文 献 综 述

一、 机械臂概述及选题的意义

机械臂是一种模拟人手臂的机械装置。随着科学技术的发展，逐渐应用于工业制造生产、医学治疗、娱乐、军事、太空探索等多种领域中，给人类的生活带来了巨大便利。人类对机械臂的要求越来越高，机械臂也逐渐集自动化、精密机械、传感器、电子、计算机等技术于一体，往智能化自主化的方向发展。从最初的机械臂发展到现在，机械臂已历经三代：

第一代顺序控制机械臂，即所谓示教再现机械臂，不具有传感器、视觉等任何感觉装置，可以重复编程。应用于作业顺序和环境相对固定的场合，其操作方式为人手直接拉动机械手，按照既定的任务路线或方式操作一遍，或者用示教盒的方式指定相应的动作和位置，然后根据这些记忆重复这些动作来完成相应的任务，因此可以编程实现重复性工作。缺点是不能在作业中改善品质，应用范围和精度受到了很大的限制

第二代反馈机械臂可以通过触觉、视觉等传感器对外部环境进行实际探测，用探测到的信息对机械臂进行反馈控制。根据示教机械臂存在的缺陷，人们逐渐通过给机械臂增加传感器的方式，使其能对实际位置、方向、速度等自身和环境信息进行探测，此类机械臂能够对自身进行调整，因此行动品质得到很大提高。

第三代智能机械臂有多种传感能力，具有人工智能的特性。能根据复杂的环境进行推理从而自主决策完成复杂的任务，这类机械臂能够感知外界环境和对象，并具有对复杂信息进行准确判断和处理的能力，智能机械臂还处在研究阶段。随着机械臂的发展，自由度的不断增加，机械臂的工作空间也由二维空间变为三维空间，完成任务的复杂程度也在不断提高，其中避障技术也成为该领域的重要研究课题。

避障路径规划是机械臂应用中的一项重要技术，优秀的避障技术可以节省大量的机械臂作业时间，减少损耗，同时可以节约人力、资金投入，为机械臂在更多领域的应用奠定基础。

二、机械臂的发展现状与趋势

随着科学技术的发展和研究力度的加大，机器人正朝着智能化和微型化方向发展。其主要特点如下：

1.机器人机构技术，自由度的增加促使了串联、并联，垂直关节等结构