《工業(yè)機(jī)器人考試題庫 .doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工業(yè)機(jī)器人考試題庫 .doc（27頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、《工業(yè)機(jī)器人》復(fù)習(xí)題 一、判斷題 1. 機(jī)械手亦可稱之為機(jī)器人。（Y） 2. 完成某一特定作業(yè)時(shí)具有多余自由度的機(jī)器人稱為冗余自由度機(jī)器人。（Y） 3. 關(guān)節(jié)空間是由全部關(guān)節(jié)參數(shù)構(gòu)成的。（Y） 4. 任何復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)都可以分解為由多個(gè)平移和繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的簡單運(yùn)動(dòng)的合成。（Y） 5. 關(guān)節(jié)i的坐標(biāo)系放在i-1關(guān)節(jié)的末端。（N） 6. 手臂解有解的必要條件是串聯(lián)關(guān)節(jié)鏈中的自由度數(shù)等于或小于6。（N） 7. 對于具有外力作用的非保守機(jī)械系統(tǒng)，其拉格朗日動(dòng)力函數(shù)L可定義為系統(tǒng)總動(dòng)能與系統(tǒng)總勢能之和。（N） 8. 由電阻應(yīng)變片組成電橋可以構(gòu)成測量重量的傳感器。（Y） 9. 激光測距儀可以進(jìn)

2、行散裝物料重量的檢測。（Y） 10. 運(yùn)動(dòng)控制的電子齒輪模式是一種主動(dòng)軸與從動(dòng)軸保持一種靈活傳動(dòng)比的隨動(dòng)系統(tǒng)。（Y） 11. 工業(yè)機(jī)器人工作站是由一臺或兩臺機(jī)器人所構(gòu)成的生產(chǎn)體系。（） 12. 機(jī)器人分辨率分為編程分辨率與控制分辨率，統(tǒng)稱為系統(tǒng)分辨率。（） 13. 正交變換矩陣R為正交矩陣。（） 14. 復(fù)合運(yùn)動(dòng)齊次矩陣的建立是由全部簡單運(yùn)動(dòng)齊次矩陣求和所形成的。（） 15. 關(guān)節(jié)i的效應(yīng)表現(xiàn)在i 關(guān)節(jié)的末端。（） 16. 并聯(lián)關(guān)節(jié)機(jī)器人的正運(yùn)動(dòng)學(xué)問題求解易，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題求解難。（） 17. 機(jī)器人軌跡泛指工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中所走過的路徑。（） 18. 空間直線插補(bǔ)是在已知

3、該直線始點(diǎn)、末點(diǎn)和中點(diǎn)的位置和姿態(tài)的條件下，進(jìn)而求出軌跡上各點(diǎn)（插補(bǔ)點(diǎn)）的位置和姿態(tài)。（） 19. 示教編程用于示教－再現(xiàn)型機(jī)器人中。（Y） 20. 機(jī)器人軌跡泛指工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，即運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的位移、速度和加速度。（Y） 21. 關(guān)節(jié)型機(jī)器人主要由立柱、前臂和后臂組成。（N） 22. 到目前為止，機(jī)器人已發(fā)展到第四代。（N） 23. 磁力吸盤能夠吸住所有金屬材料制成的工件。（N） 24. 諧波減速機(jī)的名稱來源是因?yàn)閯傒嘄X圈上任一點(diǎn)的徑向位移呈近似于余弦波形的變化。（N） 25. 由電阻應(yīng)變片組成電橋可以構(gòu)成測量重量的傳感器。（Y） 26. 激光測距儀可以進(jìn)行散裝物

4、料重量的檢測。（Y） 27. 機(jī)械手亦可稱之為機(jī)器人。（Y） 28. 諧波減速機(jī)的名稱來源是因?yàn)閯傒嘄X圈上任一點(diǎn)的徑向位移呈近似于余弦波形的變化。（N） 29. 借助于電磁波和聲波可以構(gòu)成接觸型傳感器。（） 30. 增量式編碼器比起絕對式編碼器加工難、安裝嚴(yán)、體積大、價(jià)格高。（） 31. 計(jì)算機(jī)視覺學(xué)科中絕大多數(shù)問題為病態(tài)問題，既難以求解或解不唯一。（） 32. 示教-再現(xiàn)控制的給定方式中分直接示教和間接示教。直接示教便是操作人員通過手動(dòng)控制盒上的按鍵，編制機(jī)器人的動(dòng)作順序，確定位置、設(shè)定速度或限時(shí)。（） 33. 東大牛機(jī)器人足球隊(duì)是中國第一支奪得世界杯冠軍的代表隊(duì)，填補(bǔ)了國內(nèi)空

5、白。（） 34. 圖像恢復(fù)指是的光學(xué)鏡頭幾何形變的矯正，補(bǔ)償由于光學(xué)鏡頭所帶來的圖像畸變。（） 35. 變位機(jī)的運(yùn)動(dòng)數(shù)（自由度）主要取決于被加工件的大小。（） 36. 軌跡插補(bǔ)運(yùn)算是伴隨著軌跡控制過程一步步完成的，而不是在得到示教點(diǎn)之后，一次完成，再提交給再現(xiàn)過程的。（Y） 37. 格林（格雷）碼被大量用在相對光軸編碼器中。（N） 38. 圖像二值化處理便是將圖像中感興趣的部分置1，背景部分置2。（N） 39. 圖像增強(qiáng)是調(diào)整圖像的色度、亮度、飽和度、對比度和分辨率，使得圖像效果清晰和顏色分明。（Y） 二、填空題 1. 按坐標(biāo)形式分類，機(jī)器人可分為 直角坐標(biāo)型 、 圓

6、柱坐標(biāo)型 、球坐標(biāo)型和 關(guān)節(jié)坐標(biāo)型 四種基本類型。 2. 作為一個(gè)機(jī)器人，一般由三個(gè)部分組成，分別是 控制系統(tǒng) 、 傳感系統(tǒng) 和 機(jī)械系統(tǒng) 。 3. 機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)一般有 自由度 、 定位精度 、 工作范圍 、重復(fù)定位精度、 分辨率 、承載能力及最大速度等。 4. 自由度是指機(jī)器人所具有的 獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的 的數(shù)目，不包括 末端操作器 的開合自由度。 5. 機(jī)器人分辨率分為 編程分辨率 和 控制分辨率 ，統(tǒng)稱為 系統(tǒng)分辨率 。 6. 重復(fù)定位精度是關(guān)于 精度 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 7. 根據(jù)真空產(chǎn)生的原理真空式吸盤可分

7、為 真空吸盤 、 氣流負(fù)壓吸盤 和 擠氣負(fù)壓吸盤 等三種基本類型。 8. 8、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的生成方式有 示教再現(xiàn)運(yùn)動(dòng) 、 關(guān)節(jié)空間運(yùn)動(dòng) 、 空間直線運(yùn)動(dòng) 和空間曲線運(yùn)動(dòng)。 9. 9、機(jī)器人傳感器的主要性能指標(biāo)有 靈敏度 、 線性度 、 測量范圍 、重復(fù)性、 精度 、分辨率、響應(yīng)時(shí)間和抗干擾能力等。 10. 自由度是指機(jī)器人所具有的 獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng) 的數(shù)目。 11. 機(jī)器人的重復(fù)定位精度是指 在同一環(huán)境、同一條件、同一目標(biāo)動(dòng)作、同一命令下，機(jī)器人連續(xù)重復(fù)運(yùn)動(dòng)若干次時(shí)，其位置分散情況 。 12. 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式主要

8、有 液壓驅(qū) 、 氣壓驅(qū)動(dòng) 和 電氣驅(qū)動(dòng) 三種。 13. 機(jī)器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有 測速發(fā)電機(jī) 和 增量式碼盤 。 14. 機(jī)器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為 力 控制方式、 軌跡 控制方式和 示教 控制方式。 15. 按幾何結(jié)構(gòu)分劃分機(jī)器人分為： 串聯(lián)機(jī)器人、 并聯(lián)機(jī)器人 。 16. 機(jī)器人是 指代替原來由人直接或間接作業(yè)的自動(dòng)化機(jī)械 。 17. 在機(jī)器人的正面作業(yè)與機(jī)器人保持 300mm 以上的距離。 18. 手動(dòng)速度分為： 微動(dòng) 、 低速 、 中速 、 高速 。 19. 機(jī)器人的三

9、種動(dòng)作模式分為： 示教模式 、 再現(xiàn)模式 、 遠(yuǎn)程模式 。 20. 機(jī)器人的坐標(biāo)系的種類為： 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系、直角坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系、工具坐標(biāo)系、用戶坐標(biāo)系 。 21. 設(shè)定關(guān)節(jié)坐標(biāo)系時(shí)，機(jī)器人的 S、L、U、R、B、T 各軸 分別 運(yùn)動(dòng)。 22. 設(shè)定為直角坐標(biāo)系時(shí)，機(jī)器人控制點(diǎn)沿 X、Y、Z 軸 平行 移動(dòng)。 23. 用關(guān)節(jié)插補(bǔ)示教機(jī)器人軸時(shí)，移動(dòng)命令為 MOVJ 。經(jīng)過以示教點(diǎn)為圓心、以 75mm 為半徑的圓內(nèi)的任一點(diǎn)即視為達(dá)到。 24. 機(jī)器人的腕部軸為 R，B，T ， 本體軸為 S， L，U 。 25. 機(jī)器人示教是指： 將工作內(nèi)容告

10、知產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人的作業(yè) 。 26. 機(jī)器人軌跡支持四種插補(bǔ)方式，分別是 關(guān)節(jié)插補(bǔ) ， 直線插補(bǔ) ，圓弧插補(bǔ) ， 自由曲線插補(bǔ) ， 插 補(bǔ) 命 令 分 別 是 MOVJ，MOVL，MOVC 27. 機(jī)器人按機(jī)構(gòu)特性可以劃分為 關(guān)節(jié)機(jī)器人 和 非關(guān)節(jié)機(jī)器人 兩大類。 28. 機(jī)器人系統(tǒng)大致由 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 、 機(jī)械系統(tǒng) 、 人機(jī)交互系統(tǒng) 和 控制系統(tǒng) 、感知系統(tǒng) 、 機(jī)器-環(huán)境交互系統(tǒng) 等部分組成。 29. 機(jī)器人的重復(fù)定位精度是指 機(jī)器人末端執(zhí)行器為重復(fù)到達(dá)同一目標(biāo)位置而實(shí)際到達(dá)位置之間的接近程度 。 30. 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究機(jī)器人末端執(zhí)行器 位姿

11、 和 運(yùn)動(dòng) 與關(guān)節(jié)空間之間的關(guān)系。 31. 常用的建立機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程的方法有 牛頓 和 拉格朗日 。 32. 6自由度機(jī)器人有解析逆解的條件是 機(jī)器人操作手的獨(dú)立關(guān)節(jié)變量多于末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)自由度數(shù) 。 33. 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式主要有 液壓 、 氣動(dòng) 和 電動(dòng) 三種。 34. 機(jī)器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有 測速發(fā)電機(jī) 和 增量式碼盤 。 35. 機(jī)器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為 程序 控制方式、 適應(yīng)性 控制方式和 人工智能 控制方式。 三、選擇題 1. 工作范圍是指機(jī)器人（ ）或手腕中心所能到達(dá)的點(diǎn)的集合。

12、（B） A 機(jī)械手 B 手臂末端 C 手臂 D 行走部分。 2. 機(jī)器人的精度主要依存于（ ）、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。（C） A傳動(dòng)誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性 3. 滾轉(zhuǎn)能實(shí)現(xiàn)360無障礙旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，通常用（ ）來標(biāo)記。（A） A R B W C B D L 4. RRR型手腕是（ ）自由度手腕。（C） A 1 B 2 C 3 D 4 5. 真空吸盤要求工件表面（ ）、干燥清潔，同時(shí)氣密性好。（D） A 粗糙

13、 B 凸凹不平 C 平緩?fù)黄? D平整光滑 6. 同步帶傳動(dòng)屬于（ ）傳動(dòng)，適合于在電動(dòng)機(jī)和高速比減速器之間使用。（B） A 高慣性 B 低慣性 C 高速比 D 大轉(zhuǎn)矩 7. 機(jī)器人外部傳感器不包括（ ）傳感器。（D） A 力或力矩 B 接近覺 C 觸覺 D 位置 8. 手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和（ ）工件。（C） A 固定 B 定位 C 釋放 D 觸摸。 9. 機(jī)器人的精度主要依存于（ ）、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。（C） A傳動(dòng)誤差 B 關(guān)節(jié)間隙 C機(jī)械誤

14、差 D 連桿機(jī)構(gòu)的撓性 10. 機(jī)器人的控制方式分為點(diǎn)位控制和（ ）。（C） A 點(diǎn)對點(diǎn)控制 B點(diǎn)到點(diǎn)控制 C 連續(xù)軌跡控制 D 任意位置控制 11. 焊接機(jī)器人的焊接作業(yè)主要包括（ ）。（A） A 點(diǎn)焊和弧焊 B 間斷焊和連續(xù)焊 C 平焊和豎焊 D氣體保護(hù)焊和氬弧焊 12. 作業(yè)路徑通常用（ ）坐標(biāo)系相對于工件坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)來描述。（D） A 手爪 B 固定 C 運(yùn)動(dòng) D工具 13. 當(dāng)代機(jī)器人主要源于以下兩個(gè)分支：（C） A計(jì)算機(jī)與數(shù)控機(jī)床 B遙操作機(jī)與計(jì)算機(jī) C 遙操作機(jī)與數(shù)控機(jī)床 D

15、計(jì)算機(jī)與人工智能 14. 對于轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)而言，關(guān)節(jié)變量是D-H參數(shù)中的（A） A 關(guān)節(jié)角 B 桿件長度 C 橫距 D扭轉(zhuǎn)角 15. 動(dòng)力學(xué)的研究內(nèi)容是將機(jī)器人的_____聯(lián)系起來。（A） A運(yùn)動(dòng)與控制 B傳感器與控制 C 結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng) D傳感系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng) 16. 所謂無姿態(tài)插補(bǔ)，即保持第一個(gè)示教點(diǎn)時(shí)的姿態(tài)，在大多數(shù)情況下是機(jī)器人沿______運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)。（B） A平面圓弧 B直線 C平面曲線 D空間曲線 17. 應(yīng)用通常的物理定律構(gòu)成的傳感器稱之為（） A物性型 B結(jié)構(gòu)型 C一次儀表 D二次儀表 18. 傳感器在整個(gè)測量范圍內(nèi)所

16、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(gè)數(shù)，被稱之為傳感器的______。（） A精度 B重復(fù)性 C分辨率 D靈敏度 19. 諧波傳動(dòng)的缺點(diǎn)是（ ）。（A） A扭轉(zhuǎn)剛度低 B 傳動(dòng)側(cè)隙小 C慣量低 D 精度高 20. 機(jī)器人三原則是由誰提出的。（D） A 森政弘 B 約瑟夫?英格伯格 C 托莫維奇 D 阿西莫夫 21. 當(dāng)代機(jī)器人大軍中最主要的機(jī)器人為：（A） A 工業(yè)機(jī)器人 B 軍用機(jī)器人 C 服務(wù)機(jī)器人 D 特種機(jī)器人 22. 手部的位姿是由哪兩部分變量構(gòu)成的？（B） A 位置與速

17、度 B 姿態(tài)與位置 C 位置與運(yùn)行狀態(tài) D 姿態(tài)與速度 23. 用于檢測物體接觸面之間相對運(yùn)動(dòng)大小和方向的傳感器是：（C） A接近覺傳感器 B接觸覺傳感器 C滑動(dòng)覺傳感器 D壓覺傳感器 24. 示教-再現(xiàn)控制為一種在線編程方式，它的最大問題是：（B） A操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大 B占用生產(chǎn)時(shí)間 C操作人員安全問題 D容易產(chǎn)生廢品 25. 下面哪個(gè)國家被稱為 “機(jī)器人王國”？（C） A 中國 B 英國 C 日本 D 美國 26. 對機(jī)器人進(jìn)行示教時(shí)，作為示教人員必須事先接受過專門的培

18、訓(xùn)才行。與示教作業(yè)人員一起進(jìn)行作業(yè)的監(jiān)護(hù)人員，處在機(jī)器人可動(dòng)范圍外時(shí)，（B），可進(jìn)行共同作業(yè)。 A 不需要事先接受過專門的培訓(xùn) B 必須事先接受過專門的培訓(xùn) C 沒有事先接受過專門的培訓(xùn)也可以 27. 使用焊槍示教前，檢查焊槍的均壓裝置是否良好，動(dòng)作是否正常，同時(shí)對電極頭的要求是（A）。 A 更換新的電極頭 B 使用磨耗量大的電極頭 C 新的或舊的都行 28. 通常對機(jī)器人進(jìn)行示教編程時(shí)，要求最初程序點(diǎn)與最終程序點(diǎn)的位置（A），可提高工作效率。 A相同 B不同 C無所謂 D分離越大越好 29. 為了確保安全，用示教編程器

19、手動(dòng)運(yùn)行機(jī)器人時(shí)，機(jī)器人的最高速度限制為（B）。 A50mm/s B250mm/s C800mm/s D1600mm/s 30. 正常聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)時(shí)，機(jī)器人示教編程器上安全模式不應(yīng)該打到（C）位置上。 A操作模式 B編輯模式 C管理模式 31. 示教編程器上安全開關(guān)握緊為 ON，松開為 OFF 狀態(tài)，作為進(jìn)而追加的功能，當(dāng)握緊力過大時(shí)，為（C）狀態(tài)。 A不變 BON COFF 32. 對機(jī)器人進(jìn)行示教時(shí)，模式旋鈕打到示教模式后

20、，在此模式中，外部設(shè)備發(fā)出的啟動(dòng)信號（A）。 A無效 B有效 C延時(shí)后有效 33. 位置等級是指機(jī)器人經(jīng)過示教的位置時(shí)的接近程度，設(shè)定了合適的位置等級時(shí)，可使機(jī)器人運(yùn)行出與周圍狀況和工件相適應(yīng)的軌跡，其中位置等（A）。 APL 值越小，運(yùn)行軌跡越精準(zhǔn) BPL 值大小，與運(yùn)行軌跡關(guān)系不大 CPL 值越大，運(yùn)行軌跡越精準(zhǔn) 34. 試運(yùn)行是指在不改變示教模式的前提下執(zhí)行模擬再現(xiàn)動(dòng)作的功能，機(jī)器人動(dòng)作速度超過示教最高速度時(shí)，以（B）。 A程序給定的速度運(yùn)行 B示教最高速度來限制運(yùn)行 C示教最低速度來運(yùn)行 35. 機(jī)

21、器人經(jīng)常使用的程序可以設(shè)置為主程序，每臺機(jī)器人可以設(shè)置（C）主程序。 A3 個(gè) B5 個(gè) C1 個(gè) D無限制 36. 機(jī)器人三原則是由（D）提出的。 A. 森政弘 B. 約瑟夫英格伯格 C. 托莫維奇 D. 阿西莫夫 37. 當(dāng)代機(jī)器人大軍中最主要的機(jī)器人為（A）。 A. 工業(yè)機(jī)器人 B. 軍用機(jī)器人 C. 服務(wù)機(jī)器人 D. 特種機(jī)器人 38. 手部的位姿是由（B）構(gòu)成的。 A. 位置與速度 B. 姿態(tài)與位置 C

22、. 位置與運(yùn)行狀態(tài) D. 姿態(tài)與速度 39. 運(yùn)動(dòng)學(xué)主要是研究機(jī)器人的（B）。 A. 動(dòng)力源是什么 B. 運(yùn)動(dòng)和時(shí)間的關(guān)系 C. 動(dòng)力的傳遞與轉(zhuǎn)換 D. 運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用 40. 動(dòng)力學(xué)主要是研究機(jī)器人的（C）。 A. 動(dòng)力源是什么 B. 運(yùn)動(dòng)和時(shí)間的關(guān)系 C. 動(dòng)力的傳遞與轉(zhuǎn)換 D. 動(dòng)力的應(yīng)用 41. 傳感器的輸出信號達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，輸出信號變化與輸入信號變化的比值代表傳感器的（D）參數(shù)。 A. 抗干擾能力 B. 精度 C. 線性度 D. 靈敏度 42. 六維力與力矩傳感器主要用于（D）。 A. 精密加工 B. 精密測量

23、 C. 精密計(jì)算 D. 精密裝配 43. 機(jī)器人軌跡控制過程需要通過求解（B）獲得各個(gè)關(guān)節(jié)角的位置控制系統(tǒng)的設(shè)定值。 A. 運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題 B. 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題 C. 動(dòng)力學(xué)正問題 D. 動(dòng)力學(xué)逆問題 44. 日本日立公司研制的經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī)器人裝配系統(tǒng)采用觸覺傳感器來有效地反映裝配情況。其觸覺傳感器屬于下列（C）傳感器。 A ．接觸覺 B接近覺 C力/力矩覺 D壓覺 45. 機(jī)器人的定義中，突出強(qiáng)調(diào)的是（C）。 A具有人的形象 B模仿人的功能 C像人一樣思維 D感知

24、能力很強(qiáng) 46. 當(dāng)代機(jī)器人主要源于以下兩個(gè)分支（C）。 A計(jì)算機(jī)與數(shù)控機(jī)床 B遙操作機(jī)與計(jì)算機(jī) C遙操作機(jī)與數(shù)控機(jī)床 D計(jì)算機(jī)與人工智能 47. 一個(gè)剛體在空間運(yùn)動(dòng)具有（D）自由度。 A3個(gè) B4個(gè) C5個(gè) D6個(gè) 48. 對于轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)而言，關(guān)節(jié)變量是D-H參數(shù)中的（A）。 A關(guān)節(jié)角 B桿件長度 C橫距 D扭轉(zhuǎn)角 49. 對于移動(dòng)（平動(dòng)）關(guān)節(jié)而言，關(guān)節(jié)變量是D-H參數(shù)中的（C）。 A關(guān)節(jié)角 B桿件長度

25、 C橫距 D扭轉(zhuǎn)角 50. 運(yùn)動(dòng)正問題是實(shí)現(xiàn)如下變換（A）。 A從關(guān)節(jié)空間到操作空間的變換 B從操作空間到迪卡爾空間的變換 C從迪卡爾空間到關(guān)節(jié)空間的變換 D從操作空間到關(guān)節(jié)空間的變換 51. 運(yùn)動(dòng)逆問題是實(shí)現(xiàn)如下變換（C）。 A從關(guān)節(jié)空間到操作空間的變換 B從操作空間到迪卡爾空間的變換 C從迪卡爾空間到關(guān)節(jié)空間的變換 D從操作空間到任務(wù)空間的變換 52. 動(dòng)力學(xué)的研究內(nèi)容是將機(jī)器人的（A）聯(lián)系起來。 A運(yùn)動(dòng)與控制 B傳感器與控制 C結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng) D

26、傳感系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng) 53. 機(jī)器人終端效應(yīng)器（手）的力量來自（D）。 A機(jī)器人的全部關(guān)節(jié) B機(jī)器人手部的關(guān)節(jié) C決定機(jī)器人手部位置的各關(guān)節(jié) D決定機(jī)器人手部位姿的各個(gè)關(guān)節(jié) 54. 在q--r操作機(jī)動(dòng)力學(xué)方程中，其主要作用的是（D）。 A哥氏項(xiàng)和重力項(xiàng) B重力項(xiàng)和向心項(xiàng) C慣性項(xiàng)和哥氏項(xiàng) D慣性項(xiàng)和重力項(xiàng) 55. 對于有規(guī)律的軌跡，僅示教幾個(gè)特征點(diǎn)，計(jì)算機(jī)就能利用（D）獲得中間點(diǎn)的坐標(biāo)。 A優(yōu)化算法 B平滑算法 C預(yù)測算法 D插補(bǔ)算法 56. 機(jī)器人軌跡控制過

27、程需要通過求解（B）獲得各個(gè)關(guān)節(jié)角的位置控制系統(tǒng)的設(shè)定值。 A運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題 B運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題 C動(dòng)力學(xué)正問題 D動(dòng)力學(xué)逆問題 57. 所謂無姿態(tài)插補(bǔ)，即保持第一個(gè)示教點(diǎn)時(shí)的姿態(tài)，在大多數(shù)情況下是機(jī)器人沿（B）運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)。 A平面圓弧 B直線 C平面曲線 D空間曲線 58. 定時(shí)插補(bǔ)的時(shí)間間隔下限的主要決定因素是（B）。 A完成一次正向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算的時(shí)間 B完成一次逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算的時(shí)間 C完成一次正向動(dòng)力學(xué)計(jì)算的時(shí)間 D完成一次逆向動(dòng)力學(xué)計(jì)算的時(shí)間 59. 為了獲得非常平穩(wěn)的加工過程，希望

28、作業(yè)啟動(dòng)（位置為零）時(shí)：（A）。 A速度為零，加速度為零 B速度為零，加速度恒定 C速度恒定，加速度為零 D速度恒定，加速度恒定 60. 應(yīng)用通常的物理定律構(gòu)成的傳感器稱之為（B）。 A物性型 B結(jié)構(gòu)型 C一次儀表 D二次儀表 61. GPS全球定位系統(tǒng)，只有同時(shí)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。（C） A 2 B3 C 4 D 6 62. 在伺服電機(jī)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(gè)反饋回路，分別是：（BDE）

29、A電壓環(huán) B電流環(huán) C功率環(huán) D速度環(huán) E 位置環(huán) F加速度環(huán) 63. 諧波減速器特別適用于工業(yè)機(jī)器人的哪幾個(gè)軸的傳動(dòng)？（DEF） A S軸 B L軸 C U軸 D R軸 E B軸 F T軸 64. CCD（Charge Coupled Device）攝像頭輸出信號為____幀/秒(fps——frame per second)。（B） A 20 B 25 C 30 D 50 65. 利用物質(zhì)本身的某種客觀性質(zhì)制作的傳感器稱之為（A）。 A物性型 B結(jié)構(gòu)型 C一次儀表 D二次儀表 66

30、. 應(yīng)用電容式傳感器測量微米級的距離，應(yīng)該采用改變（C）的方式。 A極間物質(zhì)介電系數(shù) B極板面積 C極板距離 D電壓 67. 壓電式傳感器，即應(yīng)用半導(dǎo)體壓電效應(yīng)可以測量（C）。 A電壓 B亮度 C力和力矩 D距離 68. 傳感器在整個(gè)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(gè)數(shù)，被稱之為傳感器的（C）。 A精度 B重復(fù)性 C分辨率 D靈敏度 69. 增量式光軸編碼器一般應(yīng)用（C）套光電元件，從而可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)、測速、鑒向和定位。

31、A一 B二 C三 D四 70. 測速發(fā)電機(jī)的輸出信號為（A）。 A模擬量 B數(shù)字量 C開關(guān)量 D脈沖量 71. 用于檢測物體接觸面之間相對運(yùn)動(dòng)大小和方向的傳感器是（C）。 A接近覺傳感器 B接觸覺傳感器 C滑動(dòng)覺傳感器 D壓覺傳感器 72. GPS全球定位系統(tǒng)，只有同時(shí)接收到（C）顆衛(wèi)星發(fā)射的信號，才可以解算出接收器的位置。 A2 B3 C4 D6 73. 操作機(jī)手持粉筆在黑板上寫字，在（C）方向只有力的約束而無速度

32、約束？ A X軸 B Y軸 C Z軸 D R軸 74. 如果末端裝置、工具或周圍環(huán)境的剛性很高，那么機(jī)械手要執(zhí)行與某個(gè)表面有接觸的操作作業(yè)將會變得相當(dāng)困難。此時(shí)應(yīng)該考慮（A）。 A柔順控制 B PID控制 C模糊控制 D最優(yōu)控制 75. 示教-再現(xiàn)控制為一種在線編程方式，它的最大問題是（B）。 A操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大 B占用生產(chǎn)時(shí)間 C操作人員安全問題 D容易產(chǎn)生廢品 76. 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的主要區(qū)別是（B）。 A載波頻率不一樣 B信道傳送的信號不一樣 C

33、調(diào)制方式不一樣 D編碼方式不一樣 77. CCD（Charge Coupled Device）攝像頭輸出信號為（B）幀/秒。 A20 B25 C30 D50 78. CCD攝像頭采用電視PAL標(biāo)準(zhǔn)，每幀圖像由（B）場構(gòu)成。 A1 B2 C3 D4 四、綜合題 1. 機(jī)器人分為幾類？ 答：首先，機(jī)器人按應(yīng)用分類可分為工業(yè)機(jī)器人、極限機(jī)器人、娛樂機(jī)器人。 （1）工業(yè)機(jī)器人有搬運(yùn)、焊接、裝配、噴漆、檢驗(yàn)機(jī)器人，主要用于現(xiàn)代化的工廠和柔性加工系統(tǒng)中。（2）極限機(jī)器人主要是指用在人們難以進(jìn)

34、入的核電站、海底、宇宙空間進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人，包括建筑、農(nóng)業(yè)機(jī)器人。（3）娛樂機(jī)器人包括彈奏機(jī)器人、舞蹈機(jī)器人、玩具機(jī)器人等。也有根據(jù)環(huán)境而改變動(dòng)作的機(jī)器人。其次，按照控制方式機(jī)器人可分為操作機(jī)器人、程序機(jī)器人、示教機(jī)器人、智能機(jī)器人和綜合機(jī)器人。 2. 機(jī)器人由哪幾部分組成？ 答：機(jī)器人由三大部分六個(gè)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(gè)子系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人一環(huán)境交換系統(tǒng)、人機(jī)交換系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 3. 什么是自由度？ 答：人們把構(gòu)建相對于參考系具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目稱為自由度。 4. 機(jī)器人技術(shù)參數(shù)有哪些？各參數(shù)的意義是什么？ 答：

35、機(jī)器人技術(shù)參數(shù)有：自由度、精度、工作范圍、速度、承載能力。（1）自由度：是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸的數(shù)目，不包括手爪（末端操作器）的開合自由度。在三維空間里描述一個(gè)物體的位置和姿態(tài)需要六個(gè)自由度。但是，工業(yè)機(jī)器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計(jì)的，也可能小于六個(gè)自由度，也可能大于六個(gè)自由度。（2）精度：工業(yè)機(jī)器人的精度是指定位精度和重復(fù)定位精度。定位精度是指機(jī)器人手部實(shí)際到達(dá)位置與目標(biāo)位置之間的差異。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(gè)統(tǒng)計(jì)量來表示，它是衡量一列誤差值的密集度（即重復(fù)度）。（3）工作范圍：是指機(jī)器人手臂末端或手腕中心所能到達(dá)的所有點(diǎn)的集合，也

36、叫工作區(qū)域。（4）速度；速度和加速度是表明機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性的主要指標(biāo)。（5）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。承載能力不僅取決于負(fù)載的質(zhì)量，而且還與機(jī)器人運(yùn)行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)。為了安全起見，承載能力這一技術(shù)指標(biāo)是指高速運(yùn)行時(shí)的承載能力。通常，承載能力不僅指負(fù)載，而且還包括機(jī)器人末端操作器的質(zhì)量。 5. 機(jī)器人手腕有幾種？試述每種手腕結(jié)構(gòu)。 答：機(jī)器人的手臂按結(jié)構(gòu)形式分可分為單臂式，雙臂式及懸掛式按手臂的運(yùn)動(dòng)形式區(qū)分，手臂有直線運(yùn)動(dòng)的。如手臂的伸縮，升降及橫向移動(dòng)，有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動(dòng)有復(fù)合運(yùn)動(dòng)如直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。2直線運(yùn)動(dòng)的

37、組合2回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，鏈輪傳動(dòng)和連桿機(jī)構(gòu)手臂俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一般采用活塞油（氣）缸與連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)用來實(shí)現(xiàn)手臂復(fù)合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，多數(shù)用于動(dòng)作程度固定不變的專用機(jī)器人。 6. 機(jī)器人機(jī)座有幾種？試述每種機(jī)座結(jié)構(gòu)。 答：機(jī)器人幾座有固定式和行走時(shí)2種。（1）固定式機(jī)器人的級左右直接接地地面基礎(chǔ)上，也可以固定在機(jī)身上。（2）移動(dòng)式機(jī)器人有可分為輪車機(jī)器人，有3組輪子組成的輪系四輪機(jī)器人三角論系統(tǒng)，全方位移動(dòng)機(jī)器人，2足步行式機(jī)器人，履帶行走機(jī)器人。 7. PWM調(diào)速特點(diǎn)有哪些？ 答：簡單，便于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)

38、，節(jié)能，調(diào)速范圍大；非線性嚴(yán)重，引入高頻干擾和損耗。 8. 試述機(jī)器人視覺的結(jié)構(gòu)及工作原理 答：機(jī)器人視覺由視覺傳感器攝像機(jī)和光源控制計(jì)算器和圖像處理機(jī)組成原理：由視覺傳感器講景物的光信號轉(zhuǎn)換成電信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給圖像處理器，同時(shí)光源控制器和32 攝像機(jī)控制器把把光線，距離顏色光源方向等等參數(shù)傳遞給圖像處理器，圖像處理器對圖像數(shù)據(jù)做一些簡單的處理將數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)算機(jī)最后由計(jì)算器存儲和處理。 9. 工業(yè)機(jī)器人控制方式有幾種？ 答：工業(yè)機(jī)器人的控制方式多種多樣，根據(jù)作業(yè)任務(wù)的不同，主要分為點(diǎn)位控制方式、連續(xù)軌跡控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。（1）點(diǎn)位控制方式（P

39、TP）：這種控制方式的特點(diǎn)是只控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點(diǎn)上的位姿。控制時(shí)只要求工業(yè)機(jī)器人快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)相鄰各點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)，而對達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡則不作任何規(guī)定。這種控制方式的主要技術(shù)指標(biāo)是定位精度和運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。（2）連續(xù)軌跡控制方式（CP）：這種控制方式的特點(diǎn)是連續(xù)的控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間的位姿，要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而且速度可控，軌跡光滑，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，以完成工作任務(wù)。（3）力（力矩）控制方式：在完成裝配、抓放物體等工作時(shí)，除要準(zhǔn)確定位外，還要求使用適度的力或力矩進(jìn)行工作，這時(shí)就要利用力（力矩）伺服方式。這種方式的控制

40、原理與位置伺服控制原理基本相同，只不過輸入量和反饋量不是位置信號，而是力（力矩）信號，因此系統(tǒng)中必須有力（力矩）傳感器。有時(shí)也利用接近、滑動(dòng)等傳感功能進(jìn)行自適應(yīng)式控制。（4）智能控制方式：機(jī)器人的智能控制時(shí)通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識，并根據(jù)自身內(nèi)部的知識庫做出相應(yīng)的決策。采用智能控制技術(shù)，使機(jī)器人具有了較強(qiáng)的適應(yīng)性及自學(xué)習(xí)功能。智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等人工智能的迅速發(fā)展。 10. 機(jī)器人參數(shù)坐標(biāo)系有哪些？各參數(shù)坐標(biāo)系有何作用？ 答：工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)坐標(biāo)型和平面關(guān)節(jié)型。（1）直角坐標(biāo)/笛卡兒坐標(biāo)/

41、臺架型（3P）：這種機(jī)器人由三個(gè)線性關(guān)節(jié)組成，這三個(gè)關(guān)節(jié)用來確定末端操作器的位置，通常還帶有附加道德旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機(jī)器人在X、Y、Z軸上的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的，運(yùn)動(dòng)方程可獨(dú)立處理，且方程是線性的，因此，很容易通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)；它可以兩端支撐，對于給定的結(jié)構(gòu)長度，剛性最大：它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化，容易達(dá)到高精度。但是，它的操作范圍小，手臂收縮的同時(shí)又向相反的方向伸出，即妨礙工作，且占地面積大，運(yùn)動(dòng)速度低，密封性不好。（2）圓柱坐標(biāo)型（R3P）：圓柱坐標(biāo)機(jī)器人由兩個(gè)滑動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置，再附加一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的姿態(tài)。這種機(jī)器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)

42、一個(gè)角，工作范圍可以擴(kuò)大，且計(jì)算簡單；直線部分可采用液壓驅(qū)動(dòng)，可輸出較大的動(dòng)力；能夠伸入型腔式機(jī)器內(nèi)部。但是，它的手臂可以到達(dá)的空間受到限制，不能到達(dá)近立柱或近地面的空間；直線驅(qū)動(dòng)器部分難以密封、防塵；后臂工作時(shí)，手臂后端會碰到工作范圍內(nèi)的其它物體。（3）球坐標(biāo)型（2RP）：球坐標(biāo)機(jī)器人采用球坐標(biāo)系，它用一個(gè)滑動(dòng)關(guān)節(jié)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置，再用一個(gè)附加的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)確定部件的姿態(tài)。這種機(jī)器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)，中心支架附近的工作范圍大，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置容易密封，覆蓋工作空間較大。但該坐標(biāo)復(fù)雜，難于控制，且直線驅(qū)動(dòng)裝置仍存在密封及工作死區(qū)的問題。（4）關(guān)節(jié)坐標(biāo)型/擬人型（3R）：關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)

43、節(jié)全都是旋轉(zhuǎn)的，類似于人的手臂，是工業(yè)機(jī)器人中最常見的結(jié)構(gòu)。（5）平面關(guān)節(jié)型：這種機(jī)器人可看作是關(guān)節(jié)坐標(biāo)式機(jī)器人的特例，它只有平行的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)軸線共面。 11. 機(jī)器人學(xué)主要包含哪些研究內(nèi)容？ 答：機(jī)器人研究的基礎(chǔ)內(nèi)容有以下幾方面：(1) 空間機(jī)構(gòu)學(xué)；(2) 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)；(3) 機(jī)器人靜力學(xué)；(4) 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)；(5) 機(jī)器人控制技術(shù)；(6) 機(jī)器人傳感器；(7) 機(jī)器人語言。 12. 機(jī)器人常用的機(jī)身和臂部的配置型式有哪些？ 答：目前常用的有如下幾種形式：（1）橫梁式。機(jī)身設(shè)計(jì)成橫梁式，用于懸掛手臂部件，具有占地面積小，能有效地利用空間，直觀等優(yōu)點(diǎn)。（2）立柱式。多采用

44、回轉(zhuǎn)型、俯仰型或屈伸型的運(yùn)動(dòng)型式，一般臂部都可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)，具有占地面積小而工作范圍大的特點(diǎn)。（3）機(jī)座式?？梢允仟?dú)立的、自成系統(tǒng)的完整裝置，可隨意安放和搬動(dòng)。也可以具有行走機(jī)構(gòu)，如沿地面上的專用軌道移動(dòng)，以擴(kuò)大其活動(dòng)范圍。（4）屈伸式。臂部由大小臂組成，大小臂間有相對運(yùn)動(dòng)，稱為屈伸臂，可以實(shí)現(xiàn)平面運(yùn)動(dòng)，也可以作空間運(yùn)動(dòng)。 13. 機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本單元有哪些？ 答：構(gòu)成機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本要素包括：（1）電動(dòng)機(jī)，提供驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。（2）減速器，為了增加驅(qū)動(dòng)力矩、降低運(yùn)動(dòng)速度。（3）驅(qū)動(dòng)電路，由于直流伺服電動(dòng)機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)的流經(jīng)電流較大，機(jī)器人常采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）

45、方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。（4）運(yùn)動(dòng)特性檢測傳感器，用于檢測機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的位置、速度、加速度等參數(shù)。（5）控制系統(tǒng)的硬件，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，采用協(xié)調(diào)級與執(zhí)行級的二級結(jié)構(gòu)。（6）控制系統(tǒng)的軟件，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性的計(jì)算、機(jī)器人的智能控制和機(jī)器人與人的信息交換等功能。 14. 常見的機(jī)器人外部傳感器有哪些？ 答：常見的外部傳感器包括觸覺傳感器，分為接觸覺傳感器、壓覺傳感器、滑覺傳感器和力覺傳感器。距離傳感器，包括超聲波傳感器，接近覺傳感器，以及視覺傳感器、聽覺傳感器、嗅覺傳感器、味覺傳感器等。 15. 機(jī)器人視覺的硬件系統(tǒng)由哪些部分組成？ 答：（1）景物和距離傳感器，常用的有攝像機(jī)、CCD圖像傳感器、超

46、聲波傳感器和結(jié)構(gòu)光設(shè)備等；（2）視頻信號數(shù)字化設(shè)備，其任務(wù)是把攝像機(jī)或者CCD輸出的信號轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算和分析的數(shù)字信號；（3）視頻信號處理器，視頻信號實(shí)時(shí)、快速、并行算法的硬件實(shí)現(xiàn)設(shè)備：如DSP系統(tǒng)；（4）計(jì)算機(jī)及其設(shè)備，根據(jù)系統(tǒng)的需要可以選用不同的計(jì)算機(jī)及其外設(shè)來滿足機(jī)器人視覺信息處理及其機(jī)器人控制的需要；（5）機(jī)器人或機(jī)械手及其控制器。 16. 從描述操作命令的角度看，機(jī)器人編程語言可分為哪幾類？ 答：機(jī)器人編程語言可分為：（1）動(dòng)作級：以機(jī)器人末端執(zhí)行器的動(dòng)作為中心來描述各種操作，要在程序中說明每個(gè)動(dòng)作。（2）對象級：允許較粗略地描述操作對象的動(dòng)作、操作對象之間的關(guān)系等，特別適用于

47、組裝作業(yè)。（3）任務(wù)級：只要直接指定操作內(nèi)容就可以了，為此，機(jī)器人必須一邊思考一邊工作。 17. 什么是位置運(yùn)動(dòng)學(xué)、正向運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)？ 答：位置運(yùn)動(dòng)學(xué)僅考慮運(yùn)動(dòng)中的幾何學(xué)問題，即不考慮運(yùn)動(dòng)與時(shí)間的關(guān)系。已知關(guān)節(jié)空間的關(guān)節(jié)變量，計(jì)算操作機(jī)在操作空間的手部位姿，稱之為運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題。反之，已知操作機(jī)在操作空間的手部位姿，求各關(guān)節(jié)變量的反變換，稱之為運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題，也叫求手臂解。 18. MOTOMAN 機(jī)器人示教盤模式旋鈕上有三種模式，分別是哪三種，并寫出三種模式各自的特點(diǎn)。 答案：示教模式：人教機(jī)器人稱作示教。再現(xiàn)模式：執(zhí)行程序，機(jī)器人自動(dòng)運(yùn)行。遠(yuǎn)程模式：通過外部信號進(jìn)行的操作，相當(dāng)于

48、遙控。 19. MOTOMAN 機(jī)器人上有三種安全模式，分別是哪三種，并寫出三種模式各自的特點(diǎn)。 答案：三種模式分別是：PLAY再現(xiàn)模式、TEACH示教模式、REMOTE遠(yuǎn)程模式。91再現(xiàn)模式可以用來對示教完的程序進(jìn)行再現(xiàn)運(yùn)行以及各種條件文件的設(shè)定、修改或刪除，在此模式下外部設(shè)備發(fā)出的啟動(dòng)信號無效。（2）示教模式可以用示教編程器進(jìn)行軸操作和編輯，編輯、示教程序，修改已登錄的程序，以及各種特性文件和參數(shù)的設(shè)定，在此模式下外部設(shè)備發(fā)出的啟動(dòng)信號。（3）無效遠(yuǎn)程模式下機(jī)器人由外部信號進(jìn)行操作，可以接通伺服電源、啟動(dòng)、調(diào)出主程序、設(shè)定循環(huán)等與開始運(yùn)行有關(guān)的操作，數(shù)據(jù)傳輸功能有效，此時(shí)示教盤上的啟動(dòng)

49、按鈕無效。 20. 度、重復(fù)精度與分辨率之間的關(guān)系。 答：精度、重復(fù)精度和分辨率用來定義機(jī)器人手部的定位能力。（1）是一個(gè)位置量相對于其參照系的絕對度量，指機(jī)器人手部實(shí)際到達(dá)位置與所需要到達(dá)的理想位置之間的差距。機(jī)器人的精度決定于機(jī)械精度與電氣精度。（2）重復(fù)精度指在相同的運(yùn)動(dòng)位置命令下，機(jī)器人連續(xù)若干次運(yùn)動(dòng)軌跡之間的誤差度量。如果機(jī)器人重復(fù)執(zhí)行某位置給定指令，它每次走過的距離并不相同，而是在一平均值附近變化，該平均值代表精度，而變化的幅度代表重復(fù)精度。（3）分辨率是指機(jī)器人每根軸能夠?qū)崿F(xiàn)的最小移動(dòng)距離或最小轉(zhuǎn)動(dòng)角度。精度和分辨率不一定相關(guān)。一臺設(shè)備的運(yùn)動(dòng)精度是指命令設(shè)定的運(yùn)動(dòng)位置與該設(shè)備

50、執(zhí)行此命令后能夠達(dá)到的運(yùn)動(dòng)位置之間的差距，分辨率則反映了實(shí)際需要的運(yùn)動(dòng)位置和命令所能夠設(shè)定的位置之間的差距。 工業(yè)機(jī)器人的精度、重復(fù)精度和分辨率要求是根據(jù)其使用要求確定的。機(jī)器人本身所能達(dá)到的精度取決于機(jī)器人結(jié)構(gòu)的剛度、運(yùn)動(dòng)速度控制和驅(qū)動(dòng)方式、定位和緩沖等因素。由于機(jī)器人有轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，不同回轉(zhuǎn)半徑時(shí)其直線分辨率是變化的，因此造成了機(jī)器人的精度難以確定。由于精度一般較難測定，通常工業(yè)機(jī)器人只給出重復(fù)精度。 21. 試論述機(jī)器人靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系。 答：靜力學(xué)指在機(jī)器人的手爪接觸環(huán)境時(shí)，在靜止?fàn)顟B(tài)下處理手爪力F與驅(qū)動(dòng)力τ的關(guān)系。動(dòng)力學(xué)研究機(jī)器人各關(guān)節(jié)變量對時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)與各

51、執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)力或力矩之間的關(guān)系，即機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程。而運(yùn)動(dòng)學(xué)研究從幾何學(xué)的觀點(diǎn)來處理手指位置與關(guān)節(jié)變量的關(guān)系。 在考慮控制時(shí)，就要考慮在機(jī)器人的動(dòng)作中，關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力τ會產(chǎn)生怎樣的關(guān)節(jié)位置θ、關(guān)節(jié)速度、關(guān)節(jié)加速度，處理這種關(guān)系稱為動(dòng)力學(xué)（dynamics）。對于動(dòng)力學(xué)來說，除了與連桿長度有關(guān)之外，還與各連桿的質(zhì)量，繞質(zhì)量中心的慣性矩，連桿的質(zhì)量中心與關(guān)節(jié)軸的距離有關(guān)。 運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)中各變量的關(guān)系如下圖所示。圖中用虛線表示的關(guān)系可通過實(shí)線關(guān)系的組合表示，這些也可作為動(dòng)力學(xué)的問題來處理。 22. 機(jī)器人手腕有幾種？試述每種手腕結(jié)構(gòu)。 答：機(jī)器人的手臂按結(jié)構(gòu)形式分可分為單臂式，雙

52、臂式及懸掛式按手臂的運(yùn)動(dòng)形式區(qū)分，手臂有直線運(yùn)動(dòng)的。如手臂的伸縮，升降及橫向移動(dòng)，有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動(dòng)有復(fù)合運(yùn)動(dòng)如直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。2直線運(yùn)動(dòng)的組合2回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合。手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，鏈輪傳動(dòng)和連桿機(jī)構(gòu)手臂俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一般采用活塞油（氣）缸與連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)用來實(shí)現(xiàn)手臂復(fù)合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，多數(shù)用于動(dòng)作程度固定不變的專用機(jī)器人。 23. 機(jī)器人參數(shù)坐標(biāo)系有哪些？各參數(shù)坐標(biāo)系有何作用？ 答：工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)坐標(biāo)型和平面關(guān)節(jié)型。（1）直角坐標(biāo)/笛卡兒坐標(biāo)/臺

53、架型（3P）：這種機(jī)器人由三個(gè)線性關(guān)節(jié)組成，這三個(gè)關(guān)節(jié)用來確定末端操作器的位置，通常還帶有附加道德旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機(jī)器人在X、Y、Z軸上的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的，運(yùn)動(dòng)方程可獨(dú)立處理，且方程是線性的，因此，很容易通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)；它可以兩端支撐，對于給定的結(jié)構(gòu)長度，剛性最大：它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化，容易達(dá)到高精度。但是，它的操作范圍小，手臂收縮的同時(shí)又向相反的方向伸出，即妨礙工作，且占地面積大，運(yùn)動(dòng)速度低，密封性不好。（2）圓柱坐標(biāo)型（R3P）：圓柱坐標(biāo)機(jī)器人由兩個(gè)滑動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置，再附加一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的姿態(tài)。這種機(jī)器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)一

54、個(gè)角，工作范圍可以擴(kuò)大，且計(jì)算簡單；直線部分可采用液壓驅(qū)動(dòng)，可輸出較大的動(dòng)力；能夠伸入型腔式機(jī)器內(nèi)部。但是，它的手臂可以到達(dá)的空間受到限制，不能到達(dá)近立柱或近地面的空間；直線驅(qū)動(dòng)器部分難以密封、防塵；后臂工作時(shí)，手臂后端會碰到工作范圍內(nèi)的其它物體。（3）球坐標(biāo)型（2RP） 24. 什么是機(jī)器人的內(nèi)部傳感器和外部傳感器？舉例說明之。 答：內(nèi)部傳感器是用來檢測機(jī)器人自身狀態(tài)（內(nèi)部信息）的機(jī)器人傳感器，如檢測關(guān)節(jié)位置、速度的光軸編碼器等。是機(jī)器人自身運(yùn)動(dòng)與正常工作所必需的；外部傳感器是用來感知外部世界、檢測作業(yè)對象與作業(yè)環(huán)境狀態(tài)（外部信息）的機(jī)器人傳感器。如視覺、聽覺、觸覺等。是適應(yīng)特定環(huán)境，完

55、成特定任務(wù)所必需的。 25. 人手爪有哪些種類，各有什么特點(diǎn)？ 答：（1）機(jī)械手爪：依靠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來抓持工件；（2）磁力吸盤：通過磁場吸力抓持鐵磁類工件，要求工件表面清潔、平整、干燥，以保證可靠地吸附，不適宜高溫條件；（3）真空式吸盤：利用真空原理來抓持工件，要求工件表面平整光滑、干燥清潔，同時(shí)氣密性要好。 26. 編碼器有哪兩種基本形式？各自特點(diǎn)是什么？ 答：兩種基本形式：增量式、絕對式。增量式：用來測量角位置和直線位置的變化，但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中，都必須在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)進(jìn)行復(fù)位。絕對式：每個(gè)位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定

56、組合，這種確定組合有惟一的特征。通過這特征，在任意時(shí)刻都可以確定碼盤的精確位置。 27. 工業(yè)機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)器有那些類型，并簡要說明其特點(diǎn)。 答：（1）電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的能源簡單，速度變化范圍大，效率高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，速度和位置精度都很高，但它們多與減速裝置相聯(lián)，直接驅(qū)動(dòng)比較困難。（2）液壓驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是功率大，可省去減速裝置而直接與被驅(qū)動(dòng)的桿件相連，結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，響應(yīng)快，伺服驅(qū)動(dòng)具有較高的精度。但需要增設(shè)液壓源，易產(chǎn)生液體泄漏，不適合高、低溫及有潔凈要求的場合。故液壓驅(qū)動(dòng)器目前多用于特大功率的操作機(jī)器人系統(tǒng)或機(jī)器人化工程機(jī)械。（3）氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)簡單，清潔，動(dòng)作靈敏，具有緩沖作用。但也需

57、要增設(shè)氣壓源，且與液壓驅(qū)動(dòng)器相比，功率較小，剛度差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高、但有潔凈、防爆等要求的點(diǎn)位控制機(jī)器人。 28. 變位機(jī)對于焊接機(jī)器人的作用是什么？ 答：變位機(jī)作為機(jī)器人焊接生產(chǎn)線及焊接柔性加工單元的重要組成部分，其作用是將被焊工件旋轉(zhuǎn)(平移)到最佳的焊接位置。即使機(jī)器人相對于工件處于最佳的作業(yè)角度，把工件各處的焊縫位置均能變換到最有利于機(jī)器人焊槍找位和焊接的地方。 29. 足球機(jī)器人六步推理模型的內(nèi)容是什么？ 答：（1）輸入信息預(yù)處理，計(jì)算有關(guān)實(shí)體速度、相對距離、角度等；（2）態(tài)勢分析與策略選擇；（3）隊(duì)形確定與角色分配；（4）目標(biāo)位置確定；（5）運(yùn)動(dòng)軌跡

58、規(guī)劃；（6）左右輪速確定。 30. 常用的工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)有那些？ 答：齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)，滾珠絲桿出傳動(dòng)，同步齒形帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)。 31. 在機(jī)器人系統(tǒng)中為什么往往需要一個(gè)傳動(dòng)（減速）系統(tǒng)？ 答：因?yàn)楝F(xiàn)在的電機(jī)一般速度較高，力矩較小，需要通過傳動(dòng)系統(tǒng)降低轉(zhuǎn)速、提高力矩。 32. 機(jī)器人上常用的距離與接近覺傳感器有哪些？。 答：超聲波，激光、紅外，霍爾傳感器 33. 按機(jī)器人的用途分類，可以將機(jī)器人分為哪幾大類？試簡述之。 答：（1）工業(yè)機(jī)器人或產(chǎn)業(yè)機(jī)器人：應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，主要用在制造業(yè)，進(jìn)行焊接、噴漆、裝配、搬運(yùn)、檢驗(yàn)、農(nóng)產(chǎn)品的加工等產(chǎn)業(yè)。（2）探索機(jī)

59、器人：用于進(jìn)行太空和海洋探索，也可用于地面和地下探索。（3）服務(wù)機(jī)器人：一種半自主或全自主的機(jī)器人，其所從事的服務(wù)工作可使人類生存的更好，使制造業(yè)以外的設(shè)備工作的更好。（4）軍用機(jī)器人：用于軍事目的，或進(jìn)攻性的，或防御性的。 34. 什么是示教再現(xiàn)式機(jī)器人？ 答：先由人驅(qū)動(dòng)操作機(jī)，再以示教動(dòng)作作業(yè)，將示教作業(yè)程序、位置及其他信息存儲起來，然后讓機(jī)器人重現(xiàn)這些動(dòng)作。 35. 編碼器有哪兩種基本形式？各自特點(diǎn)是什么？ 答：兩種基本形式：增量式、絕對式。（1）增量式：用來測量角位置和直線位置的變化，但不能直接記錄或指示位置的實(shí)際值。在所有利用增量式編碼器進(jìn)行位置跟蹤的系統(tǒng)中，都必須在系統(tǒng)開始

60、運(yùn)行時(shí)進(jìn)行復(fù)位。（2）絕對式：每個(gè)位置都對應(yīng)著透光與不透光弧段的惟一確定組合，這種確定組合有惟一的特征。通過這特征，在任意時(shí)刻都可以確定碼盤的精確位置。 五、計(jì)算題 1. 已知點(diǎn)u的坐標(biāo)為[7，3，2]T，對點(diǎn)u依次進(jìn)行如下的變換：（1）繞z軸旋轉(zhuǎn)90得到點(diǎn)v；（2）繞y軸旋轉(zhuǎn)90得到點(diǎn)w；（3）沿x軸平移4個(gè)單位，再沿y軸平移-3個(gè)單位，最后沿z軸平移7個(gè)單位得到點(diǎn)t。求u，v，w，t各點(diǎn)的齊次坐標(biāo)。 解：點(diǎn)u的齊次坐標(biāo)為： v = Rot(z，90)u = w = Rot(y，90)v = t = Trans(4，-3，7)w = 2. 如圖所示為具有

61、三個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的3R機(jī)械手，求末端機(jī)械手在基坐標(biāo)系{x0，y0}下的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。 解：建立如圖1的參考坐標(biāo)系，則 =，=，= == 其中：. 3. 用齊次矩陣表示如下順序的運(yùn)動(dòng)：（1）繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)90度；（2）繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)-90度；（3）移動(dòng)（3，7，9）。 答：，， 4. 如圖所示為平面內(nèi)的兩旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)機(jī)械手，已知機(jī)器人末端的坐標(biāo)值{x，y}，試求其關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)變量θ1和θ2。 解：如圖所示，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)有兩組可能的解。第一組解：由幾何關(guān)系得 （1） （2） （1）式平方加（2）式平方得 第二組解：由余弦定理， ， 5. 如圖所示兩

62、自由度機(jī)械手在如圖位置時(shí)（θ1=0，θ2=π/2），生成手爪力 FA = [fx 0 ]T 或FB = [0 fy ]T。求對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力τA和τB。 解：由關(guān)節(jié)角給出如下姿態(tài)： 由靜力學(xué)公式 6. 試對直流伺服方案和交流伺服方案進(jìn)行比較。 答：直流伺服方案采用直流伺服電機(jī)，交流伺服方案采用交流伺服電機(jī)。由于變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，交流調(diào)速的可靠性與經(jīng)濟(jì)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(jī)由于整流子的存在，導(dǎo)致其制造、維護(hù)的困難，除在特殊場合很少使用。交流伺服電動(dòng)機(jī)除了不具有直流伺服電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)外，還具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，能在較寬的速

63、度范圍內(nèi)保持理想的轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。一般同樣體積下，交流電動(dòng)機(jī)的輸出功率可比直流電動(dòng)機(jī)高出10%～70%。另外，交流電動(dòng)機(jī)的容量可做得比直流電動(dòng)機(jī)大，達(dá)到更高的轉(zhuǎn)速和電壓。目前在機(jī)器人系統(tǒng)中，90%的系統(tǒng)采用交流伺服電動(dòng)機(jī)。 7. 如圖所示的兩自由度機(jī)械手，手部沿固定坐標(biāo)系在手上X0軸正向以1.0m/s的速度移動(dòng)，桿長l1=l2=0.5m。設(shè)在某時(shí)刻θ1=30，θ2=-60，求該時(shí)刻的關(guān)節(jié)速度。已知兩自由度機(jī)械手速度雅可比矩陣為 解：因?yàn)椋? 因此，逆雅可比矩陣為： 因?yàn)?，，且v=[1，0]T，即vX=1m/s，vY=0，因此 因此，在該瞬時(shí)兩關(guān)節(jié)的位置分

64、別為， θ1=30，θ2=-60；速度分別為=-2rad/s，=4 rad/s；手部瞬時(shí)速度為1m/s。 式中： 8. 如圖所示的三自由度機(jī)械手（兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)加一個(gè)平移關(guān)節(jié)，簡稱RPR機(jī)械手），求末端機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。 解：建立如圖的坐標(biāo)系，則各連桿的DH參數(shù)為： 連桿 轉(zhuǎn)角 偏距 扭角 桿長 1 0 0 2 0 90 0 3 0 0 由連桿齊次坐標(biāo)變換遞推公式 ，有： ，，，故： ，式中： 三連桿操作臂的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程： 第一組解：由幾何關(guān)系得 （1） （2） 將（1）式平方加（2）式平方得： 由此式可推出 第二組解：由余弦定理，得 27