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R 工业机器人控制技术研究
esearch on Control Technology of Industrial Robot

工业自动化研究所、上海交通大学机器人研究所、武汉理工大学等为中国机器人
的发展作出了极大贡献。进入 21 世纪后，机器人成为许多国家的支柱性产业，
并制定了国家发展战略。例如，法国的“工业新法国”、德国的“工业 4.0”和

中国的“中国制造 2025”计划等，随着国家政策的出台，市场将会加快机器人
发展，机器人产业将会出现稳定增长。
近年来，中国重载搬运机器人销量逐年攀升，应用领域越来越广泛，从应用
行业看，汽车制造行业、电子行业、橡胶和塑料制品行业、化学原料和化学制品

制造行业及电气机械和器材制造行业应用较为集中，占销售总量的 58%。其中，
黑色金属冶炼和压延工业、教育、医药制造业、专用设备制造业、家具制造、服
装、服饰业、酒、饮料和精制茶制造业增速较快。重载搬运机器人具有工作效率
高、装配精度高、应用范围广等特点，在汽车行业得到大力发展，主要应用于焊

接、装配和拆卸等工种，外资品牌的机器人在中国整车厂占据主导地位，一般与
哪个国家合资的汽车企业会使用哪个国家的机器人，一般的汽车零件厂使用内资
品牌的机器人较多，新能源汽车企业是中国主导的企业，内资品牌的机器人有望
占据主导地位。随着机器人装配精度的提升，许多大型电子企业引进机器人从事

涂层和胶封、装配和拆卸工作，内资品牌主要集中在胶封工作中，喷涂具有易燃
易爆的危险性，内资技术还不能达到。船舶行业也开启了中国智能制造的新篇章，
引进重载搬运机器人应用于焊接、修补、焙烧、上料和卸料等工种，有效解决了
工件一致性差、加工误差大、焊缝组对间隙不规则等问题。

通过对中国和其他国家专家研究成果整理、分析发现，重载搬运机器人的研
究内容主要包括机器人机械部分设计、运动轨迹规划、控制部分设计、运动学分
析与仿真、动力学分析。根据机器人的机械结构划分，可分为多关节型机器人、
坐标型机器人、物流机器人和并联机器人，根据重载搬运机器人的实际使用场景，

选择不同机械结构的机器人，规划出机器人的主要动作，设计出主要的技术参数。
机械部分设计主要指运动轴结构设计、驱动系统的设计和传动机构设计，根据运
动轴数分，分为三轴机器人、四轴机器人、五轴机器人和六轴机器人，驱动系统
分为气动驱动、液压驱动、电动驱动和综合驱动，综合驱动指驱动系统中的两项

或三项综合起来的驱动形式，可以是直接驱动或间接驱动，间接驱动可以通过齿
形皮带、同步链条、齿轮齿条、谐波传动等方式进行驱动。为保证机器人工作安
全、可靠、稳定、准确，必须针对具体的用途，对机械结构进行详细分析，为后

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