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1、《工業(yè)機(jī)器人》 一、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 、 圓柱坐標(biāo) 型 、球坐標(biāo)型 和 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 。 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 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

2、式吸盤可分為 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、 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、 機(jī)器人傳感器的主要性能指標(biāo)有 靈敏度 、 線性度 、—測(cè) 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)方式主要有 液壓驅(qū)動(dòng) 、 氣壓驅(qū)動(dòng) 和 電氣驅(qū)動(dòng) 三種。

3、 13、 機(jī)器人上常用的可以測(cè)量轉(zhuǎn)速的傳感器有 測(cè)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 。 二、單項(xiàng)選擇題（請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)最佳答案。 ） 1、 工作范圍是指機(jī)器人_B 或手腕中心所能到達(dá)的點(diǎn)的集合。 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 C 、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。 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)，

4、通常用 A 來標(biāo)記。 A R B W C B D L 4、 RRF型手腕是_C_自由度手腕。 A 1 B 2 C 3 D 4 5、 真空吸盤要求工件表面_D 、干燥清潔，同時(shí)氣密性好。 A粗糙B 凸凹不平 C 平緩?fù)黄?D平整光滑 &同步帶傳動(dòng)屬于 B 傳動(dòng)，適合于在電動(dòng)機(jī)和高速比減速器之間使用。 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 D 傳感器。 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 _C 工件。 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_C 、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差

5、。 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 10、 機(jī)器人的控制方式分為點(diǎn)位控制和_C 。 A 點(diǎn)對(duì)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_D 坐標(biāo)系相對(duì)于工件坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)來描述。 A手爪 B 固定 C 運(yùn)動(dòng) D工具 13、 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 14、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 15、

6、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 16、 手部的位姿是由哪兩部分變量構(gòu)成的？( B) A 位置與速度 B 姿態(tài)與位置 C 位置與運(yùn)行狀態(tài) D 姿態(tài)與速 度 17、 用于檢測(cè)物體接觸面之間相對(duì)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 18、 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 19、 下面哪個(gè)國(guó)家被稱為 “機(jī)器人王國(guó)”？ C A 中國(guó) B 英國(guó) C 日本 D

7、美國(guó) 三、是非題(對(duì)劃，錯(cuò)劃“X”) 1、 示教編程用于示教－再現(xiàn)型機(jī)器人中 。 ( V ) 2、 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。 ( V ) 3、 關(guān)節(jié)型機(jī)器人主要由立柱、前臂和后臂組成。 ( X ) 4、 到目前為止，機(jī)器人已發(fā)展到第四代。 ( X ) 5、 磁力吸盤能夠吸住所有金屬材料制成的工件。 ( X ) 6、 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 ( X ) 8、 由電阻應(yīng)變片組成電橋可以構(gòu)成測(cè)量重量的傳感

8、器。 Y ( V ) 9、 激光測(cè)距儀可以進(jìn)行散裝物料重量的檢測(cè)。 Y ( V ) 10 、機(jī)械手亦可稱之為機(jī)器人。 Y ( V ) 四、簡(jiǎn)答題 1、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

9、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。 2、工業(yè)機(jī)器人控制方式有幾種？ 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。 答： 1）點(diǎn)位控制方式（ PTP） 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(duì)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

10、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(hào)， 而是力（力矩）信號(hào)， 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

11、環(huán)境的知識(shí)， 并根據(jù)自身內(nèi)部的知識(shí)庫(kù) 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。 4、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(tái)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

12、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(duì)于給定的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，剛性最大：它的精度和 位置分辨率不隨工作場(chǎng)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)一個(gè)角， 工作范圍可 以擴(kuò)大，且計(jì)算簡(jiǎn)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

13、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(huì)碰到 工作范圍內(nèi)的其它物體。 3）球坐標(biāo)型（ 2RP） 5 、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(chǎng)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。 6、編碼器有哪兩種基本形式？各自特點(diǎn)是什么？ 兩種基本形式：增量式、絕對(duì)式 增量式：用來測(cè)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

14、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(duì)式：每個(gè)位置都對(duì)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。 7、 工業(yè)機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)器有那些類型，并簡(jiǎn)要說明其特點(diǎn)。 （1） 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的能源簡(jiǎn)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(chǎng)合。故液壓

15、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(jiǎn)單，清潔，動(dòng)作靈敏，具有緩沖作用。但也需要增設(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。 8、 常用的工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)有那些？ 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) 9、 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)？ 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。 10、 機(jī)器人上常用的距離與接近覺傳感器有哪些？。 超聲波，激

16、光、紅外，霍爾傳感器 11、 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(jiǎn)述之。 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)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。 12、 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(chǔ)起來，然后讓機(jī)器人

17、重現(xiàn)這些動(dòng)作。 13、編碼器有哪兩種基本形式？各自特點(diǎn)是什么? 兩種基本形式：增量式、絕對(duì)式 增量式：用來測(cè)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(duì)式：每個(gè)位置都對(duì)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、按照下圖中給定的運(yùn)動(dòng)軌跡，編寫一段符合要求的運(yùn)動(dòng)控制指令。 六、請(qǐng)解讀下列程序，并寫出注釋。 1、 主程序 PROC mai n () rIn itAll; WHILE TRUE

18、DO IF di1=1 THEN rMoveRouti ne; rHome; ENDIF WaitTime 0.3; ENDWHILE ENDPROC 2、 PROC rModPos() !示教目標(biāo)點(diǎn)程序 MoveL pPick,v10,fi ne,tGripper\WObj:=WobjCNV; MoveL pPlaceBase,v10,fi ne,tGripper\WObj:=WobjBuffer; MoveL pHome,v10,fine,tGripper; ENDPROC ENDMODULE 3、理解下面指令并畫出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。 PROC Rout ine1 () MoveL p10,v1000,fi ne,tool1\WOBj:=wobj1; MoveC p30,p40,v1000,z1,tool1\WOBj:=wobj1; ENDPROC