《工業機器人》一、填空題1、按坐標形式分類，機器人可分為直角坐標型、圓柱坐標型、球坐標型和關節坐標型四種基本類型。2、作為一種機器人，普通由三個部分構成，分別是控制系統、傳感系統和機械系統。3、機器人重要技術參數普通有自由度、定位精度、工作范疇、重復定位精度、分辨率、承載能力及最大速度等。4、自由度是指機器人所含有的獨立坐標軸運動的的數目，不涉及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，統稱為系統分辨率。6、重復定位精度是有關精度的統計數據。7、根據真空產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、機器人運動軌跡的生成方式有示教再現運動、關節空間運動、空間直線運動和空間曲線運動。9、機器人傳感器的重要性能指標有敏捷度、線性度、測量范疇、重復性、精度、分辨率、響應時間和抗干擾能力等。10、自由度是指機器人所含有的獨立坐標軸運動的數目。11、機器人的重復定位精度是指在同一環境、同一條件、同一目的動作、同一命令下，機器人持續重復運動若干次時，其位置分散狀況。12、機器人的驅動方式重要有液壓驅動、氣壓驅動和電氣驅動三種。13、機器人上慣用的能夠測量轉速的傳感器有測速發電機和增量式碼盤。14、機器人控制系統按其控制方式能夠分為力控制方式、軌跡控制方式和示教控制方式。15、按幾何構造分劃分機器人分為：串聯機器人、并聯機器人。二、單選題(請在每小題的四個備選答案中，選出一種最佳答案。)1、工作范疇是指機器人B或手腕中心所能達成的點的集合。A機械手B手臂末端C手臂D行走部分。2、機器人的精度重要依存于C、控制算法誤差與分辨率系統誤差。A傳動誤差B關節間隙C機械誤差D連桿機構的撓性3、滾轉能實現360°無障礙旋轉的關節運動，普通用A來標記。AR BW CB DL4、RRR型手腕是C自由度手腕。A1 B2 C3 D45、真空吸盤規定工件表面D、干燥清潔，同時氣密性好。A粗糙B凸凹不平C平緩突起D平整光滑6、同時帶傳動屬于B傳動，適合于在電動機和高速比減速器之間使用。A高慣性B低慣性C高速比D大轉矩7、機器人外部傳感器不涉及D傳感器。A力或力矩B靠近覺C觸覺D位置8、手爪的重要功效是抓住工件、握持工件和C工件。A固定B定位C釋放D觸摸。9、機器人的精度重要依存于C、控制算法誤差與分辨率系統誤差。A傳動誤差B關節間隙C機械誤差D連桿機構的撓性10、機器人的控制方式分為點位控制和C。A點對點控制B點到點控制C持續軌跡控制D任意位置控制11、焊接機器人的焊接作業重要涉及A。A點焊和弧焊 B間斷焊和持續焊C平焊和豎焊D氣體保護焊和氬弧焊12、作業途徑普通用D坐標系相對于工件坐標系的運動來描述。A手爪B固定C運動D工具13、諧波傳動的缺點是A。A扭轉剛度低B傳動側隙小C慣量低D精度高14、機器人三原則是由誰提出的。（D）A森政弘B約瑟夫·英格伯格C托莫維奇D阿西莫夫15、當代機器人大軍中最重要的機器人為：（A）A工業機器人B軍用機器人C服務機器人D特種機器人16、手部的位姿是由哪兩部分變量構成的？（B）A位置與速度B姿態與位置C位置與運行狀態D姿態與速度17、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靠近覺傳感器B接觸覺傳感器C滑動覺傳感器D壓覺傳感器18、示教-再現控制為一種在線編程方式，它的最大問題是：BA操作人員勞動強度大B占用生產時間C操作人員安全問題D容易產生廢品19、下面哪個國家被稱為“機器人王國”？CA中國B英國C日本D美國三、是非題（對劃“√”，錯劃“×”）1、示教編程用于示教－再現型機器人中。（√）2、機器人軌跡泛指工業機器人在運動過程中的運動軌跡，即運動點的位移、速度和加速度。（√）3、關節型機器人重要由立柱、前臂和后臂構成。 （×）4、到現在為止，機器人已發展到第四代。 （×）5、磁力吸盤能夠吸住全部金屬材料制成的工件。 （×）6、諧波減速機的名稱來源是由于剛輪齒圈上任一點的徑向位移呈近似于余弦波形的變化。N（×）8、由電阻應變片構成電橋能夠構成測量重量的傳感器。Y（√）9、激光測距儀能夠進行散裝物料重量的檢測。Y（√）10、機械手亦可稱之為機器人。Y（√）四、簡答題1、機器人手腕有幾個？試述每種手腕構造。答：機器人的手臂按構造形式分可分為單臂式，雙臂式及懸掛式按手臂的運動形式分辨，手臂有直線運動的。如手臂的伸縮，升降及橫向移動，有回轉運動的如手臂的左右回轉上下擺動有復合運動如直線運動和回轉運動的組合。2直線運動的組合2回轉運動的組合。手臂回轉運動機構，實現機器人手臂回轉運動的機構形式是多個多樣的，慣用的有葉片是回轉缸，齒輪轉動機構，鏈輪傳動和連桿機構手臂俯仰運動機構，普通采用活塞油（氣）缸與連桿機構聯用來實現手臂復合運動機構，多數用于動作程度固定不變的專用機器人。2、工業機器人控制方式有幾個？工業機器人的控制方式多個多樣，根據作業任務的不同，重要分為點位控制方式、持續軌跡控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。答：1）點位控制方式（PTP）這種控制方式的特點是只控制工業機器人末端執行器在作業空間中某些規定的離散點上的位姿。控制時只規定工業機器人快速、精確地實現相鄰各點之間的運動，而對達成目的點的運動軌跡則不作任何規定。這種控制方式的重要技術指標是定位精度和運動所需的時間。2）持續軌跡控制方式（CP）這種控制方式的特點是持續的控制工業機器人末端執行器在作業空間的位姿，規定其嚴格按照預定的軌跡和速度在一定的精度范疇內運動，并且速度可控，軌跡光滑，運動平穩，以完畢工作任務。3）力（力矩）控制方式在完畢裝配、抓放物體等工作時，除要精擬定位外，還規定使用適度的力或力矩進行工作，這時就要運用力（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似，只但是輸入量和反饋量不是位置信號，而是力（力矩）信號，因此系統中必須有力（力矩）傳感器。有時也運用靠近、滑動等傳感功效進行自適應式控制。4）智能控制方式機器人的智能控制時通過傳感器獲得周邊環境的知識，并根據本身內部的知識庫做出對應的決策。采用智能控制技術，使機器人含有了較強的適應性及自學習功效。智能控制技術的發展有賴于近年來人工神經網絡、基因算法、遺傳算法、專家系統等人工智能的快速發展。4、機器人參數坐標系有哪些？各參數坐標系有何作用？答:工業機器人的坐標形式有直角坐標型、圓柱坐標型、球坐標型、關節坐標型和平面關節型。1）直角坐標/笛卡兒坐標/臺架型（3P）這種機器人由三個線性關節構成，這三個關節用來擬定末端操作器的位置，普通還帶有附加道德旋轉關節，用來擬定末端操作器的姿態。這種機器人在X、Y、Z軸上的運動是獨立的，運動方程可獨立解決，且方程是線性的，因此，很容易通過計算機實現；它能夠兩端支撐，對于給定的構造長度，剛性最大：它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化，容易達成高精度。但是，它的操作范疇小，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）圓柱坐標型（R3P）圓柱坐標機器人由兩個滑動關節和一種旋轉關節來擬定部件的位置，再附加一種旋轉關節來擬定部件的姿態。這種機器人能夠繞中心軸旋轉一種角，工作范疇能夠擴大，且計算簡樸；直線部分可采用液壓驅動，可輸出較大的動力；能夠伸入型腔式機器內部。但是，它的手臂能夠達成的空間受到限制，不能達成近立柱或近地面的空間；直線驅動器部分難以密封、防塵；后臂工作時，手臂后端會碰到工作范疇內的其它物體。3）球坐標型（2RP）5、人手爪有哪些種類，各有什么特點？答：（1）機械手爪：依靠傳動機構來抓持工件；（2）磁力吸盤：通過磁場吸力抓持鐵磁類工件，規定工件表面清潔、平整、干燥，以確保可靠地吸附，不適宜高溫條件；（3）真空式吸盤：運用真空原理來抓持工件，規定工件表面平整光滑、干燥清潔，同時氣密性要好。6、編碼器有哪兩種基本形式？各自特點是什么？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，但不能直接統計或批示位置的實際值。在全部運用增量式編碼器進行位置跟蹤的系統中，都必須在系統開始運行時進行復位。絕對式：每個位置都對應著透光與不透光弧段的惟一擬定組合，這種擬定組合有惟一的特性。通過這特性，在任意時刻都能夠擬定碼盤的精確位置。7、工業機器人慣用的驅動器有那些類型，并簡要闡明其特點。（1）電動驅動器的能源簡樸，速度變化范疇大，效率高，轉動慣性小，速度和位置精度都很高，但它們多與減速裝置相聯，直接驅動比較困難。（2）液壓驅動器的優點是功率大，可省去減速裝置而直接與被驅動的桿件相連，構造緊湊，剛度好，響應快，伺服驅動含有較高的精度。但需要增設液壓源，易產生液體泄漏，不適合高、低溫及有干凈規定的場合。故液壓驅動器現在多用于特大功率的操作機器人系統或機器人化工程機械。（3）氣動驅動器的構造簡樸，清潔，動作敏捷，含有緩沖作用。但也需要增設氣壓源，且與液壓驅動器相比，功率較小，剛度差，噪音大，速度不易控制，因此多用于精度不高、但有干凈、防爆等規定的點位控制機器人。8、慣用的工業機器人的傳動系統有那些？齒輪傳動，蝸桿傳動，滾珠絲桿出傳動，同時齒形帶傳動，鏈傳動和行星齒輪傳動9、在機器人系統中為什么往往需要一種傳動（減速）系統？由于現在的電機普通速度較高，力矩較小，需要通過傳動系統減少轉速、提高力矩。10、機器人上慣用的距離與靠近覺傳感器有哪些？。超聲波，激光、紅外，霍爾傳感器11、按機器人的用途分類，能夠將機器人分為哪幾大類？試簡述之。1) 工業機器人或產業機器人應用于工農業生產中，重要用在制造業，進行焊接、噴漆、裝配、搬運、檢查、農產品的加工等產業。2) 探索機器人用于進行太空和海洋探索，也可用于地面和地下探索。3) 服務機器人一種半自主或全自主的機器人，其所從事的服務工作可使人類生存的更加好，使制造業以外的設備工作的更加好。4) 軍用機器人用于軍事目的，或攻打性的，或防御性的。12、什么是示教再現式機器人？答：先由人驅動操作機，再以示教動作作業，將示教作業程序、位置及其它信息存儲起來，然后讓機器人重現這些動作。13、編碼器有哪兩種基本形式？各自特點是什么？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，但不能直接統計或批示位置的實際值。在全部運用增量式編碼器進行位置跟蹤的系統中，都必須在系統開始運行時進行復位。絕對式：每個位置都對應著透光與不透光弧段的惟一擬定組合，這種擬定組合有惟一的特性。通過這特性，在任意時刻都能夠擬定碼盤的精確位置。五、按照下圖中給定的運動軌跡，編寫一段符合規定的運動控制指令。六、請解讀下列程序，并寫出注釋。1、主程序PROCmain()rInitAll;WHILETRUEDOIFdi1=1THENrMoveRoutine;rHome;ENDIFWaitTime0.3;ENDWHILEEND