工業(yè)機器人考試題庫

1、、判斷題 1機械手亦可稱之為機器人。 （ Y） 2 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 ） 3 、關節(jié)空間是由全部關節(jié)參數(shù)構成的。 （ Y） 4 、任何復雜的運動都可以分解為由多個平移和繞軸轉動的簡單運動的合成。 （ Y） 5 、關節(jié) i 的坐標系放在 i -1 關節(jié)的末端。（ N） 6 手臂解有解的必要條件是串聯(lián)關節(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械系統(tǒng)，其拉格朗日動力函數(shù) L 可定義為系 統(tǒng)總動能與系統(tǒng)總勢能之和。 （N ） 8 由電阻應變片組成電橋可以構成測量重量的傳感器。 （ Y ） 9 激光測距儀可以進行散裝物

2、料重量的檢測。 （ Y ） 10 運動控制的電子齒輪模式是一種主動軸與從動軸保持一種靈活傳動比的隨 動系統(tǒng)。（丫） 11 諧波減速機的名稱來源是因為剛輪齒圈上任一點的徑向位移呈近似于余弦 波形的變化。（ N ） 12 軌跡插補運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 之后，一次完成，再提交給再現(xiàn)過程的。 （ 丫 ） 13格林（格雷）碼被大量用在相對光軸編碼器中。（ N ） 14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） 15圖像增強是調整圖像的色度、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。 （ 丫） 、填空題 1. 機器人是指代替

3、原來由人直接或間接作業(yè)的自動化機械 2. 在機器人的正面作業(yè)與機器人保持300mm 以上的距離。 3. 手動速度分為：微動 、低速 、中速 、高速 。 4. 機器人的三種動作模式分為：示教模式、再現(xiàn)模式、遠程模式 。 5. 機器人的坐標系的種類為：關節(jié)坐標系、直角坐標系、圓柱坐標系、工具坐標 系、用戶坐標系。 6. 設定關節(jié)坐標系時，機器人的 S、L、U、R、B、T各軸 分別運動。 7. 設定為直角坐標系時，機器人控制點沿 X、丫、Z軸 平行 移動。 8. 用關節(jié)插補示教機器人軸時，移動命令為MOVJ 。 9. 機器人的位置精度 PL是指 機器人經(jīng)過示教的位置時的接近程 度，可以分為 9個等級

4、，分別是 PL=0 ， PL=1， PL=2， PL=3， PL=4， PL=5， PL=6 ，PL=7，PL=8。馬自達標準中， PL=1指只要機器人 TCP點經(jīng)過以示教點為圓心、以 為半徑的圓內的任一點即視為達到；PL=2指只要 機器人TCP點經(jīng)過以示教點為圓心、以20mm為半徑的圓內的任一點即視 為達；PL=3指只要機器人TCP點經(jīng)過以示教點為圓心、以75mm為半徑的 圓內的任一點即視為達到。 10. 機器人的腕部軸為R, B, T ，本體軸為 S，L，U 。 11. 機器人示教是指：將工作內容告知產(chǎn)業(yè)用機器人的作業(yè)。 12. 機器人軌跡支持四種插補方式，分別是 關節(jié)插補，直線插補，圓弧

5、插補， 自由曲線插補，插補命令分別是 MOVJ MOVL,MOVCMOVS。 13. 關節(jié)插補以最高速度的百分比來表示再現(xiàn)速度，系統(tǒng)可選的速度從慢到快依 次是 %，% 14. 干涉區(qū)信號設置有兩種，分別是絕對優(yōu)先干涉區(qū) 和相對優(yōu)先干涉區(qū)， 基于設備安全方面考慮，現(xiàn)場使用的干涉區(qū)絕大多數(shù)都是絕對優(yōu)先干涉區(qū)，并盡可 能的通過作業(yè)時序上錯開的方法來實現(xiàn)節(jié)拍最優(yōu)化。 15. 機器人按機構特性可以劃分為關節(jié)機器人和非關節(jié)機 器人兩大類。 16. 機器人系統(tǒng)大致由驅動系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、 人機交互系統(tǒng) 和控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、 機器-環(huán)境交互系統(tǒng)等部分組成。 17. 機器人的重復定位精度是指 機器人末端執(zhí)行器為

6、重復到達同一目標位置而實際 到達位置之間的接近程度。 18. 齊次坐標0 0 1 0 T表示的內容是 z方向。 19. 機器人的運動學是研究機器人末端執(zhí)行器位姿 和運動與關節(jié)空間 之間的關系。 20. 如果機器人相鄰兩關節(jié)軸線相交，則聯(lián)接這兩個關節(jié)的連桿長度為 0 。 21. 常用的建立機器人動力學方程的方法有牛頓 和 拉格朗日。 22. 6自由度機器人有解析逆解的條件是機器人操作手的獨立關節(jié)變量多于末端執(zhí) 行器的運動自由度數(shù)。 23. 機器人的驅動方式主要有液壓、氣動和電動三 種。 24. 機器人上常用的可以測量轉速的傳感器有測速發(fā)電機和 增 量式碼盤0 25. 機器人控制系統(tǒng)按其控制方式可

7、以分為程序控制方式、 適應性 控制方式和人工智能控制方式。 、單項選擇題 1. 對機器人進行示教時 , 作為示教人員必須事先接受過專門的培訓才行 . 與示教作 業(yè)人員一起進行作業(yè)的監(jiān)護人員 , 處在機器人可動范圍外時 , （B ），可進行共同 作業(yè)。 A.不需要事先接受過專門的培訓B必須事先接受過專門的培訓 C.沒有事先接受過專門的培訓也可以 2. 使用焊槍示教前 , 檢查焊槍的均壓裝置是否良好 , 動作是否正常 , 同時對電極頭 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 3. 通常對機器人進行示教編程時 , 要求最初程序點與最終程序點的位置（A）,

8、 可提高工作效率。 A.相同B .不同 C.無所謂 D .分離越大越好 4. 為了確保安全 , 用示教編程器手動運行機器人時 , 機器人的最高速度限制為 （ B）。 A. 50mm/sB . 250mm/s C . 800mm/s D . 1600mm/s 5. 正常聯(lián)動生產(chǎn)時，機器人示教編程器上安全模式不應該打到（ C位置上。 A.操作模式B .編輯模式C.管理模式 6. 示教編程器上安全開關握緊為 ON, 松開為 OFF 狀態(tài), 作為進而追加的功能 , 當 握緊力過大時，為（C狀態(tài)。 A.不變B. ONC. OFF 7. 對機器人進行示教時 , 模式旋鈕打到示教模式后 , 在此模式中，外部

9、設備發(fā)出的 啟動信號（ A）。 A.無效 .有效 .延時 后有效 8. 位置等級是指機器人經(jīng)過示教的位置時的接近程度 , 設定了合適的位置等級時， 可使機器人運行出與周圍狀況和工件相適應的軌跡，其中位置等（ A ）。 APL 值越小, 運行軌跡越精準 B PL 值大小, 與運行軌跡關系不大 CPL 值越大 , 運行軌跡越精準 9. 試運行是指在不改變示教模式的前提下執(zhí)行模擬再現(xiàn)動作的功能 , 機器人動作 速度超過示教最高速度時 , 以（ B）。 A.程序給定的速度運行B.示教最高速度來限制運行 C.示教最低速度來運行 10. 機器人經(jīng)常使用的程序可以設置為主程序 , 每臺機器人可以設置（ C

10、）主程 序。 A. 3 個 B . 5 個 C . 1 個 D .無限制 11. 為使機器人進行正確的直線插補、圓弧插補等插補動作，需正確地輸入焊槍、 抓手、焊鉗等工具的尺寸信息，定義控制點的位置。工具校驗是可以簡單和正確的 進行尺寸信息輸入的功能 . 進行工具校驗，需以控制點為基準示教 5 個不同的姿態(tài) （TC1至E。實踐證明5個不同的姿態(tài)（A）。 A.動作變化越大其工具控制點越精確B.動作變化越大其工具控制點越不精 確 C動作變化與其工具控制點無關 12. 機器人三原則是由（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 13. 當代機器人大軍中最主要的機器

11、人為（ A ）。 A. 工業(yè)機器人 B. 軍用機器人 C. 服務機器人 D. 特種機 器人 14. 手部的位姿是由（ B ）構成的 A. 位置與速度 B. 姿態(tài)與位置 C. 位置與運行狀態(tài) D. 姿態(tài)與 速度 15. 運動學主要是研究機器人的（ B） A. 動力源是什么 B. 運動和時間的關系 C. 動力的傳遞與轉換 D. 運動的應用 16. 動力學主要是研究機器人的（ C ）。 A. 動力源是什么 B. 運動和時間的關系 C. 動力的傳遞與轉換 D. 動力的應用 17. 傳感器的基本轉換電路是將敏感元件產(chǎn)生的易測量小信號進行變換，使傳感器 的信號輸出符合具體工業(yè)系統(tǒng)的要求。一般為（ A ）。

12、 A. 4 20mA - 55VB. 020mA 05V C. -20mA 20mA - 55VD. -20mA20mA 05V 18. 傳感器的輸出信號達到穩(wěn)定時，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 維力與力矩傳感器主要用于（ D ）。 A. 精密加工 B. 精密測量 C. 精密計算 D. 精密裝配 20. 機器人軌跡控制過程需要通過求解（ B ）獲得各個關節(jié)角的位置控制系統(tǒng)的 設定值。 A. 運動學正問題B.運動學逆問題 C. 動力學正問題D.動力學逆問題 21. 模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的主要區(qū)別是（ B

13、 ）。 A. 載波頻率不一樣B.信道傳送的信號不一樣 C. 調制方式不一樣D.編碼方式不一樣 22日本日立公司研制的經(jīng)驗學習機器人裝配系統(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 23機器人的定義中，突出強調的是（ C ）。 A.具有人的形象B.模仿人的功能 C.像人一樣思維D.感知能力很強 24. 當代機器人主要源于以下兩個分支（ C ）。 A.計算機與數(shù)控機床B.遙操作機與計算機 C.遙操作機與數(shù)控機床D.計算機與人工智能 25. （ C）曾經(jīng)贏得了“機器人王國”的美稱。 A .美國 B .英國 C .日本

14、 D .中國 26. 機器人的精度主要依存于機械誤差、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。一般說 來（ B ）。 A.絕對定位精度高于重復定位精度B .重復定位精度高于絕對定位精度 C機械精度高于控制精度D.控制精度高于分辨率精度 27. 個剛體在空間運動具有（D）自由度。 A. 3個 B . 4個 C. 5個D . 6個 28. 對于轉動關節(jié)而言，關節(jié)變量是 D-H參數(shù)中的（A ）。 A.關節(jié)角 B .桿件長度 C .橫距 D .扭轉角 29. 對于移動（平動）關節(jié)而言，關節(jié)變量是 D-H參數(shù)中的（C ） o A. 關節(jié)角B .桿件長度 C.橫距 D .扭轉角 30 .運動正問題是實現(xiàn)如下變換（

15、A）。 A. 從關節(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. 從迪卡爾空間到關節(jié)空間的變換 D. 從操作空間到關節(jié)空間的變換 31.運動逆問題是實現(xiàn)如下變換（C)0 A.從關節(jié)空間到操作空間的變換 .從操作空間到迪卡爾空間的變換 C.從迪卡爾空間到關節(jié)空間的變換 .從操作空間到任務空間的變換 32.動力學的研究內容是將機器人的（ 聯(lián)系起來。 A.運動與控制 .傳感器與控制 C.結構與運動 .傳感系統(tǒng)與運動 33 .機器人終端效應器（手）的力量來自（ A.機器人的全部關節(jié) .機器人手部的關節(jié) C.決定機器人手部位置的各關節(jié) .決定機器人手部位姿的各個關節(jié) 34 .在-r操作

16、機動力學方程中, 其主要作用的是（D）o A .哥氏項和重力項 .重力項和向心項 C 慣性項和哥氏項 .慣性項和重力項 35 .對于有規(guī)律的軌跡, 僅示教幾個特征點, 計算機就能利用（ D ）獲得中間點 的坐標。 A.優(yōu)化算法 B .平滑算法C .預測算法 .插補算法 36 .機器人軌跡控制過程需要通過求解（ B）獲得各個關節(jié)角的位置控制系統(tǒng)的 設定值。 A.運動學正問題B .運動學逆問題 C .動力學正問題 D .動力學逆問題 37 .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 （B）運動時出現(xiàn)。 A.平面圓弧B .直線 C .平面曲線D .空間曲線 38 .定時插

17、補的時間間隔下限的主要決定因素是（B ） A.完成一次正向運動學計算的時間 B .完成一次逆向運動學計算的時間 C完成一次正向動力學計算的時間 D.完成一次逆向動力學計算的時間 39為了獲得非常平穩(wěn)的加工過程，希望作業(yè)啟動（位置為零）時： （ A） A.速度為零，加速度為零 C速度恒定，加速度為零 B 速度為零，加速度恒定 D 速度恒定，加速度恒定 40.應用通常的物理定律構成的傳感器稱之為（ B ）。 A.物性型 B .結構型 C .一次儀表 二次儀表 41.利用物質本身的某種客觀性質制作的傳感器稱之為（ A.物性型 B .結構型 .一次儀表 .二次儀表 42.應用電容式傳感器測量微米級的距

18、離， 應該采用改變 C） 的方式。 A.極間物質介電系數(shù) .極板面積 C.極板距離 電壓 43. 壓電式傳感器，即應用半導體壓電效應可以測量（ ）。 A.電壓 .亮度 C .力和力矩 .距離 44. 傳感器在整個測量范圍內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（ C ）。 A.精度B.重復性C.分辨率D.靈敏度 45. 增量式光軸編碼器一般應用（C）套光電元件，從而可以實現(xiàn)計數(shù)、測速、 鑒向和定位。 A. B .二 C .三 D .四 46測速發(fā)電機的輸出信號為（A）。 A.模擬量B.數(shù)字量C.開關量D.脈沖量 47用于檢測物體接觸面之間相對運動大小和

19、方向的傳感器是（C ） A.接近覺傳感器B .接觸覺傳感器 48. GPS全球定位系統(tǒng)，只有同時接收到（C）顆衛(wèi)星發(fā)射的信號，才可以解算 出接收器的位置。 A. 2 B . 3 C . 4 D . 6 49. 操作機手持粉筆在黑板上寫字，在（ C ）方向只有力的約束而無速度約束？ A. X軸B . Y軸 C . Z軸D . R軸 50如果末端裝置、工具或周圍環(huán)境的剛性很高，那么機械手要執(zhí)行與某個表面有 接觸的操作作業(yè)將會變得相當困難。此時應該考慮（A）。 A.柔順控制B. PID控制 C模糊控制D.最優(yōu)控制 51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.操作人員勞動強度大

20、B.占用生產(chǎn)時間 C操作人員安全問題D.容易產(chǎn)生廢品 52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.調制方式不一樣D.編碼方式不一樣 53. CCD（ Charge Coupled Device ）攝像頭輸出信號為（ B）幀/ 秒。 A20B 25C 30D 50 54. CCDS像頭采用電視PAL標準，每幀圖像由（B ）場構成。 A1 B 2 C 3 D 4 四、多項選擇題 1. 在機器人動作范圍內示教時 , 需要遵守的事項有（ abcd ）。 A. 保持從正面觀看機器人 B. 遵守操作步驟 C考慮機器人突然向自己所處方位運行時的應變

21、方案 D.確保設置躲避場所，以防萬一 2. MOTOMAN機器人NX100控制柜上的動作模式有（acd ）。 A.示教模式B 急停模式 C再現(xiàn)模式D遠程模式 3. 對機器人進行示教時 , 示教編程器上手動速度可分為（ abcd ）。 A.高速B 微動 C 低速 D 中速 4. 對MOTOMA機器人進行軸操作時,可以使用的坐標系有（abcde ）。 A.直角坐標系B關節(jié)坐標系C 圓柱坐標系 D.工具坐標系E用戶坐標系 5. 在MOTOMAN機器人所使用的INFORM III語言主要的移動命令中,記錄有移動 到的位置，（ abcd ）。 A.插補方式B .再現(xiàn)速度 C. PL 定位精度D .所使用

22、 TOOL 號 6. 機器人的示教方式 , 有（ abc ）種方式。 A.直接示教B .間接示教 C. 遠程示教 7. 對機器人進行示教時 , 為了防止機器人的異常動作給操作人員造成危險 , 作業(yè)前 必須進行的項目檢查有（ abcd ）等。 A.機器人外部電纜線外皮有無破損 B. 機器人有無動作異常 C.機器人制動裝置是否有效 D .機器人緊急停止裝置是否 有效 8. 通常構成機器人系統(tǒng)的各軸根據(jù)其功能分別稱作（ abc ）。 A. 機器人軸 B. 基座軸 C. 工裝軸 9. 原點位置校準是將機器人位置與絕對編碼器位置進行對照的操作。原點位置校準 是在出廠前進行的，但在 （abcd）情況下必須

23、再次進行原點位置校準。 A. 改變機器人與控制柜（NX100的組合時 B. 更換電機、絕對編碼器時 C. 存儲內存被刪除時(更換NCP01基板、電池耗盡時等) D. 機器人碰撞工件，原點偏移時 10. 控制點不變動作是指只改變工具姿態(tài)而不改變工具尖端點(控制點)位置的操 作， 下面( bcde )可以實現(xiàn)控制點不變動作。 A. 關節(jié)坐標系 B. 直角坐標系 C. 圓柱坐標系 D. 工具坐標系 E. 用戶坐標系 11 . 機 器人控制 系統(tǒng)在 物理上分為兩 級， 但在邏輯上一般分為如下三級： ( cde ) 。 A . PID控制器 B .位置控制器 C .作業(yè)控制器 D. 運動控制器 E .驅

24、動控制器 F .可編程控制器 12 完整的傳感器應包括下面 ( ace ) 三部分。 A.敏感元件B計算機芯片 C轉換元件 D.模數(shù)轉換電路E基本轉換電路F微波通信電路 13 圖像工程是一門系統(tǒng)地研究各種圖像理論、技術和應用的新的交叉學科。研究 內容包括 ( bef) 三個層次及它們的工程應用。 A. 圖像獲取 B .圖像處理 C.圖像增強 D. 圖像恢復 E .圖像分析 F.圖像理解 14 .機器視覺系統(tǒng)主要由三部分組成 ( ade ) 。 A. 圖像的獲取 B .圖像恢復C.圖像增強 D.圖像的處理和分析E輸出或顯示F圖形繪制 15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

25、有3 個反饋 回路，分別是 ( bde ) 。 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) ) 軸的傳動 16. 諧波減速器特別適用于工業(yè)機器人的 ( def A.S軸B.L軸C.U軸 D.R軸E.B軸F.T軸 17. RV擺線針輪減速器特別適用于工業(yè)機器人的(abc )軸的傳動 A.S軸B.L軸C.U軸 D.R軸E.B軸F.T軸 18 集控式足球機器人的智能主要表現(xiàn)在 ( de ) 兩個子系統(tǒng)。 A 機器人小車子系統(tǒng)B 機器人通信子系統(tǒng) C 機器人視覺子系統(tǒng)D 機器人決策子系統(tǒng) E 機器人總控子系統(tǒng) 19 美國發(fā)往火星的機器人是 ( ab) 號。 A 勇氣B機遇 C小獵

26、兔犬 D 挑戰(zhàn)者 E 哥倫比亞 、綜合題 一)寫出下列指令的含義 MOV：J 以關節(jié)插補方式移動到示教位置 MOV：C 用圓弧插補方式移動到示教位置 MOV：L 用直線插補方式移動到示教位置 MOV：S 用自由曲線插補方式移動到示教位置 JUMP： 跳到指定的標簽或程序 CALL： 調出指定程序 TIMER： 停止指定的時間 LABEL： 表示跳轉位置 COMME：NT 注釋 RET 回到調用程序 INC:在指定的變量值上加1 SET將前一變量的值設置為后一變量 IF :判斷各種條件，附加在進行處理的其他命令之后 * :表示跳轉的目的地 END 宣布程序結束 NOP 無任何運行 DOUT 進行

27、外部輸出信號的ON、OFF WAIT 待機，至外部輸入信號與指疋狀態(tài)相符 （二）簡答題 1. 智能機器人的所謂智能的表現(xiàn)形式是什么？ 答：推理判斷、記憶 2. 機器人分為幾類？ 答:首先，機器人按應用分類可分為工業(yè)機器人、極限機器人、娛樂機器人。 1）工業(yè)機器人有搬運、焊接、裝配、噴漆、檢驗機器人，主要用于現(xiàn)代化的工廠和 柔性加工系統(tǒng)中。 2）極限機器人主要是指用在人們難以進入的核電站、海底、宇宙空間進行作業(yè)的機 器人，包括建筑、農(nóng)業(yè)機器人。 3）娛樂機器人包括彈奏機器人、舞蹈機器人、玩具機器人等。也有根據(jù)環(huán)境而改變 動作的機器人。 其次，按照控制方式機器人可分為操作機器人、程序機器人、示教機

28、器人、智能機 器人和綜合機器人。 3. 機器人由哪幾部分組成？ 機器人由三大部分六個子系統(tǒng)組成。三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。 六個子系統(tǒng)是驅動系統(tǒng)、機械結構系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機器人一環(huán)境交換系統(tǒng)、人機 交換系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。 4什么是自由度？ 答:人們把構建相對于參考系具有的獨立運動參數(shù)的數(shù)目稱為自由度。 5. 機器人技術參數(shù)有哪些？各參數(shù)的意義是什么？ 答:機器人技術參數(shù)有：自由度、精度、工作范圍、速度、承載能力 1）自由度：是指機器人所具有的獨立坐標軸的數(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物體的位置和姿態(tài)需要六個自由度。但是， 工業(yè)機器人的自由度是根據(jù)

29、其用途而設計的，也可能小于六個自由度，也可能大于 六個自由度。 2）精度：工業(yè)機器人的精度是指定位精度和重復定位精度。定位精度是指機器人 手部實際到達位置與目標位置之間的差異。重復定位精度是指機器人重復定位其手 部于同一目標位置的能力，可以用標準偏差這個統(tǒng)計量來表示，它是衡量一列誤差 值的密集度（即重復度）。 3）工作范圍：是指機器人手臂末端或手腕中心所能到達的所有點的集合，也叫工 作區(qū)域。 4）速度；速度和加速度是表明機器人運動特性的主要指標。 5）承載能力：是指機器人在工作范圍內的任何位姿上所能承受的最大質量。承載能 力不僅取決于負載的質量，而且還與機器人運行的速度和加速度的大小和方向有

30、關。為了安全起見，承載能力這一技術指標是指高速運行時的承載能力。通常，承 載能力不僅指負載，而且還包括機器人末端操作器的質量。 6. 機器人手腕有幾種？試述每種手腕結構。 答：機器人的手臂按結構形式分可分為單臂式，雙臂式及懸掛式按手臂的運動形式 區(qū)分，手臂有直線運動的。如手臂的伸縮，升降及橫向移動，有回轉運動的如手臂 的左右回轉上下擺動有復合運動如直線運動和回轉運動的組合。2直線運動的組合 2回轉運動的組合。手臂回轉運動機構，實現(xiàn)機器人手臂回轉運動的機構形式是多 種多樣的，常用的有葉片是回轉缸，齒輪轉動機構，鏈輪傳動和連桿機構手臂俯仰 運動機構，一般采用活塞油（氣）缸與連桿機構聯(lián)用來實現(xiàn)手臂復

31、合運動機構，多 數(shù)用于動作程度固定不變的專用機器人。 7. 機器人機座有幾種？試述每種機座結構。 答：機器人幾座有固定式和行走時 2種 1）固定式機器人的級左右直接接地地面基礎上，也可以固定在機身上 2）移動式機器人有可分為輪車機器人，有 3組輪子組成的輪系四輪機器人三角論系 統(tǒng)，全方位移動機器人，2足步行式機器人，履帶行走機器人 8. 試述機器人視覺的結構及工作原理 答:機器人視覺由視覺傳感器攝像機和光源控制計算器和圖像處理機組成原理：由 視覺傳感器講景物的光信號轉換成電信號經(jīng)過 A/D轉換成數(shù)字信號傳遞給圖像處理 器，同時光源控制器和32攝像機控制器把把光線，距離顏色光源方向等等參數(shù)傳 遞

32、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)傳遞給計算機最 后由計算器存儲和處理。 9. 工業(yè)機器人控制方式有幾種？ 答：工業(yè)機器人的控制方式多種多樣，根據(jù)作業(yè)任務的不同，主要分為點位控制方 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）點位控制方式（PTP 這種控制方式的特點是只控制工業(yè)機器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散 點上的位姿?？刂茣r只要求工業(yè)機器人快速、準確地實現(xiàn)相鄰各點之間的運動，而 對達到目標點的運動軌跡則不作任何規(guī)定。這種控制方式的主要技術指標是定位精 度和運動所需的時間。 2）連續(xù)軌跡控制方式（CP 這種控制方式的特點是連續(xù)的控制工業(yè)機器人

33、末端執(zhí)行器在作業(yè)空間的位姿，要求 其嚴格按照預定的軌跡和速度在一定的精度范圍內運動，而且速度可控，軌跡光 滑，運動平穩(wěn)，以完成工作任務。 3）力（力矩）控制方式 在完成裝配、抓放物體等工作時，除要準確定位外，還要求使用適度的力或力矩進 行工作，這時就要利用力（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，而是力（力矩）信號，因此 系統(tǒng)中必須有力（力矩）傳感器。有時也利用接近、滑動等傳感功能進行自適應式 控制。 4）智能控制方式 機器人的智能控制時通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識，并根據(jù)自身內部的知識庫做 出相應的決策。采用智能控制技術，使機器人具

34、有了較強的適應性及自學習功能。 智能控制技術的發(fā)展有賴于近年來人工神經(jīng)網(wǎng)絡、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. 機器人參數(shù)坐標系有哪些？各參數(shù)坐標系有何作用？ 答：工業(yè)機器人的坐標形式有直角坐標型、圓柱坐標型、球坐標型、關節(jié)坐標型和平面關節(jié) 型。 1）直角坐標/笛卡兒坐標/臺架型（3P） 這種機器人由三個線性關節(jié)組成，這三個關節(jié)用來確定末端操作器的位置，通常還 帶有附加道德旋轉關節(jié)，用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機器人在X、丫、Z軸上 的運動是獨立的，運動方程可獨立處理，且方程是線性的，因此，很容易通過計算 機實現(xiàn)；它可以兩端支撐，對于給定的結構長度，剛性最大：它的精

35、度和位置分辨 率不隨工作場合而變化，容易達到高精度。但是，它的操作范圍小，手臂收縮的同 時又向相反的方向伸出，即妨礙工作，且占地面積大，運動速度低，密封性不好。 2）圓柱坐標型（R3P 圓柱坐標機器人由兩個滑動關節(jié)和一個旋轉關節(jié)來確定部件的位置，再附加一個旋 轉關節(jié)來確定部件的姿態(tài)。這種機器人可以繞中心軸旋轉一個角，工作范圍可以擴 大，且計算簡單；直線部分可采用液壓驅動，可輸出較大的動力；能夠伸入型腔式 機器內部。但是，它的手臂可以到達的空間受到限制，不能到達近立柱或近地面的空 間；直線驅動器部分難以密封、防塵；后臂工作時，手臂后端會碰到工作范圍內的其它物體。 3）球坐標型（2RP 球坐標機器

36、人采用球坐標系，它用一個滑動關節(jié)和兩個旋轉關節(jié)來確定部件的位 置，再用一個附加的旋轉關節(jié)確定部件的姿態(tài)。這種機器人可以繞中心軸旋轉，中 心支架附近的工作范圍大，兩個轉動驅動裝置容易密封，覆蓋工作空間較大。但該 坐標復雜，難于控制，且直線驅動裝置仍存在密封及工作死區(qū)的問題。 4）關節(jié)坐標型/擬人型（3R 關節(jié)機器人的關節(jié)全都是旋轉的，類似于人的手臂，是工業(yè)機器人中最常見的結 構。 5）平面關節(jié)型 這種機器人可看作是關節(jié)坐標式機器人的特例，它只有平行的肩關節(jié)和肘關節(jié)，關 節(jié)軸線共面。 11. 機器人學主要包含哪些研究內容？ 答：機器人研究的基礎內容有以下幾方面：（1）空間機構學；（2）機器人運動學

37、；（3）機器人 靜力學；（4）機器人動力學；（5）機器人控制技術；（6）機器人傳感器；（7）機器人語言。 12. 機器人常用的機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。機身設計成橫梁式，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。（2）立柱式。多采用回轉型、俯仰型或屈伸型 （3）機座 的運動型式，一般臂部都可在水平面內回轉，具有占地面積小而工作范圍大的特點。 式?？梢允仟毩⒌摹⒆猿上到y(tǒng)的完整裝置，可隨意安放和搬動。也可以具有行走機構，如沿地 面上的專用軌道移動，以擴大其活動范圍。(4)屈伸式。臂部由大小臂組成，大小臂間有相對 運動，稱為屈伸

38、臂，可以實現(xiàn)平面運動，也可以作空間運動。 13. 機器人控制系統(tǒng)的基本單元有哪些？ 答：構成機器人控制系統(tǒng)的基本要素包括：(1)電動機，提供驅動機器人運動的驅動力。 減速器，為了增加驅動力矩、降低運動速度。 驅動電路，由于直流伺服電動機或交流伺服 電動機的流經(jīng)電流較大，機器人常采用脈沖寬度調制(PWM方式進行驅動。(4)運動特性檢 測傳感器，用于檢測機器人運動的位置、速度、加速度等參數(shù)。(5)控制系統(tǒng)的硬件，以計算 機為基礎，采用協(xié)調級與執(zhí)行級的二級結構。(6)控制系統(tǒng)的軟件，實現(xiàn)對機器人運動特性的 計算、機器人的智能控制和機器人與人的信息交換等功能 14. 常見的機器人外部傳感器有哪些？ 答

39、：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、CCD圖像傳感器、超聲波傳感器和結構光設備 等；(2)視頻信號數(shù)字化設備，其任務是把攝像機或者CCD俞出的信號轉換成方便計算和分析 的數(shù)字信號；(3)視頻信號處理器，視頻信號實時、快速、并行算法的硬件實現(xiàn)設備：女口DSP 系統(tǒng)；(4)計算機及其設備，根據(jù)系統(tǒng)的需要可以選用不同的計算機及其外設來滿足機器人視 覺信息處理

40、及其機器人控制的需要；(5)機器人或機械手及其控制器。 16. 從描述操作命令的角度看，機器人編程語言可分為哪幾類？ 答：機器人編程語言可分為：(1)動作級：以機器人末端執(zhí)行器的動作為中心來描述各種操 作，要在程序中說明每個動作。(2)對象級：允許較粗略地描述操作對象的動作、操作對象之 間的關系等，特別適用于組裝作業(yè)。(3)任務級：只要直接指定操作內容就可以了，為此，機 器人必須一邊思考一邊工作。 17. MOTOMAh機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。 答案： 示教模式人教機器人稱作示教。 再現(xiàn)模式執(zhí)行程序，機器人自動運行。 遠程模式通過外部信號進行

41、的操作，相當于遙控。 18. MOTOMAh機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。 答案： 三種模式分別是：PLAY再現(xiàn)模式、TEACH示教模式、REMOTE程模式。 再現(xiàn)模式可以用來對示教完的程序進行再現(xiàn)運行以及各種條件文件的設 定、修改或刪除，在此模式下外部設備發(fā)出的啟動信號無效 示教模式可以用示教編程器進行軸操作和編輯，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)的設定，在此模式下外部設備發(fā)出的啟動信 號 無效遠程模式下機器人由外部信號進行操作，可以接通伺服電源、啟動、 調出主程序、設定循環(huán)等與開始運行有關的操作，數(shù)據(jù)傳輸功能有效，此時示教盤 上

42、的啟動按鈕無效。 （三）論述題 1. 試論述機器人技術的發(fā)展趨勢。 答：科學技術水平是機器人技術的基礎，科學與技術的發(fā)展將會使機器人技術提高到一個更高 的水平。未來機器人技術的主要研究內容集中在以下幾個方面：(1)工業(yè)機器人操作機結構的 優(yōu)化設計技術。探索新的高強度輕質材料，進一步提高負載-自重比，同時機構向著模塊化、 可重構方向發(fā)展。(2)機器人控制技術。重點研究開放式、模塊化控制系統(tǒng)，人機界面更加友 好，語言、圖形編程界面正在研制之中。機器人控制器的標準化和網(wǎng)絡化以及基于PC機網(wǎng)絡 式控制器已成為研究熱點。(3)多傳感系統(tǒng)。為進一步提高機器人的智能和適應性，多種傳感 器的使用是其問題解決的

43、關鍵。其研究熱點在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線 性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。(4)機器人遙控及監(jiān)控技術，機器人 半自主和自主技術。多機器人和操作者之間的協(xié)調控制，通過網(wǎng)絡建立大范圍內的機器人遙控 系統(tǒng)，在有時延的情況下，建立預先顯示進行遙控等。(5)虛擬機器人技術?；诙鄠鞲衅鳌?多媒體和虛擬現(xiàn)實以及臨場感應技術，實現(xiàn)機器人的虛擬遙控操作和人機交互。多智能體 控制技術。這是目前機器人研究的一個嶄新領域。主要對多智能體的群體體系結構、相互間的 通信與磋商機理，感知與學習方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進行研究。微型和 微小機器人技術。這是機器人研究的一個新

44、的領域和重點發(fā)展方向。過去的研究在該領域幾乎 是空白，因此該領域研究的進展將會引起機器人技術的一場革命，并且對社會進步和人類活動 的各個方面產(chǎn)生不可估量的影響，微型機器人技術的研究主要集中在系統(tǒng)結構、運動方式、控 制方，法、傳感技術、通信技術以及行走技術等方面。(8)軟機器人技術。主要用于醫(yī)療、護 理、休閑和娛樂場合。傳統(tǒng)機器人設計未考慮與人緊密共處，因此其結構材料多為金屬或硬性 材料，軟機器人技術要求其結構、控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機器人意外地與環(huán)境或人碰撞時 是安全的，機器人對人是友好的。(9)仿人和仿生技術。這是機器人技術發(fā)展的最高境界，目 前僅在某些方面進行一些基礎研究。 2. 試論述

45、精度、重復精度與分辨率之間的關系 答：精度、重復精度和分辨率用來定義機器人手部的定位能力。 精度是一個位置量相對于其參照系的絕對度量，指機器人手部實際到達位置與所需要到達 的理想位置之間的差距。機器人的精度決定于機械精度與電氣精度。 重復精度指在相同的運動位置命令下，機器人連續(xù)若干次運動軌跡之間的誤差度量。如果 機器人重復執(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精度。 分辨率是指機器人每根軸能夠實現(xiàn)的最小移動距離或最小轉動角度。精度和分辨率不一定 相關。一臺設備的運動精度是指命令設定的運動位置與該設備執(zhí)行此命令后能夠達到的運

46、動位 置之間的差距，分辨率則反映了實際需要的運動位置和命令所能夠設定的位置之間的差距。 工業(yè)機器人的精度、重復精度和分辨率要求是根據(jù)其使用要求確定的。機器人本身所能達 到的精度取決于機器人結構的剛度、運動速度控制和驅動方式、定位和緩沖等因素。 由于機器人有轉動關節(jié)，不同回轉半徑時其直線分辨率是變化的，因此造成了機器人的精 度難以確定。由于精度一般較難測定，通常工業(yè)機器人只給出重復精度。 3. 試論述輪式行走機構和足式行走機構的特點和各自適用的場合。 答：輪式行走機器人是機器人中應用最多的一種機器人，在相對平坦的地面上，用車輪移動方 式行走是相當優(yōu)越的。車輪的形狀或結構形式取決于地面的性質和車輛

47、的承載能力。在軌道上 運行的多采用實心鋼輪，室外路面行駛的采用充氣輪胎，室內平坦地面上的可采用實心輪胎。 足式行走對崎嶇路面具有很好的適應能力，足式運動方式的立足點是離散的點，可以在可能到 達的地面上選擇最優(yōu)的支撐點，而輪式行走工具必須面臨最壞的地形上的幾乎所有點；足式運 動方式還具有主動隔震能力，盡管地面高低不平，機身的運動仍然可以相當平穩(wěn)；足式行走在 不平地面和松軟地面上的運動速度較高，能耗較少。 4. 試論述機器人靜力學、動力學、運動學的關系。 答：靜力學指在機器人的手爪接觸環(huán)境時，在靜止狀態(tài)下處理手爪力F與驅動力T的關系。動 力學研究機器人各關節(jié)變量對時間的一階導數(shù)、二階導數(shù)與各執(zhí)行器

48、驅動力或力矩之間的關 系，即機器人機械系統(tǒng)的運動方程。而運動學研究從幾何學的觀點來處理手指位置與關節(jié)變量 的關系。 在考慮控制時，就要考慮在機器人的動作中，關節(jié)驅動力T會產(chǎn)生怎樣的關節(jié)位置 e、關 節(jié)速度 (2)繞y軸旋轉90得到點w; (3)沿x軸平移4個單位，再沿y 軸平移-3個單位，最后沿z軸平移7個單位得到點t。求u, v, w, t 各點的齊次 坐標。 解：點u的齊次坐標為: 2.如圖所示為具有三個旋轉關節(jié)的 3R機械手，求末端機械手在基坐標系 xO,yO 下的運動學方程 0 1 1 0 0 0 0 0 7 3 3 7 v = Rot(z,90 )u = 0 0 1 0 2 2 0

49、0 0 1 1 1 0 0 1 0 3 2 0 1 0 0 7 7 w = Rot(y,90 )v = 1 0 0 0 2 3 0 0 0 1 1 1 7,3,2,1 T 100426 010374 t = Tran s(4,-3,7)w = 0017310 000111 9 3 解: 建立如圖 1的參考坐標系, Ci Si C2 S2 C3 S3 0 S1 S 0 Ci 0 S2 0 C2 0 C3 0 L2 0 C123 S123 其中C123 SI23 0 C123 0 L1C1 L1S1 L2C12 L2S12 0 COS 123 ， SI23 sin 3.如圖所示為平面內的兩旋轉關節(jié)機械手，已知機器人末端的坐標值x,y，試 求其關節(jié)旋轉變量B 1和B 2. P 第一組解：由幾何關系得 x Li cos i L2 cos 12 (1) y L1 si n 1L2s in