工業(yè)機器人考試題庫

一、判斷題

1.機械手亦可稱之為機器人。（Y）

2.完成某一特定作業(yè)時具有多余自由度的機器人稱為冗余自由度機器人。

（Y）

3.關(guān)節(jié)空間是由全部關(guān)節(jié)參數(shù)構(gòu)成的。（Y）

4.任何復雜的運動都可以分解為山多個平移和繞軸轉(zhuǎn)動的簡單運動的合成。

（Y）

5.關(guān)節(jié)i的坐標系放在汨關(guān)節(jié)的末端。（N）

6.手臂解有解的必要條件是串聯(lián)關(guān)節(jié)鏈中的自由度數(shù)等于或小于6。（N）

7.對于具有外力作用的非保守機械系統(tǒng)，其拉格朗日動力函數(shù)A可定義為系統(tǒng)總動能與系統(tǒng)總

勢能之和。（N）

8.由電阻應(yīng)變片組成電橋可以構(gòu)成測量重量的傳感器。（Y）

9.激光測距儀可以進行散裝物料重量的檢測。（Y）

10.運動控制的電子齒輪模式是一種主動軸與從動軸保持一種靈活傳動比的隨動系統(tǒng)。（Y）

11.諧波減速機的名稱來源是因為剛輪齒圈上任一點的徑向位移呈近似于余弦波形的變化。（N）

12.軌跡插補運算是伴隨著軌跡控制過程一步步完成的，而不是在得到示教點之后，一次完成，

再提交給再現(xiàn)過程的。（Y）

13.格林（格雷）碼被大量用在相對光軸編碼器中。（N）

14.圖像二值化處理便是將圖像中感興趣的部分置1,背景部分置2。（N）

15.圖像增強是調(diào)整圖像的色度、亮度、飽和度、對比度和分辨率，使得圖像效果清晰和顏色分明。

（Y）

二、填空題

1?機器人杲指代替原來山人直接或間接作業(yè)的自動化機械。

2.在機器人的正面作業(yè)與機器人保持

300mm以上的距離。

3.手動速度分為：微動、低速、中速、高速。

4?機器人的三種動作模式分為：示教模式、再現(xiàn)模式、遠程模式。

5?機器人的坐標系的種類為：笑不坐標系、笆角出標系、^柱坐標系、I】具坐標系、用戶坐標系

6.設(shè)定關(guān)節(jié)坐標系時，機器人的S、L、U、R、B、T各軸分別運動。

7?設(shè)定為直角坐標系時，機器人控制點沿X、Y、Z軸坨移動。

&用關(guān)節(jié)插補示教機器人軸時，移動命令為MOVJ。

9?機器人的位置精度PL曷指機器人經(jīng)過不教的位置時的接沂程&，可以分為9個等級，分別

是PL二()，PL二1,

PL=2,PL=3,PL二4,PL=5,

PL=6,PL=7,PL±8馬自達標準中，PL=1指只要機器人

TCP點經(jīng)過以示教點為圓心、以0.5mm為半徑的圓內(nèi)的任一點即視為達到；PL=2指只要機器人

TCP點經(jīng)過以示教點為圓心'以20mm為半徑的圓內(nèi)的任一點即視為達；PL=3指只要機器人TCP

點經(jīng)過以示教點為圓心、以75mm為半徑的圓內(nèi)的任一點即視為達到。

10.機器人的腕部釉為R,B,T，本體軸為S,L,U。

11.機器人示教是指：將匚作內(nèi)容告知

產(chǎn)業(yè)用機器人的作業(yè)°

12?機器人軌跡支持四種插補方式，分別是關(guān)節(jié)插補.直線播補.畫弧插補?自山曲線插補.桶補命

令分別是MOVJ*MOVLAIOVC.卜【OVS。

13?關(guān)節(jié)插補以最高速度的白分比來表示再現(xiàn)速度，系統(tǒng)可選的速度從慢到快依次是0.78%,1.56%,

3.12%,6.25%.12.50%,25.00%,50.00%,100.00%。

14.干涉區(qū)信號設(shè)置有兩種，分別杲絕對優(yōu)先干涉區(qū)和相對優(yōu)先干涉區(qū)，基于設(shè)備安全方面考慮，

現(xiàn)場使用的干涉區(qū)絕大多數(shù)都是絕對優(yōu)先卜涉區(qū)，并盡可能的通過作業(yè)時序上錯開的方法來實現(xiàn)節(jié)

拍最優(yōu)化。

15?機器人按機構(gòu)特性可以劃分為和非關(guān)節(jié)機

塞人兩大類。

16.機器人系統(tǒng)大致山機械系統(tǒng)人機交互系統(tǒng)

驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)

機器-環(huán)境交互系統(tǒng)等部分組成。

17.機器人的重復定位精度昂指機器人末端執(zhí)行器為唾復到達同一II標位置而實際到達位置之間

的接聽程度。

1&齊次坐標［0010F＞表示的內(nèi)容是二包包。

19.機器人的運動學是研究機器人末端執(zhí)行器位姿和運動與關(guān)節(jié)空間之間的關(guān)系。

20.如果機器人相鄰兩關(guān)節(jié)軸線相交，則聯(lián)接這兩個關(guān)節(jié)的連桿長度為。

21.常用的建立機器人動力學方程的方法有生頓和拉格朗日

22.62山度機器人有解析涉解的條件皋機器人操作手的獨立關(guān)節(jié)變量多干末端執(zhí)行器的運動自山

度數(shù)。

23.機器人的驅(qū)動方式主要有液1王、氣動和電動三種。

24?機器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有和增最

式碼用o

25.機器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為程序控制方式、適應(yīng)性

控制方式和人匚智能控制方式。

三、單項選擇題

1?對機器人進行示教時，作為示教人員必須事先接受過專門的培訓才行.與示教作業(yè)人員一起進行

作業(yè)的監(jiān)護人員，處在機器人可動范圍外時，（B），可進行共同作業(yè)。

A.不需要事先接受過專門的培訓B.必須事先接受過

專門的培訓

C.沒有事先接受過專門的培訓也可以

2?使用焊槍示教前，檢查焊槍的均壓裝置是否良好，動作是否正常，同時對電極頭的要求是（A）。

A.更換新的電極頭B.使用磨耗量大的電極頭

C.新的或舊的都行

3?通常對機器人進行示教編程時，要求最初程序點與最終程序點的位置（A），可提高工作效率。

A.相同B.不同

C.無所謂D.分離越大越好

4.為了確保安全，用示教編程器手動運行機器人時，機器人的最高速度限制為

（B）o

A.50mm/sB1250mm/sC.800mm/sD-1600nim/s

5?正常聯(lián)動生產(chǎn)時,機器人示教編程器上安全模式不應(yīng)該打到（C）位置上。

A.操作模式B.編輯模式C.管理模式

6.示教編程器上安全開關(guān)握緊為ON,松開為OFF狀態(tài)，作為進而追加的功能，、握緊力過大時，

為（C）狀態(tài)。

A,不變B.ONC.OFF

7?對機器人進行示教時，模式旋鈕打到示教模式后，在此模式中，外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號（A）

A.無效B.有效C.延時后有效

8?位置等級是指機器人經(jīng)過示教的位置時的接近程度，設(shè)定了合適的位置等級時，可使機器人運

行出與周圍狀況和工件相適應(yīng)的軌跡，其中位置等（A）。

A.PL值越小，運行軌跡越精準B.PL值大小，與運行軌跡關(guān)系不大

C.PL值越大，運行軌跡越精準

9.試運行是指在不改變示教模式的前提下執(zhí)行模擬再現(xiàn)動作的功能，機器人動作速度超過示教最

高速度時，以（B）o

A.程序給定的速度運行B.示教最高速度來限制運行

C.示教最低速度來運行

10.機器人經(jīng)常使用的程序可以設(shè)置為主程序，每臺機器人可以設(shè)置（C）主程序。

A.3個B.5個C.1個D.無限制

11.為使機器人進行正確的直線插補、圓弧插補等插補動作，需正確地輸入焊槍、抓手、焊鉗等工

具的尺寸信息，定義控制點的位置。工具校驗是可以簡單和正確的進行尺寸信息輸入的功能.進行工

具校驗，需以控制點為基準示教5個不同的姿態(tài)

（TC1至Eo實踐證明5個不同的姿態(tài)（A）

A.動作變化越大其工具控制點越精確B.動作變化越大其工具控制點越不精確

C.動作變化與其工具控制點無關(guān)

12.機器人三原則是由（D）提出的。

A.森政弘B.約瑟夫?英格伯格C.托莫維奇D.阿西莫夫

13?當代機器人大軍中最主要的機器人為（A）o

A.工業(yè)機器人B.軍用機器人C.服務(wù)機器人D.特種機器人

14.手部的位姿是由（B）構(gòu)成的。

A.位置與速度B.姿態(tài)與位置C.位置與運行狀態(tài)D.姿態(tài)與速度

15?運動學主要是研究機器人的（B）o

A.動力源是什么B.運動和時間的關(guān)系

C.動力的傳遞與轉(zhuǎn)換D.運動的應(yīng)用

16?動力學主要是研究機器人的（C）。

A.動力源是什么B.運動和時間的關(guān)系

C.動力的傳遞與轉(zhuǎn)換D.動力的應(yīng)用

17.傳感器的基本轉(zhuǎn)換電路是將敬感元件產(chǎn)生的易測量小信號進行變換，使傳感器的信號輸出符合

具體工業(yè)系統(tǒng)的要求。一般為（A）。

A.4?20mA、—5~5VB.0~20mA、0~5V

C.-20mA?20mA>—5~5VD-?20mA?20mA、0~5V

1&傳感器的輸出信號達到穩(wěn)定時，輸出信號變化與輸入信號變化的比值代表傳感器的（D）參數(shù)。

A.抗干擾能力B.精度C.線性度D.靈敏度

19.6維力與力矩傳感器主要用于（D）。

A.精密加工B.精密測量C.精密計算D.精密裝配

20.機器人軌跡控制過程需要通過求解（B）獲得各個關(guān)節(jié)角的位置控制系統(tǒng)的設(shè)定值。

A.運動學正問題B.運動學逆問題

C.動力學正問題D.動力學逆問題

21?模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的主要區(qū)別是（B）。

A.載波頻率不一樣B.信道傳送的信號不一樣

C.調(diào)制方式不一樣D.編碼方式不一樣

22.日本日立公司研制的經(jīng)驗學習機器人裝配系統(tǒng)采用觸覺傳感器來有效地反映裝配情況。其觸覺

傳感器屬于下列（C）傳感器。

A.接觸覺B.接近覺

C.力/力矩覺D.壓覺

23.機器人的定義中,突出強調(diào)的是（C）。

A.具有人的形象B.模仿人的功能

C.像人一樣思維

24.當代機器人主要源于以下兩個分支（C）。

A.計算機與數(shù)控機床B.遙操作機與計算機

遙操作機與數(shù)控機床D.H-算機與人工智能

25.（C）曾經(jīng)贏得了“機器人王國”的美稱。

A.美國B.英國C.日本D.中國

A.絕對定位精度高于重復定位精度B.重復定位精度高于絕對定位精度

C.機械精度高于控制精度D.控制精度高于分辨率精度

27.一個剛體在空間運動具有（D）自由度。

A.3個B.4個C.5個D.6個

26.機器人的精度主要依存于機械誤差、控制算法誤差與分辨率系統(tǒng)誤差。一般說來（B）o

28.對于轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)而言，關(guān)節(jié)變量是D-H參數(shù)中的（A）。

A.關(guān)節(jié)角B.桿件長度C.橫距D寸丑轉(zhuǎn)角

29.對于移動（平動）關(guān)節(jié)而言，關(guān)節(jié)變量是D-H參數(shù)中的（C）。

A.關(guān)節(jié)角B.桿件長度C.橫距D.扭轉(zhuǎn)角

30.運動正問題是實現(xiàn)如下變換（A）o

A.從關(guān)節(jié)空間到操作空間的變換B.從操作空間到迪卡爾空間的變換

C.從迪卡爾空間到關(guān)節(jié)空間的變換D.從操作空間到美

節(jié)空間的變換

31.運動逆問題是實現(xiàn)如下變換（C）。

A.從關(guān)節(jié)空間到操作空間的變換B.從操作空間到迪卡爾空間的變換

C.從迪卡爾空間到關(guān)節(jié)空間的變換D.從操作空間到任務(wù)空間的變換

32.動力學的研究內(nèi)容是將機器人的（A）聯(lián)系起來。

A.運動與控制B.傳感器與控制

C.結(jié)構(gòu)與運動D.傳感系統(tǒng)與運動

33.機器人終端效應(yīng)器（手）的力量來自（D）。

A.機器人的全部關(guān)節(jié)B.機器人手部的關(guān)節(jié)

C.決定機器人手部位置的各關(guān)節(jié)D.決定機器人手部位姿的各個關(guān)節(jié)

34.在3汀操作機動力學方程中，其主要作用的是（D）。

A.哥氏項和重力項B.重力項和向心項

C.慣性項和哥氏項D.慣性項和重力項

35.對于有規(guī)律的軌跡，僅示教兒個特征點，計算機就能利用（D）獲得中間點的坐標。

A.優(yōu)化算法B.平滑算法C.預測算法D.插補算法

36.機器人軌跡控制過程需要通過求解（B）獲得各個關(guān)節(jié)角的位置控制系統(tǒng)的設(shè)定值。

A.運動學正問題B.運動學逆問題

C.動力學正問題D.動力學逆問題

37.所謂無姿態(tài)插補，即保持笫一個示教點時的姿態(tài)，在大多數(shù)情況下是機器人沿

（B）運動時出現(xiàn)。

A.平面圓弧B.直線C.平面曲線D.空間曲線

38.定時插補的時間間隔下限的主要決定因素是（B）。

A.完成一次正向運動學計算的時間

B.完成一次逆向運動學計算的時間

C.完成一次正向動力學計算的時間

D.完成一次逆向動力學計算的時間

39.為了獲得非常平穩(wěn)的加工過程，希望作業(yè)啟動（位置為零）時：（A）。

A.速度為零，加速度為零B.速度為零，加速度恒定

C.速度恒定，加速度為零D.速度恒定，加速度恒定

40.應(yīng)用通常的物理定律構(gòu)成的傳感器稱之為（B）。

A.物性型B.結(jié)構(gòu)型C.一次儀表D.二次儀表

41.利用物質(zhì)本身的某種客觀性質(zhì)制作的傳感器稱之為（A）。

A.物性型B.結(jié)構(gòu)型C.一次儀表D.二次儀表

42.應(yīng)用電容式傳感器測量微米級的距離，應(yīng)該采用改變（C）的方式。

A.極間物質(zhì)介電系數(shù)B.極板面積

C.極板距離D.電壓

43.壓電式傳感器，即應(yīng)用半導體壓電效應(yīng)可以測量（C）。

A.電壓B.亮度C.力和力矩D.距離

44.傳感器在整個測量范圍內(nèi)所能辨別的被測量的最小變化量，或者所能辨別的不同被測量的個數(shù)，

被稱之為傳感器的（C）。

A.精度B.重復性C.分辨率D.靈敏度

45.增量式光軸編碼器一般應(yīng)用（C）套光電元件，從而可以實現(xiàn)訃數(shù)、測速、鑒向和定位。

A.一B二C.三D.四

46.測速發(fā)電機的輸出信號為（A）。

A.模擬量B.數(shù)字量C.開關(guān)量D.脈沖量

47.用于檢測物體接觸面之間相對運動大小和方向的傳感器是（C）。

A.接近覺傳感器B.接觸覺傳感器

C.滑動覺傳感器D.壓覺傳感器

48.GPS全球定位系統(tǒng)，只有同時接收到（C）顆衛(wèi)星發(fā)射的信號，才可以解算出接收器的位置。

A.2B.3C.4D.6

49.操作機手持粉筆在黑板上寫字，在（C）方向只有力的約束而無速度約束？

A.X軸B.Y釉C.Z軸D.R釉

50.如果末端裝置、工具或周圍環(huán)境的剛性很高，那么機械手要執(zhí)行與某個表面有

接觸的操作作業(yè)將會變得相當困難。此時應(yīng)該考慮（A）。

A.柔順控制B.PID控制

C.模糊控制D.最優(yōu)控制

51.示教-再現(xiàn)控制為一種在線編程方式，它的最大問題是（B）。

A.操作人員勞動強度大B.占用生產(chǎn)時間

C.操作人員安全問題D.容易產(chǎn)生廢品

52.模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的主要區(qū)別是（B）。

A.載波頻率不一樣B.信道傳送的信號不一樣

C.調(diào)制方式不一樣D.編碼方式不一樣

53.CCD（ChargeCoupledDevice）攝像頭輸出信號為（B）幀/秒。

A.20B.25C.30D.50

54.CCD攝像頭采用電視PAL標準，每幀圖像由（B）場構(gòu)成。

A.1B.2C.3D.4

四、多項選擇題

1.在機器人動作范圍內(nèi)示教時，需要遵守的事項有（abed）o

A.保持從正面觀看機器人

B.遵守操作步驟

C.考慮機器人突然向自己所處方位運行時的應(yīng)變方案

D.確保設(shè)置躲避場所，以防萬一

2.MOTOMAN機器人NX100控制柜上的動作模式有（acd）。

A.示教模式B.急停模式C.再現(xiàn)模式D.遠程模式

3.對機器人進行示教時，示教編程器上手動速度可分為（abed）o

A.高速B.微動C.低速D.中速

4.對MOTOMAN機器人進行軸操作時，可以使用的坐標系有（abede）。

A.直角坐標系B.關(guān)節(jié)坐標系C.圓柱坐標系

D.工具坐標系E.用戶坐標系

在MOTOMAN機器人所使用的INFORMIII語言主要的移動命令中，記錄有移動

到的位置,(abed)o

A.插補方式B.再現(xiàn)速度

C.PL定位精度）D.所使用TOOL號

6.機器人的示教方式，有（abc

種方式。

A.直接示教B?間接示教7?對機器人進「一和一場

行示教時，為了防止機器人的異常動作給隹不敵

操作人員造成危險，作業(yè)前必

須進行的項目檢查有（“bed）等。

A.機器人外部電纜線外皮有無破損B.機器人有無動作異常

C.機器人制動裝置是否有效D.機器人緊急停止裝置是否有效

8?通常構(gòu)成機器人系統(tǒng)的各軸根據(jù)其功能分別稱作（abc）o

A.機器人軸B.基座軸C.工裝軸9?原點位置校準是將機器人位置與絕對編碼器位置進行對照的操

作。原點位置校準

是在出廠前進行的，但在（abed）情況下必須再次進行原點位置校準。

A.改變機器人與控制柜（NX100）的組合時

B.更換電機、絕對編碼器時

C.存儲內(nèi)存被刪除時（更換NCP01基板、電池耗盡時等）

D.機器人碰撞工件，原點偏移時

10?控制點不變動作是指只改變工具姿態(tài)而不改變工具尖端點（控制點）位置的操作，下面（bede）

可以實現(xiàn)控制點不變動作。

A.關(guān)節(jié)坐標系B.直角坐標系C.圓柱坐標系

D.工具坐標系E.用戶坐標系

11.機需人控編系統(tǒng)在物理上分為贏，但在邏輯上一般分為如下三級：

（cde）o

A.PID控制器B.位置控制器

C.作業(yè)控制器

D.運動控制器E.驅(qū)動控制器

F.可編程控制器

12?完整的傳感器應(yīng)包括下面（ace、一皿八

）二部分。

A.敏感元件B?計算機芯片C.轉(zhuǎn)換元件

D.模數(shù)轉(zhuǎn)換電路E.基本轉(zhuǎn)換電路F.微波通信電路13?圖像工程是一門系統(tǒng)地

研究各種圖像理論、技術(shù)和應(yīng)用的新的交義學科。研究

內(nèi)容包括（bef）三個層次及它們的工程應(yīng)用。

A.圖像獲取B.圖像處理C.圖像增強

D.圖像恢復E.圖像分析F.圖像理解

14.機器視覺系統(tǒng)主要由三部分組成（ade）。

A.圖像的獲取B.圖像恢復C.圖像增強

D.圖像的處理和分析E.輸出或顯示F.圖形繪制

15.在伺服電機的伺服控制器中，為了獲得高性能的控制效果，一般具有3個反饋回路，分別是

（bde）。

A.電壓環(huán)B.電流環(huán)C.功率環(huán)

D.速度環(huán)E.位置環(huán)F.加速度環(huán)

16.諧波減速器特別適用于工業(yè)機器人的（def）軸的傳動。

A.S軸B.L軸C.U軸

D.R釉E.B軸F.T軸

17.RV擺線針輪減速器特別適用于工業(yè)機器人的（abc）軸的傳動。

A.S釉B.L軸C.U軸

D.R軸E.B軸F.T軸

18.集控式足球機器人的智能主要表現(xiàn)在（de）兩個子系統(tǒng)。

A.機器人小車子系統(tǒng)B.機器人通信子系統(tǒng)

C.機器人視覺子系統(tǒng)D.機器人決策子系統(tǒng)

E.機器人總控子系統(tǒng)

19.美國發(fā)往火星的機器人是（ab）號。

A.勇氣B.機遇C.小獵兔犬D.挑戰(zhàn)者E.哥倫比亞

五、綜合題

（-）寫出下列指令的含義

MOVJ:以關(guān)節(jié)插補方式移動到示教位置

MOVC:用圓弧插補方式移動到示教位置

MOVL:用直線插補方式移動到示教位置

MOVS:用自山曲線插補方式移動到示教位置

JUMP:跳到指定的標簽或程序

CALL:調(diào)出指定程序

TIMER:停止指定的時間

LABEL:表示跳轉(zhuǎn)位置___________________________________

COMMENT:注釋

RET:回到調(diào)用程序

INC:在指定的變量值上加1

SET:將前一變量的值設(shè)置為后一變量

IF:判斷各種條件，附加在進行處理的其他命令之后

*：表示跳轉(zhuǎn)的目的地

END:宣布程序結(jié)束

NOP:無任何運行

DOUT:進行外部輸出信號的ON、OFF

WAIT:待機，至外部輸入信號與指定狀態(tài)相符

(-)簡答題

1?智能機器人的所謂智能的表現(xiàn)形式是什么？

答:推理判斷、記憶

2.機器人分為幾類？

答:首先，機器人按應(yīng)用分類可分為工業(yè)機器人、極限機器人、娛樂機器人。

1)工業(yè)機器人有搬運、焊接、裝配、噴漆、檢驗機器人，主要用于現(xiàn)代化的工廠和柔性加工系

統(tǒng)中。

2)極限機器人主要是指用在人們難以進入的核電站、海底、寧宙空間進行作業(yè)的機器人，包括

建筑、農(nóng)業(yè)機器人。

3）娛樂機器人包括彈奏機器人、舞蹈機器人、玩具機器人等。也有根據(jù)環(huán)境而改變動作的機器人。

其次，按照控制方式機器人可分為操作機器人、程序機器人、示教機器人、智能機器人和綜合機器

人。

3?機器人由哪幾部分組成？機器人山三大部分六個子系統(tǒng)組成。三大部分是機械部分、傳感部分

和控制部分。六個子系統(tǒng)是驅(qū)動系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機器人一環(huán)境交換系統(tǒng)、人機交

換系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

4?什么是自由度？答:人們把構(gòu)建相對于參考系具有的獨立運動參數(shù)的數(shù)H稱為自山度。

5.機器人技術(shù)參數(shù)有哪些？各參數(shù)的意義是什么？

答:機器人技術(shù)參數(shù)有：自由度、精度、工作范圍'速度、承載能力

1）自山度：是指機器人所具有的獨立坐標軸的數(shù)LI,不包括手爪（末端操作器）的開合自HI度。

在三維空間里描述一個物體的位置和姿態(tài)需要六個自山度。但是，工業(yè)機器人的自由度是根據(jù)其用

途而設(shè)訃的，也可能小于六個自由度，也可能大于六個自由度。

2）精度：_L業(yè)機器人的精度是指定位精度和重復定位精度。定位精度是指機器人手部實際到達位

置與LI標位置之間的差異。重復定位精度是指機器人重復定位其手部于同一口標位置的能力，可

以用標準偏差這個統(tǒng)訃量來表示，它是衡量一列誤差值的密集度（即重復度）。

3）工作范圍：是指機器人手臂末端或手腕中心所能到達的所有點的集合，也叫工作區(qū)域。

4）速度；速度和加速度是表明機器人運動特性的主要指標。

3）承載能力：是指機器人在工作范圉內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。承載能力不僅取決于

負載的質(zhì)量，而且還與機器人運行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)。為了安全起見，承載能力這

一技術(shù)指標是指高速運行時的承載能力。通常，承載能力不僅指負載，而且還包括機器人末端操作

器的質(zhì)量。

6?機器人手腕有幾種？試述每種手腕結(jié)構(gòu)。

答：機器人的手臂按結(jié)構(gòu)形式分可分為單臂式，雙臂式及懸掛式按手臂的運動形式區(qū)分，手臂有直

線運動的。如手臂的伸縮，升降及橫向移動，有回轉(zhuǎn)運動的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動有復合運動

如直線運劫和回轉(zhuǎn)運動的組合。2直線運動的組合2回轉(zhuǎn)運動的組合。手臂回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)，實現(xiàn)機

器人手臂回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸，因輪轉(zhuǎn)動機構(gòu)，鏈輪傳動和

連桿機構(gòu)手臂俯仰運動機構(gòu)，一般采用活塞油（氣）缸與連桿機構(gòu)聯(lián)用來實現(xiàn)手臂復合運動機構(gòu)，

多數(shù)用于動作程度固定不變的專用機器人。

7.機器人機座有幾種？試述每種機座結(jié)構(gòu)。

答：機器人兒座有固定式和行走時2種

1）固定式機器人的級左右直接接地地面基礎(chǔ)上，也可以固定在機身上

2）移動式機器人有可分為輪車機器人，有3組輪子組成的輪系四輪機器人三角論系統(tǒng)，全方位

移動機器人，2足步行式機器人，履帶行走機器人

8.試述機器人視覺的結(jié)構(gòu)及工作原理

答:機器人視覺山視覺傳感器攝像機和光源控制訃算器和圖像處理機組成原理：山視覺傳感器講景

物的光信號轉(zhuǎn)換成電信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給圖像處理器，同時光源控制器和32攝像

機控制器把把光線，距離顏色光源方向等等參數(shù)傳遞給圖像處理器，圖像處理器對圖像數(shù)據(jù)做一些

簡單的處理將數(shù)據(jù)傳遞給計算機最后由計算器存儲和處理。

9.工業(yè)機器人控制方式有幾種？n:工業(yè)機器人的控制方式多種多樣，根據(jù)作業(yè)任務(wù)的不同，主要

分為點位控制方式、連續(xù)軌跡控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。

1）點位控制方式（PTP）

這種控制方式的特點是只控制工業(yè)機器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散點上的位姿?？?/p>

制時只要求J_業(yè)機器人快速'準確地實現(xiàn)相鄰各點之間的運動，而對達到H標點的運動軌跡則不作

任何規(guī)定。這種控制方式的主要技術(shù)指標是定位精度和運動所需的時間。

2）連續(xù)軌跡控制方式（CP）

這種控制方式的特點是連續(xù)的控制工業(yè)機器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間的位姿，要求其嚴格按照預定

的軌跡和速度在一定的精度范圉內(nèi)運動，而且速度可控，軌跡光滑，運動平穩(wěn)，以完成工作任務(wù)。

3）力（力矩）控制方式

在完成裝配、抓放物體等工作時，除要準確定位外，還要求使用適度的力或力矩進行工作，這時就

要利用力（力矩）伺服方式。這種方式的控制原理與位置伺服控制原理基本相同，只不過輸入量和

反饋量不是位置信號，而是力（力矩）信號，因此系統(tǒng)中必須有力（力矩）傳感器。有時也利用接

近、滑動等傳感功能進行自適應(yīng)式控制。

4）智能控制方式

機器人的智能控制時通過傳感器獲得周圍環(huán)境的知識，并根據(jù)自身內(nèi)部的知識庫做出相應(yīng)的決策。

采用智能控制技術(shù)，使機器人具有了較強的適應(yīng)性及自學習功能。

智能控制技術(shù)的發(fā)展有賴于近年來人，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基因算法、遺傳算法、專家系統(tǒng)等人工智能的迅

速發(fā)展。

10.機器人參數(shù)坐標系有哪些？各參數(shù)坐標系有何作用？

答:工業(yè)機器人的坐標形式有直角坐標型、圓柱坐標型、球坐標型、關(guān)節(jié)坐標型和平面關(guān)節(jié)型。

1）直角坐標/笛卡兒坐標/臺架型（3P）

這種機器人山三個線性關(guān)節(jié)組成，這三個關(guān)節(jié)用來確定末端操作器的位置，通常還帶有附加道德旋

轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，用來確定末端操作器的姿態(tài)。這種機器人在XY.Z軸上的運動是獨立的，運動方程可獨

立處理，且方程是線性的，因此，很容易通過計算機實現(xiàn)；它可以兩端支撐，對于給定的結(jié)構(gòu)長度，

剛性最大：它的精度和位置分辨率不隨工作場合而變化，容易達到高精度。但是，它的操作范圍小，

手臂收縮的同時乂向相反的方向伸出，即妨礙工作，且占地面積大，運動速度低，密封性不好。

2）圓柱坐標型（R3P）

圓柱坐標機器人由兩個滑動關(guān)節(jié)和一個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件的位置，再附加一個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部

件的姿態(tài)。這種機器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)一個角，工作范圉可以擴大，且計算簡單；直線部分可采

用液壓驅(qū)動，可輸出較大的動力；能夠伸入型腔式機器內(nèi)部。但是，它的手臂可以到達的空間受到

限制，不能到達近立柱或近地而的空間：直線驅(qū)動器部分難以密封、防塵；后臂工作時，手臂后端

會碰到工作范困內(nèi)的其它物體。

3）球坐標型（2RP）球坐標機器人采用球坐標系，它用一個滑動關(guān)節(jié)和兩個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)來確定部件

的位置，再用一個附加的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)確定部件的姿態(tài)。這種機器人可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)，中心支架附

近的工作范圉大，兩個轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置容易密封，覆蓋工作空間較大。但該坐標復雜，難于控制，且

宜線驅(qū)動裝置仍存在密封及工作死區(qū)的問題。

4）關(guān)節(jié)坐標型/擬人型（3R）

關(guān)節(jié)機器人的關(guān)節(jié)全都是旋轉(zhuǎn)的，類似于人的手臂，是，業(yè)機器人中最常見的結(jié)構(gòu)。

5）平面關(guān)節(jié)型

這種機器人可看作是關(guān)節(jié)坐標式機器人的特例，它只有平行的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)軸線共面。

11?機器人學主要包含哪些研究內(nèi)容？

答：機器人研究的基礎(chǔ)內(nèi)容有以下幾方而：（1）空間機構(gòu)學；⑵機器人運動學：⑶機器人靜力學：

（4）機器人動力學；（5）機器人控制技術(shù)：（6）機器人傳感器：（7）機器人語言。

12?機器人常用的機身和臂部的配置型式有哪些？

答：目前常用的有如下幾種形式：（1）橫梁式。機身設(shè)計成橫梁式，用于懸掛手臂部件，具有占地而

積小，能有效地利用空間，直觀等優(yōu)點。⑵立柱式。多采用回轉(zhuǎn)型、俯仰型或屈伸型的運動型式，

一般臂部都可在水平而內(nèi)回轉(zhuǎn)，具有占地而積小而工作范用大的特點。（3）機座式?？梢允仟毩⒌摹?/p>

自成系統(tǒng)的完整裝宜，可隨意安放和搬動。也可以具有行走機構(gòu)，如沿地而上的專用軌道移動，以

擴大其活動范圍。（4）屈伸式。臂部由大小臂組成，大小臂間有相對運動，稱為屈伸臂，可以實現(xiàn)平

面運動，也可以作空間運動。

13?機器人控制系統(tǒng)的基本單元有哪些？

答：構(gòu)成機器人控制系統(tǒng)的基本要素包括：（1）電動機，提供驅(qū)動機器人運動的驅(qū)動力。減速器,

為了增加驅(qū)動力矩、降低運動速度。電路,由于直流伺服電動機或交流伺服電動機的流經(jīng)電

流較大，機器人常采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）方式講行驅(qū)動。（4）運動特性檢測傳感器.用干檢測機器

人運動的位置、速度、加速度等參數(shù)。（5）控制系統(tǒng)的硬件.以計算機為基礎(chǔ)，采用協(xié)調(diào)級與執(zhí)行級

的二級結(jié)構(gòu)。（6）控制系統(tǒng)的軟件,實現(xiàn)對機器人運動特性的計算、機器人的智能控制和機器人與人

的信息交換等功能

14?常見的機器人外部傳感器有哪些？

答：常見的外部傳感器包括觸覺傳感器，分為接觸覺傳感器、壓覺傳感器、滑覺傳感器和力覺傳感

器。距離傳感器，包括超聲波傳感骼，接近覺傳感器，以及視覺傳感器'聽覺傳感器、嗅

覺傳感器、味覺傳感器等。

15?機器人視覺的硬件系統(tǒng)由哪些部分組成？

答；(1)景物和距離傳感器.常用的有攝像機、CCD圖像傳感器、超聲波傳感器和結(jié)構(gòu)光設(shè)備等：［21

視頻信號數(shù)字化設(shè)備，其任務(wù)是把攝像機或者CCD輸出的信號轉(zhuǎn)換成方便計算和分析的數(shù)字信號：

(3)視頻借號處理器.視頻信號實時、快速、并行算法的硬件實現(xiàn)設(shè)備：如DSP系統(tǒng)；(4)汁算機及其

設(shè)蚤，根據(jù)系統(tǒng)的需要可以選用不同的訃算機及苴外設(shè)來滿足機器人視覺信息處理及同機器人控制

的需要：⑸機器人或機械手及英控制器。

16.從描述操作命令的角度看，機器人編程語言可分為哪幾類？

答：機器人編程語言可分為：(1)動作級：以機器人末端執(zhí)行器的動作為中心來描述各種操

作，要在程序中說明每個動作。(2)對象級：允許較粗略地描述操作對象的動作、操作對象之間的關(guān)

系等，特別適用于組裝作業(yè)。(3)任務(wù)級：只要直接指肚操作內(nèi)容就可以了，為此，機器人必須一邊

思考一邊工作。

17.MOTOMAN機器人示教盤模式旋鈕上有三種模式，分別是哪三種，并寫出三種模式各自的

特點。

答案：

示教模式人教機器人稱作示教。

再現(xiàn)模式執(zhí)行程序，機器人自劫運行。

遠程模式通過外部信號進行的操作，相當于遙控。

18.MOTOMAN機器人上有三種安全模式，分別是哪三種，并寫出三種模式各自的特點。

答案：

三種模式分別是：PLAY再現(xiàn)模式、TEACH示教模式、REMOTE遠程模式。

再現(xiàn)模式可以用來對示教完的程序進行再現(xiàn)運行以及各種條件文件的設(shè)定、修

改或刪除，在此模式下外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號無效

示教模式可以用示教編程器進行軸操作和編輯，編輯、示教程序，修改已登錄的程序，以及各

種特性文件和參數(shù)的設(shè)定，在此模式下外部設(shè)備發(fā)出的啟動信號

無效遠程模式下機器人山外部信號進行操作，可以接通伺服電源'啟動、調(diào)出主程序、設(shè)定循

環(huán)等與開始運行有關(guān)的操作，數(shù)據(jù)傳輸功能有效，此時示教盤上的啟動按鈕無效。

（三）論述題

1?試論述機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢。

答：科學技術(shù)水平是機器人技術(shù)的基礎(chǔ)，科學與技術(shù)的發(fā)展將會使機器人技術(shù)提高到一個更高的水

平。未來機器人技術(shù)的主要研究內(nèi)容集中在以下幾個方而：⑴工業(yè)機器人操作機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)汁技

圣搔索新的高強度輕質(zhì)材料，進一步提高負載-自重比，同時機構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。

⑵機器人控制技術(shù)。重點研究開放式、模塊化控制系統(tǒng)，人機界而更加友好，語言、圖形編程界面

正在研制之中。機器人控制器的標準化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于PC機網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點。⑶

多傳感系統(tǒng)。為進一步提高機器人的智能.和適應(yīng)性.多種傳感器的使用是其問題解決的關(guān)鍵。其研

究熱點在于有效可行的多傳感器融合算法，特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳

感器融合算法。⑷機器人遙控及監(jiān)控技術(shù)，機器人半自主和自主.技術(shù)。多機器人和操作者相間的協(xié)

調(diào)控制，通過網(wǎng)絡(luò)建立大范用內(nèi)的機器人遙控系統(tǒng)，在有時延的情況下，建立預先顯示進行遙控等。

⑸虛擬機器人技術(shù)?；啥鄠鞲衅鳌⒍嗝襟w和虛擬現(xiàn)實以及臨場感應(yīng)技術(shù)，實現(xiàn)機器人的虛擬遙控

操作和人機交互。⑹多智人體控制技術(shù)。汶星目前機器人研究的一個嶄新領(lǐng)域。主要對多智能體的

群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商機理，感知與學習方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方而進

行研究。⑺微型和微小機器人技術(shù)。這是機器人研究的一個新的領(lǐng)域和重點發(fā)展方向。過去的研究

在該領(lǐng)域幾乎是空白，因此該領(lǐng)域研究的進展將會引起機器人技術(shù)的一場革命，并且對社會進步和

人類活動的各個方而產(chǎn)生不可估疑的影響，微型機器人技術(shù)的研究主要集中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運動方式、

控制方，法、傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及行上技術(shù)等方而。⑻軟機器人技術(shù)。主要用于醫(yī)療'護理、

休閑和娛樂場合。傳統(tǒng)機器人設(shè)計未考慮與人緊密共處，因此其結(jié)構(gòu)材料多為金屬或硬性材料，軟

機器人技術(shù)要求其結(jié)構(gòu)'控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機器人意外地與環(huán)境或人碰撞時是安全的，機

器人對人是友好的。⑼仿人和仿生技術(shù)。這是機器人技術(shù)發(fā)展的最高境界.目前僅在某些方面進行

一些基礎(chǔ)研究。

2?試論述精度、重復精度與分辨率之間的關(guān)系。

答：精度、重復精度和分辨率用來定義機器人手部的定位能力。

精度是一個位苣量相對于英參照系的絕對度量，指機器人手部實際到達位置與所需要到達的理

想位置之間的差距。機器人的精度決定于機械精度與電氣精度。

重復精度指在相同的運動位置命令下，機器人連續(xù)若干次運動軌跡之間的誤差度量。如果機器

人重復執(zhí)行某位置給泄指令，它每次走過的距離并不相同，而是在一平均值附近變化，該平均值代

表精度，而變化的幅度代表重復精度。

分辨率是指機器人每根軸能夠?qū)崿F(xiàn)的最小移動距離或最小轉(zhuǎn)動角度精度和分辨率不一左相關(guān)。

一臺設(shè)備的運動精度是指命令設(shè)定的運動位置與該設(shè)備執(zhí)行此命令后能夠達到的運動位置之間的差

距，分辨率則反映了實際需要的運動位宜和命令所能夠設(shè)上的位置之間的差距。

工業(yè)機器人的精度、重復精度和分辨率要求是根據(jù)其使用要求確左的。機器人本身所能達到的

精度取決于機器人結(jié)構(gòu)的剛度、運動速度控制和驅(qū)動方式、左位和緩沖等因素。

由于機器人有轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，不同回轉(zhuǎn)半徑時其直線分辨率是變化的，因此造成了機器人的精度難

以確立。由于精度一般較難測左，通常工業(yè)機器人只給出重復精度。

3?試論述輪式行走機構(gòu)和足式行走機構(gòu)的特點和各自適用的場合。

答：輪式行龍機器人是機器人中應(yīng)用最多的一種機器人，在相對平坦的地而上，用車輪移動方式行

上是相當優(yōu)越的。車輪的形狀或結(jié)構(gòu)形式取決于地而的性質(zhì)和車輛的承載能力。在軌道上運行的多

采用實心鋼輪，室外路而行駛的采用充氣輪胎，室內(nèi)平坦地而上的可采用實心輪胎。足式行走對崎

嶇路而具有很好的適應(yīng)能力，足式運動方式的立足點是II散的點，可以在可能到達的地面上選擇最

優(yōu)的支撐點，而輪式行走工具必須而臨最壞的地形上的幾乎所有點；足式運動方式還具有主動隔震

能力，盡管地而高低不平，機身的運動仍然可以相當平穩(wěn)：足式行走在不平地而和松軟地而上的運

動速度較高，能耗較少。

4?試論述機器人靜力學.動力學.運動學的關(guān)系。

答：靜力學指在機器人的手爪接觸環(huán)境時，在靜止狀態(tài)下處理手爪力F與驅(qū)動力7■的關(guān)系。動力

學研究機器人各關(guān)節(jié)變量對時間的一階導數(shù)、二階導數(shù)與各執(zhí)行器驅(qū)動力或力矩之間的關(guān)系，即機

器人機械系統(tǒng)的運動方程。而運動學研究從幾何學的觀點來處理手指位置與關(guān)節(jié)變量的關(guān)系。

在考慮控制時，就要考慮在機器人的動作中，關(guān)節(jié)驅(qū)動力1?會產(chǎn)生怎樣的關(guān)節(jié)位置氏關(guān)節(jié)速

度0、關(guān)節(jié)加速度處理這種關(guān)系稱為動力學（dynamics）。對于動力學來說，除了與連桿長度有關(guān)

之外，還與各連桿的質(zhì)呈，繞質(zhì)量中心的慣性矩，連桿的質(zhì)量中心與關(guān)節(jié)軸的距禽有關(guān)a

運動學、靜力學和動力學中各變量的關(guān)系如下圖所示。圖中用虛線表示的關(guān)系可通過實線關(guān)系

nAre.e.e

I/

X

I/、

的組合表示，這些也可作為動力學的問題來處理匚

運動學

動力學

靜力學

（四）計算題（需寫出計算步驟，無計算步驟不能得分）：

1.已知點u的坐標為[7,3,2]T,對點U依次進行如下的變換：（1）繞Z軸旋轉(zhuǎn)90。得到點V;（2）

繞y軸旋轉(zhuǎn)90。得到點\v;（3）沿X軸平移4個單位，再沿y軸平移?3個單位，最后沿z軸

平移7個單位得到點t。求u,v,w,t各點的齊次坐標。

解：點u的齊次坐標為：[7,3,2,1]

如圖所示為具有三個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的3R機械手，求末端機械手在基坐標系｛xO$O｝下的運動學方程。

解：建立如圖1的參考坐標系，則

e

其中i23=cos(q+q+q),sm=sin(q+仇+q)?

3.如圖所示為平面內(nèi)的兩旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)機械手，已知機器人末端的坐標值{x,y},試求其關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)變量

0AC]+LnC?

°7；=<)\\'TJT尸

密腔一Q3°A兒+ZA$12

3?2@1

0

01和62.

X

解：如圖所示，逆運動學有兩組可能的解。

第一組解：由幾何關(guān)系得

x=A,cosA+ACOS(q+q)(1)

y=Asinq+Asin(G+0)(2

(1)式平方加(2)式平方得

x2+y2二耳+U+2AAcos馬

=>02由于青一才

1?〉

61=arctan一—arctan'LsinO24+

AcosQ)

?5100"C2—S?0C3—S30

q00S2C?0QS3C300

0°10

010.ITQ=2r.,=0010

-僅2+「)+八+Z；

第二組解：由余弦上理,a=arccos

2AA

&=M