機器人技術(shù)B徐心和

1、東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院機器人技術(shù)試卷(作業(yè)考核線上)B 卷學(xué)習(xí)中心：_院校學(xué)號：姓名（共 4 頁）總分題號一二三四五六七八九十得分一、選擇題(4選1,多于4個的為多選題；共20分，每小題2分)打寸當代機器人主要源于以下兩個分支：1).計算機與數(shù)控機床2).遙操作機與計算機3).遙操作機與數(shù)控機床寸4).計算機與人工智能對于轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)而言，關(guān)節(jié)變量是D-H參數(shù)中的1).關(guān)節(jié)角寸2).桿件長度 3).橫距 4).扭轉(zhuǎn)角 動力學(xué)的研究內(nèi)容是將機器人的 聯(lián)系起來。1).運動與控制寸 2).傳感器與控制3).結(jié)構(gòu)與運動4).傳感系統(tǒng)與運動所謂無姿態(tài)插補，即保持第一個示教點時的姿態(tài)，在大多數(shù)情況下是機器人沿

2、運動時出現(xiàn)。1).平面圓弧2).直線.3).平面曲線 4).空間曲線應(yīng)用通常的物理定律構(gòu)成的傳感器稱之為1).物性型 2).結(jié)構(gòu)型. 3).一次儀表 4).二次儀表傳感器在整個測量范圍內(nèi)所能辨別的被測量的最小變化量，或者所能辨別的不同被測 量的個數(shù)，被稱之為傳感器的。1).精度 2).重復(fù)性3).分辨率. 4).靈敏度GPS全球定位系統(tǒng)，只有同時接收到顆衛(wèi)星發(fā)射的信號，才可以解算出接收器的 位置。1). 22). 33). 4。4). 6在伺服電機的伺服控制器中，為了獲得高性能的控制效果，一般具有3個反饋回路， 分別是:3).功率環(huán)6).加速度環(huán)1)3).功率環(huán)6).加速度環(huán)4) .速度環(huán)5)

3、.位置環(huán)。諧波減速器特別適用于工業(yè)機器人的哪幾個軸的傳動？1). S 軸 2). L 軸 3). U 軸4). R 軸。5). B 軸 6). T 軸。模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的主要區(qū)別是什么？1).載波頻率不一樣2).信道傳送的信號不一樣3).調(diào)制方式不一樣4).編碼方式不一樣二、判斷題(回答Y/N；共30分，每題2分)機器人的自由度數(shù)目就是機器人本體上所具有的轉(zhuǎn)軸數(shù)目。(N )完成某一特定作業(yè)時具有多余自由度的機器人稱為冗余自由度機器人。( Y )承載能力是指機器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。(Y )正交坐標變換矩陣R實現(xiàn)了由基坐標系B到手坐標系H的正交坐標變換。( N

4、)如果是相對于手坐標系 H的運動，其相應(yīng)的齊次變換矩陣左乘原齊次變換矩陣。(N )齊次變換矩陣的建立過程，便是在為機構(gòu)建立運動模型的過程。(Y )串聯(lián)關(guān)節(jié)機器人的正運動學(xué)問題求解易，逆運動學(xué)問題求解難。( Y )動力學(xué)逆問題是已知機器人關(guān)節(jié)的位移、速度和加速度，求解所需要的關(guān)節(jié)力（或力矩）， 是實時控制的需要。（Y ）在機器人動力學(xué)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩表達式中，由于其重力項隨位姿變化很大，常常將其忽略。（N ）插補方式分為點位控制（PTP控制）和連續(xù)軌跡控制（CP控制），可是連續(xù)軌跡控 制最終還是要實現(xiàn)點位控制。（Y ）結(jié)構(gòu)型傳感器的結(jié)構(gòu)比起物性型傳感器的結(jié)構(gòu)相對簡單。（N ）格林（格雷）碼被大量用在相對

5、光軸編碼器中。（N ）激光測距儀可以進行散裝物料重量的檢測。（Y ）步進電動機一般作為閉環(huán)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。（N ）通過操作機終端機械結(jié)構(gòu)的變形來適應(yīng)操作過程中遇到的阻力的柔順控制稱之為主動柔順。（N ）三、簡答題（共30分，每題6分）按照機器人的構(gòu)成機構(gòu)，機器人是如何進行分類的？直角坐標機器人圓柱坐標機器人極坐標機器人多關(guān)節(jié)型機器人串聯(lián)關(guān)節(jié)機器人垂直關(guān)節(jié)機器人水平關(guān)節(jié)機器人并聯(lián)關(guān)節(jié)機器人串并聯(lián)關(guān)節(jié)機器人應(yīng)用拉格朗日方程（函數(shù)）求解機器人動力學(xué)問題的優(yōu)點是什么？Lagrange方程是以能量觀點建立起來的運動方程式，為了列出系統(tǒng)的運動方程式，只需要從兩個方面去分 析，一個是表征系統(tǒng)運動的動力學(xué)

6、量一系統(tǒng)的動能和勢能，另一個是表征主動力作用的動力學(xué)量一廣義力。 由于理想約束反力不出現(xiàn)在方程組中，因此建立運動方程式時只需分析已知的主動力，而不必分析未知的 約束反力。什么是定時插補和定距插補？分別在什么場合下應(yīng)用？兩個插補點間的時間間隔保持不變，為定時插補；兩個插補點間的距離保持不變，為定距插補。在工作速 度不變的情況下，采用定時插補；在工作速度需要變化的條件下，為了保證跟蹤的精度，需要采用定距插補。氣動馬達相對于電動機的主要區(qū)別有哪些？1）、單位功率尺寸小，重量輕.適用于安裝在位置狹小的場合及手動工具上；2）、馬達本身的軟特性使之能長期滿載工作，溫升較小，且有過載保護的性能。3）、換向容

7、易，操作簡單，可以實現(xiàn)無級調(diào)速，特別適合頻繁啟動的場合；4）、簡單的無級調(diào)速，從零到最大，操作靈活；5）、有較高的起動轉(zhuǎn)矩，能帶載啟動；6）、結(jié)構(gòu)簡單，氣動馬達使用壽命特別長；7）、不受外部環(huán)境的影響，甚至在水中、多塵、潮濕、臟污等惡劣環(huán)境中；8）、安全，防爆。但氣動馬達也具有輸出功率小，耗氣量大，效率低、噪聲大和易產(chǎn)生振動等缺點。集控式足球機器人包括哪些子系統(tǒng)?機器人小車子系統(tǒng)機器人通信子系統(tǒng)機器人視覺子系統(tǒng)機器人決策子系統(tǒng)機器人總控子系統(tǒng)四、分析與計算題（共20分，每題10分）試對直流伺服方案和交流伺服方案進行比較解：直流伺服方案采用直流伺服電機，交流伺服方案采用交流伺服電機。由于變頻技術(shù)

8、的迅速發(fā)展， 交流調(diào)速的可靠性與經(jīng)濟性不斷提高，因此交流伺服大有取代直流伺服的趨勢。直流電機由于整流子的存在，導(dǎo)致其制造、維護的困難，除在特殊場合很少使用。交流伺服電動機除了不具有直流伺服電動機的缺點外，還具有轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)響應(yīng)好，能在較 TOC o 1-5 h z 寬的速度范圍內(nèi)保持理想的轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠等優(yōu)點。c一般同樣體積下，交流電動機的輸出功率可比直流電動機高出10%70%。另外，交流電動機的容量可做得比直流電動機大，達到更3高的轉(zhuǎn)速和電壓。_目前在機器人系統(tǒng)中，90%的系統(tǒng)采用交流伺服電動機。1葉片2轉(zhuǎn)子3定子按照“科學(xué)發(fā)展觀”應(yīng)該如何重視和發(fā)展我國的機器人產(chǎn)業(yè)？（提示：機

9、器人對于國 民經(jīng)濟發(fā)展的意義，機器人發(fā)展的社會問題，正確的發(fā)展方針與政策等）解:我國政府非常重視機器人技術(shù)，從國家863計劃實施之初到現(xiàn)在一直將機器人技術(shù)列為重點支持方 向?！笆濉逼陂g，國家863計劃機器人技術(shù)主題重點支持了數(shù)控、工程機械、盾構(gòu)、生產(chǎn)線、水下載 人潛器、危險作業(yè)機器人、醫(yī)療機器人和仿人仿生機器人等。機器人產(chǎn)業(yè)是一個牽連到各個部門的，尤其是汽車制造、工程機械及電機、電子等行業(yè)的企業(yè)是國內(nèi) 今后對機器人需求最大的部門，其中所需機器人的品種以點焊、弧焊、噴漆、裝配、搬運、沖壓等為 主。另外，在工業(yè)機器人的需求上，我國將同國際市場需求趨勢基本一致，即以機器人化的生產(chǎn)系統(tǒng) 取代單臺機器

10、人。在制造業(yè)中誕生的工業(yè)機器人是繼動力機、計算機之后出現(xiàn)的新一代生產(chǎn)工具，可 全面延伸人的體力和智力。機器人的應(yīng)用是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志，因此我們要高度重 視機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。1建立戰(zhàn)略聯(lián)盟機器人行業(yè)的技術(shù)壁壘很高，沒有相當?shù)募夹g(shù)積累或引進，誰也不會貿(mào)然闖進這個行業(yè)。戰(zhàn)略聯(lián)盟對 于機器人產(chǎn)業(yè)來說就顯得尤為重要。在激烈的市場競爭中，只有找到良好的合作伙伴，共享彼此的資 源和能力，強化企業(yè)的競爭優(yōu)勢，才能在競爭中獲得持續(xù)的成功。由于生存期的飛速發(fā)展，進入壯年 期之后的企業(yè)一方面積累了一定的財富，資金充裕，組織和市場份額穩(wěn)定；另一方面，企業(yè)這一時期 的發(fā)展速度開始放緩，并開始遭遇發(fā)展瓶頸

11、。企業(yè)要突破瓶頸、尋求發(fā)展周期的第二次青春，戰(zhàn)略聯(lián) 盟是一條捷徑。戰(zhàn)略聯(lián)盟的方式可以通過聯(lián)合研制、資源補缺和市場營銷來建立。聯(lián)盟的雙方或多方為了進行某項產(chǎn) 品的研究開發(fā)，根據(jù)自身的優(yōu)勢，共同投入資金、技術(shù)、人才、設(shè)備等，利用聯(lián)盟后的綜合優(yōu)勢共同 完成新產(chǎn)品的研制工作。還可以一方的上游活動與對方的下游活動組成的戰(zhàn)略聯(lián)盟。這種方式分為兩 種，一種是那些擁有獨特技術(shù)的公司，為了降低營銷風(fēng)險，實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)，與其他公司共同構(gòu)建銷售 網(wǎng)絡(luò)來開發(fā)市場。最后可以讓廠家直接將產(chǎn)品的生產(chǎn)與消費者的需求結(jié)合起來，構(gòu)成產(chǎn)銷一體的聯(lián)盟 組合。1982年，世界機器人的最大生產(chǎn)廠家日本法那庫科與世界機器人最大用戶美國通用汽車在美國 創(chuàng)辦的GE-FANUC機器人開發(fā)公司就屬于此類。2用機器人技術(shù)帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在一期863計劃中，機器人主題重點支持了特種機器人、工業(yè)機器人及工業(yè)機器人應(yīng)用工程，取得了 良好的效果。“十五”期間機器人技術(shù)主題工作進一步拓寬，開始用機器人技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，直接為 國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)，目前已取得了階段性成果。在“十五”后期及“十一五”