机器人技术习题集
《机器人技术》习题集
第1章绪论
一、选择题（4选1）
1．机器人的定义中，突出强调的是
1)．具有人的形象
2)．模仿人的功能
3)．像人一样思维
4)．感知能力很强
2．当代机器人大军中最主要的机器人为：
1)．工业机器人
2)．军用机器人
3)．服务机器人
4)．特种机器人
3．当代机器人主要源于以下两个分支：
1)．计算机与数控机床
2)．遥操作机与计算机
3)．遥操作机与数控机床
4)．计算机与人工智能
4．哪个国家曾经赢得了“机器人王国”的美称？
1)．美国
2)．英国
3)．日本
4)．中国
5．机器人的精度主要依存于机械误差、控制算法误差与分辨率系统误差。一般说来
1)．绝对定位精度高于重复定位精度，
2)．重复定位精度高于绝对定位精度
3)．机械精度高于控制精度
4)．控制精度高于分辨率精度
二、判断题（Y/N）
1．工业机器人亦称之为操作机。
2．机械手亦可称之为机器人。
3．工业机器人工作站是由一台或两台机器人所构成的生产体系。
4．只有两台以上的机器人互相配合才能构成机器人工作站。
5．机器人的自由度数目就是机器人本体上所具有的转轴数目。
6．机器人的自由度数目就是机器人本体上所具有的主动轴数目。
7．机器人的自由度数目就是机器人所具有独立坐标轴运动的数目。
8．完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
9．机器人分辨率分为编程分辨率与控制分辨率，统称为系统分辨率。
10．承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。
三、简答题
1．什么是机器人学？一般包括哪些内容？
2．机器人是如何分代的？
3．按照机器人的构成机构，机器人是如何进行分类的？
4．多关节型机器人的主要特点（优缺点）有哪些？
5．并联机器人的主要特点（优缺点）有哪些？
6．按照驱动方式的不同机器人分为哪几种类型？
7．什么是机器人的内部传感器和外部传感器？举例说明之。
8．根据机器人组成原理，机器人是由哪4部分组成？
9．机器人技术的相关学科有哪些？
10．机器人学科的知识构成主要包括哪些内容？
11．什么是机器人死区（dead zone）？
四、分析与计算题
1．机器人的应用和普及会不会引起大量人员失业，造成严重的社会问题？第2章空间、坐标与变换
一、选择题（4选1）
1．一个刚体在空间运动具有几个自由度？
1)．3个
2)．4个
3)．5个
4)．6个
2．手部的位姿是由哪两部分变量构成的？
1)．位置与速度
2)．姿态与位置
3)．位置与运行状态
4)．姿态与速度
二、判断题（Y/N）
1．一、二、三维空间可以是几何空间，也可以不是几何空间。
2．高维空间是一个虚拟的空间，但它也是非常实际的。
3．高维向量是由高维空间扩展而成的。
4．关节空间是由全部关节参数构成的。
5．正交变换矩阵R为正交矩阵。
6．正交坐标变换矩阵R 实现了由基坐标系B 到手坐标系H 的正交坐标变换。 7．齐次矩阵将转动和移动组合在一个4×4矩阵中。
8．如果是相对于基坐标系B 的运动，其相应的齐次变换矩阵左乘原齐次变换矩阵。 9．如果是相对于手坐标系H 的运动，其相应的齐次变换矩阵左乘原齐次变换矩阵。 10．任何复杂的运动都可以分解为由多个平移和绕轴转动的简单运动的合成。 11．复合运动齐次矩阵的建立是由全部简单运动齐次矩阵求和所形成的。 12．一般说来，齐次矩阵的乘积满足交换律。
13．齐次变换矩阵的建立过程，便是在为机构建立运动模型的过程。
三、简答题
1．描述刚体姿态的绕X-Y-Z 轴转动的角度都称作为什么？ 2．齐次向量是怎样定义的？试举例说明之。 四、分析与计算题
1．试判断下列矩阵是否是正交矩阵？
1） ????
??????-100001010 2） ??????????-010100001 3） ??????????110001100 4） ??????????--100001010 5） ??????????-001110010 2．齐次矩阵表示为?????
??
??
???--10
0?201?10
0?01
0?，利用齐次矩阵的性质求出矩阵中“？”符号的元素。 3. 已知R 为旋转矩阵，b 为平移向量，试写出相应的齐次矩阵。
??????????-=010100001R ??
??
?
?????--=523b
4．用齐次矩阵表示如下顺序的运动：
（1） 绕Z 轴转动90度 ； （2） 绕X 轴转动-90度 ； （3） 移动（3，7，9）。
5．当动坐标先绕基坐标Z 轴转动90度，再绕基坐标X 轴转动-90度，再在基坐标上移动（3，7，9）。试用齐次坐标法描述当前动坐标的位姿。
6．手坐标上的向量a=[0 2 0]T ，先沿基坐标Y B 轴移动10为b ，再分别绕基坐标X B 轴和手坐标X H 轴转-90?分别为c 和d ，试通过齐次变换矩阵，计算该向量变换后的基座标值。 7. 已知坐标系中点U 的位置矢量U =[7 3 2 1]T ，将此点绕Z 轴旋转90°，再绕Y 轴旋转90°，求旋转变换后所得的点W 。
第3章 机器人运动学
一、选择题（4选1）
1．对于转动关节而言，关节变量是D-H 参数中的 1)．关节角
2)．杆件长度 3)．横距 4)．扭转角
2．对于移动（平动）关节而言，关节变量是D-H 参数中的 1)．关节角
2)．杆件长度 3)．横距 4)．扭转角
3．运动正问题是实现如下变换： 1)．从关节空间到操作空间的变换 2)．从操作空间到迪卡尔空间的变换 3)．从迪卡尔空间到关节空间的变换 4)．从操作空间到关节空间的变换 4．运动逆问题是实现如下变换： 1)．从关节空间到操作空间的变换 2)．从操作空间到迪卡尔空间的变换 3)．从迪卡尔空间到关节空间的变换 4)．从操作空间到任务空间的变换 二、判断题（Y/N ）
1．串联关节机器人的关节坐标序号排列是从手部末端顺序排到基座。 2．机构关节数的计算是将全部主动关节和被动关节数求和。
3．关节i 的坐标系放在i-1关节的末端。 4．关节i 的效应表现在i 关节的末端。
5．形成手臂解多解性的主要原因是求反三角函数的值不唯一。
6．速度运动学是讨论运动的几何学及与时间有关的量，即讨论机器人速度的运动学问题。
7．速度运动学的正问题是将关节空间的速度变换为操作空间的速度，其变换关系为雅克比矩阵。 8．手臂解有解的必要条件是串联关节链中的自由度数等于或小于6。 9．串联关节机器人的正运动学问题求解易，逆运动学问题求解难。 10．并联关节机器人的正运动学问题求解易，逆运动学问题求解难。 三、简答题
1．机器人关节是如何定义的？机器人的两种关节类型是什么？ 2．根据D-H 方法定义的4个关节参数是什么？ 3．什么是位置运动学、正向运动学和逆向运动学？ 4．雅克比矩阵的力学意义是什么？ 四、分析与计算题
1．一个两关节机器人，关节1、2的齐次变换矩阵分别为A 1和A 2，试求该机器人的坐标变换矩阵。
111
11c 0s 0s 0c 001000
00
1θθθθ-??????=??
-????A
2
2
2222c 0s 0s 0c 0010000
1d θθθθ??
??-??=??????A
2. 如图所示具有转动关节的单手臂和手腕。已知手部起始位姿矩阵为
10102100600120
00
1?????
?=??-????
G
若手臂绕Z 0轴旋转+90°，则手部到达G 2；若手臂不动，仅手部绕手腕Z 1轴旋转+90°，则手部到达G 3。。. 试写出手部坐标系{G 2}及{G 3}的矩阵表达式。
3. 有一旋转变换，先绕固定坐标系Z0轴转45°，再绕其X0轴转30°,最后绕其Y0轴转60°，试求该齐
次坐标变换矩阵。
4. 动坐标系{B}起初与固定坐标系{O}相重合，现坐标系{B}绕Z B旋转30°，然后绕旋转后的动坐标系
的X B轴旋转45°，试写出该坐标系{B}的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。
第4章机器人动力学
一、选择题（4选1）
1．动力学主要是研究机器人的：
1)．动力源是什么
2)．运动和时间的关系
3)．动力的传递与转换
4)．动力的应用
2．动力学的研究内容是将机器人的______________联系起来。
1)．运动与控制
2)．传感器与控制
3)．结构与运动
4)．传感系统与运动
3．机器人终端效应器（手）的力量来自哪里？
1)．机器人的全部关节
2)．机器人手部的关节
3)．决定机器人手部位置的各关节
4)．决定机器人手部位姿的各个关节
4．在 --r操作机动力学方程中，其主要作用的是
1)．哥氏项和重力项
2)．重力项和向心项
3)．惯性项和哥氏项
4)．惯性项和重力项
二、判断题（Y/N）
1．动力学逆问题是根据各关节的驱动力(或力矩)，求解机器人的运动(关节位移、速度和加速度)，主要用于机器人的仿真。
2．动力学逆问题是已知机器人关节的位移、速度和加速度，求解所需要的关节力(或力矩)，是实时控制的需要。
3．在动力学中，研究构件质心的运动使用牛顿方程，研究相对于构件质心的转动使用欧拉方程。
4．对于具有外力作用的非保守机械系统，其拉格朗日动力函数L可定义为系统总动能与系统总势能之和。
5．在机器人动力学关节转矩表达式中，由于其重力项随位姿变化很大，常常将其忽略。
三、简答题
1．什么是广义坐标和广义力？
2．应用拉格朗日方程（函数）求解机器人动力学问题的优点是什么？
四、分析与计算题
1．试列出如图所示2转动关节机器人的Lagrange函数。
图二自由度机器人动力学方程的建立
第5章机器人轨迹规划
一、选择题（4选1）
1．对于有规律的轨迹，仅示教几个特征点，计算机就能利用________获得中间点的坐标。
1)．优化算法
2)．平滑算法
3)．预测算法
4)．插补算法
2．机器人轨迹控制过程需要通过求解__________获得各个关节角的位置控制系统的设定值。
1)．运动学正问题
2)．运动学逆问题
3)．动力学正问题
4)．动力学逆问题
3．所谓无姿态插补，即保持第一个示教点时的姿态，在大多数情况下是机器人沿_______运动时出现。
1)．平面圆弧
2)．直线
3)．平面曲线
4)．空间曲线
4．定时插补的时间间隔下限的主要决定因素是：
1)．完成一次正向运动学计算的时间
2)．完成一次逆向运动学计算的时间
3)．完成一次正向动力学计算的时间
4)．完成一次逆向动力学计算的时间
5．为了获得非常平稳的加工过程，希望作业启动（位置为零）时：
1)．速度为零，加速度为零
2)．速度为零，加速度恒定
3)．速度恒定，加速度为零
4)．速度恒定，加速度恒定
二、判断题（Y/N）
1．机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中所走过的路径。
2．轨迹规划与控制就是按时间规划和控制手部或工具中心走过的空间路径。
3．工业机器人轨迹规划可以在关节空间进行插补，也可以在笛卡尔空间进行插补。
4．插补方式分为点位控制（PTP控制）和连续轨迹控制（CP控制），可是连续轨迹控制最终还是要实现点位控制。
5．轨迹插补运算是伴随着轨迹控制过程一步步完成的，而不是在得到示教点之后，一次完成，再提交给再现过程的。
6．空间直线插补是在已知该直线始点、末点和中点的位置和姿态的条件下，进而求出轨迹上各点（插补点）的位置和姿态。
三、简答题
1．什么是定时插补和定距插补？分别在什么场合下应用？
2．当让机器人完成螺栓抓紧与插入过程时，试描述机器人手部位姿结点序列包括哪些内容。
四、分析与计算题
1．机器人轨迹控制过程如图所示。试列出各步的主要内容。
2．试说明，机器人轨迹控制过程中，为什么控制系统的控制频率要远高于插补运算的频率？
第6章机器人感觉技术与传感器
一、选择题（4选1，多于4个的为多选题）
1．完整的传感器应包括下面哪三部分？
1)．敏感元件
2)．计算机芯片
3)．转换元件
4)．模数转换电路
5）．基本转换电路
6）．微波通信电路
2．传感器的基本转换电路是将敏感元件产生的易测量小信号进行变换，使传感器的信号输出符合具体工业系统的要求。一般为：
1)．4～20mA、–5～5V
2)．0～20mA、0～5V
3)．-20mA～20mA、–5～5V
4)．-20mA～20mA、0～5V
3．应用通常的物理定律构成的传感器称之为
1)．物性型
2)．结构型
3)．一次仪表
4)．二次仪表
4．利用物质本身的某种客观性质制作的传感器称之为
1)．物性型
2)．结构型
3)．一次仪表
4)．二次仪表
5．应用电容式传感器测量微米级的距离，应该采用改变________的方式。
1)．极间物质介电系数
2)．极板面积
3)．极板距离
4)．电压
6．压电式传感器，即应用半导体压电效应可以测量
1)．电压
2)．亮度
3)．力和力矩
4)．距离
7．传感器的输出信号达到稳定时，输出信号变化与输入信号变化的比值代表传感器的_______参数。
1)．抗干扰能力
2)．精度
3)．线性度
4)．灵敏度
8．传感器在整个测量范围内所能辨别的被测量的最小变化量，或者所能辨别的不同被测量的个数，被称之为传感器的_________。
1)．精度
2)．重复性
3)．分辨率
4)．灵敏度
9．增量式光轴编码器一般应用___套光电元件，从而可以实现计数、测速、鉴向和定位。
1)．一
2)．二
3)，三
4)．四
10．测速发电机的输出信号为
1)．模拟量
2)．数字量
3)．开关量
4)．脉冲量
11．用于检测物体接触面之间相对运动大小和方向的传感器是：
1)．接近觉传感器
2)．接触觉传感器
3)．滑动觉传感器
4)．压觉传感器
12．6维力与力矩传感器主要用于
1)．精密加工
2)．精密测量
3)．精密计算
4)．精密装配
13．GPS全球定位系统，只有同时接收到____颗卫星发射的信号，才可以解算出接收器的位置。
1)．2
2)．3
3)．4
4)．6
14．图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉学科。研究内容包括：____、_____、______三个层次及它们的工程应用。
1)．图像获取
2)．图像处理
3)．图像增强
4)．图像恢复
5)．图像分析
6)．图像理解
15．机器视觉系统主要由三部分组成：
1)．图像的获取
2)．图像恢复
3)．图像增强
4)．图像的处理和分析
5)．输出或显示
6)．图形绘制
二、判断题（Y/N）
1．结构型传感器的结构比起物性型传感器的结构相对简单。
2．结构型传感器的原理比起物性型传感器的原理相对清晰。
3．电感式传感器只能检测与铁磁性物体间的距离。
4．电动机上的绝对光轴编码器是用来检测运动加速度的。
5．由电阻应变片组成电桥可以构成测量重量的传感器。
6．借助于电磁波和声波可以构成接触型传感器。
7．传感器的精度是反映传感器输出信号与输入信号之间的线性程度。
8．传感器的精度是指传感器的测量输出值与实际被测量值之间的误差。
9．传感器的重复性是指在其输入信号按同一方式进行全量程连续多次测量时，相应测试结果的变化程度。
10．绝对光轴编码器大量使用二进制编码码盘。 11．格林（格雷）码被大量用在相对光轴编码器中。
12．增量式编码器比起绝对式编码器加工难、安装严、体积大、价格高。
13．采用两个码盘脉冲为一个时间间隔，然后用计数器记录在这段时间里高速脉冲源发出的脉冲数。用这样的方法可以提高位置的测量精度。
14．电涡流式传感器可以用来检测与任何物体间的距离。
15．用光纤制作接近觉传感器可以用来检测机器人与目标物间较远的距离。 16．超声波传感器对于水下机器人的作业是不可或缺的。 17．激光测距仪可以进行散装物料重量的检测。
18．红外距离传感器（红外测距仪）相对而言，测距的准确度不高，测量距离相对较短，而由于价格低，也很适合于机器人应用。
19．机器视觉是指用计算机实现人的视觉功能——对客观世界的三维场景的感知、识别和理解。 20．灰度直方图的均衡化是实现图像增强的主要方法之一。
21．数字信号处理DSP （Digital Signal Processing ）包括对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等方面。
22．数字信号处理器（Digital Signal Processor ），也称为DSP 芯片，是近几年发展起来的适于高速运算的集成电路。
23．图像二值化处理便是将图像中感兴趣的部分置1，背景部分置2。
24．计算机视觉学科中绝大多数问题为病态问题，既难以求解或解不唯一。
三、简答题 1．什么是传感器？
2．彩色图像与灰度图像的异同点。
四、分析与计算题
1．荷重传感器应变片贴制与平衡电桥
如图所示，试分析加上载荷后，电桥极性如何变化。 2．夹持力觉传感器如右图所示。
已知：
mm
L L Nmm M Nmm M A B B A 50200100=-== 求受力大小F 和力作用点距离L A 。
第7章机器人控制
一、选择题（4选1，多于4个的为多选题）
1．机器人控制系统在物理上分为两级，但在逻辑上一般分为如下三级：
1)．PID控制器
2)．位置控制器
3)．作业控制器
4)．运动控制器
5)．驱动控制器
6)．可编程控制器
2．在伺服电机的伺服控制器中，为了获得高性能的控制效果，一般具有3个反馈回路，分别是：
1)．电压环
2)．电流环
3)．功率环
4)．速度环
5)．位置环
6)．加速度环
3．操作机手持粉笔在黑板上写字，在哪个方向只有力的约束而无速度约束？
1)．X轴
2)．Y轴
3)．Z轴
4)．R轴
4．如果末端装置、工具或周围环境的刚性很高，那么机械手要执行与某个表面有接触的操作作业将会变得相当困难。此时应该考虑：
1)．柔顺控制
2)．PID控制
3)．模糊控制
4)．最优控制
5．示教-再现控制为一种在线编程方式，它的最大问题是：
1)．操作人员劳动强度大
2)．占用生产时间
3)．操作人员安全问题
4)．容易产生废品
二、判断题（Y/N）
1．机器人控制系统主要对机器人工作过程中的动作顺序、应到达的位置及姿态、路径轨迹及规划、动作时间间隔，以及末端执行器施加在被作用物上的力和力矩等进行控制。
2．步进电动机一般作为闭环伺服系统的执行机构。
3．为改变三相反应式步进电机转子的运动方向，需要改变各相脉冲的频率。
4．GM-400元东控制器中，将增量编码器得到的位置信息，通过4倍频及加、减计数，可以提高位置检测精度。
5．运动控制的电子齿轮模式是一种主动轴与从动轴保持一种灵活传动比的随动系统。
6．示教-再现控制的给定方式中分直接示教和间接示教。直接示教便是操作人员通过手动控制盒上的按键，编制机器人的动作顺序，确定位置、设定速度或限时。
7．通过操作机终端机械结构的变形来适应操作过程中遇到的阻力的柔顺控制称之为主动柔顺。
8．采用一个力反馈或组合反馈的柔顺控制系统称之为主动柔顺控制。
9．控制系统中涉及传感技术、驱动技术、控制理论和控制算法等。
三、简答题
1．机器人控制的主要特点有哪些？
2．步进电动机的特点有哪些？
3．PWM调速的原理是什么？
4．PWM调速特点有哪些？
5．气动马达相对于电动机的主要区别有哪些？
6．GM-400运动控制起具有哪4种运动控制模式？
四、分析与计算题
1．为什么三相六拍通电方式比三相单三拍通电方式能够得到小的步距角和较好的输出性能？
2．试对直流伺服方案和交流伺服方案进行比较。
3．简要介绍双向旋转的叶片式马达工作原理。
4．试列出直流电机电压平衡方程式和转矩平衡方程式，并指出机械部分与电气部分的耦合关系。
第8章工业机器人
一、选择题（4选1，多于4个的为多选题）
1．日本日立公司研制的经验学习机器人装配系统采用触觉传感器来有效地反映装配情况。其触觉传感器属于下列那种传感器？
1)．接触觉
2)．接近觉
3)．力/力矩觉
4)．压觉
2．谐波减速器特别适用于工业机器人的哪几个轴的传动？
1)．S轴
2)．L轴
3)．U轴
4)．R轴
5)．B轴
6)．T轴
3．ＲＶ摆线针轮减速器特别适用于工业机器人的哪几个轴的传动？
1)．S轴
2)．L轴
3)．U轴
4)．R轴
6)．T轴
二、判断题（Y/N）
1．日本日立公司研制的经验学习机器人装配系统的学习功能主要表现在记住前一次的误差，在后面的操控中主动进行调整。
2．谐波减速机的名称来源是因为刚轮齿圈上任一点的径向位移呈近似于余弦波形的变化。
3．变位机的运动数（自由度）主要取决于被加工件的大小。
4．三自由度手腕能使手部取得空间任意姿态。
5．机器人末段执行器的基点P 是R轴、B轴和T轴中心线的交点。
6．EP-500S机器人弹簧平衡机构主要用于平衡大小臂关节的重力矩。
三、简答题
1．弧焊机器人的周边设备主要包括哪些部分？
2．变位机对于焊接机器人的作用是什么？
3．谐波传动的特点主要表现在：
4．6轴工业的各轴功能是什么？
5．GRC通用机器人控制系统的主要技术特点有哪些？
四、分析与计算题
1．三自由度手腕理论上可以有几种结合方式？具有实际意义的又有几种结合方式，试绘出结合方式示意图。
第9章足球机器人
一、选择题（4选1，多于4个的为多选题）
1．集控式足球机器人的智能主要表现在哪两个子系统？
1)．机器人小车子系统
2)．机器人通信子系统
3)．机器人视觉子系统√
4)．机器人决策子系统√
5)．机器人总控子系统
2．模拟通信系统与数字通信系统的主要区别是什么？
1)．载波频率不一样
2)．信道传送的信号不一样
3)．调制方式不一样
4)．编码方式不一样
3．CCD（Charge Coupled Device）摄像头输出信号为____帧/秒(fps——frame per second)。
1)．20
3)．30
4)．50
4．CCD摄像头采用电视PAL标准，每帧图像由___场构成。
1)．1
2)．2
3)．3
4)．4
二、判断题（Y/N）
1．所谓调制就是载波的某参数随基带信号规律而变化的一种过程。可以调整载波的频率和幅值，但是无法调整载波的相位。
2．图像增强是调整图像的色度、亮度、饱和度、对比度和分辨率，使得图像效果清晰和颜色分明。
3．图像恢复指是的光学镜头几何形变的矫正，补偿由于光学镜头所带来的图像畸变。
4．图像压缩是减少图像信息容量以提高系统的响应速度的图像处理方法。
5．足球机器人决策子系统是一类知识型系统，涉及到复杂的基于知识的推理过程和形象思维。
6．集控式足球机器人的各种动作都是通过机器人小车的线速度、角速度、位移和轨迹来实现的，最终都落实到小车左、右轮速的计算，都落实到VL、VR函数的设计上。
7．东大牛牛机器人足球队是中国第一支夺得世界杯冠军的代表队，填补了国内空白。
三、简答题
1．人工智能领域的专家学者对于机器人足球做出什么大胆的设想（dream）？
2．集控式足球机器人包括哪些子系统？
3．自主机器人车（人）载电源的选择原则是什么？
4．足球机器人视觉系统的有利与不利条件有哪些？
5．集控式足球机器人决策子系统的任务是什么？
6．足球机器人六步推理模型的内容是什么？
7．足球机器人总控子系统的任务是哪些？
四、分析与计算题
1．决策系统发给小车的通信协议由4个字节构成，已知同步信息、小车车号和左右轮速设定值如表1所示，试确定协议中奇偶校验码。
第10章机器人技术展望
一、选择题（4选1，多于4个的为多选题）
1．美国发往火星的机器人是______号。
1)．勇气
2)．机遇
3)．小猎兔犬
4)．挑战者
5)．哥伦比亚
二、判断题（Y/N）
1．机器人在国民经济和百姓生活中起到重要作用还需要很长一段时间。
三、简答题
1．当今世界全球定位系统的实施计划有哪些？
四、分析与计算题
1．你认为“人园”的故事能否出现？如何才能保证其不出现？
习题集题目统计
工业机器人技术试卷 答案及评分标准
. . 工业机器人技术 试卷B 卷 答案及评分标准 出卷教师： 适应班级： 考试方式： 本试卷考试分数占学生总评成绩的70 % 题号 一 二 三 四 五 总分 核分人 得分 复查总分 总复查人 （本题36分）一、简答(每小题6分，共36分) 1．简述工业机器人的主要应用场合。 1) 恶劣工作环境及危险工作，如：压铸车间及核工业等领域的作业环境。(2分) 2) 特殊作业场合和极限作业，如：火山探险、深海探密和空间探索等领域。(2分) 3) 自动化生产领域，如：焊接机器人、材料搬运机器人、检测机器人、装配机器人、喷漆和喷涂 机器人。(2分) 2．说明工业机器人的基本组成部分。 工业机器人由三大部分六个子系统组成。 三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。 六个子系统是驱动系统(1分)、机械结构系统(1分)、感受系统(1分)、机器人－环境交互系统(1分)、人机交互系统(1分)和控制系统。(1分) 3．简述工业机器人关节制动器的作用。 许多机器人的机械臂都需要在各关节处安装制动器, 其作用是: 在机器人停止工作时, 保持机械臂的位置不变; 在电源发生故障时, 保护机械臂和它周围的物体不发生碰撞。(6分) 4．机器人的新型驱动方式有哪些？新型驱动方式有什么优点？ 磁致伸缩驱动、压电晶体驱动器、形状记忆金属、静电驱动器(4分)。新型驱动方式可以实现驱动元件的简单化和微型化，更适宜于机器人的使用。(2分) 5．试述运用D-H 方法建立机器人运动学方程时，如何建立连杆坐标系？ 建立连杆坐标系的规则如下: ① 连杆n 坐标系的坐标原点位于n +1关节轴线上,是关节n +1的关节轴线与n 和n +1关节轴 线公垂线的交点。(2分) ② Z 轴与n +1关节轴线重合。 (2分) ③ X 轴与公垂线重合;从n 指向n +1关节。(1分) ④ Y 轴按右手螺旋法则确定。(1分) 6．工业机器人控制系统的特点有哪些？ (1) 机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。(2分) (2) 是一个多变量控制系统，要求系统具有一定的智能性。(1分) (3) 是一个复杂的计算机控制系统。(1分) (4) 描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,各变量之间还存在耦合。(1分) (5) 机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成, 因此存在一个“最优”的问题。(1分) （本题10分）二、有一旋转变换，先绕固定坐标系0X 轴转30°，再绕0Y 轴转60°， 最后沿0Z 轴移动10，试求其变换矩阵。(列出A 的计算式4分，列出齐次变换矩阵4分，得出答案2分) 解： (0,0,10)(,60)(,30) 13 3 0241 000cos 600sin 600100031 010001000cos30sin 30000 ==2200110sin 600cos 6000sin 30cos300313 00 100010001102440 01A Trans Rot Y Rot X =??? ??? ?????????????--?? ????????????-???????- ?????????????? ???? 得分 评卷人 得分 评卷人 学院名称 专业班级 姓名： 学号： 密 封 线 内 不 要 答 题 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 密 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 封 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 线 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 《工业机器人技术》试卷B 第2页（共4页） 《工业机器人技术》试卷B 第1页（共4页）
《机器人技术及应用》综合习题
《机器人技术及应用》综合 习题 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
《机器人技术及应用》综合习题 一、判断 1.机器人是在科研或工业生产中用来代替人工作的机械装置。（对） 2. 19世纪60年代和20世纪70年代是机器人发展最快、最好的时期，这期间的各项研究发明有效地推动了机器人技术的发展和推广。（错） 3. 对于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。（对） 4. 所谓特种机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。（错） 5. 机器人机械本体结构的动作是依靠关节机器人的关节驱动，而大多数机器人是基于开环控制原理进行的。（错） 6. 机器人各关节伺服驱动的指令值由主计算机计算后，在各采样周期给出，由主计算机根据示教点参考坐标的空间位置、方位及速度，通过运动学逆运算把数据转变为关节的指令值。（对） 7. 为了与周边系统及相应操作进行联系与应答，机器人还应有各种通信接口和人机通信装置。（对） 8. 轮式机器人对于沟壑、台阶等障碍的通过能力较高。（错） 9. 为提高轮式移动机器人的移动能力，研究者设计出了可实现原地转的全向轮。（对） 10. 履带式机器人是在轮式机器人的基础上发展起来的，是一类具有良好越障能力的移动机构，对于野外环境中的复杂地形具有很强的适应能力。（对） 11. 腿式（也称步行或者足式）机构的研究最早可以追溯到中国春秋时期鲁班设计的木车马。（对） 12. 机器人定义的标准是统一的，不同国家、不同领域的学者给出的机器人定义都是相同的。（错） 13. 球形机器人是一种具有球形或近似球形的外壳，通过其内部的驱动装置实现整体滚动的特殊移动机器人。（对） 14. 可编程机器人可以根据操作员所编的程序，完成一些简单的重复性操作，目前在工业界已不再应用。（错） 15. 感知机器人，即自适应机器人，它是在第一代机器人的基础上发展起来的，具有不同程度的“感知”能力。（对） 16. 第三阶段机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制，它可以把感知和行动智能化结合起来，称之为智能机器人。（对） 17. 工业机器人的最早研究可追溯到第一次大战后不久。（错） 18. 20世纪50年代中期，机械手中的液压装置被机械耦合所取代，如通用电气公司的“巧手人”机器人。（错）
工业机器人技术试题库与答案
Word 格式 工业机器人技术题库及答案 一、判断题 第一章 1、工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。√ 2、被誉为“工业机器人之父”的约瑟夫·英格伯格最早提出了工业机器人概念。 × 3、工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、手腕、末端操作器 4 大件组成。 × 4、示教盒属于机器人 - 环境交互系统。× 5、直角坐标机器人的工作范围为圆柱形状。× 6、机器人最大稳定速度高, 允许的极限加速度小, 则加减速的时间就会长一些。√ 7、承载能力是指机器人在工作范围内的特定位姿上所能承受的最大质量。× 第二章 1、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手臂和机座。√ 2、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手肘和手臂。× 3、工业机器人的手我们一般称为末端操作器。√ 4、齿形指面多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品。√ 5、吸附式取料手适应于大平面、易碎、微小的物体。√ 6、柔性手属于仿生多指灵巧手。√ 7、摆动式手爪适用于圆柱表面物体的抓取。√ 8、柔顺性装配技术分两种：主动柔顺装配和被动柔顺装配。√ 9、一般工业机器人手臂有 4 个自由度。× 10、机器人机座可分为固定式和履带式两种。× 11、行走机构按其行走运动轨迹可分为固定轨迹和无固定轨迹两种方式。√ 12、机器人手爪和手腕最完美的形式是模仿人手的多指灵巧手。√ 13、手腕按驱动方式来分，可分为直接驱动手腕和远距离传动手腕。√ 第三章 1、正向运动学解决的问题是：已知手部的位姿，求各个关节的变量。× 2、机器人的运动学方程只局限于对静态位置的讨论。√ 第四章 1、用传感器采集环境信息是机器人智能化的第一步。√ 2、视觉获得的感知信息占人对外界感知信息的60% 。× 3、工业机器人用力觉控制握力。× 4、超声波式传感器属于接近觉传感器。√ 5、光电式传感器属于接触觉传感器。× 6、喷漆机器人属于非接触式作业机器人。√ 7、电位器式位移传感器，随着光电编码器的价格降低而逐渐被取代。√ 8、光电编码器及测速发电机，是两种广泛采用的角速度传感器。× 9、多感觉信息融合技术在智能机器人系统中的应用, 则提高了机器人的认知水平。 √ 第五章 1、机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。√
机器人技术发展与应用
机器人技术的发展与应用调研名称：机器人技术的发展与应用 调研时间：2018年7月29日止 调研人：曹桐滔
目录
一、机器人的发展状况 1.1国外发展概况 日本具有国际上最先进的机器人技术，就全世界范围来看，全球工业机器人约有4成在日本。不论在技术方面，还是在市场规模方面，日本可以称得上是“机器人大国”。日本在2004年5月发布的“新产业发展战略”中所指出的7个产业领域，机器人产业也是其中之一，同时，在进一步实施“新产业发展战略”的“新经济成长战略”报告中也把机器人放在使日本成为“世界技术创新中心”的支柱地位上，并在近两年开始重新审视机器人产业政策。 美国是机器人的诞生地，早在1962年就研制出世界上第一台工业机器人，比起号称机器人王国的日本起步至少要早五、六年。经过40多年的发展，美国现已成为世界上的机器人强国之一，基础雄厚，技术先进。据统计，截止到2009年底，美国运行工业机器人大约有19．4万台。目前，美国工业机器人供应商有AdeptTechnology、AmericanＲobot、EmersonIndustrialAutomation等公司。 德国引进机器人的时间比英国和瑞典大约晚了五、六年，但战争所导致的劳动力短缺，国民的技术水平较高等社会环境，却为工业机器人的发展、应用提供了有利条件。此外，20世纪70年代中后期，德国政府采用的积极行政手段也为工业机器人的推广开辟了道路。如在“改善劳动条件计划”中规定，对于一些危险、有毒、有害的工作岗位，必须由机器人来代替。这个计划为机器人的应用开拓了广泛的市场，并推动了工业机器人技术的发展。据统计，截止到2009年底，德国运行的工业机器人为14．58万台。目前，德国工业机器人供应商有KUKA、CLOOS等。 国际上一些大的工业机器人制造厂家，品牌主要分成两大体系，以日本为代表的日韩系，以德国为代表的欧系，其中ABB、安川、发那科三大品牌占据了全球51%的市场，KUKA、OTC、川崎、松下等几大品牌占市场份额的40%以上。
全国青少年机器人技术等级考试试卷(一级)2018年0317
20180317 全国青少年机器人技术等级考试试卷（一级） 试卷编号：866879 试卷录入者：机器人包老师 试卷总分：100 出卷时间：2019-02-16 16:12 答题时间：30 分钟 分数：100 题数：45 一、单选题( 共30 题，每题 2 分，共60 分) 1. 如图所示，于力F1、F2 的大小关系描述正确的是？ [2 分] A.F1=F2 B.F1
D.旗杆顶端有一个动滑轮 参考答案： A 5. 下列图中那一组是齿轮传动装置？[2 分] A. B. C. D. 参考答案： B 6. 下图中哪个实物运用到四边形原理？[2 分]
A. B. C. D. 参考答案： B 7. 动滑轮实质是？[2 分] A.等臂杠杆 B.费力杠杆 C.省力杠杆 D.以上都不是
参考答案： C 8. 传动链和齿轮传动共有的特点是？[2 分] A.同向传动 B.噪音小 C.准确无误的传递动力 D.自由调节距离 参考答案： D 9. 有关轮轴描述正确的是？[2 分] A.用轮轴工作一定是省力的 B.轮轴是能连续转动的杆杠 C.轮轴在转动时轮与轴的速度不一样 D.汽车的方向盘不是一种轮轴 参考答案： B 10. 关于单摆正确的说法是？[2 分] A.单摆运动周期与重力加速度有关 B.单摆运动周期与单摆的摆长无关 C.同一个单摆如果放在月球上，其运动周期与地球的一样 D.单摆等时性是说所有的单摆运动周期相等 参考答案： A 11. 汽车轮胎上设置花纹的目的是？[2 分] A.美观，没有实质用途 B.起到警示的作用 C.让轮胎减少与地面之间的摩擦，防止打滑 D.让轮胎增加与地面之间的摩擦，防止打滑 参考答案： D 12. 在杠杆结构中，杠杆绕着转动的固定点称为？[2 分 ] A.圆点 B.阻力点 C.支点 D.动力点 参考答案： C 13. 以下属于费力杠杆的一组是？ [2 分] A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 参考答案： C 14. 斧头的外形的设计，是利用（）能省力的原理。[2 分]
【配套K12】工业机器人技术及应用(教案)1
工业机器人技术及应用(教案)1 第一章绪论 什么是工业机器人为何发展工业机器人工业机器人发展概况工业机器人的诞生工业机器人的发展工业机器人的分类及应用工业机器人的分类工业机器人的应用学习目标 *掌握工业机器人的定义 *了解工业机器人的发展事和历程 *熟悉工业机器人的常见分类及其行业应用导入案例 富士康“百万机器人”上岗折射中国制造业升级 20XX 年，富士康 CEO 郭台铭表示,希望到 20XX 年底装配 30 万台机器人，到 20XX 年装配 100 万台，要在 5 到 10 年数年内通过自动化消除简单重复性的工序。机器人的投产使用，可将目前的人力资源转移到具备更高附加值的岗位上，这也符合将我国“人口红利”转为“人才红利”的大目标。 这一工业机器人的井喷潮涌，何时会蔓延到“中国制造”的每一个工厂、每一条生产线、每一个工序、每一个工位上，将为“中国制造”的转型提“智”做出何等贡献？我们对此充满期待。课堂认知 什么是工业机器人
机器人涉及到人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。 美国:一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能操作机。 日本: 一种带有存储器件和末端操作器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。 中国: 一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或者生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。 ISO一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业。 广义地说：工业机器人是一种在计算机控制下的可编程的自动机器。它具有四个基本特征：①特定的机械机构 ②通用性 ③不同程度的智能④独立性 为何发展机器人 让机器人替人类干那些人不愿干、干不了、干不好的工作。 ABB 给出十大投资机器人的理：第一，降低运营成本；第二，提升产品质量与一致性；第三，改善员工的工作环境；第四，扩大产能；第五，增强生产的柔
东北大学-机器人技术B试卷包含答案
东北大学继续教育学院 机器人技术试卷（作业考核线上） B 卷 学习中心：院校学号：姓名： （共 4 页） 总分题号一二三四五六七八九十得分 一、选择题（4选1，多于4个的为多选题；共20分，每小题2分）打 1．当代机器人主要源于以下两个分支： 1)．计算机与数控机床 2)．遥操作机与数控机床 3)．遥操作机与计算机 4)．计算机与人工智能 2．运动学正问题是实现如下变换： 1)．从操作空间到关节空间的变换 2)．从操作空间到迪卡尔空间的变换 3)．从迪卡尔空间到关节空间的变换 4)．从关节空间到操作空间的变换 3．动力学的研究内容是将机器人的______联系起来。 1)．传感器与控制 2)．运动与控制 3)．结构与运动 4)．传感系统与运动 4．为了获得非常平稳的加工过程，希望作业启动（位置为零）时： 1)．速度恒定，加速度为零 2)．速度为零，加速度恒定 3)．速度为零，加速度为零 4)．速度恒定，加速度恒定
5．应用通常的物理定律构成的传感器称之为 1)．结构型 2)．物性型 3)．一次仪表 4)．二次仪表 6．测速发电机的输出信号为 1)．数字量 2)．模拟量 3)．开关量 4)．脉冲量 7．GPS全球定位系统，只有同时接收到____颗卫星发射的信号，才可以解算出接收器的位置。 1)．2 2)．3 3)．4 4)．6 8．如果末端装置、工具或周围环境的刚性很高，那么机械手要执行与某个表面有接触的操作作业将会变得相当困难。此时应该考虑： 1)．PID控制 2)．柔顺控制 3)．模糊控制 4)．最优控制 9．谐波减速器特别适用于工业机器人的哪几个轴的传动？ 1)．S轴 2)．L轴 3)．U轴 4)．R轴 5)．B轴 6)．T轴 10．集控式足球机器人的智能主要表现在哪两个子系统？ 1). 机器人小车子系统 2). 机器人视觉子系统3). 机器人通信子系统 4). 机器人决策子系统 5). 机器人总控子系统 二、判断题（回答Y/N，Y表示正确，N表示错误；共30分，每题2分） 1．复合运动齐次矩阵的建立是由全部简单运动齐次矩阵求和所形成的。（N ） 2．关节i的效应表现在i 关节的末端。（Y） 3．增量式编码器比起绝对式编码器加工难、安装严、体积大、价格高。（N ） 4．步进电动机一般作为闭环伺服系统的执行机构。（N ） 5．示教-再现控制的给定方式中分直接示教和间接示教。直接示教便是操作人员通过手动控制盒上的按键，编制机器人的动作顺序，确定位置、设定速度或限时。（ N ）6．格林（格雷）码被大量用在相对光轴编码器中。（ N ）
机器人学导论复习题及参考答案 新
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 机器人学导论 一、名词解释题： 二、简答题： 1.机器人学主要包含哪些研究内容？ 2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？ 3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？ 4.机器人控制系统的基本单元有哪些？ 三、论述题： 1.试论述机器人技术的发展趋势。 2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。 4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。 四、计算题：（需写出计算步骤，无计算步骤不能得分）： 1.已知点u 的坐标为[7,3,2]T ，对点u 依次进行如下的变换：（1）绕z 轴旋转90°得到点v ；（2）绕y 轴旋转90°得到点w ；（3）沿x 轴平移4个单位，再沿y 轴平移-3个单位，最后沿z 轴平移7个单位得到点t 。求u , v , w , t 各点的齐次坐标。 x y z O u v w t 2.如图所示为具有三个旋转关节的3R 机械手，求末端机械手在基坐标系{x 0,y 0}下的运动学方程。 θ1 θ2 θ3 L 2 L 1 L 3 x 0 y 0 O 3.如图所示为平面内的两旋转关节机械手，已知机器人末端的坐标值{x ,y }，试求其关节旋转变量θ1 和θ2.
θ1 θ2 L 2 L 1 x y P 4.如图所示两自由度机械手在如图位置时（θ1= 0 , θ2=π/2），生成手爪力 F A = [ f x 0 ]T 或F B = [ 0 f y ]T 。求对应的驱动力 τ A 和τ B 。 τ1 L 2 x y P L 1 τ2F A F B 0y f ?? ???? 0x f ?????? 5.如图所示的两自由度机械手，手部沿固定坐标系在手上X 0轴正向以 1.0m/s 的速度移动，杆长 l 1=l 2=0.5m 。设在某时刻θ1=30°，θ2=-60°，求该时刻的关节速度。已知两自由度机械手速度雅 可比矩阵为 1121221211212 212l s l s l s l c l c l c θθ---?? =? ?+?? J θ1 -θ2 l 2 l 1 x 0 y 0 O x 3 y 3v 3
机器人技术及其应用结课论文
大学 机 器 人 技 术 及 应 用 结 课 论 文
智能引领未来 摘要： 智能引领未来，机器人能力将远胜人类，这不是梦想；未来的机器人也能自主的学习和思考，工作能力将远远超过人类，能承担大量人类所不能及的工作，进一步推动智能科学的发展，促进社会的进步，促进经济的高速增长，而实现智能化必须依靠强有力的硬件系统，就机器人而言，其身上集成了多种处理器、存储器与大量的传感器，设想，当这些器件不断地走向高端化、微型化、进一步集成化，那么机器人的处理速度将进一步提高，质量与体积将大大减小，机器人将越来越”聪明“。 关键词： 机器人、智能、硬件系统、高端化、集成化、微型化、聪明。 引言： 现在的机器人与人类比较起来，机器人不能自主学习与自主思考，缺乏情感，必须需要接收人的命令才能执行相关命令，或者事先就把各种命令存储到机器人的大脑中，有需要的时候就执行命令。随着集成电路的飞速发展，处理器、存储器、传感器等电子元件的高端化、微型化、集成化，机器人的处理速度将大大提高，质量与体积将大大减轻，机器人会变得越来越”聪明“。 集成电路前景优越 芯片即集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业，在计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等几大领域起着关键作用，是全球主要国家或地区抢占的战略制高点，尤其是发达国家在这一领域投入了大量创新资源，竞争日趋激烈。 随着技术的不断进步，新的元件结构和材料上的变革都将对机器人的发展战略起到决定作用。在晶圆代工产业，14nm/16nm的FinFET器件已取得了一定的发展。拥有较低泄漏率和更高速度的低功率晶体管备受瞩目。3DNAND使平面NAND 降到20nm以下，创造出外形更小巧、位密度更高的产品。 为了改进3D设备的性能，未来的逻辑芯片和晶圆代工设备的解决方案需要采用选择性外延与高k金属栅电极材料加工工艺，以提高晶体管的速度，降低泄漏率。低功耗、高性能的晶体管则能丰富移动设备的功能，同时延长电池寿命, 3DNAND需要HAR蚀刻、阶梯绘图、多层堆叠沉积和高选择性硬模等技术的支持，从而在小巧的外形空间内实现高密度存储，这对智能化设备，如对机器人来说简直就是如虎添翼啊！ 随着LED产业发展越来越趋于健康和理性，LED领域设备需求也更多来自于新工艺、新技术的驱动，而非简单生产规模的扩张，比如倒装芯片与高压芯片被认为是目前最具有发展前景的LED芯片技术，而这两种技术也带动了深槽刻蚀设备和金属反射层镀膜设备等新设备、新工艺的需求。除此之外，还有AlN镀膜设备、高亮度红黄光芯片刻蚀设备等设备的需求。 集成电路引导未来生活 一张0.5毫米厚的世博会门票，其“真实面目”是个集成电路产品。门票里装了RFID芯片，当门票靠近读卡机时，门票上的线圈会感应出电流，电流便驱
精选机器人技术试题及答案资料word
精选机器人技术试题及答案资料word 第1章绪论 1、国际标准化组织（ISO）对机器人的定义是什么？ 国际标准化组织（ISO）给出的机器人定义较为全面和准确，其涵义为： 机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能； 机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变； 机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等； 机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人类的干预。 2、工业机器人是如何定义的？ 工业机器人是指在工业中应用的一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各种作业。且这种操作机可以固定在一个地方，也可以在往复运动的小车上。 3、按几何结构，机器人可分为那几种？ 直角坐标型 圆柱坐标型球坐标型关节坐标型 4、机器人的参考坐标系有哪些？ 全局参考坐标系关节参考坐标系工具参考坐标系 5、什么是机器人的自由度和工作空间？ 机器人的自由度（Degree of Freedom, DOF）是指其末端执行器相对于参考坐标系能够独立运动的数目，但并不包括末端执行器的开合自由度。自由度是机器人的一个重要技术指标，它是由机器人的结构决定的，并直接影响到机器人是否能完成与目标作业相适应的动作。 机器人的工作空间（Working Space）是指机器人末端上参考点所能达到的所有空间区域。由于末端执行器的形状尺寸是多种多样的，为真实反映机器人的特征参数，工作空间是指不安装末端执行器时的工作区域。 第2章 1、机器人系统由哪三部分组成？答：操作机、驱动器、控制系统 2、什么是机器人的操作机？分为哪几部分？ 答：机器人的操作机就是通过活动关节（转动关节或移动关节）连接在一起的空间开链机构，主要由手部、腕部、臂部和机座构成。 3、简述机器人手部的作用，其分为哪几类？ 答：作用：机器人的手部又称为末端执行器，它是机器人直接用于抓取和握紧（或吸附）工件或操持专用工具（如喷枪、扳手、砂轮、焊枪等）进行操作的部件，它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的最前端。 分类：1.机械夹持式手2.吸附式手3.专用手4.灵巧手 4、机器人机械夹持式手按手爪的运动方式分为哪两种？各有何典型机构？ 答：按手爪的运动方式分为回转型和平移型。平移型可分两类：它分为直线式和圆弧式两种。典型机构：a齿轮齿条式b螺母丝杠式c凸轮式d平行连杆式.回转型典型:a楔块杠杆式b滑槽杠杆式c连杆杠杆式d齿轮齿条式e自重杠杆式 5、机器人吸附式手分为哪两种？各有何特点？ 答：根据吸附力的产生方法不同，将其分为：气吸式,磁吸式（1）气吸式:气吸式手是利用吸盘内的压力与外界大气压之间形成的压力差来工作的，根据压力差形成的原理不同，可分为：a挤压排气式b气流负压式c真空抽气式(2)磁吸式:磁吸式手是利用磁场产生的磁吸力来抓取工件的，因此只能对铁磁性工件起作用（钢、铁等材料在温度超过723℃时就会失去磁性），另外，对不允许有剩磁的工件要禁止使用，所以磁吸式手的使用有一定的局限性。根据磁场产生的方法不同，磁吸式
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第1 章绪论 1、国际标准化组织（ISO）对机器人的定义是什么？ 国际标准化组织（ISO）给出的机器人定义较为全面和准确，其涵义为： 机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能； 机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变； 机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等； 机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人类的干预。 2、工业机器人是如何定义的？ 工业机器人是指在工业中应用的一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各种作业。且这种操作机 可以固定在一个地方，也可以在往复运动的小车上。 3、按几何结构，机器人可分为那几种？ 直角坐标型 圆柱坐标型球坐标型关节坐标型 4、机器人的参考坐标系有哪些？ 全局参考坐标系关节参考坐标系工具参考坐标系 5、什么是机器人的自由度和工作空间？ 机器人的自由度（Degree of Freedom, DOF ）是指其末端执行器相对于参考坐标系能够独立 运动的数目，但并不包括末端执行器的开合自由度。自由度是机器人的一个重要技术指标， 它是由机器人的结构决定的，并直接影响到机器人是否能完成与目标作业相适应的动作。 机器人的工作空间（Working Space）是指机器人末端上参考点所能达到的所有空间区域。 由于末端执行器的形状尺寸是多种多样的，为真实反映机器人的特征参数，工作空间是指不 安装末端执行器时的工作区域。 第2 章 1、机器人系统由哪三部分组成？答：操作机、驱动器、控制系统 2、什么是机器人的操作机？分为哪几部分？ 答：机器人的操作机就是通过活动关节（转动关节或移动关节）连接在一起的空间开链机构， 主要由手部、腕部、臂部和机座构成。 3、简述机器人手部的作用，其分为哪几类？ 答：作用：机器人的手部又称为末端执行器，它是机器人直接用于抓取和握紧（或吸附）工 件或操持专用工具（如喷枪、扳手、砂轮、焊枪等）进行操作的部件，它具有模仿人手动作 的功能，并安装于机器人手臂的最前端。 分类：1.机械夹持式手 2.吸附式手 3.专用手 4.灵巧手 4、机器人机械夹持式手按手爪的运动方式分为哪两种？各有何典型机构？ 答：按手爪的运动方式分为回转型和平移型。平移型可分两类：它分为直线式和圆弧式两种。 典型机构： a 齿轮齿条式 b 螺母丝杠式 c 凸轮式 d 平行连杆式.回转型典型:a 楔块杠杆式 b 滑槽杠杆式 c 连杆杠杆式 d 齿轮齿条式 e 自重杠杆式 5、机器人吸附式手分为哪两种？各有何特点？ 答：根据吸附力的产生方法不同，将其分为：气吸式,磁吸式（1）气吸式:气吸式手是利用 吸盘内的压力与外界大气压之间形成的压力差来工作的，根据压力差形成的原理不同，可分为：a 挤压排气式 b 气流负压式 c 真空抽气式(2)磁吸式:磁吸式手是利用磁场产生的磁吸力 来抓取工件的，因此只能对铁磁性工件起作用（钢、铁等材料在温度超过723℃时就会失去磁性），另外，对不允许有剩磁的工件要禁止使用，所以磁吸式手的使用有一定的局限性。 根据磁场产生的方法不同，磁吸式手可分为： a 永磁式 b 励磁式
机器人技术及应用
机器人技术及应用
机器人技术及应用 周贤涛 郑州大学机械学院 20150150444 一、机器人原理 机器人瓦力的原理是一种物理状态？具有一定的形态？机器人的外形究竟是什么样子？这取决于人们想让它做什么样的工作？其功能设定决定了机器人的大小、形状、材质和特征等等。 像大脑就是控制机器人的程序或指令组，当机器人接收到传感器的信息后，能够遵循人们编写的程序指令，自动执行并完成一系列的动作。控制程序主要取决于下面几种因素，使用传感器的类型和数量，传感器的安装位置，可能的外部激励以及需要达到的活动效果。动作就是机器人的活动，有时即使它根本不动，这也是它的一种动作表现，任何机器人在程序的指令下要执行某项工作必定是靠动作来完成的。 他是一个智能的机器人产，但是他的智能已经和我们人类没什么区别了。如果在现实生活中有这样的机器人的话，就完全可以代替人类来做
任何事情了。这是我的看法。下面是现在我们现实生活中智能机器人的五个组成部分，电子计算机是智能模拟的物质技术工具。它是一种自动、高速处理信息的电子机器。它采用五个与大脑功能相似的部件组成了电脑，来模拟人脑的相应功能。这五个部件是，(1) 输入设备模拟人的感受器(眼、耳、鼻等) 用以接受外来的信息。人通过输入设备将需要计算机完成的任务、课题、运算步骤和原始数据采用机器所能接受的形式告诉计算机，并经输入设备把这些存放到存贮器中。(2) 存贮器模拟人脑的记忆功能，将输入的信息存储起来，供随时提取使用，是电子计算机的记忆置。(3) 运算器模拟人脑的计算、判断和选择功能，能进行加减乘除等算术运算和逻辑运算。(4) 控制器人脑的分析综合活动以及通过思维活动对各个协调工作的控制功能，根据存贮器内的程序，控制计算机的各个部分协调工作。它是电脑的神经中枢。 (5)输出设备模拟人脑的思维结果和对外界刺激的反映，把计算的结果报告给操作人员或与外部设备联系，指挥别的机器动作。 人工智能的产生是人类科学技术进步的结
工业机器人常见五大应用领域及关键技术【最新整理】
工业机器人常见五大应用领域及关键技术 去年全球工业机器人销量达到24万台，同比增长8%。其中，我国工业机器人市场销量超过6.6万台，继续保持全球第一大工业机器人市场的地位。但是，按机器人密度来看，即每万名员工对应的机器人保有量，我国不足30台，远低于全球约为50多台的平均水平。 前瞻产业研究院《2016-2021年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示：2015年我国工业机器人产量为32996台，同比增长21.7%。2016年机器人产业将继续保持快速增长，今年一季度我国工业机器人产量为11497台，同比增长19.9%。此外，数据显示，2015年我国自主品牌工业机器人生产销售达22257台，同比增长31.3%。国产自主品牌得到了一定程度的发展，但与发达国家相比，仍有一定差距。 2016年未来全球工业机器人市场趋势包括：大国政策主导，促使工业与服务机器人市场增长；汽车工业仍为工业机器人主要用户；双臂协力型机器人为工业机器人市场新亮点。 一、什么是工业机器人 工业机器人是一种通过重复编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统，它结合制造主机或生产线，可以组成单机或多机自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。 当前，工业机器人技术和产业迅速发展，在生产中应用日益广泛，已成为现代制造生产中重要的高度自动化装备。
二、工业机器人的特点 自20世纪60年代初第一代机器人在美国问世以来，工业机器人的研制和应用有了飞速的发展，但工业机器人最显著的特点归纳有以下几个。 1.可编程。生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统（ＦＭＳ）中的一个重要组成部分。 2.拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。 3.通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。 4.机电一体化。工业机器人技术涉及的学科相当广泛，但是归纳起来是机械学和微电子学的结合——机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都和微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展和水平。 三、工业机器人常见的五大应用领域 1.机械加工应用（2%） 机械加工行业机器人应用量并不高，只占了2%，原因大概也是因为市面上有许多
全国青少年机器人技术等级考试试卷(二级纸版0324)答案
-- 全国青少年机器人技术等级考试试卷 (二级) 一、单项选择题（在四个备选答案中只有一个是正确的，将正确的答案填入括号中,多选或不选 均不得分。30题×2分／题=６0分） 1.2017年11月11日,在安徽邮政合肥邮区有一批机器人“小黄人”正式上岗,它们的工作内容是？（ A ) Ａ.智能分拣快递 B.智能清扫垃圾 C.智能送餐 D.智能跟随 2. 机器人三定律由谁提出？ A Ａ.美国科幻家艾萨克?阿西莫夫 B ．乔治?德沃尔 C.意大利作家卡洛?洛伦齐尼 D ．捷克剧作家卡尔?恰佩克 ３. 电机是将电能转化为( D ）的传动装置。 A.动能 B.磁能 Ｃ.运动能 D.机械能 4. 相传诸葛亮发明了木牛流马，下列说法正确的是?C A ．它是用来载人的交通工具 B ．它是古代用来运送军粮的军用机器人 C.它是用来模仿动物行为的工具 Ｄ.它是用来耕地的农用工具 题号 一 二 三 总分 分数 得分 评阅人 密封线内勿答题） 考点 专业 机器人 姓名 身份证号 （密封线内勿答题）
5.一般情况下物体之间的滚动摩擦力？( C ) A.等于滑动摩擦力Ｂ.大于滑动摩擦力Ｃ.小于滑动摩擦力D．不确定 ６. 下列有关直升飞机起飞时螺旋桨的说法正确的是？ A A.桨叶上侧空气流动速度比下侧快 B.桨叶上侧空气流动速度比下侧慢 C．桨叶上侧所受气压比下侧大 D.桨叶空气流动速度快的一侧所受的压力更大 7.如图,石油开采机上应用了什么机构？（A ） A．曲柄滑块 B.斜面 C.双曲柄 Ｄ.几轮 ８.下图按从左到右的顺序分别表示的是?（B ) A.滚动凸轮、槽形凸轮、圆形凸轮 B.移动凸轮、槽形凸轮、盘形凸轮 C．滚动凸轮、圆柱凸轮、圆形凸轮Ｄ.移动凸轮、圆柱凸轮、盘形凸轮 9.右图表示的是什么机构？( C ） A．等高凸轮 B.等径凸轮 C．等宽凸轮 D.等长凸轮 1０．六足机器人中装有分别控制机器人两边的电机,当左侧电机向前速度为1５0,右侧电机向前速度为25０时，六足机器人会？( B ） A.向右转 B.向左转，并且是一边前行一边左转 Ｃ.以左边中间的足部为圆心向左转Ｄ．以左边靠前的足部为圆心向左转
工业机器人技术试卷答案及评分标准
工业机器人技术 试卷B 卷 答案及评分标准 出卷教师： 适应班级： 考试方式： 本试卷考试分数占学生总评成绩的70 % 题号 一 二 三 四 五 总分 核分人 得分 复查总分 总复查人 （本题36分）一、简答(每小题6分，共36分) 1．简述工业机器人的主要应用场合。 1) 恶劣工作环境及危险工作，如：压铸车间及核工业等领域的作业环境。(2分) 2) 特殊作业场合和极限作业，如：火山探险、深海探密和空间探索等领域。(2分) 3) 自动化生产领域，如：焊接机器人、材料搬运机器人、检测机器人、装配机器人、喷漆和喷涂 机器人。(2分) 2．说明工业机器人的基本组成部分。 工业机器人由三大部分六个子系统组成。 三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。 六个子系统是驱动系统(1分)、机械结构系统(1分)、感受系统(1分)、机器人－环境交互系统(1分)、人机交互系统(1分)和控制系统。(1分) 3．简述工业机器人关节制动器的作用。 许多机器人的机械臂都需要在各关节处安装制动器, 其作用是: 在机器人停止工作时, 保持机 械臂的位置不变; 在电源发生故障时, 保护机械臂和它周围的物体不发生碰撞。(6分) 4．机器人的新型驱动方式有哪些新型驱动方式有什么优点 磁致伸缩驱动、压电晶体驱动器、形状记忆金属、静电驱动器(4分)。新型驱动方式可以实现驱动元件的简单化和微型化，更适宜于机器人的使用。(2分) 5．试述运用D-H 方法建立机器人运动学方程时，如何建立连杆坐标系 建立连杆坐标系的规则如下: ① 连杆n 坐标系的坐标原点位于n +1关节轴线上,是关节n +1的关节轴线与n 和n +1关节轴 线公垂线的交点。(2分) ② Z 轴与n +1关节轴线重合。(2分) ③ X 轴与公垂线重合;从n 指向n +1关节。(1分) ④ Y 轴按右手螺旋法则确定。(1分) 6．工业机器人控制系统的特点有哪些 (1) 机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。(2分) (2) 是一个多变量控制系统，要求系统具有一定的智能性。(1分) (3) 是一个复杂的计算机控制系统。(1分) (4) 描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,各变量之间还存在耦合。(1分) (5) 机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成, 因此存在一个“最优”的问题。(1 分) 得分 评卷人 学院名称 专业班级： 姓名： 学号： 密 封 线 内 不 要 答 题 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 密 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 封 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 线 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃
机器人技术与PLC试题大全答案
一．填空题 1.六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人－环境交互系统、人机交互系统和控制系统 2. （机器人末端执行器为重复到达同一目标位置（理想位置）而实际到达位置之间的接近程度） 重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力, 可以用标准偏差这个统计量来表示, 它是衡量一列误差值的密集度(即重复度) 3. z方向 4. 零 5. 牛顿、拉格朗日 6．机器人操作手的独立关节变量多于末端执行器的运动自由度数 7．（液压）、（气动）、（电动） 8. 测速发电机、增量式码盘 9. 程序、适应性、人工智能 10、（指代替原来由人直接或间接作业的自动化机械） 11、答：3×1 12、答：唯一。 13、答：两个 14、答：位置p 15、答：数值解 16、答：J 。 17、答：手部作业空间微小位移dX 18、答：微小运动。 19、串联机器人、并联机器人 20、继电器输出、晶体管输出、双向晶闸管输出 二．选择题 1.B 2.B 3.C 4.A 5.D 6.D 7. B 8.B 9.B 10.A 11.A 12.C 13.C 14.D 15.B 16.D 17. A 18.D 19.A 20.D 21.D 22.D 23.A 24.A 25.D 26.A 27. D 28.C 29.C 30.D
31.A 32.B 33.C 34.B 35.C 36.C 37. B 38.A 39.C 40.C 41.B 42.D 43.B 44.A 45.C 46.A 47. C 48.C 49.A 50.D 51.D 52.D 53.B 54.B 55.B 56.A 57. B 58.A 59.C 60.C 61.D 62.C 63.C 64.A 65.C 66.D 67. C 68.C 69.A 70.B 71.C 72.B 73.B 74.B 三．多选题 1.BCD 2.ABDE 3.ABCE 4.BC 5.ABD 6.AC 7.ABCD 8.ACE 9.DEF 10.ABC 11.CD 12.AB 13.BEF 14.ADE 15.CDE 16 .BDE 四．判断题 1.Y 2.Y 3.Y 4.Y 5.N 6.N 7.N 8.Y 9.Y 10.Y 11.Y 12.Y 13.N 14.Y 15.Y 16.Y 17.N 18.Y 19.Y 20.N 21.Y 22.Y 23.N 24.Y 25.N 26.Y 27.Y 28.Y 29.Y 30.Y 31.Y 32.N 33.N 34.Y 35.Y 36.Y 37.Y 38.Y 39.Y 40.Y 41.N 42.Y 43.Y 44.N 45.Y 46.Y 47.N 48.Y 49.N 50.N 51.Y 52.N 53.N 54.N 55.Y 56.Y 57.Y 58.Y 59.N 60.Y 61.N 62.N 63.Y 64.Y 65.N 66.N 67.N 68.Y 69.Y 70.Y 71.Y 72.N 73.N 74.Y 75.Y 76.N 77.Y 78.N 79.N 80.Y 81.Y 82.N 83.N 84.N 85.N 86.N 87.Y 88.Y 89.Y 90.Y 91.Y 92.Y 93.Y 94.Y 95.N 96.Y 97.Y 98.N 99.N 100.Y 101.Y 102.N 103.N 104.Y 105.Y 106.Y 107.N 108.N 109.Y 110.Y 111.Y 112.N 113.Y 114.Y 115.Y 116.N 117.Y 118.Y 五．简答题 1. 齿轮传动，蜗杆传动，滚珠丝杆出传动，同步齿形带传动，链传动和行星齿轮传动 2. 答：1、建立坐标系2、确定连杆参数3、写出各个齐次矩阵4、写方程 机器人动力学研究目的，建立力、质量和加速度之间以及力矩、惯量和角速度之间的关系。 确定力和力矩，计算每个驱动器所需的驱动力，以便在机器人连杆和关节上产生期望的加速度。 根据有关方程并考虑机器人的外部载荷计算出驱动器可能承受的最大载荷，设计出能提供足够力及力矩的驱动器。研究机器人不同部件之间的关系，合理地设计出机器人的部件。 3. 因为现在的电机一般速度较高，力矩较小，需要通过传动系统降低转速、提高力矩。 4.(1)CCD图像传感器、超声波传感器和结构光设备等；(2) 视频信号数字化设备，其任务是把摄像机或者CCD输出的信号转换成方便计算和分析的数字信号；(3)