機器人技術及應用綜合習題

1、機器人技術及應用綜合習題一、 判斷1.機器人是在科研或工業(yè)生產中用來代替人工作的機械裝置。（對）2. 19世紀60年代和20世紀70年代是機器人發(fā)展最快、最好的時期，這期間的各項研究發(fā)明有效地推動了機器人技術的發(fā)展和推廣。（錯）3. 對于機器人如何分類，國際上沒有制定統(tǒng)一的標準，有的按負載量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按結構分，有的按應用領域分。（對）4. 所謂特種機器人就是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度機器人。（錯）5. 機器人機械本體結構的動作是依靠關節(jié)機器人的關節(jié)驅動，而大多數機器人是基于開環(huán)控制原理進行的。（錯）6. 機器人各關節(jié)伺服驅動的指令值由主計算機計算后，在

2、各采樣周期給出，由主計算機根據示教點參考坐標的空間位置、方位及速度，通過運動學逆運算把數據轉變?yōu)殛P節(jié)的指令值。（對）7. 為了與周邊系統(tǒng)及相應操作進行聯(lián)系與應答，機器人還應有各種通信接口和人機通信裝置。（對）8. 輪式機器人對于溝壑、臺階等障礙的通過能力較高。（錯）9. 為提高輪式移動機器人的移動能力，研究者設計出了可實現(xiàn)原地轉的全向輪。（對）10. 履帶式機器人是在輪式機器人的基礎上發(fā)展起來的，是一類具有良好越障能力的移動機構，對于野外環(huán)境中的復雜地形具有很強的適應能力。（對）11. 腿式（也稱步行或者足式）機構的研究最早可以追溯到中國春秋時期魯班設計的木車馬。（對）12. 機器人定義的標準

3、是統(tǒng)一的，不同國家、不同領域的學者給出的機器人定義都是相同的。（錯）13. 球形機器人是一種具有球形或近似球形的外殼，通過其內部的驅動裝置實現(xiàn)整體滾動的特殊移動機器人。（對）14. 可編程機器人可以根據操作員所編的程序，完成一些簡單的重復性操作，目前在工業(yè)界已不再應用。（錯）15. 感知機器人，即自適應機器人，它是在第一代機器人的基礎上發(fā)展起來的，具有不同程度的“感知”能力。（對）16. 第三階段機器人將具有識別、推理、規(guī)劃和學習等智能機制，它可以把感知和行動智能化結合起來，稱之為智能機器人。（對）17. 工業(yè)機器人的最早研究可追溯到第一次大戰(zhàn)后不久。（錯）18. 20世紀50年代中期，機械手

4、中的液壓裝置被機械耦合所取代，如通用電氣公司的“巧手人”機器人。（錯）19. 一般認為Unimate和Versatran機器人是世界上最早的工業(yè)機器人。（對）20. 1979年Unimation公司推出了PUMA系列工業(yè)機器人，它是全電動驅動、關節(jié)式結構、多中央處理器二級微機控制，可配置視覺感受器、具有觸覺的力感受器，是技術較為先進的機器人。 （對）1. 剛體的自由度是指剛體具有獨立運動的數目。（對）2. 機構自由度只取決于活動的構件數目。（錯）3. 活動構件的自由度總數減去運動副引入的約束總數就是該機構的自由度。（對）4. 機器人運動方程的正運動學是給定機器人幾何參數和關節(jié)變量，求末端執(zhí)行器

5、相對于參考坐標系的位置和姿態(tài)。（對）5. 機器人運動方程的逆運動學是給定機器人連桿幾何參數和末端執(zhí)行器相對于參考坐標系的位姿，求機器人實現(xiàn)此位姿的關節(jié)變量。（對）6. 機械臂是由一系列通過關節(jié)連接起來的連桿構成。（對）7. 對于機械臂的設計方法主要包括為2點，即機構部分的設計和內部傳感器與外部傳感器的設計。（錯）8. 球面坐標型機械臂主要由一個旋轉關節(jié)和一個移動關節(jié)構成，旋轉關節(jié)與基座相連，移動關節(jié)與末端執(zhí)行器連接。（對）9. 為提高輪式移動機器人的移動能力，研究者設計出了可實現(xiàn)原地轉的全向輪。（對）10. 履帶式機器人是在輪式機器人的基礎上發(fā)展起來的，是一類具有良好越障能力的移動機構，對于野

6、外環(huán)境中的復雜地形具有很強的適應能力。（對）11. 腿式（也稱步行或者足式）機構的研究最早可以追溯到中國春秋時期魯班設計的木車馬。（對）12. 剛體在空間中只有4個獨立運動。（錯）13. 球形機器人是一種具有球形或近似球形的外殼，通過其內部的驅動裝置實現(xiàn)整體滾動的特殊移動機器人。（對）14. 在機構中，每一構件都以一定的方式與其他構件相互連接，這種由兩個構件直接接觸的可動連接稱為運動副。（錯）15. 運動副可以根據其引入約束的數目進行分類，引入一個約束的運動副稱為二級副。（錯）16.通過面接觸而構成的運動副，稱為低副；通過點或線接觸而構成的運動副稱為高副。（對）17. 兩個構件之間只做相對轉動

7、的運動副稱為移動副。（錯）18. 構成運動副的兩個構件之間的相對運動若是平面運動則稱為平面運動副，若為空間運動則稱為空間運動副。 （對）19. 在平面機構中，每個構件只有3個自由度。每個平面低副（轉動副和移動副）提供1個約束，每個平面高副提供2個約束。（錯）20. 機構自由度是機構具有獨立運動的數目。（對）1. 根據直接動力來源，機器人驅動系統(tǒng)可分為電氣驅動系統(tǒng)、液壓驅動系統(tǒng)和氣壓驅動系統(tǒng)。（對）2. 交流伺服電機分為兩種，即同步型交流伺服電機和感應型交流伺服電機。（對）3. 直線電機由于不需要中間傳動機械，因而使整個機械得到簡化，提高了精度，減少了振動和噪聲。（對）4. 直線電機散熱面積小，

8、不易冷卻，所以不允許較高的電磁負荷。（錯）5. 對機器人關節(jié)驅動的電機，要求有最大功率質量比和扭矩慣量比、高起動轉矩、低慣量和較寬廣且平滑的調速范圍。（對）6. 機器人末端執(zhí)行器(手爪)，應采用體積、質量盡可能大的電機。（錯）7. 機器人液壓驅動系統(tǒng)又叫液壓伺服驅動系統(tǒng)，由液壓源、驅動器、伺服閥、傳感器和控制回路組成。（對）8. 電液比例控制的控制性能與電液伺服控制相比，精度和響應速度較高。（錯）9. 氣壓驅動系統(tǒng)不污染環(huán)境，偶然地或少量地泄漏氣體不至于對生產產生嚴重的影響。（對）10. 氣壓驅動系統(tǒng)與液壓驅動相比，動作和反應都快。（對）11. 氣壓驅動系統(tǒng)的氣控信號比電子和光學控制信號要快，

9、可以用在信號傳遞速度要求很高的場合。（錯）12. 氣壓驅動系統(tǒng)是利用各種電機產生的力或力矩，直接或經過減速機構去驅動機器人的關節(jié)。（錯）13. 選擇步進電機時，首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。（對）14. 液壓驅動系統(tǒng)具有無環(huán)境污染、易于控制、運動精度高、成本低和驅動效率高等優(yōu)點，應用最為廣泛。（錯）15. 氣壓驅動系統(tǒng)用壓縮空氣作為氣源驅動直線或旋轉氣缸，用人工或電磁閥進行控制。（對）16. 和液壓驅動系統(tǒng)相比，氣壓驅動系統(tǒng)的功率質量比要高得多。（錯）17. 永磁式步進電機步距大，起動頻率高，控制功率大。（對）18. 直流伺服電機穩(wěn)定性好，但只能在較窄的速度范圍內運行。（錯）

10、19. 直流伺服電機可控性好，它具有線性調節(jié)的特性，能使轉速正比于控制電壓的大小。（對）20. 直流伺服電機具有較小的起動轉矩和較大的轉動慣量。（錯）1. 外部傳感器的功能就是將這些與環(huán)境信息相關的參數采集并輸入給機器人。（對）2. 觸覺傳感器、應力傳感器屬于機器人內部傳感器。（錯）3. 接近度傳感器、聽覺傳感器和視覺傳感器屬于外部傳感器。（對）4. 機器人觸覺傳感器根據測量的信息可以分為三類，接觸覺傳感器、壓力覺傳感器和滑動覺傳感器。（對）5. 根據工作原理，觸覺傳感器可分為二元接觸傳感器、單模擬量傳感器、矩陣傳感器。（對）6. 增量編碼器比絕對編碼器要便宜得多，在機器人技術中對增量編碼器的

11、使用更加廣泛。（對）7. 壓力覺傳感器主要應用在精確抓握物體的手掌等端部執(zhí)行器上。（錯）8. 氣壓驅動系統(tǒng)不污染環(huán)境，偶然地或少量地泄漏氣體不至于對生產產生嚴重的影響。（對）9. 氣壓驅動系統(tǒng)與液壓驅動相比，動作和反應都快。（對）10. 氣壓驅動系統(tǒng)的氣控信號比電子和光學控制信號要快，可以用在信號傳遞速度要求很高的場合。（錯）11. 從機器人的應用環(huán)境出發(fā)，將機器人分為兩大類，即工業(yè)機器人和特種機器人。（對）12. 特種機器人是指多關節(jié)機械手或多自由度機器人。（錯）13. 選擇步進電機時，首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。（對）14. 工業(yè)機器人是指除工業(yè)機器人以外的，用于非制造

12、業(yè)并服務于人類的各種機器人。（錯）15. 機器人都具備移動功能、執(zhí)行機構、感覺和智能。（對）16. 機器人傳感器是指一種能夠將機器人對內部和外部感知的物理量變換為電量輸出的裝置。（對）17. 機器人外部傳感器的功能是測量運動學及動力學參數。（錯）18. 電位計位移傳感器的工作原理是繞線電阻的端點和電刷之間的電阻一有改變，就可測量出位移的大小。（對）19. 導電塑料膜電位計位移傳感器的阻抗可以達到連續(xù)變化。（對）20. 最常用的平移傳感器是電位計角度傳感器。（錯）1. 機器人的控制系統(tǒng)是多變量和線性的控制系統(tǒng)。（對）2. Arduino是源于土耳其的一個開源代碼的硬件項目平臺。（錯）3. Ard

13、uino可以用來開發(fā)交互產品，例如控制電燈、電機和其他各式各樣的物理設備。（對）4. Arduino Duemilanove不支持USB接口，不可通過USB接口供電。（錯）5. Arduino Mega2560 具有54路I/O口。（對）6. Arduino給硬件開發(fā)降低了設計門檻，開源的電路圖可以直接復制到需要的電路中進行機器人的控制系統(tǒng)設計。（對）7. Arduino 是一款便捷、靈活、方便上手的開源電子原型平臺，只包含硬件（各種型號的Arduino板）（錯）8. Arduino編程語言中，數字引腳常量是false和true。（錯）9. Arduino編程語言中的數據類型有布爾類型、字符型

14、、字節(jié)型、整型等。（對）10. Arduino IDE安裝到計算機上,將開發(fā)板用USB連接到計算機上后，Windows會自動安裝Arduino的驅動， 驅動安裝成功后，開發(fā)板綠色的電源指示燈會亮起來，此時說明開發(fā)板可用。（對）11. Arduino IDE界面工具欄中只有新建程序（New sketch）、打開程序（Open sketch）、保存程序（Save sketch）。（錯）12. 在實際研究中，往往把機器人控制系統(tǒng)簡化成若干個簡單的低階的子系統(tǒng)來描述。（對）13. ArduBlock是一款專門為Arduino設計的圖形化編程軟件，可以不在Arduino IDE的軟件下運行。（錯）14.

15、 機器人只有一種基本運動方式，即連續(xù)運動。（錯）15. 機器人控制的結構也可以有很大的不同，可由單處理機控制，也可由多處理機分級分布控制。（對）16. 在結構上，機器人控制系統(tǒng)是分層結構的計算機控制系統(tǒng)。（對）17. 一般工業(yè)機器人僅由伺服控制層組成。（錯）18. 機器人控制系統(tǒng)主要包含協(xié)調控制計算機和傳感器。（對）19. 機器人的每個關節(jié)分別由一個伺服控制系統(tǒng)驅動。（對）20. 伺服控制系統(tǒng)由控制器、電機組成。（錯）1. 傳統(tǒng)的移動機器通常包括輪式移動機器人、履帶式移動機器人和腿式移動機器。2. 最簡單的移動機器人是腿式移動機器人。3. 典型的輪式機器人有三車輪型輪式機器人、變形輪型輪式機器

16、人和全方位型輪式機器人。4.輪式機器人可以應用到自動化工廠、醫(yī)院、家庭和其他狹窄環(huán)境,具有廣泛的應用前景。5. 三輪機器人可以輕松走出直線。6.變形輪機器人的車輪可變形成利于越障的輪式腿結構,實現(xiàn)步行運動。7. 履帶移動機器人可以廣泛應用于社會安全、軍事偵察、核工業(yè)等領域。8. 腿式機器人越障能力不是很強。9. 腿式移動機器人，其控制器可以施加合適的驅動信號給驅動器，以驅動關節(jié)按照可控的方式達到目標點，實現(xiàn)對腿式移動機器人的越障。10. 常用的輪式機器人控制器產品有很多，例如Arduino、STM32、Cortex、Broadcom、ARM等。11. 全方位型移動機構即能夠實現(xiàn)原地轉動又能夠實

17、現(xiàn)側向運動, 具有很強的運動靈活性。12. 三輪機器人在機構上不穩(wěn)定，但是結構與四輪和多輪機器人相比較結構簡單。13. 四輪機器人在新型移動機器人設計中常被采用。14. 三輪移動機器人的車輪配置方式通常是1個前輪,2個后輪。2個后輪獨立驅動,前輪為萬向輪,主要起支撐作用。15. 三車輪輪式機器人主要靠兩輪的轉速差實現(xiàn)轉向的，即當兩輪輸入速度存在差值時，機器人會發(fā)生一定的偏轉。16. 對于三車輪輪式機器人，當兩輪轉速大小相等方向相反時,可以實現(xiàn)整車靈活的零半徑回轉。17. 變形輪機器人遇到障礙時，可以通過控制系統(tǒng)的調節(jié)，車輪改變狀態(tài)，極大的增加了機器人的越障能力。18. 履帶移動機器人不能夠通過

18、傳感器感知環(huán)境和自身狀態(tài)。19. 非結構環(huán)境履帶移動機器人已經機器人學發(fā)展的一個重要組成部分。二、選擇題1. 相對而言，混合式移動機器人的（自由度偏多、重量比較大 ）。2. 機器人的機械本體機構基本上分為（2 ）類。3.輪式移動機構具有以下（ 可靠性比較好 ）特點？4. 輪式移動機構適用于在（ 規(guī)則的硬路面上 ）高速和高效地移動。5. 以下具有越障能力的輪系是（ 錐形輪、變形車輪、半步行輪 ）。6. 以下使用了曲柄滑塊機構的是（ 半步行輪和棘爪式車輪 ） 。7.在變徑輪和變形車輪的設計中，借鑒了（ 放縮機構 ）的設計，使得車輪可以主動變形進行越障。8. 連桿懸架系統(tǒng)和獨立驅動輪系也成為目前（

19、星球探測機器人 ）的主流設計。9. 沈陽自動化所研制的“靈蜥-H型”排爆機器人屬于（混合式移動機器人 ）。1. 設平面機構中的活動構件數為N，在未用運動副連接之前，這些活動構件的自由度總數為（ 3N ）。2. SCARA機械臂具有（ 3 ）個平行的旋轉關節(jié)。3. 運動副符號代表的含義是（ 轉動副 ）。4. 運動副符號代表的含義是（ 球面副 ）。5. 運動副符號代表的含義是（ 移動副 ）。6. 運動副符號代表的含義是（ 圓柱副 ）。7. 運動副符號代表的含義是（ 平面副）。8. 運動副符號代表的含義是（ 螺旋副 ）。9. 連桿懸架系統(tǒng)和獨立驅動輪系也成為目前（星球探測機器人）的主流設計。10.如

20、圖所示為圓柱面坐標型機械臂，其由一個使手臂豎直運動的移動關節(jié)和一個帶有豎直旋轉軸的旋轉關節(jié)組成，另一個移動關節(jié)與旋轉關節(jié)軸正交，這種機械臂在空間中具有（ 2個移動和1個轉動的性能 ）。1. （ 電氣驅動系統(tǒng) ）具有無環(huán)境污染、易于控制、運動精度高、成本低和驅動效率高等優(yōu)點，應用最為廣泛。2. 在響應快、載荷大的伺服系統(tǒng)中往往采用（ 液壓驅動 ），原因是其輸出力與質量比最大。3. （ 氣壓驅動系統(tǒng)）驅動系統(tǒng)在原理上和液壓驅動系統(tǒng)非常相似。4.步進電機驅動、直流伺服電機驅動、交流伺服電機驅動都屬于（電氣驅動 ）。5. （ 交流伺服電機 ）驅動具有大的轉矩質量比和轉矩體積比，沒有電刷和整流子，運行時

21、幾乎不需要維護，在現(xiàn)代機器人中廣泛應用。6. （ 步進電機 ）是一種用電脈沖信號進行控制，將電脈沖信號轉換成相應的角位移或線位移的控制電機。7. （ 反應式步進電機 ）是一種定子、轉子磁場均由軟磁材料制成，只有控制繞組，基于磁導的變化產生反應轉矩的步進電機。8. （直流伺服電機）是用直流供電的電機。其功能是將輸入的受控電壓/電流能量轉換為電樞軸上的角位移或角速度輸出。9. 直流伺服電機廣泛應用在寬調速系統(tǒng)和精確位置控制系統(tǒng)中，其輸出功率范圍大約為（ 1600 W ）。10. （ 蝸輪蝸桿減速器 ）常用來傳遞兩交錯軸之間的運動和動力，相比齒輪減速器，它具有更大的輸出轉矩。11. 下圖是（ 齒輪減

22、速器 ）減速器。 12. 下圖是（ 蝸輪蝸桿減速器 ）減速器。 13. 下圖是（ 復合減速器 ）減速器。14. 下圖是（ 行星齒輪減速器 ）減速器。15. （ 電液伺服閥）是電液伺服系統(tǒng)中的放大轉換元件，它把輸入的小功率電流信號轉換并放大成液壓功率輸出。1. 娛樂機器人、農業(yè)機器人屬于以下（ 特種機器人 ）。2. 水下機器人屬于以下（ 特種機器人 ）。3. 能夠檢測物體的位置、角度、距離的機器人傳感器是（ 光敏陣列、CCD ）。4. 能夠檢測壓力的機器人傳感器是（ 壓電傳感器 ）。5. 能夠檢測光線亮度的機器人傳感器是（光敏管、光電斷續(xù)器 ）。6. 具有色覺的機器人傳感器是（ 彩色電荷耦合器件

23、、彩色攝影機、濾色器 ）。7. 具有位置覺的機器人傳感器是（ 光敏陣列、CCD ）。8. 具有力覺的機器人傳感器是（ 應變片、導電橡膠 ）。9. 能夠檢測對象物是否接近，接近距離，對象面的傾斜的機器人傳感器是（光傳感器、氣壓傳感器、超聲波傳感器）。10. 具有滑覺的機器人傳感器是（ 球形接點式、光電旋轉傳感器、角編碼器）。11. 判斷物體空間位置，判斷物體移動的是（ 位置覺傳感器）。12. 判斷有無對象，并得到定量結果的是（ 明暗覺傳感器 ）。13. 能夠確定對象位置，識別對象形態(tài)的是（接觸覺傳感器）。14. 能夠修正握力，防止打滑，判斷物理質量及表面狀態(tài)的是（滑覺傳感器）。15. 能夠控制手腕移動，伺服控制，正確完成作業(yè)的是（ 力覺傳感器 ）。1. 以下屬于機器人點點運動的是（ 點焊 ）。2. “unsigned int D=65535” 屬于（ 無符號整型） 數據類