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1、文檔供參考,可復(fù)制、編制,期待您的好評(píng)與關(guān)注! 東 北 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 機(jī)器人技術(shù) 試 卷(作業(yè)考核 線上) B 卷學(xué)習(xí)中心: 院校學(xué)號(hào): 姓名 (共 5 頁) 總分題號(hào)一二三四五六七八九十得分一、選擇題(4選1,多于4個(gè)的為多選題;共20分,每小題2分)打Ö1一個(gè)剛體在空間運(yùn)動(dòng)具有幾個(gè)自由度?1)3個(gè) 2)4個(gè) 3)5個(gè) 4)6個(gè) Ö2運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題是實(shí)現(xiàn)如下變換: (4) 1)從操作空間到關(guān)節(jié)空間的變換 2)從操作空間到迪卡爾空間的變換 3)從迪卡爾空間到關(guān)節(jié)空間的變換 4)從關(guān)節(jié)空間到操作空間的變換 3對(duì)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
2、1)關(guān)節(jié)角 2)桿件長(zhǎng)度3)橫距 4)扭轉(zhuǎn)角4動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容是將機(jī)器人的哪兩部分聯(lián)系起來。 (2)1)傳感器與控制 2)運(yùn)動(dòng)與控制 3)結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng) 4)傳感系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng) 5為了獲得非常平穩(wěn)的加工過程,希望作業(yè)啟動(dòng)(位置為零)時(shí): 1)速度恒定,加速度為零 2)速度為零,加速度恒定 3)速度為零,加速度為零 4)速度恒定,加速度恒定6機(jī)器人終端效應(yīng)器(手)的力量來自哪里?1)機(jī)器人的全部關(guān)節(jié) 2)機(jī)器人手部的關(guān)節(jié)3)決定機(jī)器人手部位置的各關(guān)節(jié)4)決定機(jī)器人手部位姿的各個(gè)關(guān)節(jié) 7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(huì)變得相當(dāng)困難。此時(shí)應(yīng)該考慮: 1)
3、PID控制 2)柔順控制 3)模糊控制 4)最優(yōu)控制 8應(yīng)用通常的物理定律構(gòu)成的傳感器稱之為1)結(jié)構(gòu)型 2)物性型 3)一次儀表 4)二次儀表 9GPS全球定位系統(tǒng),只有同時(shí)接收到幾顆衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào),才可以解算出接收器的位置?1)2 2)3 3)4 4)610對(duì)于有規(guī)律的軌跡,僅示教幾個(gè)特征點(diǎn)計(jì)算機(jī)就能利用哪種算法獲得中間點(diǎn)的坐標(biāo)。1)插補(bǔ)算法 2)平滑算法3)預(yù)測(cè)算法 4)優(yōu)化算法二、判斷題(回答Y/N;共30分,每題2分)1復(fù)合運(yùn)動(dòng)齊次矩陣的建立是由全部簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)齊次矩陣求和所形成的。(N)2齊次變換矩陣的建立過程,便是在為機(jī)構(gòu)建立運(yùn)動(dòng)模型的過程。(Y)3. 機(jī)器人的自由度數(shù)目就是機(jī)器人本體
4、上所具有的轉(zhuǎn)軸數(shù)目。(N)4增量式編碼器比起絕對(duì)式編碼器加工難、安裝嚴(yán)、體積大、價(jià)格高。(N )5步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一般作為閉環(huán)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。(N)6串聯(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。(Y)7東大牛牛機(jī)器人足球隊(duì)是中國(guó)第一支奪得世界杯冠軍的代表隊(duì),填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。(Y)8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。(N)9在動(dòng)力學(xué)中,研究構(gòu)件質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)使用牛頓方程,研究相對(duì)于構(gòu)件質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)使用歐拉方程。 ( Y ) 10在機(jī)器人動(dòng)力學(xué)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩表達(dá)式中,由于其重力項(xiàng)隨位姿變化很大,常常將其忽略。(N)11. 插補(bǔ)方式分為點(diǎn)位控制(PTP控制)和連續(xù)軌跡控制(CP控制),可
5、是連續(xù)軌跡控制最終還是要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制。( Y )12結(jié)構(gòu)型傳感器的結(jié)構(gòu)比起物性型傳感器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。( N )13激光測(cè)距儀可以進(jìn)行散裝物料重量的檢測(cè)。( N )14軌跡規(guī)劃與控制就是按時(shí)間規(guī)劃和控制手部或工具中心走過的空間路徑。( N )15工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃可以在關(guān)節(jié)空間進(jìn)行插補(bǔ),也可以在笛卡爾空間進(jìn)行插補(bǔ)。( N )三、簡(jiǎn)答題(共30分,每題6分)1什么是機(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(cè)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(cè)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(cè)作業(yè)對(duì)象與作業(yè)環(huán)
6、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,完成特定任務(wù)所必需的。 2什么是位置運(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。3諧波傳動(dòng)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在:答:傳動(dòng)比大,單級(jí)為50-300,雙極可達(dá)2×106。傳動(dòng)平穩(wěn),承載能力高,傳遞單位扭矩的體積和重量小。在相同條件下,體積可減少20-50%。齒面磨損小而均勻,傳動(dòng)效率高。當(dāng)結(jié)構(gòu)合理潤(rùn)滑
7、效果良好時(shí),對(duì)i=100的傳動(dòng),效率可達(dá)0.85。傳動(dòng)精度高。在制造精度相同的情況下,諧波傳動(dòng)的精度可比普通齒輪傳動(dòng)高一級(jí)。若齒面經(jīng)過很好的研磨,則諧波齒輪傳動(dòng)的精度要比普通齒輪傳動(dòng)高4倍?;夭钚?。精密諧波傳動(dòng)的回差一般可小于3',甚至可以實(shí)現(xiàn)無回差傳動(dòng)??梢酝ㄟ^密封壁傳遞運(yùn)動(dòng),這是其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)的。諧波傳動(dòng)不可能獲得中間輸出,并且杯式柔輪剛度較低。4應(yīng)用拉格朗日方程(函數(shù))求解機(jī)器人動(dòng)力學(xué)問題的優(yōu)點(diǎn)是什么?答: Lagrange 方程是以能量觀點(diǎn)建立起來的運(yùn)動(dòng)方程式,為了列出系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式,只需要從兩個(gè)方面去分析,一個(gè)是表征系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)量系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能,另一個(gè)是表征主動(dòng)
8、力作用的動(dòng)力學(xué)量廣義力。由于理想約束反力不出現(xiàn)在方程組中,因此建立運(yùn)動(dòng)方程式時(shí)只需分析已知的主動(dòng)力,而不必分析未知的約束反力。5按照驅(qū)動(dòng)方式的不同機(jī)器人分為哪幾種類型?答:氣動(dòng)機(jī)器人、液壓機(jī)器人、電動(dòng)機(jī)器人新型驅(qū)動(dòng)方式機(jī)器人(如靜電驅(qū)動(dòng)器、壓電驅(qū)動(dòng)器、形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器、人工肌肉及光驅(qū)動(dòng)器等)四、分析與計(jì)算題(共20分,每題10分)1機(jī)器人軌跡控制過程如圖所示。試列出各步的主要內(nèi)容。 解: 1)通過示教過程得到機(jī)器人軌跡上特征點(diǎn)的位姿。對(duì)于直線需要得到起始點(diǎn)和終點(diǎn),對(duì)于圓弧需要得到弧上三點(diǎn); 2)根據(jù)軌跡特征(直線/圓弧/其它)和插補(bǔ)策略(定時(shí)/定距/其它)進(jìn)行相應(yīng)的插補(bǔ)運(yùn)算,求出該
9、插補(bǔ)點(diǎn)的位姿值; 3)根據(jù)機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)原理,求出手臂解,即對(duì)應(yīng)于插補(bǔ)點(diǎn)位姿的全部關(guān)節(jié)角(q1, , qn); 4)以求出的關(guān)節(jié)角為相應(yīng)關(guān)節(jié)位置控制系統(tǒng)的設(shè)定值,分別控制n個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī); 5)和關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸連接的光軸編碼器給出該關(guān)節(jié)當(dāng)前實(shí)際位置值,進(jìn)行反饋,位置控制系統(tǒng)根據(jù)此位置誤差(設(shè)定值反饋值)實(shí)施控制以消除誤差,使機(jī)器人達(dá)到所要求的位姿。 2簡(jiǎn)要介紹雙向旋轉(zhuǎn)的葉片式馬達(dá)工作原理。解: 如圖所示的為雙向旋轉(zhuǎn)葉片式氣動(dòng)馬達(dá)的工作原理圖。當(dāng)壓縮空氣從進(jìn)氣口A進(jìn)入氣室后立即噴向葉片1作用在葉片的
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