機(jī)器人基礎(chǔ)考試試題重點(diǎn)

1.（第一章）機(jī)器人的兩個(gè)主要特征：（0通用性；取決于其幾何特性和機(jī)械能力。（決于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和承載能力。〕通用指的是某種執(zhí)行不同的功能和完成多樣的簡(jiǎn)單任務(wù)的幾何實(shí)際能力。一般自由度越多，通用性越強(qiáng)0：2〕適應(yīng)性；是指對(duì)其環(huán)境的自適應(yīng)能力，即所設(shè)計(jì)的機(jī)器人能夠自我執(zhí)行未經(jīng)完成指定的任務(wù)，而不管任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中所發(fā)生的沒(méi)有預(yù)計(jì)到的環(huán)境變化“主要指其對(duì)工作環(huán)境變化具有記憶，感知，推、決策、學(xué)習(xí)等適應(yīng)能力因此其應(yīng)該具有傳感與測(cè)量環(huán)境變化的能力，分析任務(wù)和執(zhí)行操仵規(guī)劃的能力；自動(dòng)執(zhí)行指令能力。2機(jī)器人系統(tǒng)的組成機(jī)械手、環(huán)境，任務(wù)，控制器等四部分組成。（1)機(jī)械手又稱為操作機(jī)`機(jī)械臂或操作手，是具有專(zhuān)動(dòng)裝置的機(jī)械，它中臂、關(guān)節(jié)和末端執(zhí)行器構(gòu)成一般機(jī)械手具有六個(gè)自甴度其中，頭三個(gè)自甴度引導(dǎo)夾手裝置至所需位置，而后三個(gè)自山度用來(lái)決定末端執(zhí)行器的方向。（2〕環(huán)境即指導(dǎo)機(jī)器人所處的周?chē)h(huán)境環(huán)境不僅由幾何條件（可達(dá)空間〕所決定，而且中壞境和它所包含的每個(gè)事物的全部自然特性所決定的．0）任務(wù)定義為環(huán)境的兩種狀態(tài)（初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)）間的差別（4）控制器機(jī)器人接收來(lái)自傳感器的信號(hào)。對(duì)之進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并按照預(yù)存信息、機(jī)器人的狀態(tài)及其環(huán)境情況等，產(chǎn)生出控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)。3機(jī)器人分類(lèi)：（0按機(jī)器手的幾何機(jī)構(gòu)分．a(chǎn)柱面坐標(biāo)機(jī)器人（這種機(jī)器人的工作包跡（區(qū)間）形成一段圓柱面．eg；巧恤n，1p〕；b球面坐標(biāo)機(jī)器人（這種機(jī)器人的工作包跡形成球面的一部分嗯；NIP);c關(guān)節(jié)式球面坐標(biāo)機(jī)器人()R〕（這種機(jī)器人的工作包跡也形成球面，且其關(guān)節(jié)都由轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)所組成小d平面關(guān)．節(jié)式機(jī)器人()*）；e直角坐標(biāo)型（3P）；0〕按機(jī)器人的控制方式分：a非伺服機(jī)器人（按照預(yù)先編好的程序順序進(jìn)行工作，佼用終端限位開(kāi)關(guān)，制動(dòng)器，插銷(xiāo)板和定序器來(lái)控制機(jī)器人機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)〕；b伺服控制機(jī)器人（通過(guò)反饋傳感器取得反饋信號(hào)與來(lái)自給定裝置的綜合信號(hào)，用比較器加以比較后，得到誤差信號(hào)，經(jīng)放大后用以激發(fā)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置，進(jìn)血帶動(dòng)末端執(zhí)行裝置以一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，到達(dá)規(guī)定的位置或速度等〕0〕按機(jī)器人控制器的信息輸入方式分；日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)(JIF?);美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)（心A）；法國(guó)工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)(AFRI)鎖采用的分類(lèi)法。（4）按智能程度分·a示教再現(xiàn)型機(jī)器人（通過(guò)手動(dòng)或其它方式：先引導(dǎo)機(jī)器人動(dòng)作。記錄下工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)b數(shù)控型機(jī)器人（不必通過(guò)手動(dòng)使機(jī)器人動(dòng)作，通過(guò)數(shù)值、語(yǔ)言等為機(jī)器人提供運(yùn)動(dòng)程0能進(jìn)行可編程伺服控制《〕c感知型機(jī)器人〔利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作機(jī)器人對(duì)環(huán)境有一定的適應(yīng)性）d智能機(jī)器人（機(jī)器人具有感知和理解外部環(huán)境的能力，即仗環(huán)境發(fā)生變化，也能夠成功的完成任務(wù)的巧）按用途分巛1〕工業(yè)機(jī)器人；服務(wù)機(jī)器人；娛樂(lè)機(jī)器人；仿人形機(jī)器人；農(nóng)業(yè)機(jī)器人；海洋探測(cè)機(jī)器人；空間機(jī)器人；軍用機(jī)器人；特種機(jī)器人；微型機(jī)器人；微操作機(jī)器人4肌器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：1.傳感型智能機(jī)器人發(fā)屣較快（超聲波觸覺(jué)傳感器；靜電電容式距離傳感器；基于光纖陀螺慣性測(cè)量的三維運(yùn)動(dòng)傳感器；視覺(jué)系統(tǒng)等，多傳感器集成與合技術(shù)在智能機(jī)器人上獲得應(yīng)用?！常?．開(kāi)發(fā)新型智能技術(shù)（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；形狀記憶合金，多智能機(jī)器人系統(tǒng)〕3．微型機(jī)器人的研宄有所突破（微型驅(qū)動(dòng)器是廾發(fā)微型機(jī)器人的基礎(chǔ)和關(guān)腱技術(shù)之一，比微型機(jī)器人還要小的超微型機(jī)器人：應(yīng)用納米技術(shù)將用于醫(yī)療和軍事偵察目的》4．應(yīng)用領(lǐng)域向非制造業(yè)和服務(wù)業(yè)擴(kuò)展5、行走機(jī)器人研宄引起重視1.（第二章） 每．與：0AR-R1旋轉(zhuǎn)矩陣，它是正交的00—so02．R(x，砌一0R巛砌一CB00 1003、平移坐標(biāo)變換：；旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換：P=R'PR=R-R，都是正交矩陣，兩者互逆；復(fù)合坐標(biāo)變換；齊次坐標(biāo)變換；P=ATAP,AT=，齊次變換的復(fù)合變換定義為5．定義1如果所有的變換都是相對(duì)于固定坐標(biāo)系中各坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)或平移，則依次左乘，稱為絕定義2如果動(dòng)坐標(biāo)系相對(duì)于自身坐標(biāo)系的當(dāng)前坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)或平移，則齊次變換為依次右乘，稱為相對(duì)變換6，給出任一旋轉(zhuǎn)變換，能夠由上式求得進(jìn)行等效旋轉(zhuǎn)0角的轉(zhuǎn)軸己知旋轉(zhuǎn)變換R，4R=Rot(f,的：即有令悝“@〕=l—cos? 0<B<嚇?。海?0+歹丆了“門(mén)穆一丆：R呶六“0廠“rs9十co000—a的&為什么要引進(jìn)齊次坐標(biāo)，它有什么優(yōu)點(diǎn)？機(jī)器人的坐標(biāo)變換主要包括平移和旋轉(zhuǎn)變換，平移是矩陣和加運(yùn)算，旋轉(zhuǎn)則是矩陣相乘，綜合起來(lái)可以表示為一ml*p+醴@1旋轉(zhuǎn)矩陣，n過(guò)為平移矩陣，p為原向量為變換后的向的．引入齊次坐標(biāo)的目的主要是合并年陣運(yùn)算中的乘氵去和加法，合并后可以表示為p'：M*p的形式即它提供了用矩陣運(yùn)算把二維，三維甚至高維空間中的一個(gè)點(diǎn)集從一個(gè)坐標(biāo)系變換到另一個(gè)坐標(biāo)系的有效方法（第章）機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方向；接近矢量a夾持器進(jìn)人物體的方向．z軸；方向矢量。．指尖互相指向一Y軸，法線矢量nx軸R酎轉(zhuǎn)B俯仰偏轉(zhuǎn)0司=1,0ト1,司=1〃?0土0;れ0,0?402歐拉角z紬中,再続新Y0読最新z紬中おリ朝,召,の=。に,の可),,の。に,の00一00co0、0000 000 注意坐な変換是右乘即 0 10ー、〃0に日0 后面的変換乘在右辺イ新細(xì)連乘)0010003,用橫滾、俯仰和俍角表示功姿悉Y.先ェ圸旋特角物再続圸旋角,最后続こ紬旋角朝大戸Y(の,B,ⅵ=犬房にの川、y,の犬。t(を)00 00co0、日010 0 0000 1000 -ー0(左剩司定坐杯系)-$日0co00$ 0 000100 0 14“沿z融平移z.(続功坐系,右乗)4由于上述続z的旋鞴,使末端執(zhí)行器的姿忞出現(xiàn)変化,若要拱行器姿恣不変測(cè)需將其扨行器釉反向旋、(絖定坐系乘)0ca0に(-の0 100000000000100

q).fydOfW9OTrans(dx,dy,d.d9)-1,dT=TVA.fydOfW9Ofyd90I000-f_d0fyd0fyd90o100o00oI00100o1o 0because.fxdB=51fydB-Byf-dB5微分平移和旋轉(zhuǎn)矢量d：di+丿+杰d=丿+々一丿+々o：0“砌十da=a@x司十的1速度與關(guān)節(jié)速度間的線性變換微分變換法求解雅克比矩陣的步驟《（1)計(jì)算各相鄰連桿河的變換知陣：，不，計(jì)算各連桿至末端連桿的變換矩陣計(jì)算J@各列元素，第i列由下式計(jì)算對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) 對(duì)移動(dòng)關(guān)節(jié)（3一121）（11.已知坐標(biāo)系{B}中的雅克比矩陣，即那么：在坐標(biāo)系{A}中的速度為則在坐標(biāo)系{A}中的雅克比矩陣為、（（第些章〕拉格朗日方氵去《從能量觀點(diǎn)上建立起來(lái)的系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能應(yīng)用拉格朗目方法可使系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的數(shù)目減到最小且消去了全部理想約束力建立拉格朗日方程時(shí)不需進(jìn)行速度分