《機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用》 第六章 習(xí)題和答案

習(xí)題六一、選擇題1、下列電壓哪一種不是鉛酸電池應(yīng)有伏數(shù)系列。DA.2伏B.4伏C.8伏D.1伏2、下列哪一種應(yīng)用不屬于鉛酸蓄電池的應(yīng)用。CA.牽引車B.三輪車C.電瓶車D.汽車起動3、下列哪一項(xiàng)不屬于鉛酸蓄電池的主要特性。BA.安全密封B.有自由酸C.泄氣系統(tǒng)D.使用壽命長。4、下列哪一種機(jī)器人控制器類型不是從機(jī)器人結(jié)構(gòu)的角度分類的。DA.以單片機(jī)為核心的機(jī)器人控制系統(tǒng)B.以PLC為核心的機(jī)器人控制系統(tǒng)C.以工控機(jī)為核心的控制系統(tǒng)D.多CPU結(jié)構(gòu)、分布式控制方式5、下列哪一個(gè)不屬于單片機(jī)的組成部分。AA.外圍電路B.運(yùn)算器C.控制器D.寄存器6、下列哪一個(gè)不屬于單片機(jī)中主要寄存器。BA.累加器AB.鎖存器C.指令寄存器IR和指令譯碼器IDD.程序計(jì)數(shù)器PC、地址寄存器AR7、單片機(jī)（Microcontrollers）作為計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支領(lǐng)域，根據(jù)發(fā)展情況，從不同角度進(jìn)行分類，下列哪一項(xiàng)不屬于單片機(jī)的分類。DA.通用型/專用型B.總線型/非總線型C.工控型/家電型D.臨時(shí)型和長期型8、單片機(jī)的硬件特性有哪些。AA.處理功能強(qiáng)，速度快。B.功耗高，不便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品C.控制功能不強(qiáng)D.環(huán)境適應(yīng)能力不強(qiáng)。9、按（）方式分類，目前工控機(jī)的主要類別有：IPC（PC總線工業(yè)電腦）、PLC（可編程控制系統(tǒng)）、DCS（分散型控制系統(tǒng)）、FCS（現(xiàn)場總線系統(tǒng)）及CNC（數(shù)控系統(tǒng)）五種。AA.按使用場合分類B.按高度分類C.按長度分類D.按懸掛形式分類10、下列哪一種不屬于光電傳感器分類。BA.槽型光電傳感器B.偏射型光電傳感器C.反光板型光電開關(guān)D.擴(kuò)散反射型光電開關(guān)11、下列哪一種不屬于光電傳感器的構(gòu)成部分。DA.發(fā)送器B.接收器C.檢測電路D.反饋電路12、下列哪一種不屬于光電傳感器的應(yīng)用。AA.X大氣衰減B.條形碼掃描筆C.光電式煙霧報(bào)警器D.測量轉(zhuǎn)速13、下列哪一種不屬于超聲波傳感器的主要構(gòu)成部分。CA.發(fā)送器B.接收器C.采集部分D.電源部分14、超聲波傳感器主要性能指標(biāo)有哪些。AA.工作頻率B.工作效率C.輸入周期D.輸出周期二、填空題1、移動機(jī)器人常用的電池有干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘鎳氫電池、鋰離子鋰聚合物動力電池等。2、干電池的三項(xiàng)指標(biāo)：標(biāo)稱電壓、容量、存放期和自放電率。3、常用的鉛酸蓄電池主要分三大類：普通蓄電、干荷蓄電池、免維護(hù)蓄電池。4、機(jī)器人的外接電源一般分為兩大類，一種是適用于工業(yè)機(jī)器人的外接電源；另一種是適用于服務(wù)機(jī)器人的外接電源。5、工業(yè)機(jī)器人的外接電源一般是由專門的配電柜來提供，而且一般采用的都是交流電。6、工業(yè)機(jī)器人的外接電源采用三相五相制電源中的L1、L2、L3、PE四線供電。若現(xiàn)場沒有PE（地線），也可用N（零線）替代。7、機(jī)器人控制器的類型，從機(jī)器人控制算法的處理方式來看，可分為串行、并行兩種結(jié)構(gòu)類型。8、工控機(jī)的分類：按懸掛形式分類，一般有臥式與壁掛式。9、工控機(jī)的分類：按長度分類，國際標(biāo)準(zhǔn)的長度有兩種450MM與505MM。10、光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。11、色敏傳感器的基本特性：光譜特性、短路電流比—波長特性、溫度特性。12、紅外傳感器分類：按照探測機(jī)理可分成為：光子探測器（基于光電效應(yīng)）和熱探測器（基于熱效應(yīng)）。13、磁傳感器特點(diǎn)：高靈敏度、溫度穩(wěn)定性、抗干擾性、小型化、集成化、智能、高頻特性、低功耗。14、壓力傳感器分類：擴(kuò)散硅壓力變送器、半導(dǎo)體壓電阻型、靜電容量型。15、數(shù)字傳感器的組成：主要是由敏感元器件、轉(zhuǎn)換元器件、變換電路和輔助電源4部分組成。三、簡答題1、簡述關(guān)于鉛酸蓄電池的安裝注意事項(xiàng)?！裥铍姵貞?yīng)離開熱源和易產(chǎn)生火花的地方，其安全距離應(yīng)大于0.5m?！裥铍姵貞?yīng)避免陽光直射，不能置于大量放射性、紅外線輻射、紫外線輻射、有機(jī)溶劑氣體和腐蝕氣體的環(huán)境中?！癜惭b地面應(yīng)有足夠的承載能力。●由于電池組件電壓較高，存在電擊危險(xiǎn)，因此在裝卸導(dǎo)電連接條時(shí)應(yīng)使用絕緣工具，安裝或搬運(yùn)電池時(shí)應(yīng)戴絕緣手套、圍裙和防護(hù)眼鏡。電池在安裝搬運(yùn)過程中，只能使用非金屬吊帶，不能使用鋼絲繩等?！衽K污的連接條或不緊密的連接均可引起電池打火，甚至損壞電池組，因此安裝時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查并清除連接條上的臟污，擰緊連接條?！癫煌萘俊⒉煌阅艿男铍姵夭荒芑ミB使用，安裝末端連接件和導(dǎo)通電池系統(tǒng)前，應(yīng)認(rèn)真檢查電池系統(tǒng)的總電壓和正、負(fù)極，以保證安裝正確?！耠姵赝鈿ぃ荒苁褂糜袡C(jī)溶劑清洗，不宜使用干粉滅火器，建議使用二氧化碳滅火器撲滅電池火災(zāi)。●蓄電池與充電器或負(fù)載連接時(shí)，電路開關(guān)應(yīng)位于“斷開”位置，并保證連接正確：蓄電池的正極與充電器的正極連接，負(fù)極與負(fù)極連接。2、簡述關(guān)于鉛酸蓄電池的使用注意事項(xiàng)?！裥铍姵睾呻姵鰪S，從出廠到安裝使用，電池容量會受到不同程度的損失，若時(shí)間較長，在投入使用前應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充充電。如果蓄電池儲存期不超過一年，在恒壓2.27V/只的條件下充電5天。如果蓄電池儲存期為1～2年，在恒壓2.33V/只條件下充電5天。●蓄電池浮充使用時(shí)，應(yīng)保證每個(gè)單體電池的浮充電壓值為2.25～2.30V，如果浮充電壓高于或低于這一范圍，則將會減少電池容量或壽命?！癞?dāng)蓄電池浮充運(yùn)行時(shí)，蓄電池單體電池電壓不應(yīng)低于2.20V，如單體電壓低于2.20V，則需進(jìn)行均衡充電。均衡充電的方法為：充電電壓2.35V/只，充電時(shí)間12小時(shí)?！裥铍姵匮h(huán)使用時(shí)，在放電后采用恒壓限流充電。充電電壓為2.35～2.45V/只，最大電流不大于0.25C10具體充電方法為：先用不大于上述最大電流值的電流進(jìn)行恒流充電，待充電到單體平均電壓升到2.35～2.45V時(shí)改用平均單體電壓為2.35～2.45V恒壓充電，直到充電結(jié)束?！耠姵匮h(huán)使用時(shí)充電完全的標(biāo)志：在上述限流恒壓條件下進(jìn)行充電，其充足電的標(biāo)志，可以在以下兩條中任選一條作為判斷依據(jù)：①充電時(shí)間18～24小時(shí)（非深放電時(shí)間可短）。②充電末期連續(xù)三小時(shí)充電電流值不變化。③恒壓2.35～2.45V充電的電壓值，是環(huán)境溫度為25℃的規(guī)定值。當(dāng)環(huán)境溫度高于25℃時(shí)，充電電壓要相應(yīng)降低，防止造成過充電。當(dāng)環(huán)境溫度低于25℃時(shí)，充電電壓應(yīng)提高，以防止充電不足。通常降低或提高的幅度為每變化1℃每個(gè)單體增減0.005V?！裥铍姵胤烹姾髴?yīng)立即再充電，若放電后的蓄電池?cái)R置時(shí)間太長，即使再充電也不能恢復(fù)其原容量。●電池使用時(shí)，務(wù)必?cái)Q緊接線端子的螺栓，以免引起火花及接觸不良。3、簡述鎳鎘電池的主要特征?！窀邏勖?。鎳鎘電池可以提供500次以上的充放電周期，壽命幾乎等同于使用該種電池的設(shè)備的服務(wù)期?！駜?yōu)異的放電性能。在大電流放電的情況下，鎳鎘電池具有低內(nèi)阻和高電壓的放電特性，因而應(yīng)用廣泛。●儲存期長。鎳鎘電池儲存壽命長而且限制條件少，在長期儲存后仍可正常充電。●高倍率充電性能。鎳鎘電池可根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行快速充電，滿充時(shí)間僅為1.2小時(shí)?！翊蠓秶鷾囟冗m應(yīng)性。普通型鎳鎘電池可以應(yīng)用于較高或較低溫度環(huán)境。高溫型電池可以在70攝氏度或者更高溫度的環(huán)境中使用。●可靠的安全閥。安全閥提供了免維護(hù)功能。鎳鎘電池在充放電或者儲存過程中可以自由使用。由于密封圈使用的是特殊材料，再加上密封劑的作用，使得鎳鎘電池很少出現(xiàn)漏液現(xiàn)象?！駨V泛的應(yīng)用領(lǐng)域。鎳鎘電池容量從100mAh至7000mAh不等。通常使用的有標(biāo)準(zhǔn)型，消費(fèi)型，高溫型和大電流放電型等四大類，可應(yīng)用于任何無線設(shè)備?！窀哔|(zhì)量﹑高可靠性產(chǎn)品通過了QS9000質(zhì)量認(rèn)證。4、簡述新型機(jī)器人控制器的特色。●開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用開放式軟件、硬件結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要方便的擴(kuò)充功能，使其適用不同類型機(jī)器人或機(jī)器人化自動生產(chǎn)線?！窈侠淼哪K化設(shè)計(jì)對硬件來說，根據(jù)系統(tǒng)要求和電氣特性，按模塊化設(shè)計(jì)，這不僅方便安裝和維護(hù)，而且提高了系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也更為緊湊?！裼行У娜蝿?wù)劃分不同的子任務(wù)由不同的功能模塊實(shí)現(xiàn)，以利于修改、添加、配置功能。●實(shí)時(shí)性，機(jī)器人控制器必須能在確定的時(shí)間內(nèi)完成對外部中斷的處理，并且可以使多個(gè)任務(wù)同時(shí)進(jìn)行?！窬W(wǎng)絡(luò)通訊功能利用網(wǎng)絡(luò)通訊的功能，以便于實(shí)現(xiàn)資源共享或多臺機(jī)器人協(xié)同工作?！裥蜗笾庇^的人機(jī)接口。5、舉例說明單片機(jī)控制器的應(yīng)用。（1）智能儀器（2）工業(yè)控制（3）家用電器（4）網(wǎng)絡(luò)和通信（5）設(shè)備領(lǐng)域（6）模塊化系統(tǒng)（7）汽車電子6、簡述PLC控制器的優(yōu)缺點(diǎn)。PLC的優(yōu)越性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）配置方便。2）安裝方便。3）編程方便。4）維修方便。5）改用方便。PLC控制器的缺陷：PLC的體系結(jié)構(gòu)是封閉的，各PLC廠家的硬件體系互不兼容，編程語言及指令系統(tǒng)也各異，當(dāng)用戶選擇了一種PLC產(chǎn)品后，必須選擇與其相應(yīng)的控制規(guī)程，并且學(xué)習(xí)特定的編程語言。7、簡述工控機(jī)控制器的優(yōu)缺點(diǎn)。工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)相比必須具有以下優(yōu)點(diǎn)：①機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。②機(jī)箱內(nèi)有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。③機(jī)箱內(nèi)有專門電源，電源有較強(qiáng)的抗干擾能力。④要求具有連續(xù)長時(shí)間工作能力。⑤一般采用便于安裝的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱（4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱較為常見）。盡管工控機(jī)與普通的商用計(jì)算機(jī)機(jī)相比，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，但其劣勢也是非常明顯的，具體如下：①配置硬盤容量小；②數(shù)據(jù)安全性低；③存儲選擇性??；④價(jià)格較高。8、簡述光電傳感器的特點(diǎn)。1）檢測距離長。如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等，便能實(shí)現(xiàn)其他檢測手段（磁性、超聲波等）無法遠(yuǎn)距離檢測。2）對檢測物體的限制少。由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理，所以不象接近傳感器等將檢測物體限定在金屬，它可對玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測。3）響應(yīng)時(shí)間短。光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機(jī)械性工作時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間非常短。4）分辨率高。能通過高級設(shè)計(jì)技術(shù)使投光光束集中在小光點(diǎn)，或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)高分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。5）可實(shí)現(xiàn)非接觸的檢測。可以無須機(jī)械性地接觸檢測物體實(shí)現(xiàn)檢測，因此不會對檢測物體和傳感器造成損傷。因此，傳感器能長期使用。6）可實(shí)現(xiàn)顏色判別。通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對檢測物體的顏色進(jìn)行檢測。7）便于調(diào)整。在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見的，便于對檢測物體的位置進(jìn)行調(diào)整。9簡述紅外傳感器的應(yīng)用。（1）待測目標(biāo)。根據(jù)待測目標(biāo)的紅外輻射特性可進(jìn)行紅外系統(tǒng)的設(shè)定。（2）大氣衰減。待測目標(biāo)的紅外輻射通過地球大氣層時(shí)，由于氣體分子和各種氣體以及各種溶膠粒的散射和吸收，將使得紅外源發(fā)出的紅外輻射發(fā)生衰減。（3）光學(xué)接收器。它接收目標(biāo)的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。相當(dāng)于雷達(dá)天線，常用是物鏡。（4）輻射調(diào)制器。對來自待測目標(biāo)的輻射調(diào)制成交變的輻射光，提供目標(biāo)方位信息，并可濾除大面積的干擾信號。又稱調(diào)制盤和斬波器，它具有多種結(jié)構(gòu)。（5）紅外探測器。這是紅外系統(tǒng)的核心。它是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)出來的物理效應(yīng)探測紅外輻射的傳感器，多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)出的電學(xué)效應(yīng)。此類探測器可分為光子探測器和熱敏感探測器兩大類型。（6）探測器制冷器。由于某些探測器必須要在高溫下工作，所以相應(yīng)的系統(tǒng)必須有制冷設(shè)備。經(jīng)過制冷，設(shè)備可以縮短響應(yīng)時(shí)間，提高探測靈敏度。（7）信號處理系統(tǒng)。將探測的信號進(jìn)行放大、濾波，并從這些信號中提取出信息。然后將此類信息轉(zhuǎn)化成為所需要的格式，最后輸送到控制設(shè)備或者顯示器中。（8）顯示設(shè)備。這是紅外設(shè)備的終端設(shè)備。常用的顯示器有示波器、顯像管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。10、簡述超聲波傳感器的工作原理。超聲波傳感器主要通過發(fā)送超聲波并接受超聲波來對某些參數(shù)或事項(xiàng)進(jìn)行檢測。發(fā)送超聲波由發(fā)送器部分完成，主要利用振子的振動產(chǎn)生并向空中輻射超聲波；接收超聲波由接收器部分完成，主要接受由發(fā)送器輻射出的超聲波并將其轉(zhuǎn)換為電能輸出；除此之外，發(fā)送器與接收器的動作都受控制部分控制，如控制發(fā)送器發(fā)出超聲波的脈沖連頻率、占空比、探測距離等等；整體系統(tǒng)的工作也需能量的提供，由電源部分完成。這樣，在電源作用下、在控制部分控制下，通過發(fā)送器發(fā)送超聲波與接收器接收超聲波便可完成超聲波傳感器所需完成的功能。11、比較說明