工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課后題答案

1、第一章課后習(xí)題：3、說明工業(yè)機(jī)器人的基本組成及各部分之間的關(guān)系。答：工業(yè)機(jī)器人由三大部分六個子系統(tǒng)組成。三大部分是機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。各部分之間的關(guān)系可由下圖表明：4、簡述工業(yè)機(jī)器人各參數(shù)的定義：自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、工作速度、承載能力。答：自由度是指機(jī)器人所具有的獨立坐標(biāo)軸運動的數(shù)目,不應(yīng)包括手爪（末端操作器）的開合自由度。重復(fù)定位精度是指機(jī)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）。工作范圍是指機(jī)器人手臂末端

2、或手腕中心所能到達(dá)的所有點的集合 , 也叫工作區(qū)域。工作速度一般指工作時的最大穩(wěn)定速度。承載能力是指機(jī)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。承載能力不僅指負(fù)載, 而且還包括了機(jī)器人末端操作器第二章課后習(xí)題：1、答：工業(yè)上的機(jī)器人的手一般稱之為末端操作器, 它是機(jī)器人直接用于抓取和握緊(吸附)專用工具(如噴槍、扳手、焊具、 噴頭等)進(jìn)行操作的部件。具有模仿人手動作的功能, 并安裝于機(jī)器人手臂的前端。大致可分為以下幾類: (1) 夾鉗式取料手；(2) 吸附式取料手；(3) 專用操作器及轉(zhuǎn)換器；(4) 仿生多指靈巧手。4、答： R 關(guān)節(jié)是一種翻轉(zhuǎn)(Roll)關(guān)節(jié)。 B 關(guān)節(jié)是一種折曲(Be

3、nd) 關(guān)節(jié)。Y 關(guān)節(jié)是一種偏轉(zhuǎn)(Yaw) 關(guān)節(jié)。具有俯仰、偏轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)運動, 即RPY 運動。5、答：行走機(jī)構(gòu)分為固定軌跡式和無固定軌跡式。無固定軌跡式又分為與地面連續(xù)接觸(包括輪式和履帶式)和與地面間斷接觸(步行式)。輪式在平地上行駛比較方便，履帶式可以在泥濘道路上和沙漠中行駛。步行式有很大的適應(yīng)性, 尤其在有障礙物的通道 (如管道、臺階或樓梯)上或很難接近的工作場地更有優(yōu)越性。第三章課后習(xí)題：1 、點矢量v 為 10.00 20. 00 30.00 T ，相對參考系作如下齊次坐標(biāo)變換：0. 8660. 500A=0. 0000. 500 0. 000 11. 00.8660. 0003.0

4、0.01.09.00001v 的表達(dá)式，并說明是什么性質(zhì)的變換，旋轉(zhuǎn)算子Rot 及平移算子Trans解：=Av=v0.8660.5000.00.500 0.0000.8660.00.01.00011.010.009.663.020.019.329.030.0=39111屬于復(fù)合變換：旋轉(zhuǎn)算子Rot（ Z， 30）?平移算子Trans （ 11.0，0.8660.5000.50. 86600001000010 11. 003.019.0011 00 1-3.0， 9.0） = 0 10 00 02、有一旋轉(zhuǎn)變換，先繞固定坐標(biāo)系Z0 軸轉(zhuǎn)45? ， 再 繞其X0 軸轉(zhuǎn)30，? 最后繞其Y0 軸轉(zhuǎn)6

5、0?，試求該齊次坐標(biāo)變換矩陣。解：齊次坐標(biāo)變換矩陣0.500. 866010=0.866 00.5000R=Rot（Y ， 60?） Rot（ X， 30?） Rot（Z， 45?）0100 0 0.866000.5100000.7070.500.7070.866000100.707000.707000100011.0.0470.75001.0. 6120.501.0.4360.433000013、坐標(biāo)系B起初與固定坐標(biāo)系O相重合，現(xiàn)坐標(biāo)系B繞 ZB 旋轉(zhuǎn)30，? 然后繞旋轉(zhuǎn)后的動坐標(biāo)系的XB 軸旋轉(zhuǎn)45，? 試寫出該坐標(biāo)B的起始矩陣表達(dá)式和最后矩陣表達(dá)式。1 0 0 0解：起始矩陣：B=O=

6、01000 0 1 00 0 0 10.8670.35300最后矩陣：B =Rot（Z ， 30）? Rot（ X， 45）?4、如題圖所示的二自由度平面機(jī)械手，關(guān)節(jié)0.11.3.1001.19.1000011 為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)變量為 1；關(guān)節(jié) 2 為移動關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)變量為d2。試：1 ）建立關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，并寫出該機(jī)械手的運動方程式。2）按下列關(guān)節(jié)變量參數(shù)求出手部中心的位置值。10306090d 2/m0.500.8671.000.70解：建立如圖所示的坐標(biāo)系參數(shù)和關(guān)節(jié)變量連桿連桿轉(zhuǎn)連桿扭角連桿長機(jī)械手的運動方程式：d2cossinsincosA1Rot(Z , )1Trans( d ,0,0)c

7、ossinT2A1sincosd2d2cos1sin 10100.500d2=0.5 時：1手部中心位置值B 00 1=30 ， d2=0.8 時手部中心位置值B0.8662.000.52.0000100.4330.86801 1=60 ，d2=1.0手部中心位置值B0.8690.2 86602.00. 8660101.2866010.5 1=90 ， d2=0.7手部中心位置值B01001000001003.2016、題6 圖所示為一個二自由度的機(jī)械手，兩連桿長度均為1m，試建立各桿件坐標(biāo)系，求出A ，A2 及該機(jī)械手的運動學(xué)逆解。1解：建立如圖所示的坐標(biāo)系Y2Y0X2X0對于關(guān)節(jié)1 ： 1 系相對于0 系 X0 軸平移 1m ，然后繞Z0 軸旋轉(zhuǎn)1;2 1 (1)2對于關(guān)節(jié)2： 2 系相對于1 系 X1 軸平移1m，然后繞Z1 軸旋轉(zhuǎn)T2A A ，其中12該二自由度機(jī)械手運動學(xué)方程式為：A1Rot(Z 0 , 1) Trans(1,0,0)A2Rot(Z 1 , 2 )Trans(1,0,0)所以，該二自由度機(jī)械手運動學(xué)方程式為：c c 2s s 211s c 2cs 2110s22 c0c s 2101根據(jù)該運動學(xué)方程為：nxn ynz00將其oxo yoz0c1s