动坐标型式分类：（1）直角坐标式机械手 臂部可以沿直角坐标轴X、Y、Z三个方向移动，亦即臂部可以前后伸缩（定为沿X方向的移动）、左右移动（定为沿丫方向的移动）和上
5、下升降（定为沿Z方向的移动）；（2）圆柱坐标式机械手手臂可以沿直角坐标轴的 X和Z方向移 动，又可绕Z轴转动（定为绕Z轴转动），亦即臂部可以前后伸缩、上 下升降和左右转动；（3 ）球坐标式机械手 臂部可以沿直角坐标轴X方向移动，还可 以绕丫轴和Z轴转动，亦即手臂可以前后伸缩（沿X方向移动）、上下摆 动（定为绕丫轴摆动）和左右转动（仍定为绕Z轴转动）；（4）多关节式机械手 这种机械手的臂部可分为小臂和大臂。 其小臂和大臂的连接 （肘部）以及大臂和机体的连接 （肩部）均为关节 （铰链）式连接，亦即小臂对大臂可绕肘部上下摆动，大臂可绕肩部 摆动多角，手臂还可以左右转动133 按驱动方式分类：1）液压
6、驱动机械手2 ）气压驱动机械手3 ）电力驱动机械手4）机械驱动机械手以压力油进行驱动； 以压缩空气进行驱动； 直接用电动机进行驱动；是将主机的动力通过凸轮、连杆、齿轮、间歇机构等传递给机械手的一种驱动方式。134 按机械手的臂力大小分类：（1）微型机械手 臂力小于1您；（2）小型机械手臂力为1 - 10 kg ；（3）中型机械手臂力为10 30 kg;(4)大型机械手 臂力大于30您。1. 4关键技术参数机械手的技术参数是说明机械手规格与性能的具体指标，包括 以下几个方面。(1) 负载能力(机器手臂力)这项参数一般指机械手在正常运行速度下所能握取的工件重 量，它与机械手的运行速度高低有关。当机
7、械手运行速度可调时， 低速运行时所能握取工件最大重量比高速时大，为安全起见，也有 将高速时所能握取的工件重量作为指标的，此时则常指明运行速 度。(2) 定位精度定位精度是衡量机械手工作质量的一项重要指标，定位精度的 高低取决于位置控制方式以及工业机械手的运动部件本身的精度和 刚度，与握取重量、运行速度等也有密切关系。一般的专用机械手 采用固定挡块控制，可达到较高的定位精度；采用行程开关、电位 计等电控元件进行控制，位置精度相对较低；工业机械手的伺服系 统是一种位置跟踪系统，即使在高速重载情况下，也可防止机械手 发生剧烈的冲击和振动，因此可以获得较高的定位精度。一般所说的定位精度是指位置精度和位
8、置重复定位精度。其中 位置精度是指目标位置与到达目标的实际位置的平均偏差；而位置 重复定位精度是指机械手多次定位重复到达同一目标位置时，与其实到位置之间的相符合程度（3）运动速度运动速度是反映机械手性能的又一项重要指标，它与机械手负 载能力、定位精度等参数都有密切联系，同时也直接影响着机械手 的运动周期。机械手运动部件的每个自由度，其运行全过程一般包括启动加 速、等速运行和减速制动等阶段，其速度-时间特性曲线可以简化一般所说的运动速度，是指机械手在运动过程中最大的运动速 度。为了缩短机械手整个运动的周期，提高生产效率，通常总是希 望启动加速和减速制动阶段的时间尽可能的缩短，而运行速度尽可 能的
9、提高，既提高全运动过程的平均速度。但由此却会使加、减速 度的数值相应地增大，在这种情况下，惯性力增大，工件易松脱； 同时由于受到较大的动载荷而影响机械手工作平稳性和位置精度。 这就是在不同运行速度下，机械手能提取工件的重量不同的原因。（4）自由度自由度是指确定机械手手部中心位置和手部方位的独立变化参 数。机械手的每一个自由度，都要相应的配对一个原动件（如伺服 电机、油缸、气缸、步进电机等驱动装置），当原动件按一定的规 律运动时，机械手各运动部件就随之作确定的运动，自由度数与原 动件数必须相等，只有这样才能使机械手具有确定的运动。机械手 自由度越多，其动作越灵活，适应性越强，但结构相应越复杂。一
10、 般来说机械手具有35个自由度即满足使用要求（其中臂部 23个 自由度，腕部12个自由度）。（5）程序编制与存储容量这个技术参数是用来说明机械手的控制能力，即程序编制和存 储容量（包括程序步数和位置信息量）的大小表明机械手作业能力 的复杂程度及改变程序时的适应能力和通用程度。存储容量大，则 适应性强，通用性好，从事复杂作业的能力强。第二章：机械手市场规模与下游应用领域分析2.1全球工业机器人的安装量和累计安装量報Ijklfia人0苗年2007年从200卜2M1年年安装$艮累忖按藝国家或饱区Wxi200620072008201120G720M201117,91019,58219.70021.70
11、0165,328176,500204,200北晏伽車大、協西叭養禺）17.4171BJ22懺零19.000160.532170JM欄.300中.4938601,2002.7004,6965,fi00itm6TJ4859,254銘00073,000498,786512.600589,900中国177Q釧7.WQ9.50023.WS31.40057.WQ03dtj two卜九02.8334,30014,900舔137.39336,09136.000蛆000356.240353,300355.200nsW75610.07110,90Df 1,6001|72.S72I财mt申何酋北4.307IM2C.
12、9731,1021,2524J2B具他亚歸国36JW1J38wrK7mW6.12730,385风88236,90040,000328廠345,200389.3001.4591,31010.W3,0712.7362.8003.000时.锁*536.2W!_I1皿14.90215.5001500140,161呻200158.1005.1085.B116.2005006158064,50070. tM耐12,7092的9F 21367&B30MN1,220tOM側1JOO15,34015,30013,800中轨脱12.1367,796)46023,37563300|142J1,600| 2,800f
13、tit111,052114,36511S.900134,100994,0051.035r900 1385,9001由上表数据分析的知:1、至2011年底，全球工业机器人累计安装量在 120万台左右, 亚洲、欧洲为工业机器人安装量最大的两个区域，其次是北美（美 国为主）。2、据统计，2009-2011年全球机器人安装量平均增长 4%，部分发达国家的汽车工业领域的投资停滞或变缓，一定程度上其他行业 的增长将弥补这些需求。在欧洲和美洲将有约3%的年增长，亚洲约5%。2. 2全球工业机器人（机械手）市场规模6,000,0ycioo.o -屯口00,03,000-0 - 000.1 1.000.QO -
14、2005200620072OOS20092010Industrial Robotics Worldwide OutlookUS$ Millions) 2006 ARC Advisory Group受发展中国家（中国）汽车业投资的拉动和中小企业的强劲增 长推动，工业机器人市场目前十分景气。在接下来的五年中，全球 工业机器人市场年复合增长率（CAGR）有望保持在7.7%的水平。根 据ARC咨询公司一份最新的研究报告，2005年工业机器人硬件市 场规模已经达到35.9亿美元，2010年这一数字便超过51亿美元, 预计2012年全球整个市场规模将达到91亿美元。2. 3全球工业机器人的下游应用领域 工业机器人的主要应用领域有弧焊.点焊.装配.搬运.切割.喷 漆，喷涂，检测.码垛.研磨，抛光.上下料，激光加工等复杂或 单调的作业。工业机器人技术在制造业应用范围越来越广.其标准 化、模块化.网络化和智能化的程度越来越高.功能也越来越强,
