全國青少年機(jī)器人等級(jí)考試一二級(jí)理論復(fù)習(xí)及試題上課講義

1、學(xué)習(xí) 好資料全國青少年機(jī)器人技術(shù)等級(jí)考試一、二級(jí)理論及實(shí)操“Robot”的由來1920年，原捷克斯洛伐克劇作家卡爾恰佩克在他的科幻情節(jié)劇羅薩姆的萬能機(jī)器人中,第一次提出了“機(jī)器人 ”（ Robot） 這個(gè)名詞。在捷克語中，Robot 這個(gè)詞是指一個(gè)服役的奴隸。Robota （捷克文，原意為 勞役、苦工”）Robotnik （波蘭文，原意為“工人 ”二、機(jī)器人發(fā)展史人們對機(jī)器人的幻想與追求已有3000 多年的歷史。“機(jī)器人 ”最早是以自動(dòng)機(jī)械裝置或自動(dòng)人偶的形式出現(xiàn)，西方國家將早期的機(jī)器人稱之為automation （自動(dòng)機(jī)）或是self-operatingmachine （自行控制機(jī)器）。1）

2、古代機(jī)器人指南車。人類記載的最早的機(jī)械裝置。古今注記載黃帝與蚩尤涿鹿之戰(zhàn)所用。春秋時(shí)期，“公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下。”記載于墨子.魯問中，是世界上最早的關(guān)于空中機(jī)器人的記載。記里鼓車。 漢代，大科學(xué)家張衡不僅發(fā)明了地動(dòng)儀，而且發(fā)明了計(jì)里鼓車。計(jì)里鼓車每行一里，車上木人擊木馬車鼓一下，每行十里擊鐘一下。春秋時(shí)期，“公輸子削竹木以為鵲，成而飛之，三日不下?！庇涊d于墨子.魯問中，是世界上最早的關(guān)于空中機(jī)器人的記載。記里鼓車。漢代，大科學(xué)家張衡不僅發(fā)明了地動(dòng)儀，而且發(fā)明了計(jì)里鼓車。計(jì)里鼓車每行一里，車上木人擊木馬車鼓一下，每行十里擊鐘一下。木構(gòu)水運(yùn)儀象臺(tái)。北宋時(shí)期，蘇頌等人制造了當(dāng)時(shí)世界

3、上最先進(jìn)的天文鐘。它由水力驅(qū)動(dòng)，能以多種形式表現(xiàn)天體運(yùn)行。它能集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計(jì)量時(shí)間的漏刻和報(bào)告時(shí)刻，是一座小型的天文臺(tái)根據(jù)史料記載，三國時(shí)期諸葛亮發(fā)明了一種用來運(yùn)送軍用物資的機(jī)器人，名為（）A.記里鼓車B.指南車 C.木牛流馬D.千里船答案： C題型:單選題? 漏壺。 公元前 1400 年由古巴比倫人發(fā)明，用水流來計(jì)量時(shí)間的計(jì)時(shí)器。也是歷史上可考據(jù)的最早的機(jī)械裝置之一。公園前270 年左右，古希臘發(fā)明家特西比烏斯改進(jìn)了漏壺 采用人物造型指針指示時(shí)間。? 公元前2世紀(jì)，亞歷山大時(shí)代的古希臘人發(fā)明了最原始的機(jī)器人一S動(dòng)機(jī)。它是以水、 空氣和蒸汽壓力為動(dòng)力的會(huì)動(dòng)的雕像，它可以自

4、己開門，還可以借助蒸汽唱歌。? 公元前 14-17 世紀(jì)，意大利文藝復(fù)興，達(dá)芬奇作為發(fā)明家發(fā)明了機(jī)器人、機(jī)械車、子母彈、坦克車、潛水艇、直升機(jī)等超越時(shí)代的裝置。其中達(dá)芬奇設(shè)計(jì)的機(jī)器人以木頭金屬皮革為外殼，以齒輪為驅(qū)動(dòng)裝置，可坐可站，頭部能轉(zhuǎn)動(dòng)，胳膊能揮舞。?1662 年，日本人竹田近江發(fā)明自動(dòng)機(jī)器玩偶。?1737 年，法國雅克沃康松發(fā)明機(jī)器鴨子。? 1769 年，匈牙利沃爾夫?qū)?馮 .肯佩倫發(fā)明土耳其機(jī)器人。?1801 年，法國約瑟夫雅卡爾發(fā)明通過穿孔卡片控制的自動(dòng)織機(jī)。? 1822 年，英國查爾斯.巴貝奇設(shè)計(jì)了最早的可編程機(jī)器 差分機(jī)。?1893 年，加拿大人摩爾設(shè)計(jì)了“蒸汽人 ”“ 安德羅

5、丁”。?1898 年， 塞爾維亞美籍發(fā)明家尼古拉.特斯拉在紐約麥迪遜廣場展示遠(yuǎn)程自動(dòng)化的新發(fā)明，一艘無線電遙控船。?1927 年，美國西屋公司溫茲利制造了機(jī)器人電報(bào)箱。近代機(jī)器人研究始于20 世紀(jì)中期。先后出現(xiàn)了三代機(jī)器人。第一代機(jī)器人：“示教再現(xiàn)”型機(jī)器人。通過遙控操作機(jī)器，不能離開人的控制獨(dú)自運(yùn)動(dòng)。只具有記憶、存儲(chǔ)能力，按相應(yīng)程序重復(fù)作業(yè)，但對周圍環(huán)境基本沒有感知與反饋控制能力。（工業(yè)機(jī)器人）第二代機(jī)器人：感知型機(jī)器人。隨著傳感技術(shù)和信息處理技術(shù)的發(fā)展第二代機(jī)器人按照事先編好的程序?qū)C(jī)器人控制，能夠獲得作業(yè)環(huán)境和作業(yè)對象的部分有關(guān)信息，進(jìn)行一定的實(shí)時(shí)處理，引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)。第三代機(jī)器人：

6、智能機(jī)器人。它具有更完善的環(huán)境感知能力，而且還具有邏輯思維、判斷和決策能力，可根據(jù)作業(yè)要求與環(huán)境信息自主地進(jìn)行工作。能自主行動(dòng)實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)的高級(jí)機(jī)器人。目前正在研究的“智能機(jī)器人”屬于第幾代機(jī)器人？A.第一代機(jī)器人。B.第二代機(jī)器人。C.第三代機(jī)器人。D.第四代機(jī)器人。答案:C題型:單選題?1939 年， 美國西屋電氣公司制造出家用機(jī)器人，它由電纜控制，可以行走，會(huì)說話，甚至可以抽煙，讓人們對家用機(jī)器人更加憧憬。?1948 年諾伯特維納出版控制論，闡述了機(jī)器中的通信和控制機(jī)能與人的神經(jīng)、感覺機(jī)能的共同規(guī)律，率先提出以計(jì)算機(jī)為核心的自動(dòng)化工廠。?1954 年美國人喬治德沃爾制造出世界上第一臺(tái)可編

7、程的機(jī)器人并注冊了專利。這種機(jī)械手能按照不同的程序從事不同的工作。? 1959年美國發(fā)明家約瑟夫英格伯格和德沃爾制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。隨后，成立了世界上第一家機(jī)器人制造工廠 Unimation 公司。約瑟夫英格伯格被稱為“工業(yè)機(jī)器人之父”。世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生于（）A. 德國 B. 英國 C. 美國 D. 日本答案:C題型:單選題1966 年 斯坦福大學(xué)人工智能研究中心發(fā)明了謝克機(jī)器人（ShakeTheRobot），它是第一臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人，它被賦予了有限的觀察和環(huán)境建模能力，控制它的計(jì)算機(jī)要填滿整個(gè)房間。1966 年謝克機(jī)器人誕生，關(guān)于謝克機(jī)器人說法正確的是？A. 第一臺(tái)潛水機(jī)器人B.

8、第一臺(tái)飛行機(jī)器人C. 第一臺(tái)防水機(jī)器人D. 第一臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人答案:D題型:單選題三、重要機(jī)器人理論（ 1 ） 機(jī)器人定義機(jī)器人是自動(dòng)控制機(jī)器Robot 的俗稱（自動(dòng)控制機(jī)器），包括一切模擬人類行為或思想、模擬其他生物的機(jī)械。理想中的高仿真機(jī)器人是整合了控制論、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)與人工智能、材料學(xué)和仿生學(xué)的產(chǎn)物，目前科學(xué)界正在向此方向研究開發(fā)。所以機(jī)器人綜合微電子技術(shù)，自動(dòng)化控制技術(shù)，機(jī)械學(xué)，計(jì)算機(jī)等學(xué)科綜合成果。2）機(jī)器人組成機(jī)器人一般由機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、傳感器、和驅(qū)動(dòng)器等四部分組成。為實(shí)現(xiàn)對本體進(jìn)行精確控制，傳感器應(yīng)提供機(jī)器人本體或其所處環(huán)境的信息，控制系統(tǒng)依據(jù)控制程序產(chǎn)生指令信號(hào)， 通過

9、控制各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的驅(qū)動(dòng)器，使各臂桿端點(diǎn)按照要求的軌跡、速度和加速度，以一定的姿態(tài)達(dá)到空間指定的位置。驅(qū)動(dòng)器將控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)變換成大功率的信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器工作。a.機(jī)械本體機(jī)械本體，是機(jī)器人賴以完成作業(yè)任務(wù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般是一臺(tái)機(jī)械手，也稱操作器、或操作手，可以在確定的環(huán)境中執(zhí)行控制系統(tǒng)指定的操作。典型工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械本體一般由手部（末端執(zhí)行器）、腕部、臂部、腰部和基座構(gòu)成。機(jī)械手多采用關(guān)節(jié)式機(jī)械結(jié)構(gòu)，一般具有 6 個(gè)自由度，其中 3 個(gè)用來確定末端執(zhí)行器的位置，另外 3 個(gè)則用來確定末端執(zhí)行裝置的方向（姿勢）。機(jī)械臂上的末端執(zhí)行裝置可以根據(jù)操作需要換成焊槍、吸盤、扳手等作業(yè)工具。b.控

10、制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是機(jī)器人的指揮中樞，相當(dāng)于人的大腦功能，負(fù)責(zé)對作業(yè)指令信息、內(nèi)外環(huán)境信息進(jìn)行處理，并依據(jù)預(yù)定的本體模型、環(huán)境模型和控制程序做出決策，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)， 通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各個(gè)關(guān)節(jié)按所需的順序、沿確定的位置或軌跡運(yùn)動(dòng)，完成特定的作業(yè)。從控制系統(tǒng)的構(gòu)成看，有開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)之分;從控制方式看有程序控制系統(tǒng)、適應(yīng)性控制系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)之分。c.驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器是機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)，相當(dāng)于人的心血管系統(tǒng)，一般由驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。 因驅(qū)動(dòng)方式的不同，驅(qū)動(dòng)裝置可以分成電動(dòng)、液動(dòng)和氣動(dòng)三種類型。驅(qū)動(dòng)裝置中的電動(dòng)機(jī)、 液壓缸、氣缸可以與操作機(jī)直接相連，也可以通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

11、與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常有齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、諧波齒輪傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等幾種類型。d.傳感器傳感器是機(jī)器人的感測系統(tǒng)，相當(dāng)于人的感覺器官，是機(jī)器人系統(tǒng)的重要組成部分，包括內(nèi)部傳感器和外部傳感器兩大類。內(nèi)部傳感器主要用來檢測機(jī)器人本身的狀態(tài)，為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制提供必要的本體狀態(tài)信息，如位置傳感器、速度傳感器等。外部傳感器則用來感知機(jī)器人所處的工作環(huán)境或工作狀況信息，又可分成環(huán)境傳感器和末端執(zhí)行器傳感器兩種類型。前者用于識(shí)別物體和檢測物體與機(jī)器人的距離等信息，后者安裝在末端執(zhí)行器上，檢測處理精巧作業(yè)的感覺信息。常見的外部傳感器有力覺傳感器、觸覺傳感器、接近覺傳感器、視覺傳感器等。機(jī)器人主要

12、由（）組成更多精品文檔學(xué)習(xí) 好資料A.輸入設(shè)備B.輸出設(shè)備 C.主控制器 D.以上都是答案：D題型:單選題CPU是Central Processing Unit的縮寫形式，他相當(dāng)于機(jī)器人的哪個(gè)部分()A、機(jī)器人的手臂B、機(jī)器人的軀干C、機(jī)器人的感覺器官D、機(jī)器人的大腦答案：D題型:單選題(3)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式：電力驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)。電機(jī)是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的統(tǒng)稱，電機(jī)通常分為直流電機(jī)和交流電機(jī)，交流電機(jī)分為異步電機(jī)和同步電機(jī)兩類。人們對電機(jī)的要求事體積小，高速高精度。一級(jí)：機(jī)器人的馬達(dá)等輸出設(shè)備負(fù)責(zé)感知環(huán)境。答案:錯(cuò)誤分?jǐn)?shù)：2題型:判斷題一級(jí)：機(jī)器人工作的過程中，可以作為能源的

13、有哪些？A、汽油B、水 C、電 D、陽光答案:A|C|D分?jǐn)?shù)：4題型：多選題(4)機(jī)器人能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1 .智能，指感覺和感知，包括記憶、運(yùn)算、比較、鑒別、判斷、決策、學(xué)習(xí)和邏輯推理等；2 .機(jī)能，指變通性、通用性或空間占有性等；3 .物理能，指力、速度、可靠性、聯(lián)用性和壽命等。4.活動(dòng)范圍：機(jī)器人就是具有生物功能的實(shí)際空間運(yùn)行工具，可以代替人類完成一些危險(xiǎn) 或難以進(jìn)行的勞作、任務(wù)等。機(jī)器人能力評(píng)價(jià)不包括？A.智能 B.機(jī)能 C.生物能 D.活動(dòng)范圍答案：C題型:單選題機(jī)器人手臂或手部安裝點(diǎn)所能達(dá)到的所有空間區(qū)域稱為？A.工作空間B.最大空間 C.自由度 D.危險(xiǎn)空間答案：A題型:單選題(5)

14、機(jī)器人應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人 指能自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的人造機(jī)器裝置，用以取代或協(xié)助人類工作，所以工業(yè)機(jī)器人具有以下特點(diǎn)：1 .對工作環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠代替人類在有害場所從事危險(xiǎn)工作2 .動(dòng)作準(zhǔn)確性高，可保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。3 .能高強(qiáng)度在環(huán)境中從事單調(diào)簡單的勞動(dòng)4 .具有很廣泛的通用性醫(yī)用機(jī)器人具有特點(diǎn)：1. 不能發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作2. 非專業(yè)人員也可以正確使用3. 對醫(yī)生提供有效的幫助4. 可以直接與人接觸軍用機(jī)器人是一種用于軍事領(lǐng)域的具有某種仿人功能的自動(dòng)機(jī)。從物資運(yùn)輸?shù)剿褜た碧揭约皩?shí)戰(zhàn)進(jìn)攻，軍用機(jī)器人的使用范圍廣泛下列機(jī)器人中屬于生產(chǎn)制造的機(jī)器人是A.服務(wù)機(jī)器人B.軍用機(jī)器人C.工業(yè)機(jī)器人D.特種

15、機(jī)器人答案:C題型:單選題下列那種機(jī)器人不是軍用機(jī)器人。（）A.紅隼”無人機(jī)B.美國的 火狗”機(jī)器人C. 索尼公司的AIBO 機(jī)器狗D. “土撥鼠 ”答案： C題型: 單選題（ 6）機(jī)器人重要理論1942 年， 美國 科幻巨匠阿西莫夫在的科幻小說中提出“機(jī)器人三大定律”：1 .機(jī)器人不應(yīng)傷害人類；2 .機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；3 .機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己，與前兩條條相抵觸者除外。這是給機(jī)器人賦予的倫理性綱領(lǐng)。機(jī)器人學(xué)術(shù)界一直將這三原則作為機(jī)器人開發(fā)的準(zhǔn)則。真題：機(jī)器人三定律由誰提出？A. 美國科幻家艾薩克?阿西莫夫C. 意大利作家卡洛?洛倫齊尼答案:A題型:單選題B. 喬治?德沃爾D. 捷克劇作家卡爾?恰佩克1969 年 日本的機(jī)器人專家森昌弘出