高速分拣机器人具有以下几个突出特点[7]：

（1）工作速度快。相比通常的人力分拣，工业机器人能够快速识别，并在短时间内将目标运送到相应位置。一般的高速分拣机器人在一分钟内能够完成100次以上的分拣动作，远远高于普通人力分拣。

（2）协同能力强。由于高速分拣机器人通过计算机控制精确的特点，这使得多台机器人共同工作时，能够完美承接，且不发生干涉。这个特点使得多台机器人执行多项任务时也能够流畅运行，而很少发生由于时间点把控失误而产生的延误。

（3）搬运精度更高。高速分拣机器人具有动态识别能力，能够在运动过程中把握物体的具体方位，从而能够让物体的摆放位置和目标位置更加一致，一般高速分拣机器人的重复定位精度可以达到0.02mm。

1.3 工业机器人的发展现状和展望

机器人最早出现是用于帮助或者代替工人进行工作机械繁重或者环境高危的工程作业，自1959年工业机器人出现以来[1,8,9]，随着与机器人相关的科学领域如材料、电子等迅速发展，工业机器人自身不管是外观还是性能也都得到长足发展，其进步主要体现在机械结构更加优化、运动更柔顺、控制更精确还有应用更为广泛。

世界范围内对机器人技术的发展都十分的关注，其中，美国、日本和德国在机器人的研发和使用方面都处在顶尖水平。美国作为发源地，始于工业机器人，到目前渐渐转向智能化开发，在全球的智能化机器人的市场份额超过一半；日本作为机器人产量最大的国家，紧随美国的步伐，研发实力不断提升；德国作为一个机械实力强劲的国家，在机器人领域起步较晚但发展尤为迅速，其在工业机器人的应用方面已经成为领先于欧洲其他国家[1,10]。

中国在过去几年已经逐渐成为工业机器人售卖最多的国家。中国对于机器人的研发从1980年左右起步，在新世纪工业机器人领域取得了一定的成绩[1]。然而，中国目前在工业机器人研发方面还处于初级阶段，和美、日、德等先进国家差距十分明显，许多关键技术没有自我研发能力，所以在国内很少有自己研发的工业机器人的身影出现，国产机器人想要在国内领域甚至国际范围内上占有一席之地，还有需要更多的技术革新与突破，这需要广大科研工作者的重视和共同努力。

2 工业机器人的设计方案

2.1 设计目标

本文要求按照技术参数要求设计一款能应用于高速分拣作业的工业机器人，它的设计要求具体包括工业机器人总体方案包括传动方式的设计、机械结构的设计与建模、动力源的选型和主要机构的轻量化改进。

2.2 结构方案

工业机器人按关节连接方式可以分为串联和并联机器人两大类，相比于并联机器人，串联机器人拥有更加立体而宽广的工作空间，而且拥有可以对不同工作要求做出相应轨迹调整的能力。因此本文选择设计一个拥有六个自由度的串联关节型机器人，这样的机器人能够更好地符合应用于高速分拣时对变化轨迹的要求[11]，按照每个关节相对运动设计其机构简图下：

从图2.1中可以较为直观得看出，整个工业机器人拥有六个旋转自由度，机械本体由基座、腰部、大臂、肩部、横臂以及腕部组合连接，一同组成一个串联结构，这就是典型的串联型工业机器人的原理。

液压、气动和电动是三种常用的机器人驱动形式。在低载荷机器人中，最常见的是气压驱动和电机驱动，面向高速分拣的工业机器人需要拥有灵活变换位姿的特点，所以气压驱动并不适合分拣机器人，本设计最终选择电机驱动，电机驱动具有的低惯量、控制方便的特点与机器人的实际需要相契合[12-15]。 ADAMS面向高速分拣的工业机器人设计及动力学仿真分析(3):http://www.chuibin.com/jixie/lunwen_206121.html