簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人的定義

0.1簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人的定義，說(shuō)明機(jī)器人的主要特征。0.2工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床有什么區(qū)別？0.3工業(yè)機(jī)器人與外界環(huán)境有什么關(guān)系？0.4說(shuō)明工業(yè)機(jī)器人的基本組成及三大部分之間的關(guān)系。0.5簡(jiǎn)述下面幾個(gè)術(shù)語(yǔ)的含義：自由度、重復(fù)定位精度、工作原理、工作速度、承載能力。0.6什么叫冗余自由度機(jī)器人？0.7題0.7圖所示為二自由度平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人機(jī)械手，圖中L=2L2，關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角范圍是0°<01<180°，90°<02<180°，畫(huà)出該機(jī)械手的工作范圍（畫(huà)圖時(shí)可以設(shè)L2=3cm）。0.8工業(yè)機(jī)器人怎樣按機(jī)械系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)來(lái)分類？0.9工業(yè)機(jī)器人怎樣按控制方式來(lái)分類？0.10什么是SCARA機(jī)器人，應(yīng)用上有何特點(diǎn)？0.11試總結(jié)機(jī)器人的應(yīng)用情況。題0.7圖1.1點(diǎn)矢量v為[10.0020.0030.00]t，相對(duì)參考系作如下齊次坐標(biāo)變換:-0.866-0.5000.00011.0-A=0.5000.8660.000-3.00.0000.0001.0009.00001寫(xiě)出變換后點(diǎn)矢量v的表達(dá)式，并說(shuō)明是什么性質(zhì)的變換，寫(xiě)出旋轉(zhuǎn)算子Rot及平移算子Trans。1.2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％軸轉(zhuǎn)60°，試求該齊次坐標(biāo)變換矩陣。1.3坐標(biāo)系｛8｝起初與固定坐標(biāo)系｛。｝相重合，現(xiàn)坐標(biāo)系｛8｝繞ZB旋轉(zhuǎn)30°，然后繞旋轉(zhuǎn)后的動(dòng)坐標(biāo)系的XB軸旋轉(zhuǎn)45°，試寫(xiě)出該坐標(biāo)系｛B｝的起始矩陣表達(dá)式和最后矩陣表達(dá)式。1.4坐標(biāo)系｛A｝及｛B｝在固定坐標(biāo)系｛。｝中的矩陣表達(dá)式為「1.0000.0000.0000.0-0.0000.866-0.50010.0{A}=0.0000.5000.866-20.0_00010.866-0.500 0.000-3.00.433 0.750-0.500-3.0㈤=0.250 0.433 0.866 3.0_0 0 0 1_畫(huà)出它們?cè)冢?。｝坐?biāo)系中的位置和姿態(tài)：1.5寫(xiě)出齊次變換矩陣BH，它表示坐標(biāo)系｛B｝連續(xù)相對(duì)固定坐標(biāo)系｛A｝作以下變換：繞Z軸旋轉(zhuǎn)90°。繞XA軸轉(zhuǎn)-90°。移動(dòng)[3,7,9]t。1.6寫(xiě)出齊次變換矩陣BH，它表示坐標(biāo)系｛B｝連續(xù)相對(duì)自身運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系｛B｝作以下變換：移動(dòng)[3,7,9]t。繞XB軸旋轉(zhuǎn)90°。繞ZB軸轉(zhuǎn)-90°。1.7題1.7圖(a)所示的兩個(gè)楔形物體，試用兩個(gè)變換序列分別表示兩個(gè)楔形物體的變換過(guò)程，使最后的狀態(tài)如題1.7圖(b)所示。題1.7圖1.8如題1.8圖所示的二自由度平面機(jī)械手，關(guān)節(jié)1為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)變量為1；關(guān)節(jié)2為移動(dòng)關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)變量為&。試：建立關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，并寫(xiě)出該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方程式。按下列關(guān)節(jié)變量參數(shù)求出手部中心的位置值。1.9題1.8圖所示二自由度平面機(jī)械手，巳知手部中心坐標(biāo)值為X0、％。求該機(jī)械手運(yùn)動(dòng)方程的逆解1、d2。1.10三自由度機(jī)械手如題1.10圖所示，臂長(zhǎng)為l1和12,手部中心離手腕中心的距離為H，轉(zhuǎn)角為91>禹、％，試建立桿件坐標(biāo)系，并推導(dǎo)出該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。

題1.10圖1.11題1.11圖所示為一個(gè)二自由度的機(jī)械手，兩連桿長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。1.12什么是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的多重性？1.13有一臺(tái)如題1.13圖所示的三自由度機(jī)械手的機(jī)構(gòu)，各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角正向均由箭頭所示方向指定，請(qǐng)標(biāo)出各連桿的D-H坐標(biāo)系，然后求各變換矩陣&、人2、A3o題1.13圖1.14試按D-H坐標(biāo)系建立題1.14圖所示機(jī)器人各桿的坐標(biāo)系（各Z軸正向位于有旋轉(zhuǎn)標(biāo)志一端，Z0、Z6如題1.14圖所示）。

立柱旋轉(zhuǎn)題1.14圖1.15試求題1.15圖所示V80機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。題1.15圖2.1簡(jiǎn)述歐拉方程的基本原理。2.2簡(jiǎn)述用拉格朗日方法建立機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程的步驟。2.3動(dòng)力學(xué)方程的簡(jiǎn)化條件有哪些？2.4簡(jiǎn)述空間分辨率的基本概念。2.5機(jī)器人的穩(wěn)態(tài)負(fù)荷的研究包括哪些內(nèi)容？2.6簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人獲得良好的重復(fù)性的處理步驟。2.7分別用拉格朗日動(dòng)力學(xué)及牛頓力學(xué)推導(dǎo)題2.8圖所示單自由度系統(tǒng)力和加速度的關(guān)系。假設(shè)車輪的慣量可忽略不計(jì)，X軸表示小車的運(yùn)動(dòng)方向。2.8推導(dǎo)題2.8圖所示兩自由度系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。2.9推導(dǎo)題2.9圖所示的兩自由度系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。州2州2題2.9圖題題2.9圖2.10用拉格朗日法推導(dǎo)題2.10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/2。2.11簡(jiǎn)述機(jī)器人速度雅可比、力雅可比的概念及其二者之間的關(guān)系。2.12巳知二自由度機(jī)械手的雅可比矩陣為J=3"%*12lcO+1clc1-1 1 212 212」若忽略重力，當(dāng)手部端點(diǎn)力F=[10]T時(shí)，求相應(yīng)的關(guān)節(jié)力矩T2.13如題2.13圖所示，一個(gè)三自由度機(jī)械手，其末端夾持一質(zhì)量m=10kg的重物，1]=12=0.8m，^=60°，%=-60°，e3=-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。題2.10圖題2.13圖三自由度機(jī)械手2.14如題2.14圖所示二自由度機(jī)械手，桿長(zhǎng)11=12=0.5m,求下面三種情況時(shí)的關(guān)節(jié)瞬時(shí)速度°1、°2。v」(m/s)-1.001.0v、/(m/s)01.01.00,30°30°30°1 -60° 120° -30°題2.14圖二自由度機(jī)械手2.15如題2.15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，若巳知各個(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的線速度改、*。題2.15題2.15圖三自由度平面關(guān)節(jié)機(jī)械手⑴(2)⑴(2)3.44.14.24.34.44.54.64.74.84.94.103.1何謂軌跡規(guī)劃?簡(jiǎn)述軌跡規(guī)劃的方法并說(shuō)明其特點(diǎn)。3.2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)？3.3單連桿機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，從0=-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0=+80°的位置停止。試按下述要求確定運(yùn)動(dòng)軌跡：關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)依三次多項(xiàng)式插值方式規(guī)劃。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)按拋物線過(guò)渡的線性插值方式規(guī)劃。目前有哪幾種模型應(yīng)用于機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)型？各自有何優(yōu)、缺點(diǎn)？機(jī)器人本體主要包括哪幾部分？以關(guān)節(jié)型機(jī)器人為例說(shuō)明機(jī)器人本體的基本結(jié)構(gòu)和主要特點(diǎn)。如何選擇機(jī)器人本體的材料，常用的機(jī)器人本體材料有哪些？何謂材料的E/p？為提高構(gòu)件剛度選用材料E/p大些還是小些好，為什么？機(jī)身設(shè)計(jì)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？何謂升降立柱下降不卡死條件？立柱導(dǎo)套為什么要有一定的長(zhǎng)度？機(jī)器人臂部設(shè)計(jì)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？常用的臂桿平衡方法有哪幾種？試述質(zhì)量平衡常用的平行四邊形平衡機(jī)構(gòu)。什么叫BBR手腕、RRR手腕？什么叫手腕自由度退化？機(jī)器人手爪有哪些種類，各有什么特點(diǎn)？試述磁力吸盤(pán)和真空吸盤(pán)的工作原理。4.11何謂自適應(yīng)吸盤(pán)及異形吸盤(pán)？4.12機(jī)器人對(duì)移動(dòng)關(guān)節(jié)有何要求？為什么常用滾動(dòng)導(dǎo)軌？4.13機(jī)器人專用滾動(dòng)軸承有何特點(diǎn)？機(jī)器人為什么要采用諧波傳動(dòng)？4.14傳動(dòng)件定位常有哪幾種方法？4.15傳動(dòng)件消隙常有哪幾種方法，各有什么特點(diǎn)？4.16簡(jiǎn)述機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的基本形式和特點(diǎn)。4.17簡(jiǎn)述兩足步行機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的工作原理。5.1說(shuō)明工業(yè)機(jī)器人常用的控制結(jié)構(gòu)形式，就你所熟知的某種工業(yè)機(jī)器人分析其控制器的控制結(jié)構(gòu)。5.2機(jī)器人傳感器常用的有哪幾種？5.3傳感器的主要性能參數(shù)有哪幾個(gè)？5.4簡(jiǎn)述電位式位移傳感器的工作原理。5.5分析二進(jìn)制嗎盤(pán)與格雷嗎盤(pán)結(jié)構(gòu)的異同。5.6角速度傳感器常用的有哪幾種？舉例說(shuō)明其中一種的工作原理。5.7分析外部傳感器中力矩傳感器的測(cè)量原理。5.8簡(jiǎn)述觸覺(jué)傳感器的測(cè)量原理。5.9采用基于芯片的運(yùn)動(dòng)控制器來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？5.10LM628芯片有什么功能？5.11分析運(yùn)動(dòng)控制卡控制的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？舉例