經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！《工業(yè)機器人》復(fù)習(xí)題一、判斷題1.）2.）3.）4.）5.關(guān)節(jié)）6.手臂解有解的必要條件是串聯(lián)關(guān)節(jié)鏈中的自由度數(shù)等于或小于）7.對于具有外力作用的非保守機械系統(tǒng)，其拉格朗日動力函數(shù)L可定義為系統(tǒng)總）8.）9.）10.運動控制的電子齒輪模式是一種主動軸與從動軸保持一種靈活傳動比的隨動系）11.12.13.正交變換矩陣R14.15.關(guān)節(jié)16.17.18.空間直線插補是在已知該直線始點、末點和中點的位置和姿態(tài)的條件下，進而19.）20.機器人軌跡泛指工業(yè)機器人在運動過程中的運動軌跡，即運動點的位移、速度）21.）..22.）23.）24.諧波減速機的名稱來源是因為剛輪齒圈上任一點的徑向位移呈近似于余弦波形）25.）26.）27.）28.諧波減速機的名稱來源是因為剛輪齒圈上任一點的徑向位移呈近似于余弦波形）29.30.31.32.示教通過手動控制盒上的按鍵，編制機器人的動作順序，確定位置、設(shè)定速度或限33.東大牛機器人足球隊是中國第一支奪得世界杯冠軍的代表隊，填補了國內(nèi)空34.圖像恢復(fù)指是的光學(xué)鏡頭幾何形變的矯正，補償由于光學(xué)鏡頭所帶來的圖像畸35.36.軌跡插補運算是伴隨著軌跡控制過程一步步完成的，而不是在得到示教點之）37.）38.圖像二值化處理便是將圖像中感興趣的部分置1，背景部分置）39.圖像增強是調(diào)整圖像的色度、亮度、飽和度、對比度和分辨率，使得圖像效果）二、填空題..1.按坐標(biāo)形式分類，機器人可分為直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型和關(guān)節(jié)坐標(biāo)型四種基本類型。2.作為一個機器人，一般由三個部分組成，分別是控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和機械系統(tǒng)。3.機器人主要技術(shù)參數(shù)一般有自由度、定位精度、工作范圍、重復(fù)定位精度、分辨率、承載能力及最大速度等。4.自由度是指機器人所具有的獨立坐標(biāo)軸運動的的數(shù)目，不包括末端操作器的開合自由度。5.機器人分辨率分為編程分辨率和控制分辨率，統(tǒng)稱為系統(tǒng)分辨率。6.重復(fù)定位精度是關(guān)于精度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。7.根據(jù)真空產(chǎn)生的原理真空式吸盤可分為真空吸盤、氣流負壓吸盤和擠氣負壓吸盤等三種基本類型。8.8、機器人運動軌跡的生成方式有示教再現(xiàn)運動、關(guān)節(jié)空間運動、空間直線運動和空間曲線運動。9.9、機器人傳感器的主要性能指標(biāo)有靈敏度、線性度、測量范圍、重復(fù)性、精度、分辨率、響應(yīng)時間和抗干擾能力等。10.自由度是指機器人所具有的獨立坐標(biāo)軸運動的數(shù)目。11.機器人的重復(fù)定位精度是指在同一環(huán)境、同一條件、同一目標(biāo)動作、同一命令下，機器人連續(xù)重復(fù)運動若干次時，其位置分散情況。12.機器人的驅(qū)動方式主要有液壓驅(qū)、氣壓驅(qū)動和電氣驅(qū)動三種。13.機器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有測速發(fā)電機和增量式碼盤。14.機器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為力控制方式、軌跡控制方式和示教控制方式。15.按幾何結(jié)構(gòu)分劃分機器人分為：串聯(lián)機器人、并聯(lián)機器人。16.機器人是指代替原來由人直接或間接作業(yè)的自動化機械。17.在機器人的正面作業(yè)與機器人保持300mm以上的距離。18.手動速度分為：微動、低速、中速、高速。19.機器人的三種動作模式分為：示教模式、再現(xiàn)模式、遠程模式。..20.機器人的坐標(biāo)系的種類為：關(guān)節(jié)坐標(biāo)系、直角坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系、工具坐標(biāo)系、用戶坐標(biāo)系。21.設(shè)定關(guān)節(jié)坐標(biāo)系時，機器人的、R、B、T各軸分別運動。22.設(shè)定為直角坐標(biāo)系時，機器人控制點沿、Z軸平行移動。23.用關(guān)節(jié)插補示教機器人軸時，移動命令為MOVJ。經(jīng)過以示教點為圓心、以75mm為半徑的圓內(nèi)的任一點即視為達到。24.機器人的腕部軸為，T，本體軸為。25.機器人示教是指：將工作內(nèi)容告知產(chǎn)業(yè)用機器人的作業(yè)。26.機器人軌跡支持四種插補方式，分別是關(guān)節(jié)插補，直線插補，圓弧插補，自由曲線插補，插補命令分別是MOVJ，MOVC27.機器人按機構(gòu)特性可以劃分為關(guān)節(jié)機器人和非關(guān)節(jié)機器人兩大類。28.機器人系統(tǒng)大致由驅(qū)動系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、等部分組成。29.機器人的重復(fù)定位精度是指機器人末端執(zhí)行器為重復(fù)到達同一目標(biāo)位置而實際到達位置之間的接近程度。30.機器人的運動學(xué)是研究機器人末端執(zhí)行器位姿和運動與關(guān)節(jié)空間之間的關(guān)系。31.常用的建立機器人動力學(xué)方程的方法有牛頓和拉格朗日。32.6自由度機器人有解析逆解的條件是機器人操作手的獨立關(guān)節(jié)變量多于末端執(zhí)行器的運動自由度數(shù)。33.機器人的驅(qū)動方式主要有液壓、氣動和電動三種。34.機器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有測速發(fā)電機和增量式碼盤。35.機器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為程序控制方式、適應(yīng)性控制方式和人工智能控制方式。三、選擇題1.工作范圍是指機器人（）A機械手臂末端..2.機器人的精度主要依存于（）A傳動誤差桿機構(gòu)的撓性3.滾轉(zhuǎn)能實現(xiàn)）ARBWCBDL4.RRR型手腕是（）A1B2C3D45.真空吸盤要求工件表面（）A粗糙凹不平緩?fù)黄鹫饣?.同步帶傳動屬于（）A高慣性慣性速比轉(zhuǎn)矩7.機器人外部傳感器不包括（）A力或力矩近覺覺8.手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和（）A固定位放摸。9.機器人的精度主要依存于（）A傳動誤差節(jié)間隙械誤差桿機構(gòu)的撓性10.機器人的控制方式分為點位控制和（）A點對點控制到點控制續(xù)軌跡控制11.焊接機器人的焊接作業(yè)主要包括（）A點焊和弧焊斷焊和連續(xù)焊焊和豎焊意位置控制體保護焊和氬弧焊12.作業(yè)路徑通常用（）A手爪定動具13.）A計算機與數(shù)控機床操作機與計算機C遙操作機與數(shù)控機床14.對于轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)而言，關(guān)節(jié)變量是D-H參數(shù)中的（A）A關(guān)節(jié)角15.）..A運動與控制感器與控制16.所謂無姿態(tài)插補，即保持第一個示教點時的姿態(tài)，在大多數(shù)情況下是機器人沿）A平面圓弧17.應(yīng)用通常的物理定律構(gòu)成的傳感器稱之為（）A物性型構(gòu)型次儀表18.傳感器在整個測量范圍內(nèi)所能辨別的被測量的最小變化量，或者所能辨別的不A精度19.諧波傳動的缺點是（）A扭轉(zhuǎn)剛度低動側(cè)隙小20.）A森政弘瑟夫英格伯格復(fù)性辨率敏度量低度高莫維奇21.）A工業(yè)機器人務(wù)機器人22.手部的位姿是由哪兩部分變量構(gòu)成的？（B）A位置與速度23.）A接近覺傳感器動覺傳感器覺傳感器24.）A操作人員勞動強度大C操作人員安全問題用生產(chǎn)時間25.下面哪個國家被稱為）A中國美26.對機器人進行示教時，作為示教人員必須事先接受過專門的培訓(xùn)才行。與示教作業(yè)人員一起進行作業(yè)的監(jiān)護人員，處在機器人可動范圍外時，（B共同作業(yè)。A不需要事先接受過專門的培訓(xùn)須事先接受過專門的培訓(xùn)..C沒有事先接受過專門的培訓(xùn)也可以27.使用焊槍示教前，檢查焊槍的均壓裝置是否良好，動作是否正常，同時對電極頭的要求是（AA更換新的電極頭用磨耗量大的電極頭28.通常對機器人進行示教編程時，要求最初程序點與最終程序點的位置（A提高工作效率。A相同謂29.為了確保安全，用示教編程器手動運行機器人時，機器人的最高速度限制為A50mm/s30.正常聯(lián)動生產(chǎn)時，機器人示教編程器上安全模式不應(yīng)該打到（C）位置上。A操作模式模式B250mm/sC800mm/sD1600mm/s31.示教編程器上安全開關(guān)握緊為ON，松開為OFF狀態(tài)，作為進而追加的功能，當(dāng)握緊力過大時，為（C）狀態(tài)。A不變BONCOFF32.對機器人進行示教時，模式旋鈕打到示教模式后，在此模式中，外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號（AA無效33.位置等級是指機器人經(jīng)過示教的位置時的接近程度，設(shè)定了合適的位置等級時，可使機器人運行出與周圍狀況和工件相適應(yīng)的軌跡，其中位置等（AAPL值越小，運行軌跡越精準(zhǔn)CPL值越大，運行軌跡越精準(zhǔn)小，與運行軌跡關(guān)系不大34.試運行是指在不改變示教模式的前提下執(zhí)行模擬再現(xiàn)動作的功能，機器人動作速度超過示教最高速度時，以（BA程序給定的速度運行C示教最低速度來運行35.機器人經(jīng)常使用的程序可以設(shè)置為主程序，每臺機器人可以設(shè)置（C）主程序。..A3個36.機器人三原則是由（D）提出的。A.森政弘37.當(dāng)代機器人大軍中最主要的機器人為（A個B5個C1莫夫A.工業(yè)機器人38.手部的位姿是由（B）構(gòu)成的。A.位置與速度39.運動學(xué)主要是研究機器人的（B機器人機器人A.動力源是什么40.動力學(xué)主要是研究機器人的（CA.動力源是什么B動和時間的關(guān)系力的應(yīng)用41.傳感器的輸出信號達到穩(wěn)定時，輸出信號變化與輸入信號變化的比值代表傳感器的（D）參數(shù)。A.抗干擾能力42.六維力與力矩傳感器主要用于（DA.精密加工密測量密計算密裝配43.機器人軌跡控制過程需要通過求解（B）獲得各個關(guān)節(jié)角的位置控制系統(tǒng)的設(shè)定值。A.運動學(xué)正問題44.日本日立公司研制的經(jīng)驗學(xué)習(xí)機器人裝配系統(tǒng)采用觸覺傳感器來有效地反映裝配情況。其觸覺傳感器屬于下列（C）傳感器。A．接觸覺45.機器人的定義中，突出強調(diào)的是（CA具有人的形象46.當(dāng)代機器人主要源于以下兩個分支（C接矩覺A計算機與數(shù)控機床C遙操作機與數(shù)控機床47.一個剛體在空間運動具有（D）自由度。..A3個個B4個C5個D648.對于轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)而言，關(guān)節(jié)變量是D-H參數(shù)中的（AA關(guān)節(jié)角49.對于移動（平動）關(guān)節(jié)而言，關(guān)節(jié)變量是D-H參數(shù)中的（CA關(guān)節(jié)角50.運動正問題是實現(xiàn)如下變換（AA從關(guān)節(jié)空間到操作空間的變換空間到迪卡爾空間的變換C從迪卡爾空間到關(guān)節(jié)空間的變換作空間到關(guān)節(jié)空間的變換51.運動逆問題是實現(xiàn)如下變換（CA從關(guān)節(jié)空間到操作空間的變換空間到迪卡爾空間的變換C從迪卡爾空間到關(guān)節(jié)空間的變換作空間到任務(wù)空間的變換52.動力學(xué)的研究內(nèi)容是將機器人的（A）聯(lián)系起來。A運動與控制53.機器人終端效應(yīng)器（手）的力量來自（DA機器人的全部關(guān)節(jié)C決定機器人手部位置的各關(guān)節(jié)54.在A哥氏項和重力項55.對于有規(guī)律的軌跡，僅示教幾個特征點，計算機就能利用（D）獲得中間點的坐標(biāo)。A優(yōu)化算法算法56.機器人軌跡控制過程需要通過求解（B）獲得各個關(guān)節(jié)角的位置控制系統(tǒng)的設(shè)定值。A運動學(xué)正問題57.所謂無姿態(tài)插補，即保持第一個示教點時的姿態(tài)，在大多數(shù)情況下是機器人沿（B）運動時出現(xiàn)。A平面圓弧58.定時插補的時間間隔下限的主要決定因素是（B..A完成一次正向運動學(xué)計算的時間成一次逆向運動學(xué)計算的時間C完成一次正向動力學(xué)計算的時間成一次逆向動力學(xué)計算的時間59.A速度為零，加速度為零C速度恒定，加速度為零60.應(yīng)用通常的物理定律構(gòu)成的傳感器稱之為（BA物性型61.GPS全球定位系統(tǒng)，只有同時接收到____顆衛(wèi)星發(fā)射的信號，才可以解算出接）A2B3C4D662.在伺服電機的伺服控制器中，為了獲得高性能的控制效果，一般具有3個反饋）A電壓環(huán)63.諧波減速器特別適用于工業(yè)機器人的哪幾個軸的傳動？（DEF）AS軸BCDEF64.CCD（ChargeCoupledper）A20B25C30D5065.利用物質(zhì)本身的某種客觀性質(zhì)制作的傳感器稱之為（AA物性型66.應(yīng)用電容式傳感器測量微米級的距離，應(yīng)該采用改變（C）的方式。A極間物質(zhì)介電系數(shù)67.壓電式傳感器，即應(yīng)用半導(dǎo)體壓電效應(yīng)可以測量（CA電壓亮度B力矩距68.傳感器在整個測量范圍內(nèi)所能辨別的被測量的最小變化量，或者所能辨別的不同被測量的個數(shù)，被稱之為傳感器的（CA精度性率度69.增量式光軸編碼器一般應(yīng)用（C）套光電元件，從而可以實現(xiàn)計數(shù)、測速、鑒..向和定位。A一二B三C四D70.測速發(fā)電機的輸出信號為（AA模擬量量量71.用于檢測物體接觸面之間相對運動大小和方向的傳感器是（CA接近覺傳感器脈量72.GPS全球定位系統(tǒng)，只有同時接收到（C）顆衛(wèi)星發(fā)射的信號，才可以解算出接收器的位置。A273.操作機手持粉筆在黑板上寫字，在（C）方向只有力的約束而無速度約束？AX軸YZRB3C4D674.如果末端裝置、工具或周圍環(huán)境的剛性很高，那么機械手要執(zhí)行與某個表面有接觸的操作作業(yè)將會變得相當(dāng)困難。此時應(yīng)該考慮（AA柔順控制75.A操作人員勞動強度大C操作人員安全問題76.模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的主要區(qū)別是（BA載波頻率不一樣C調(diào)制方式不一樣77.CCD（ChargeCoupledA20B25C30D5078.CCD攝像頭采用電視PAL標(biāo)準(zhǔn)，每幀圖像由（B）場構(gòu)成。A1B2C3D4四、綜合題1.機器人分為幾類？答：首先，機器人按應(yīng)用分類可分為工業(yè)機器人、極限機器人、娛樂機器人。..（1）工業(yè)機器人有搬運、焊接、裝配、噴漆、檢驗機器人，主要用于現(xiàn)代化的工廠和柔性加工系統(tǒng)中。（2）極限機器人主要是指用在人們難以進入的核電站、海底、宇宙空間進行作業(yè)的機器人，包括建筑、農(nóng)業(yè)機器人。（3）娛樂機器人包括彈奏機器人、舞蹈機器人、玩具機器人等。也有根據(jù)環(huán)境而改變動作的機器人。其次，按照控制方式機器人可分為操作機器人、程序機器人、示教機器人、智能機器人和綜合機器人。2.機器人由哪幾部分組成？答：機器人由三大部分六個子系統(tǒng)組成。三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。六個子系統(tǒng)是驅(qū)動系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機器人一環(huán)境交換系統(tǒng)、人機交換系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。3.什么是自由度？答：人們把構(gòu)建相對于參考系具有的獨立運動參數(shù)的數(shù)目稱為自由度。4.機器人技術(shù)參數(shù)有哪些？各參數(shù)的意義是什么？答：機器人技術(shù)參數(shù)有：自由度、精度、工作范圍、速度、承載能力。（1）自由度：是指機器人所具有的獨立坐標(biāo)軸的數(shù)目，不包括手爪（末端操作器）的開合自由度。在三維空間里描述一個物體的位置和姿態(tài)需要六個自由度。但是，工業(yè)機器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計的，也可能小于六個自由度，也可能大于六個自由度。（2）精度：工業(yè)機器人的精度是指定位精度和重復(fù)定位精度。定位精度是指機器人手部實際到達位置與目標(biāo)位置之間的差異。重復(fù)定位精度是指機器人重復(fù)定位其手部于同一目標(biāo)位置的能力，可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差這個統(tǒng)計量來表示，它是衡量一列誤差值的密集度（即重復(fù)度）。（3）工作范圍：是指機器人手臂末端或手腕中心所能到達的所有點的集合，也叫工作區(qū)域。（4）速度；速度和加速度是表明機器人運動特性的主要指標(biāo)。（5）承載能力：是指機器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。承載能力不僅取決于負載的質(zhì)量，而且還與機器人運行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)。為了安全起見，承載能力這一技術(shù)指標(biāo)是指高速運行時的承載能力。通常，承載能力不僅指負載，而且還包括機器人末端操作器的質(zhì)量。5.機器人手腕有幾種？試述每種手腕結(jié)構(gòu)。..答：機器人的手臂按結(jié)構(gòu)形式分可分為單臂式，雙臂式及懸掛式按手臂的運動形式區(qū)分，手臂有直線運動的。如手臂的伸縮，升降及橫向移動，有回轉(zhuǎn)運動的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動有復(fù)合運動如直線運動和回轉(zhuǎn)運動的組合。2直線運動的組合2回轉(zhuǎn)運動的組合。手臂回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)，實現(xiàn)機器人手臂回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸，齒輪轉(zhuǎn)動機構(gòu)，鏈輪傳動和連桿機構(gòu)手臂俯仰運動機構(gòu)，一般采用活塞油（氣）缸與連桿機構(gòu)聯(lián)用來實現(xiàn)手臂復(fù)合運動機構(gòu)，多數(shù)用于動作程度固定不變的專用機器人。6.機器人機座有幾種？試述每種機座結(jié)構(gòu)。答：機器人幾座有固定式和行走時2種。（1）固定式機器人的級左右直接接地地面基礎(chǔ)上，也可以固定在機身上。（2）移動式機器人有可分為輪車機器人，有3組輪子組成的輪系四輪機器人三角論系統(tǒng)，全方位移動機器人，2足步行式機器人，履帶行走機器人。7.PWM調(diào)速特點有哪些？答：簡單，便于計算機實現(xiàn)，節(jié)能，調(diào)速范圍大；非線性嚴(yán)重，引入高頻干擾和損耗。8.試述機器人視覺的結(jié)構(gòu)及工作原理答：機器人視覺由視覺傳感器攝像機和光源控制計算器和圖像處理機組成原理：由視覺傳感器講景物的光信號轉(zhuǎn)換成電信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給圖像處理器，同時光源控制器和32攝像機控制器把把光線，距離顏色光源方向等等參數(shù)傳遞給圖像處理器，圖像處理器對圖像數(shù)據(jù)做一些簡單的處理將數(shù)據(jù)傳遞給計算機最后由計算器存儲和處理。9.工業(yè)機器人控制方式有幾種？答：工業(yè)機器人的控制方式多種多樣，根據(jù)作業(yè)任務(wù)的不同，主要分為點位控制方（PTP規(guī)定的離散點上的位姿。控制時只要求工業(yè)機器人快速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)相鄰各點之間的運動，而對達到目標(biāo)點的運動軌跡則不作任何規(guī)定。這種控制方式的主要技術(shù)指..特點是連續(xù)的控制工業(yè)機器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間的位姿，要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運動，而且速度可控，軌跡光滑，運動平穩(wěn)，以準(zhǔn)確定位外，還要求使用適度的力或力矩進行工作，這時就要利用力（力矩）伺服方式。這種方式的控制原理與位置伺服控制原理基本相同，只不過輸入量和反饋量不是位置信號，而是力（力矩）信號，因此系統(tǒng)中必須有力（力矩）傳感器。有時能控制時通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識，并根據(jù)自身內(nèi)部的知識庫做出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù)，使機器人具有了較強的適應(yīng)性及自學(xué)習(xí)功能。智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等人工智能的迅速發(fā)展。10.機器人參數(shù)坐標(biāo)系有哪些？各參數(shù)坐標(biāo)系有何作用？答：工業(yè)機器人的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)坐標(biāo)型和節(jié)組成，這三個關(guān)節(jié)用來確定末端操作器的位置，通常還帶有附加道德旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機器人在X、Y、Z軸上的運動是獨立的，運動方程可獨立處理，且方程是線性的，因此，很容易通過計算機實現(xiàn)；它可以兩端支撐，對于給定的結(jié)構(gòu)長度，剛性最大：它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化，容易達到高精度。但是，它的操作范圍小，手臂收縮的同時又向相反的方向伸出，即妨礙工作，且占地面積大，運動速度低，密封性不好。（2）圓柱坐標(biāo)型（R3P附加一個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的姿態(tài)。這種機器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)一個角，工作范圍可以擴大，且計算簡單；直線部分可采用液壓驅(qū)動，可輸出較大的動力；能夠伸入型腔式機器內(nèi)部。但是，它的手臂可以到達的空間受到限制，不能到達近立柱或近地面的空間；直線驅(qū)動器部分難以密封、防塵；后臂工作時，手臂后端會碰到2RP用一個滑動關(guān)節(jié)和兩個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置，再用一個附加的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)確定部件的姿態(tài)。這種機器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)，中心支架附近的工作范圍大，兩個轉(zhuǎn)..動驅(qū)動裝置容易密封，覆蓋工作空間較大。但該坐標(biāo)復(fù)雜，難于控制，且直線驅(qū)動節(jié)型：這種機器人可看作是關(guān)節(jié)坐標(biāo)式機器人的特例，它只有平行的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)軸線共面。11.機器人學(xué)主要包含哪些研究內(nèi)容？機器人靜力學(xué)；(4)機器人動力學(xué)；(5)機器人控制技術(shù)；(6)機器人傳感器；(7)機器人語言。12.機器人常用的機身和臂部的配置型式有哪些？答：目前常用的有如下幾種形式：（1）橫梁式。機身設(shè)計成橫梁式，用于懸掛手臂部件，具有占地面積小，能有效地利用空間，直觀等優(yōu)點。（2）立柱式。多采用回轉(zhuǎn)型、俯仰型或屈伸型的運動型式，一般臂部都可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)，具有占地面積小而工作范圍大的特點。（3）機座式。可以是獨立的、自成系統(tǒng)的完整裝置，可隨意安放和搬動。也可以具有行走機構(gòu)，如沿地面上的專用軌道移動，以擴大其活動范圍。（4）屈伸式。臂部由大小臂組成，大小臂間有相對運動，稱為屈伸臂，可以實現(xiàn)平面運動，也可以作空間運動。13.機器人控制系統(tǒng)的基本單元有哪些？答：構(gòu)成機器人控制系統(tǒng)的基本要素包括：（1）電動機，提供驅(qū)動機器人運動的驅(qū)動力。（2）減速器，為了增加驅(qū)動力矩、降低運動速度。（3）驅(qū)動電路，由于直流伺服電動機或交流伺服電動機的流經(jīng)電流較大，機器人常采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）方式進行驅(qū)動。（4）運動特性檢測傳感器，用于檢測機器人運動的位置、速度、加速度等參數(shù)。（5）控制系統(tǒng)的硬件，以計算機為基礎(chǔ)，采用協(xié)調(diào)級與執(zhí)行級的二級結(jié)構(gòu)。（6）控制系統(tǒng)的軟件，實現(xiàn)對機器人運動特性的計算、機器人的智能控制和機器人與人的信息交換等功能。14.常見的機器人外部傳感器有哪些？..答：常見的外部傳感器包括觸覺傳感器，分為接觸覺傳感器、壓覺傳感器、滑覺傳感器和力覺傳感器。距離傳感器，包括超聲波傳感器，接近覺傳感器，以及視覺傳感器、聽覺傳感器、嗅覺傳感器、味覺傳感器等。15.機器人視覺的硬件系統(tǒng)由哪些部分組成？答：（1）景物和距離傳感器，常用的有攝像機、CCD圖像傳感器、超聲波傳感器和結(jié)構(gòu)光設(shè)備等；（2）視頻信號數(shù)字化設(shè)備，其任務(wù)是把攝像機或者CCD輸出的信號轉(zhuǎn)換成方便計算和分析的數(shù)字信號；（3）視頻信號處理器，視頻信號實時、快速、并行算法的硬件實現(xiàn)設(shè)備：如DSP系統(tǒng)；（4）計算機及其設(shè)備，根據(jù)系統(tǒng)的需要可以選用不同的計算機及其外設(shè)來滿足機器人視覺信息處理及其機器人控制的需要；（5）機器人或機械手及其控制器。16.從描述操作命令的角度看，機器人編程語言可分為哪幾類？答：機器人編程語言可分為：（1）動作級：以機器人末端執(zhí)行器的動作為中心來描述各種操作，要在程序中說明每個動作。（2）對象級：允許較粗略地描述操作對象的動作、操作對象之間的關(guān)系等，特別適用于組裝作業(yè)。（3）任務(wù)級：只要直接指定操作內(nèi)容就可以了，為此，機器人必須一邊思考一邊工作。17.什么是位置運動學(xué)、正向運動學(xué)和逆向運動學(xué)？答：位置運動學(xué)僅考慮運動中的幾何學(xué)問題，即不考慮運動與時間的關(guān)系。已知關(guān)節(jié)空間的關(guān)節(jié)變量，計算操作機在操作空間的手部位姿，稱之為運動學(xué)正問題。反之，已知操作機在操作空間的手部位姿，求各關(guān)節(jié)變量的反變換，稱之為運動學(xué)逆問題，也叫求手臂解。18.MOTOMAN機器人示教盤模式旋鈕上有三種模式，分別是哪三種，并寫出三種模式各自的特點。答案：示教模式：人教機器人稱作示教。再現(xiàn)模式：執(zhí)行程序，機器人自動運行。遠程模式：通過外部信號進行的操作，相當(dāng)于遙控。19.MOTOMAN的特點。機器人上有三種安全模式，分別是哪三種，并寫出三種模式各自答案：三種模式分別是：PLAY再現(xiàn)模式、TEACH示教模式、REMOTE遠程模式。91再現(xiàn)模式可以用來對示教完的程序進行再現(xiàn)運行以及各種條件文件的設(shè)..定、修改或刪除，在此模式下外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號無效。（2）示教模式可以用示教編程器進行軸操作和編輯，編輯、示教程序，修改已登錄的程序，以及各種特性文件和參數(shù)的設(shè)定，在此模式下外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號。（3）無效遠程模式下機器人由外部信號進行操作，可以接通伺服電源、啟動、調(diào)出主程序、設(shè)定循環(huán)等與開始運行有關(guān)的操作，數(shù)據(jù)傳輸功能有效，此時示教盤上的啟動按鈕無效。20.度、重復(fù)精度與分辨率之間的關(guān)系。答：精度、重復(fù)精度和分辨率用來定義機器人手部的定位能力。（1）是一個位置量相對于其參照系的絕對度量，指機器人手部實際到達位置與所需要到達的理想位置之間的差距。機器人的精度決定于機械精度與電氣精度。（2）重復(fù)精度指在相同的運動位置命令下，機器人連續(xù)若干次運動軌跡之間的誤差度量。如果機器人重復(fù)執(zhí)行某位置給定指令，它每次走過的距離并不相同，而是在一平均值附近變化，該平均值代表精度，而變化的幅度代表重復(fù)精度。（3）分辨率是指機器人每根軸能夠?qū)崿F(xiàn)的最小移動距離或最小轉(zhuǎn)動角度。精度和分辨率不一定相關(guān)。一臺設(shè)備的運動精度是指命令設(shè)定的運動位置與該設(shè)備執(zhí)行此命令后能夠達到的運動位置之間的差距，分辨率則反映了實際需要的運動位置和命令所能夠設(shè)定的位置之間的差距。工業(yè)機器人的精度、重復(fù)精度和分辨率要求是根據(jù)其使用要求確定的。機器人本身所能達到的精度取決于機器人結(jié)構(gòu)的剛度、運動速度控制和驅(qū)動方式、定位和緩沖等因素。由于機器人有轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，不同回轉(zhuǎn)半徑時其直線分辨率是變化的，因此造成了機器人的精度難以確定。由于精度一般較難測定，通常工業(yè)機器人只給出重復(fù)精度。21.試論述機器人靜力學(xué)、動力學(xué)、運動學(xué)的關(guān)系。答：靜力學(xué)指在機器人的手爪接觸環(huán)境時，在靜止?fàn)顟B(tài)下處理手爪力F與驅(qū)動力τ的關(guān)系。動力學(xué)研究機器人各關(guān)節(jié)變量對時間的一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)與各執(zhí)行器驅(qū)動力或力矩之間的關(guān)系，即機器人機械系統(tǒng)的運動方程。而運動學(xué)研究從幾何學(xué)的觀點來處理手指位置與關(guān)節(jié)變量的關(guān)系。在考慮控制時，就要考慮在機器人的動作中，關(guān)節(jié)驅(qū)動力、關(guān)節(jié)加速度θθ..學(xué)來說，除了與連桿長度有關(guān)之外，還與各連桿的質(zhì)量，繞質(zhì)量中心的慣性矩，連桿的質(zhì)量中心與關(guān)節(jié)軸的距離有關(guān)。運動學(xué)、靜力學(xué)和動力學(xué)中各變量的關(guān)系如下圖所示。圖中用虛線表示的關(guān)系可通過實線關(guān)系的組合表示，這些也可作為動力學(xué)的問題來處理。22.機器人手腕有幾種？試述每種手腕結(jié)構(gòu)。答：機器人的手臂按結(jié)構(gòu)形式分可分為單臂式，雙臂式及懸掛式按手臂的運動形式區(qū)分，手臂有直線運動的。如手臂的伸縮，升降及橫向移動，有回轉(zhuǎn)運動的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動有復(fù)合運動如直線運動和回轉(zhuǎn)運動的組合。2直線運動的組合2回轉(zhuǎn)運動的組合。手臂回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)，實現(xiàn)機器人手臂回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸，齒輪轉(zhuǎn)動機構(gòu)，鏈輪傳動和連桿機構(gòu)手臂俯仰運動機構(gòu)，一般采用活塞油（氣）缸與連桿機構(gòu)聯(lián)用來實現(xiàn)手臂復(fù)合運動機構(gòu)，多數(shù)用于動作程度固定不變的專用機器人。23.機器人參數(shù)坐標(biāo)系有哪些？各參數(shù)坐標(biāo)系有何作用？答：工業(yè)機器人的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)坐標(biāo)型和節(jié)組成，這三個關(guān)節(jié)用來確定末端操作器的位置，通常還帶有附加道德旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機器人在X、Y、Z軸上的運動是獨立的，運動方程可獨立處理，且方程是線性的，因此，很容易通過計算機實現(xiàn)；它可以兩端支撐，對于給定的結(jié)構(gòu)長度，剛性最大：它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化，容易達到高精度。但是，它的操作范圍小，手臂收縮的同時又向相反的方向伸出，即妨礙工作，且占地面積大，運動速度低，密封性不好。（2）圓柱坐標(biāo)型（R3P附加一個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的姿態(tài)。這種機器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)一個角，工作范圍可以擴大，且計算簡單；直線部分可采用液壓驅(qū)動，可輸出較大的動力；能夠伸入型腔式機器內(nèi)部。但是，它的手臂可以到達的空間受到限制，不能到達近立柱或近地面的空間；直線驅(qū)動器部分難以密封、防塵；后臂工作時，手臂后端會碰到）24.什么是機器人的內(nèi)部傳感器和外部傳感器？舉例說明之。..答：內(nèi)部傳感器是用來檢測機器人自身狀態(tài)（內(nèi)部信息）的機器人傳感器，如檢測關(guān)節(jié)位置、速度的光軸編碼器等。是機器人自身運動與正常工作所必需的；外部傳感器是用來感知外部世界、檢測作業(yè)對象與作業(yè)環(huán)境狀態(tài)（外部信息）的機器人傳感器。如視覺、聽覺、觸覺等。是適應(yīng)特定環(huán)境，完成特定任務(wù)所必需的。25.人手爪有哪些種類，各有什么特點？鐵磁類工件，要求工件表面清潔、平整、干燥，以保證可靠地吸附，不適宜高溫條潔，同時氣密性要好。26.編碼器有哪兩種基本形式？各自特點是什么？答：兩種基本形式：增量式、絕對式。增量式：用來測量角位置和直線位置的變化，但不能直接記錄或指示位置的實際值。在所有利用增量式編碼器進行位置跟蹤的系統(tǒng)中，都必須在系統(tǒng)開始運行時進行復(fù)位。絕對式：每個位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合，這種確定組合有惟一的特征。通過這特征，在任意時刻都可以確定碼盤的精確位置。27.工業(yè)機器人常用的驅(qū)動器有那些類型，并簡要說明其特點。的優(yōu)點是功率大，可省去減速裝置而直接與被驅(qū)動的桿件相連，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，響應(yīng)快，伺服驅(qū)動具有較高的精度。但需要增設(shè)液壓源，易產(chǎn)生液體泄漏，不適合高、低溫及有潔凈要求的場合。故液壓驅(qū)動器目前多用于特大功率的操作機器緩沖作用。但也需要增設(shè)氣壓源，且與液壓驅(qū)動器相比，功率較小，剛度差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高、但有潔凈、防爆等要求的點位控制機器人。28.變位機對于焊接機器人的作用是什么？答：變位機作為機器人焊接生產(chǎn)線及焊接柔性加工單元的重要組成部分，其作用是將被焊工件旋轉(zhuǎn)..角度，把工件各處的焊縫位置均能變換到最有利于機器人焊槍找位和焊接的地方。29.足球機器人六步推理模型的內(nèi)容是什么？（6）左右輪速確定。30.常用的工業(yè)機器人的傳動系統(tǒng)有那些？答：齒輪傳動，蝸桿傳動，滾珠絲桿出傳動，同步齒形帶傳動，鏈傳動和行星齒輪傳動。31.在機器人系統(tǒng)中為什么往往需要一個傳動（減速）系統(tǒng)？答：因為現(xiàn)在的電機一般速度較高，力矩較小，需要通過傳動系統(tǒng)降低轉(zhuǎn)速、提高力矩。32.機器人上常用的距離與接近覺傳感器有哪些？。答：超聲波，激光、紅外，霍爾傳感器33.按機器人的用途分類，可以將機器人分為哪幾大類？試簡述之。自主的機器人，其所從事的服務(wù)工作可使人類生存的更好，使制造業(yè)以外的設(shè)備工34.什么是示教再現(xiàn)式機器人？答：先由人驅(qū)動操作機，再以示教動作作業(yè)，將示教作業(yè)程序、位置及其他信息存儲起來，然后讓機器人重現(xiàn)這些動作。35.編碼器有哪兩種基本形式？各自特點是什么？變化，但不能直接記錄或指示位置的實際值。在所有利用增量式編碼器進行位置跟透光與不透光弧段的惟一確定組合，這種確定組合有惟一的特征。通過這特征，在任意時刻都可以確定碼盤的精確位置。..五、計算題1.已知點uuz軸旋轉(zhuǎn)y軸旋轉(zhuǎn)x軸平移4個單位，再沿y軸平移-3個單位，最后沿z軸平移7個單位得到點u，v，w，t各點的齊次坐標(biāo)。ztvwOyxu解：點u的齊次坐標(biāo)為：T010071000300102000113721v=Rot(z，=w=Rot(y，=0010301007100020001127311004201037001730001164t==1012.如圖所示為具有三個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的3R機械手，求末端機械手在基坐標(biāo)系{x0，y0}下的運動學(xué)方程。..θ3L3θy2L02L1θ1xO0解：建立如圖1的參考坐標(biāo)系，則s00s0Lc1c2c3s0L31212sc00sc00sc000T=，T=1，T=2112233001000100010123000100010001c123s1230LcLc11212s1230c0LsLsT=TTT=00121230111212013123000其中：c,s123.1231231233.Z軸轉(zhuǎn)動90X軸轉(zhuǎn)動-90010010000010000110030107001900011000001001000001)，Ro90)，74.如圖所示為平面內(nèi)的兩旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)機械手，已知機器人末端的坐標(biāo)值{x，y}，試求其關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)變量12Pθ2yL2L1θ1x解：如圖所示，逆運動學(xué)有兩組可能的解。第一組解：由幾何關(guān)系得xLL2（1）（2）1112yLL21112（1）式平方加（2）式平方得xyLL222122xyLL2LLcos2221222LL122212yLx22LL1122xyLL222122第二組解：由余弦定理，arccos2LL12arctanyx'2，'215.如圖所示兩自由度機械手在如圖位置時（F=12Ax0]或F=[0f]。求對應(yīng)的驅(qū)動力τ和TTByAB..0fyFByPFfAx0τL22τ1