2016哈工大機(jī)器人技術(shù)復(fù)習(xí)題

1、機(jī)器人三原則，機(jī)器人之父。按照從低級(jí)到級(jí)的發(fā)展程度機(jī)器人可分為哪三類？機(jī)器人主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)裝置、傳感器和控制器四大部分構(gòu)成。工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)一般都應(yīng)有：自由度、定位精度、重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力等。定位精度、重復(fù)定位精度的概念。機(jī)器人手抓夾持工件的方式有鉗爪式和吸附式，吸附式分為磁吸式和氣吸式，氣吸式手部主要分為真空式吸盤、氣流負(fù)壓式吸盤、擠氣負(fù)壓式吸盤。兩自由度、三自由度機(jī)械傳動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)，腕部的俯仰運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，俯仰運(yùn)動(dòng)引起的誘起運(yùn)動(dòng)等。地面移動(dòng)機(jī)能的行走機(jī)構(gòu)有幾種，那種常見(jiàn)？運(yùn)動(dòng)學(xué)正問(wèn)題、運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題定義。關(guān)節(jié)空間和操作空間定義，與運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解

2、的關(guān)系。齊次坐標(biāo)的定義，3 5 1 0T的意義。齊次變換矩陣中四個(gè)子矩陣的意義。平移旋轉(zhuǎn)的計(jì)算。注意左乘還是右乘。機(jī)器人的規(guī)劃是分層次的，從高層到最后有哪些規(guī)劃。點(diǎn)位控制(PTP控制)和連續(xù)軌跡控制(CP控制)的定義。點(diǎn)位控制（PTP）下的軌跡規(guī)劃和連續(xù)軌跡控制（CP）下的軌跡規(guī)劃如何實(shí)現(xiàn)？定時(shí)插補(bǔ)與定距插補(bǔ)區(qū)別。三次多項(xiàng)式、有中間點(diǎn)的三次多項(xiàng)式、拋物線過(guò)渡的線性插值的計(jì)算，第四章例題。靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)雅克比計(jì)算。何為動(dòng)力學(xué)正問(wèn)題和動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題？動(dòng)力學(xué)研究方法有哪些？示教編程方式有哪兩類? 各有什么特點(diǎn)？按利用的能源來(lái)分類，機(jī)器人系統(tǒng)中的執(zhí)行裝置主要可分哪幾種？各有何特點(diǎn)？直流電機(jī)和交流電機(jī)結(jié)構(gòu)

3、有何不同？有何優(yōu)缺點(diǎn)？它們?nèi)绾握{(diào)速？PWM 控制的概念，如何實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)調(diào)速的？有何特點(diǎn)？直流電機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)方法。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)？分類？步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)術(shù)語(yǔ)：相數(shù)、拍數(shù)、步距角、失步、低頻振蕩、保持轉(zhuǎn)距、定位轉(zhuǎn)矩。步進(jìn)電機(jī)如何實(shí)現(xiàn)細(xì)分？驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后的主要優(yōu)點(diǎn)。 液壓驅(qū)動(dòng)與氣壓驅(qū)動(dòng)各有何特點(diǎn)？其它驅(qū)動(dòng)器有哪些？何為直接驅(qū)動(dòng)？其特點(diǎn)是什么？磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器原理？機(jī)器人伺服系統(tǒng)的主要組成部分，伺服系統(tǒng)的作用，伺服機(jī)構(gòu)按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源分可分為幾類。根據(jù)對(duì)信號(hào)的處理方法分類，電氣伺服可分為幾種，有何特點(diǎn)。伺服系統(tǒng)為獲得高性能的控制效果，一般具有哪3個(gè)反饋回路？在機(jī)器人控制中, 試分析半閉環(huán)系統(tǒng)比全閉環(huán)系統(tǒng)

4、應(yīng)用更為廣泛的理由。何為內(nèi)傳感器？何為外傳感器？舉出常用的觸覺(jué)、力覺(jué)、接近覺(jué)、滑覺(jué)等傳感器例子，說(shuō)明原理。光電編碼器分類、原理、精度、優(yōu)缺點(diǎn)，如何檢測(cè)位置和速度。簡(jiǎn)述一種人工皮膚的原理，簡(jiǎn)圖。計(jì)算題1) 用拉格朗日法推導(dǎo)題下圖所示兩自由度機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)方程。連桿質(zhì)心位于連桿中心，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為I1和I2。2) 如圖所示，一個(gè)三自由度機(jī)械手，其末端夾持一質(zhì)量m=10 kg的重物，l1=l2=0.8 m，1=60，2=60，3=90。若不計(jì)機(jī)械手的質(zhì)量，求機(jī)械手處于平衡狀態(tài)時(shí)的各關(guān)節(jié)力矩。3) 如圖所示二自由度機(jī)械手，桿長(zhǎng)l1=l2=0.5 m，求下面三種情況時(shí)的關(guān)節(jié)瞬時(shí)速度1、2。vX/(m

5、/s)1.001.0vY/(m/s)01.01.0q1303030q 260120304)如圖所示三自由度平面關(guān)節(jié)機(jī)械手，其手部握有焊接工具，若已知各個(gè)關(guān)節(jié)的瞬時(shí)角度及瞬時(shí)角速度，求焊接工具末端A的線速度vX、vY。5) 設(shè)機(jī)械手的某個(gè)關(guān)節(jié)的起始關(guān)節(jié)角015，并且機(jī)械手原來(lái)是靜止的。要求在3秒鐘內(nèi)平滑地運(yùn)動(dòng)到f=75時(shí)停下來(lái)(即要求在終端時(shí)速度為零)。規(guī)劃出滿足上述條件的平滑運(yùn)動(dòng)的三次多項(xiàng)式軌跡，并畫出關(guān)節(jié)角位置、角速度及角加速度隨時(shí)間變化的曲線。6) 設(shè)一機(jī)器人具有6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)均按三次多項(xiàng)式規(guī)劃，要求經(jīng)過(guò)兩個(gè)中間路徑點(diǎn)后停在一個(gè)目標(biāo)位置。試問(wèn)欲描述該機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，共需要多少個(gè)獨(dú)立的三次多項(xiàng)式?要確定這些三次多項(xiàng)式，需要多少個(gè)系數(shù)?7)單連桿機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，從q=5靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，要想在4s內(nèi)使該關(guān)節(jié)平滑地運(yùn)動(dòng)到q=+80的位置停止。試按下述要求確定運(yùn)動(dòng)軌跡： (1) 關(guān)節(jié)