工業(yè)機(jī)器人復(fù)習(xí)

1、題型：填空 名詞解釋 簡(jiǎn)答 計(jì)算第一章1.1簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人的定義，說(shuō)明機(jī)器人的主要特征。定義：機(jī)器人是一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置，通過(guò)可編程序動(dòng)作來(lái)執(zhí)行種種任務(wù)并具有編程能力的多功能機(jī)械手。特征：1) 機(jī)器人的動(dòng)作機(jī)構(gòu)具有類似于人或其他生物體某些器官（肢體、感官等）的功能。2) 機(jī)器人具有通用性，工作種類多樣，動(dòng)作程序靈活多變。3) 機(jī)器人具有不同程度的智能性，如記憶、感知、推理、決策、學(xué)習(xí)等。4) 機(jī)器人具有獨(dú)立性，完整的機(jī)器人系統(tǒng)在工作中可以不依賴于人的干預(yù)。1.2工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床有什么區(qū)別？1) 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)為開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈而數(shù)控機(jī)床為閉式運(yùn)動(dòng)鏈2) 工業(yè)機(jī)器人一般具有多

2、關(guān)節(jié)，數(shù)控機(jī)床一般無(wú)關(guān)節(jié)且均為直角坐標(biāo)系統(tǒng)3) 工業(yè)機(jī)器人是用于工業(yè)中各種作業(yè)的自動(dòng)化機(jī)器而數(shù)控機(jī)床應(yīng)用于冷加工；4) 機(jī)器人靈活性好，數(shù)控機(jī)床靈活性差。1.4說(shuō)明工業(yè)機(jī)器人的基本組成及三大部分之間的關(guān)系。答：工業(yè)機(jī)器人由三個(gè)部分，六個(gè)子系統(tǒng)組成，這三個(gè)部分分別是機(jī)械部分、傳感部分、控制部分；六個(gè)子系統(tǒng)分別是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)等。他們的關(guān)系如下圖所示：1.5簡(jiǎn)述下面幾個(gè)術(shù)語(yǔ)的含義：自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力。1.6 什么叫冗余自由度機(jī)器人？從運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)看，完成一特定作業(yè)時(shí)具有多余自由度的機(jī)器人稱為冗余自由度機(jī)器

3、人。1.9 工業(yè)機(jī)器人怎樣按控制方式來(lái)分類？ 點(diǎn)位控制 連續(xù)軌跡控制補(bǔ)充：按機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式分類1、 按坐標(biāo)形式分類直角坐標(biāo)型機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人球坐標(biāo)型機(jī)器人、關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人2、按控制方式來(lái)分類 點(diǎn)位控制 連續(xù)軌跡控制3、 按驅(qū)動(dòng)方式分類氣力驅(qū)動(dòng)式、液力驅(qū)動(dòng)式、電力驅(qū)動(dòng)式、新型驅(qū)動(dòng)式工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)由機(jī)身、手臂、末端執(zhí)行器三大件組成?？刂品直媛适俏恢梅答伝芈纺軌驒z測(cè)到的最小位移量。第三章第四章4.2簡(jiǎn)述用拉格朗日方程建立機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程的步驟。對(duì)于任何機(jī)械系統(tǒng)，拉格朗日函數(shù)L的定義為系統(tǒng)總的動(dòng)能Ek與總的勢(shì)能Ep之差，即 L=EkEp由拉格朗日函數(shù)L所描述的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)狀態(tài)

4、的拉格朗日方程（簡(jiǎn)稱L-E方程，Ek和Ep可以用任何方便的坐標(biāo)系來(lái)表示）為 - ¶¶= 式中，F(xiàn)i是n個(gè)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)力或力矩矢量?？紤]式中不顯含q，上式可寫成： -+¶¶采用齊次變換的方法，用拉格朗日方程建立機(jī)器人連桿系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)機(jī)器人連桿系統(tǒng)位姿和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行描述。用拉格朗日方法建立機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程的步驟為： （1）計(jì)算任一連桿上任一點(diǎn)的速度； （2）計(jì)算各連桿的動(dòng)能和機(jī)器人的總動(dòng)能； （3）計(jì)算各連桿的勢(shì)能和機(jī)器人的總勢(shì)能； （4）建立機(jī)器人系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)； （5

5、）對(duì)拉格朗日函數(shù)求導(dǎo)，得到動(dòng)力學(xué)方程式。  4.3動(dòng)力學(xué)方程的簡(jiǎn)化條件有哪些？ 對(duì)于復(fù)雜一些的多自由度機(jī)器人，動(dòng)力學(xué)方程龐雜，推導(dǎo)過(guò)程更為復(fù)雜，且對(duì)機(jī)器人實(shí)時(shí)控制也更為困難。通常對(duì)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行如下簡(jiǎn)化： （1）當(dāng)桿件質(zhì)量不很長(zhǎng)、重量輕時(shí)，動(dòng)力學(xué)方程中的重力矩項(xiàng)也可以省略； （2）當(dāng)機(jī)器人不是高速機(jī)器人，關(guān)節(jié)速度不很大時(shí)，含有速度一階微分的二次項(xiàng)可省略； （3）當(dāng)關(guān)節(jié)加速度不很大，即關(guān)節(jié)升降速不是很突然時(shí)，加速度的一階微分項(xiàng)可省略。  4.4 簡(jiǎn)述空間分辨率的概念?？臻g分辨率是描述機(jī)器人工具末端運(yùn)動(dòng)所達(dá)到

6、的最小運(yùn)動(dòng)增量，是機(jī)器人控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特性指標(biāo)，是描述機(jī)器人工具末端運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要因素。（背不完寫第一段就好）空間分辨率由機(jī)械偏差和控制分辨率構(gòu)成。為了確定空間分辨率，機(jī)器人各關(guān)節(jié)的工作范圍由控制增量數(shù)來(lái)區(qū)分，通常用各控制部件的分辨率、各機(jī)械部件的偏差和某個(gè)任意的從未接近的固定位置（目標(biāo)）三個(gè)指標(biāo)來(lái)綜合描述機(jī)器人的精度。4.74.84.84.11簡(jiǎn)述機(jī)器人速度雅克比、力雅克比的概念及其二者之間的關(guān)系。4.13補(bǔ)充：動(dòng)力學(xué)的正問(wèn)題是根據(jù)各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)力（或力矩），求解機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)（關(guān)節(jié)位移、速度和加速度），主要用于機(jī)器人的仿真；動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題是已知機(jī)器人關(guān)節(jié)的位移、速度和加速度，求解所需要的關(guān)節(jié)

7、力（或力矩），是實(shí)時(shí)控制的需要。運(yùn)動(dòng)學(xué)的正問(wèn)題：給定末端連桿的位姿計(jì)算相應(yīng)關(guān)節(jié)變量的過(guò)程叫做運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。 機(jī)器人的奇異形位分類：邊界奇異形位、內(nèi)部奇異形位。機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的研究有：牛頓-歐拉法、拉格朗日法、高斯法、凱恩法及羅伯遜-魏登堡法。第五章5.1 何謂軌跡規(guī)劃？簡(jiǎn)述軌跡規(guī)劃的方法并說(shuō)明其特點(diǎn)。機(jī)器人軌跡泛指工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，即運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的位移、速度和加速度。軌跡的生成一般是先給定軌跡上的若干點(diǎn)，將其經(jīng)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解映射到關(guān)節(jié)空間，對(duì)關(guān)節(jié)空間中的相應(yīng)點(diǎn)建立運(yùn)動(dòng)方程，然后按這些運(yùn)動(dòng)方程對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行插值，從而實(shí)現(xiàn)作業(yè)空間的運(yùn)動(dòng)要求，這一過(guò)程通常稱為軌跡規(guī)劃。5.2軌跡的生成方式：示教-再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、關(guān)節(jié)空間運(yùn)動(dòng)、空間直線運(yùn)動(dòng)和空間曲線運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃涉及的主要問(wèn)題：1) 對(duì)工作對(duì)象及作業(yè)進(jìn)行描述，用示教方法給出軌跡上的若干