機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用測(cè)試試卷答案

1、機(jī)器人技術(shù)測(cè)試試卷班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：分?jǐn)?shù)：一、填空題(1分*10=10分)1、世界上第一臺(tái)機(jī)器人于1954年誕牛于美國(guó).被稱為世界第一的“機(jī)器人王國(guó)”是日本國(guó)。2、大多數(shù)的機(jī)器人有四個(gè)共同的主要部件：1)機(jī)械部分，2)一個(gè)或多個(gè)傳感器,3)控制器，4)驅(qū)動(dòng)源。3、要使機(jī)器人擁有智能，對(duì)環(huán)境變化做出反應(yīng)，首先，必須使機(jī)器人具有感知環(huán)境的能力,用傳感器采集信息是機(jī)器人智能化的第一步;其次，如何采取適當(dāng)?shù)姆椒?，將多個(gè)傳感器獲取的環(huán)境信息加以綜合處理，控制機(jī)器人進(jìn)行智能作業(yè)，則是提高機(jī)器人智能程度的重要體現(xiàn)。4、機(jī)器人的的視覺(jué)應(yīng)用可以大致分為3類：視覺(jué)檢驗(yàn).視覺(jué)導(dǎo)引和過(guò)程控趙，以及近年來(lái)迅速發(fā)展的移動(dòng)

2、機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航。其應(yīng)用領(lǐng)域包括電子工業(yè)、汽車工業(yè)、航空工業(yè)，以及食品和制藥等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。二、選擇題(2分*5=10分)1 .當(dāng)代機(jī)器人大軍中最主要的機(jī)器人為：(1)1) .工業(yè)機(jī)器人2).軍用機(jī)器人3).服務(wù)機(jī)器人4).特種機(jī)器人2 .一個(gè)剛體在空間運(yùn)動(dòng)具有幾個(gè)自由度(4)1) .3個(gè)2).4個(gè)3).5個(gè)4).6個(gè)3 .手部的位姿是由哪兩部分變量構(gòu)成的(2)1).位置與速度2).姿態(tài)與位置3).位置與運(yùn)彳T狀態(tài)4).姿態(tài)與速度4 .傳感器在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)所能辨別的被測(cè)量的最小變化量，或者所能辨別的不同被測(cè)量的個(gè)數(shù)，被稱之為傳感器的3o1) .精度2).重復(fù)性3).分辨率4).靈敏度5 .測(cè)速

3、發(fā)電機(jī)的輸出信號(hào)為(1)1) .模擬量2).數(shù)字量3).開(kāi)關(guān)量4).脈沖量三、名詞解釋題：(3分*5=15分)1 .自由度：指描述物體運(yùn)動(dòng)所需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)。2 .虛功原理：約束力不作功的力學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平衡的必要且充分條件是對(duì)結(jié)構(gòu)上允許的任意位移(虛位移)施力所作功之和為零。3 .直流伺服電機(jī)的調(diào)速精度：指調(diào)速裝置或系統(tǒng)的給定角速度與帶額定負(fù)載時(shí)的實(shí)際角速度之差，與給定轉(zhuǎn)速之比。4 .壓電元件：指某種物質(zhì)上施加壓力就會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，即產(chǎn)生壓電現(xiàn)象的元件。5 .圖像銳化：突出圖像中的高頻成分，使輪廓增強(qiáng)。四、簡(jiǎn)答題：(5分*5=25分)1 .機(jī)器人學(xué)主要包含哪些研究?jī)?nèi)容答：機(jī)器人研究的基礎(chǔ)內(nèi)容有以下

4、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(yǔ)言。2 .拉格朗日運(yùn)動(dòng)方程式的一般表示形式與各變量含義答：拉格朗日運(yùn)動(dòng)方程式一般表示為：dLLdt&qr式中，q是廣義坐標(biāo)；t是廣義力。L是拉格朗日算子，表示為L(zhǎng)KP這里，K是動(dòng)能；P是位能。3 .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(PW

5、M)方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。(4)運(yùn)動(dòng)特性檢測(cè)傳感器、用于檢測(cè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的感置、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(jí)與執(zhí)行級(jí)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。(6)控制系統(tǒng)的軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)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。4 .常見(jiàn)的機(jī)器人外部傳感器有哪些答：常見(jiàn)的外部傳感器包括觸覺(jué)傳感器，分為接觸覺(jué)傳感器、壓覺(jué)傳感器、滑覺(jué)傳感器和力覺(jué)傳感器。距離傳感器，包括超聲波傳感器，接近覺(jué)傳感器，以及視覺(jué)傳感器、聽(tīng)覺(jué)傳感器、嗅覺(jué)傳感器、味覺(jué)傳感器等。5 .為什么要做圖像的預(yù)處理機(jī)器視覺(jué)常用的預(yù)處理步驟有哪些答：預(yù)處理的主要目的是清楚原始圖像中各種噪聲等無(wú)用的信息，改進(jìn)圖像

6、的質(zhì)量，增強(qiáng)興趣的有用信息的可檢測(cè)性。從而使得后面的分割、特征抽取和識(shí)別處理得以簡(jiǎn)化，并提高其可靠性。機(jī)器視覺(jué)常用的預(yù)處理包括去噪、灰度變換和銳化等。五、解答題(需寫(xiě)生計(jì)算步驟，無(wú)計(jì)算步驟不能得分)1.已知點(diǎn)u的坐標(biāo)為7,3,2T,對(duì)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)to求u,v,w,t各點(diǎn)的齊次坐標(biāo)。zi2.如圖所示為具有三個(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xo,yo1.解：點(diǎn)u的齊次坐標(biāo)為：7,3,2,1010073100037

7、v=Rot(z,90°)u=001022000111001032010077w=Rot(y,90°)v=100023000111100426010374t=Trans(4,-3,7)w=0017310000111下的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程932.解：建立如圖1的參考坐標(biāo)系，則c1sl00c20Tsic1001Ts2Ti=,T2=0010000010S20L1c3s30L2c2002s3c300,T3=0100010001000120T3=0,22AS；3L2s12。230L1S101其中C123cos123,S123sin123x,y,3.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)值試求其關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)變量01和82.3.解：如圖2所示，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)有兩組可能的解。P/圖2第一組解：由幾何關(guān)系得xL1cos1L2cos12(1)yL1sin1L2sin12(2)(1)式平方加(2)式平方得X2y2L2L22L1L2cos2Fa2x2arccosy2l2l22LiL2y1arctan一arctanx第二組解：由余弦定理,arctan2LzSin2L1L2cos222xyarccos2LiL24.如圖所示兩自由度機(jī)械手在如圖位置時(shí)（8fx0或FB=0fyT。求對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力1=0,02=T