工業(yè)機器人考試題套題一B

1、西南大學網絡與繼續(xù)教育學院課程考卷專 業(yè)： 機 電一體 化 技 術2014年8月課程名稱【編號】:工業(yè)機器人【0941】B卷閉/開卷 閉卷考試時間：80分鐘 滿分：100分答案必須做在答題卷上，做在試卷上不予記分。一、填空題（每空1.5分，共18分）（1）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）（第一章 學習單元1）（2）在選定的直角坐標系A中，空間任一點P的位置可用 的位置Px矢量4表小，其左上標A代表選定的參考坐標系1_"工，R Py Pz是點P在坐標系A中的三個位置坐標分量。（第二章 學習單元1）答：3X1（3）齊次坐標的表示不是 的，我們將其各元素同乘一非零因子后

2、， 仍然代表同一點。（第二章 學習單元1）答：唯一。（4）斯坦福機器人的手臂有轉動關節(jié)，且兩個轉動關節(jié)的軸線相交于一點，一個移動關節(jié)，共三個自由度。（第二章 學習單元5）答：兩個 。（5）在8和d給出后，可以計算出斯坦福機器人手部坐標系6的和姿態(tài)n、o、a,這就是斯坦福機器人手部位姿的解，這個求解過程叫做斯坦福機器人運動學正解。（第二章 學習單元5）答：位置p 。（6）若給定了剛體上I和該剛體在空間的姿態(tài),則這個剛體在空問上是完全確定的。（第二章學習單元1）答：某一點的位置 。（7）機器人運動學逆解問題的求解主要存在三個問題：逆解可能不存在、和求解方法的多樣性。（第二章 學習單元6）答：逆解的

3、多重性（8）機器人逆運動學求解有多種方法，一般分為兩類：封閉解 和。（第二章 學習單元6）答：數值解（9） ”角度設定法”就是采用相對參考坐標系或相對運動坐標系作三次 來規(guī)定姿態(tài)的方法。和歐拉角法、RPY角法是角度設定法中常用 的方法。（第二章 學習單元7）答：連續(xù)轉動（10）在工業(yè)機器人速度分析和以后的靜力學分析中都將遇到類似的雅 可比矩陣，我們稱之為工業(yè)機器人雅可比矩陣，或簡稱雅可比，一般用符號 表示。（第三章 學習單元1）答：J 。（11） J反映了關節(jié)空間微小運動 d9與之間的關系且dX此時表示微小線位移。（第三章 學習單元1）答：手部作業(yè)空間微小位移dX。（12）對于n個自由度的工業(yè)

4、機器人，其關節(jié)變量可以用廣義關節(jié)變量 q 表示；當關節(jié)為轉動關節(jié)時，qi =di ,當關節(jié)為移動關節(jié)時，qi =di , dq=dq1 dq2dqnT ,反映了關節(jié)空間的 。（第三章 學習單元1）答：微小運動。二、名詞解釋題（每題3分，共6分）1、柔性手（第四章學習單元1）可對不同外形物體實施抓取，并使物體表面受力比較均勻的機器人手部結構。2、制動器失效抱閘（第四章 學習單元1）指要放松制動器就必須接通電源，否則，各關節(jié)不能產生相對運動。三、簡答題（每題6分，共36分）1、簡述脈沖回波式超聲波傳感器的工作原理。（第五章 學習單元3）在脈沖回波式中，先將超聲波用脈沖調制后發(fā)射，根據經被測物體反射

5、 回來的回波延遲時間A t,計算出被測物體的距離 R假設空氣中的聲速 為v,則被測物與傳感器間的距離 R為:如果空氣溫度為 T（C）,則聲速v可由下式求得：2、機器人視覺的硬件系統(tǒng)由哪些部分組成？（ 第五章 學習單元9）（1）景物和距離傳感器，常用的有攝像機、CCD圖像傳感器、超聲波傳感器和結構光設備等；（2）視頻信號數字化設備， 其任務是把攝像機或者 CCD輸出的信號轉換成 方便計算和分析的數字信號；（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)設備：如DSP系統(tǒng)；（4）計算機及其設備.根據系統(tǒng)的需要可以選用不同的計算機及其外設來滿足機器人視覺信息處理及其機器人控制的需要；（5

6、）機器人或機械手及其捽制器。一3、為什么要做圖像的預處理？機器視覺常用的預處理步驟有哪些？（ 第五 章學習單元9）預處理的主要目的是清楚原始圖像中各種噪聲等無用的信息，改進圖像的質量，增強興趣的有用信息的可檢測性。從而使得后面的分割、特征抽取 和識別處理得以簡化，并提高其可靠性。機器視覺常用的預處理包括去噪、 灰度變換和銳化等。4、為什么我們說步進電動機是是位置控制中不可缺少的執(zhí)行裝置？他有什么優(yōu)缺點？（第六章學習單元6）因為可以對數字信號直接進行控制，能夠很容易地與微型計算機相連 接，不需要反饋控制，電路簡單，容易用微型計算機控制，且停止時能 保持轉矩，維護也比較方便，但工作效率低，容易引起

7、失步，有時也有 振蕩現(xiàn)象產生。5、描述一下液壓傳動裝置的構成。（第六章學習單元7）液壓源。包括油箱、油泵、驅動電機、發(fā)動機?？刂崎y。包括壓力控制閥、方向控制閥、流量控制閥。液壓執(zhí)行裝置。包括液壓缸、液壓馬達、擺動液壓馬達。附屬設備。包括管件、儀表、冷卻器等。其他設備。6、簡述相對位姿和 A變換矩陣的概念 （第二章 學習單元4） 我們將為機器人的每一個連桿建立一個坐標系，并用齊次變換來描述這 些坐標系間的相對關系，也叫相對位姿。通常把描述一個連桿坐標系與下一個連桿坐標系問相對關系的齊次變換矩陣叫做A變換矩陣或A矩陣。四、問答題（每題20分，共40分）1、機器人分類 （第一章 學習單元1）（1）按

8、機器手的幾何機構分：a柱面坐標機器人（這種機器人的工作包跡（區(qū)間）形成一段圓柱面,eg： Verstran, 1R2p）; b球面坐標機器人（這種機器人的 工作包跡形成球面的一部分eg： Unimate,2R1P） ;c關節(jié)式球面坐標機器人（3R）（這種機器人的工作包跡也形成球面，且其關節(jié)都由轉動關節(jié)所組成 .）；d平面關節(jié)式機器人（3R）; e直角坐標型（3P）;（2）按機器人的控制方式分：a非伺服機器人（按照預先編好的程序順序進行工作，使用終端限位開關，制動器，插銷板和定序器來控制機器人機械手 的運動）；b伺服控制機器人（通過反饋傳感器取得反饋信號與來自給定裝置 的綜合信號，用比較器加以比

9、較后，得到誤差信號，經放大后用以激發(fā)機器 人的驅動裝置，進而帶動末端執(zhí)行裝置以一定規(guī)律運動，到達規(guī)定的位置或 速度等）（3）按機器人控制器的信息輸入方式分：日本工業(yè)機器人協(xié)會（JIRA）;美國機器人協(xié)會（RIA）;法國工業(yè)機器人協(xié)會（AFRD鎖采用的分類法。（4）按智能程度分：a示教再現(xiàn)型機器人（通過手動或其它方式 ，先引導機器 人動作，記錄下工作程序，機器人則自動重復進行作業(yè) .）b數控型機器人（不必 通過手動使機器人動作，通過數值、語言等為機器人提供運動程序 ，能進行可編程伺服控制.）c感知型機器人（利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作.機器人對環(huán)境有一定的適應性 .）d智能機器人（機器人具有感知和理解外部環(huán)境的能力，即使環(huán)境發(fā)生變化，也能夠成功的完成任務.）（5）按用途分：（1）工業(yè)機器人；服務機器人；娛樂機器人；仿人形機器人；農業(yè)機器人；海洋探測機器人；空間機器人；軍用機器人；特種機器人；微型機器人；微操作機器人2、機器人技術的發(fā)展趨勢（第一章 學習單元2）1 .傳感型智能機器人發(fā)展較快 （超聲波觸覺傳感器；靜電電容式距離傳感器；基于光纖陀螺慣性測量的三維運動傳感器；視覺系統(tǒng)等，多傳感器集成與融合技術在智能機器