工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課后題答案

品 第一章課后習(xí)題:3、說明工業(yè)機(jī)器人的基本組成及各部分之間的關(guān)系。答：工業(yè)機(jī)器人由三大部分六個(gè)子系統(tǒng)組成。三大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分。六個(gè)子系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人一環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。各部分之間的關(guān)系可由下圖表明：4、簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人各參數(shù)的定義：自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、工作速度、承載能力。答：自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目 ，不應(yīng)包括手爪（末端操作器）的開合自由度。重復(fù)定位精度是指機(jī)器人重復(fù)定位其手部于同一目標(biāo)位置的能力，可以用標(biāo)準(zhǔn)偏差這個(gè)統(tǒng)計(jì)量來表示，它是衡量一列誤差值的密集度（即重復(fù)度）。工作范圍是指機(jī)器人手臂末端或手腕中心所能到達(dá)的所有點(diǎn)的集合，也叫工作區(qū)域。工作速度一般指工作時(shí)的最大穩(wěn)定速度。承載能力是指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最 光晶桐誼 大質(zhì)量。承載能力不僅指負(fù)載，而且還包括了機(jī)器人末端操作器的質(zhì)量。第二章課后習(xí)題：1、答：工業(yè)上的機(jī)器人的手一般稱之為末端操作器，它是機(jī)器人直接用于抓取和握緊（吸附）專用工具（如噴槍、扳手、焊具、噴頭等）進(jìn)行操作的部件。具有模仿人手動(dòng)作的功能，并安裝于機(jī)器人手臂的前端。大致可分為以下幾類：（1）夾鉗式取料手；（2）吸附式取料手；（3）專用操作器及轉(zhuǎn)換器；（4）仿生多指靈巧手。4、答：R關(guān)節(jié)是一種翻轉(zhuǎn)（Roll）關(guān)節(jié)。B關(guān)節(jié)是一種折曲（Bend）關(guān)節(jié)。Y關(guān)節(jié)是一種偏轉(zhuǎn)（Yaw）關(guān)節(jié)。具有俯仰、偏轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即RPY運(yùn)動(dòng)。5、答：行走機(jī)構(gòu)分為固定軌跡式和無固定軌跡式。無固定軌跡式又分為與地面連續(xù)接觸（包括輪式和履帶式）和與地面間斷接觸（步行式）。輪式在平地上行駛比較方便，履帶式可以在泥濘道路上和沙漠中行駛。步行式有很大的適應(yīng)性，尤其在有障礙物的通道（如管道、臺(tái)階或樓梯）上或很難接近的工作場(chǎng)地更有優(yōu)越性。第二章課后習(xí)題:

-fj￡曲誼 1、點(diǎn)矢量v為[10.0020.0030.00]t,相對(duì)參考系作如下齊次坐標(biāo)變換：0.8660.5000.00011.0A=0.5000.8660.0003.00.0000.0001.0009.00001寫出變換后點(diǎn)矢量V的表達(dá)式，并說明是什么性質(zhì)的變換，寫出旋轉(zhuǎn)算子Rot及平移算子Trans。0.8660.5000.00011.010.009.66解：v，=Av=0.5000.8660.0003.020.00 =19.320.0000.0001.0009.030.0039000111屬于復(fù)合變換：0.8660.50 0旋轉(zhuǎn)算子Rot（Z，30?)=0.50.8660 0001 0000 110011.0平移算子Trans（11.0，-3.0，9.0)=0103.00019.000012、有一旋轉(zhuǎn)變換，先繞固定坐標(biāo)系 Z0軸轉(zhuǎn)45?，再繞其X0軸轉(zhuǎn)0軸轉(zhuǎn)60?，試求該齊次坐標(biāo)變換矩陣。30?，最后繞其Y解：齊次坐標(biāo)變換矩陣R=Rot（Y，60?）Rot（X，30?）Rot（Z，45?）0.500.866010000.7070.70700010000.8660.500.7070.707000.86600.5000.50.86600010000100010001

4品卻M 0.6600.0470.75000.6120.6120.500.4360.4360.433000013、坐標(biāo)系｛B起初與固定坐標(biāo)系｛O相重合，現(xiàn)坐標(biāo)系｛B饒ZB旋轉(zhuǎn)30?，然后繞旋轉(zhuǎn)后的動(dòng)坐標(biāo)系的XB軸旋轉(zhuǎn)45?，試寫出該坐標(biāo)系｛B的起始矩陣表達(dá)式和最后矩陣表達(dá)式。1000解：起始矩陣：B=O=°]00001000010.8660.353 00最后矩陣：B，=Rot(Z，30?)Rot(X,45?)=0.50.612 0.612000.707 0.707000 014、如題圖所示的二自由度平面機(jī)械手，關(guān)節(jié) 1為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)變量為0u關(guān)節(jié)2為移動(dòng)關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)變量為d2。試：（1） 建立關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，并寫出該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方程式。（2） 按下列關(guān)節(jié)變量參數(shù)求出手部中心的位置值。010306090d2/m0.500.801.000.70解：建立如圖所示的坐標(biāo)系

碧品協(xié)H 參數(shù)和關(guān)節(jié)變量連桿連桿轉(zhuǎn)角9連桿扭角a連桿長(zhǎng)度a連桿距離d101000200d20cos1sinsinicos000010010d200A\Rot(Z,i)i10A2Trans(d2,0,0)010001000010001機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方程式:cos1sin10d2cos1sincos10dosin2 1T2A1?A2110000001當(dāng)0戶0,d=0.5時(shí):121000.50100手部中心位置值B00100001

碧昂楊誼 當(dāng)0WO, d2=0.8時(shí)0.8660.500.4330.50.86600.4 B手部中心位置值 00100001當(dāng)01=60, d2=1.0時(shí)0.50.86600.5手部中心位置值 Bo.8660.500.86600100001當(dāng)0=90,d=0.7時(shí)1 2010 0100 0.7手部中心位置值 b001 0000 16、題6圖所示為一個(gè)二自由度的機(jī)械手，兩連桿長(zhǎng)度均為 1m,試建立各桿件坐標(biāo)系，求出A】，A2及該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。解：建立如圖所示的坐標(biāo)系X2X2對(duì)于關(guān)節(jié)1:｛1｝系相對(duì)于｛0｝系X0軸平移1m，然后繞Z0軸旋轉(zhuǎn)01；

然后繞Z1軸旋轉(zhuǎn)對(duì)于關(guān)節(jié)2:｛2｝系相對(duì)于｛1｝系X1然后繞Z1軸旋轉(zhuǎn)92;該二自由度機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式為： t2A1A2其中A1Rot(Z0,1)Trans(1,0,0)A2 Rot(Z1,2)Trans(1,0,0)所以，該二自由度機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)方程式為:c1c2s1c2Tc1c2s1c2T2s1s2c1s200c1ss1S2200c1c10c0s10c1c1s1s2c1s201c1s1根據(jù)該運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為:T2nxnynz0OxoyOz0axayaz0PxpyPz1A1A2c1s10 1用A1PPx2Py2c1100左乘上式，即001 0000 1c1s101nx ox axPxs1c100ny oy ay Py