焊接机器人造型设计研究现状_毕业论文

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焊接机器人造型设计研究现状

(1)国外现状

通过对国外焊接机器人厂家(瑞士ABB、德国KUKA、日本FANUC、日本YASKAWA、日本EPSON、意大利COMAU)的调研,焊接机器人发展近几年有如下趋势[5,6]:①性能更加实用可靠,价格不断下降。②机械结构更加简单、自由度增加。③驱动和控制系统更加精确灵敏。④应用虚拟现实技术。⑤造型设计更加圆润美观。

目前,世界上有多个国家开展着机器人实验研究和商业化应用[7-9]。日本是世界上最早发展机器人的国家,也是世界上最大的机器人制造国,1999年索尼公司推出家用电子狗AIBO第一代ERS-10,它不但可以起到保安、打扫卫生、照顾老人等作用,而且还拥有一定的自我学习和成长功能,例如摆尾、打滚、记住主人的声音和容貌等,其外形与真实宠物狗相似,造型十分可爱;2000年本田公司设计出两脚站立式机器人Asimo,其应用智能(i-walk)技术,确保能够像人一样行走自如,其造型设计参考人的骨架而设计,确保每个关节处的柔性;另外,美国在机器人技术方面也处于世界先进水平,2004年美国iRobot公司生产的吸尘机器人Roomba开拓了家用机器人的先河;德国的Kacher公司的清洗机器人也在欧洲市场占有很大的份额,如图1.2所示。它们的造型设计将现代设计元素和构成手法与传统理念相结合,产品精细,线条简洁柔美。国外焊接机器人的造型设计就参考了已有机器人的设计理念,在满足功能要求的基础上,更加注重产品引起的感知体验和情感共鸣,将感性工学运用定性和定量结合的方法,将模糊的感性因素转化为理性的量化设计要素来指导产品造型[10]。

(2)国内现状

我国在工业机器人领域的研究还处于起步阶段,许多科研院所都在开发着机器人的关键技术,成熟上市的产品十分少,在机器人的造型设计上复制着国外机器人的造型理念,缺乏适合国内生产和生活中应用的造型设计理念。在焊接机器人方面,我国的研究较多侧重于结构的优化设计和控制算法的研究,而忽视了产品的造型设计。现代化造型设计理念的落后使我国焊接机器人在国际市场缺乏竞争力和影响力。国内学者罗仕鉴[11]提出,在当前的消费环境中,产品的感性功能已经成为影响消费者的重要因素;苏建宁[12]等对产品意象造型设计关键技术及产品意象造型优化设计方法进行了研究,并以汽车轮廓的意象造型设计为例,提出了产品意象造型优化设计方法;徐江[13]等运用语义差异法对内隐的用户意象语义信息进行提取,提出基于遗传算法的产品意象造型优化设计方法,并通过灰色建模分析,对产品造型演化过程进行推理,预测新产品造型的特征;王雪洁和肖旺群[14]深入研分析了焊接机器人外观造型与用户主观偏好及情感需求的匹配程度,并以此为依据进行造型设计;朱宏轩[15]等从情感化设计的理论出发,分析了情感化因素对儿童心理和生理产生的影响,在儿童情感需求,对产品的形态、色彩、功能和动作等方面进行了创新设计。目前,在焊接机器人的造型方面还缺乏一定的研究,消费者对市场上焊接机器人感受是危险、冰冷、笨重等,难以产生安全、友好、舒适等感觉。不过,当前我国焊接机器人的应用迎来了难得的发展机遇,一方面,随着技术的发展,焊接机器人的价格不断下降,性能不断提升;另一方面,劳动力成本不断上升,我国正在由制造大国向制造强国迈进,需要提升加工手段,提高产品质量。

(责任编辑:qin)