工業(yè)機器人編程和實操期末試題.doc

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1、 WORD格式可編輯 ABB機器人考試試題姓名： 李智鵬班級：工業(yè)機器人161 一、判斷題 (Y/N) 正確填Y 錯誤填N1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(fù)雜的運動都可以分解為由多個平移和繞軸轉(zhuǎn)動的簡單運動的合成。（Y） 5、關(guān)節(jié)i的坐標系放在i-1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)L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

2、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、填空題安全防護：1. 萬一發(fā)生火

3、災(zāi)，請使用（二氧化碳）滅火器對機器人進行滅火。2 機器人在發(fā)生意外或運行不正常等情況下，均可使用 （ 急停）鍵，停止運行。3. 氣路系統(tǒng)中的壓力可達 （0.6）MP，任何相關(guān)檢修都要切斷氣源。4. 如果在（CPU）非常忙的時候發(fā)生斷電，有可能由于系統(tǒng)無法正常關(guān)機而導(dǎo)致無法重新啟動。在這種情況下機器人系統(tǒng)將顯示錯誤信息5使能器使動裝置是一個位于示教器一側(cè)的按鈕，將該按鈕按下一半可使系統(tǒng)切換至 （ON） 狀態(tài)。 釋放或全按使動裝置時，機器人切換至 OFF 狀態(tài)。6. 機器人在（緊急停止）模式下，使能器無效。7、在手動回“home”位置時，出現(xiàn)（80001）錯誤，可以點“確認”鍵，再按運行鍵，機器人

4、回到Home位置。8. 基本運動指令MoveC是一個（直線）運動?；拘畔ⅲ?.機器人是代替原來由人直接或間接作業(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: 關(guān)節(jié)坐標系 、 直角坐標系 、 圓柱坐標系 、 工具坐標系 、 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 軸平行 移動。8.用關(guān)節(jié)插補示教機器人軸時，移動命令為 MO

5、VJ 。9.機器人的位置精度 PL 是指 機器人經(jīng)過示教的位置時的接近成都 ，可以分為 9 個等級，分別是PL=0,PL=1,PL=2,PL=3,PL=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.機器人的腕部軸為 R,B,T， 本體軸為 S,L,U 。11.機器人示教是指： 將工作內(nèi)容

6、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 ，直線插補 ， 圓弧插補 , 自由曲線插補 ， 插 補 命 令 分 別 是 MOVJ ， MOVL , MOVC ， MOVS 。13.關(guān)節(jié)插補以最高速度的百分比來表示再現(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，分別是 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)先干涉區(qū) ，并盡可能的通過 作業(yè)時序上錯開 的方法

7、來實現(xiàn)節(jié)拍最優(yōu)化。15.機器人按機構(gòu)特性可以劃分為關(guān)節(jié)機器人 和非關(guān)節(jié)機器人兩大類。16. 機器人系統(tǒng)大致由驅(qū)動系統(tǒng) 、 機械系統(tǒng) 、 人機交互系統(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(fù)定位精度是指 機器人末端執(zhí)行器為重復(fù)達到同一目標位置而實際到達位置之間的接近程度 。18. 齊次坐標 0 0 1 0T表示的內(nèi)容是 Z方向 。19. 機器人的運動學(xué)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 0 。21. 常用的建立機器人動力學(xué)方程的方法有 牛頓 和 拉格朗日。22. 6自由度機

8、器人有解析逆解的條是 機器人操作收手的獨立關(guān)節(jié)變量多于末端執(zhí)行器的運動自由度 。23. 機器人的驅(qū)動方式主要有 液壓、 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 測速發(fā)電機 和 增量式碼盤。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 控制方式和人工智能控制方式。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(xùn)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(xùn) B必須事先接受過專門的培訓(xùn)C沒有事先接受過專門的培訓(xùn)也可以2.使用焊槍示教前, 檢查焊槍的均壓裝

9、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）。A50mm/s B250mm/s C800mm/s D1600mm/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, 當握緊力

10、過大時, 為（C）狀態(tài)。A不變 BON COFF 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）。APL 值越小, 運行軌跡越精準 BPL 值大小, 與運行軌跡關(guān)系不大CPL 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）。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

11、. 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。 A3 個 B5 個 C1 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E。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

12、人大軍中最主要的機器人為（A）。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(xué)主要是研究機器人的（B）。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(xué)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)換電路是將敏感元件產(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. 420mA、5

13、5V B. 020mA、05V C. -20mA20mA、55V D. -20mA20mA、05V18.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(xué)正問題 B. 運動學(xué)逆問題 C. 動力學(xué)正問題 D. 動力學(xué)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

14、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(xué)習(xí)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 D感知能力很強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C遙操作機與數(shù)控機床 D計算機與人工智能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）。A絕對定位精度高

15、于重復(fù)定位精度 B重復(fù)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。 A3個 B4個 C5個 D6個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扭轉(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）。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從操作空間到關(guān)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

16、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(xué)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q-r操作機動力學(xué)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，僅示教幾個特征點，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(yù)測算法 D插補算法36機器人軌跡控制過程需要通過求解（

17、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(xué)正問題 B運動學(xué)逆問題 C動力學(xué)正問題 D動力學(xué)逆問題37所謂無姿態(tài)插補，即保持第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(xué)計算的時間B完成一次逆向運動學(xué)計算的時間C完成一次正向動力學(xué)計算的時間D完成一次逆向動力學(xué)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

18、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(dǎo)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(fù)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)計數(shù)、測速、鑒向和定位。A一 B二 C三

19、 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48GPS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。A2 B3 C4 D649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？AX軸 BY軸 CZ軸 DR軸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 BPID控制C模糊控制 D最優(yōu)控制51示教-再現(xiàn)控制為一

20、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53CCD（Charge Coupled Device）攝像頭輸出信號為（B）幀/秒。A20 B25 C30 D5054CCD攝像頭采用電視PAL標準，每幀圖像由（B）場構(gòu)成。A1 B2 C3 D4四、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（ABCD）。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

21、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（ABCD）。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（ABCDE）。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5.在 MOTOMAN 機器人所使用的 INFORM III 語言主要的移動命令中, 記錄有移動到的位置，（ABCD）。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（

22、ABC）種方式。A直接示教 B間接示教 C遠程示教7.對機器人進行示教時, 為了防止機器人的異常動作給操作人員造成危險, 作業(yè)前必須進行的項目檢查有（ABCD）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）。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(ABCD）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

23、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（BCDE）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機器人控制系統(tǒng)在物理上分為兩級，但在邏輯上一般分為如下三級： (CDE) 。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) 三部分。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

24、系統(tǒng)地研究各種圖像理論、技術(shù)和應(yīng)用的新的交叉學(xué)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(fù) 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(fù) 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。AS軸 BL軸 CU軸DR軸 EB軸 FT軸17擺線針輪減速器特別適用于工業(yè)機器人

25、的 (ABC) 軸的傳動。AS軸 BL軸 CU軸DR軸 EB軸 FT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1. 程序語句MoveL p1，v100，z10，tool1；的含義？MoveL：以關(guān)節(jié)插補方式移動到P1點，速度100，轉(zhuǎn)彎角度10，工具坐標1.2. 機器人日常保養(yǎng)的內(nèi)容有那些？（盡量多答）1、檢查設(shè)備的外表有沒有灰塵附著 2、外部電纜磨損，壓損，各接頭是否固定良好，

26、有無松動3、冷卻風(fēng)扇是否正常工作 4、各操作按鈕支動作是否正常5、機器人動作是否正常。（一）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：以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：用自由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：在制定的變量值上加一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

27、信號的ON、OFFWAIT：待機，至外部輸入信號與指定狀態(tài)相符（二）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2.機器人分為幾類？答: 工業(yè)機器人、極限機器人、娛樂機器人3. 機器人由哪幾部分組成？答：由機械部分、傳感部分、控制部分三大部分和驅(qū)動系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機器-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)六個子系統(tǒng)組成4. 什么是自由度？答:。構(gòu)建相對于參考系具有的獨立運動參數(shù)的數(shù)目5. 機器人技術(shù)參數(shù)有哪些？各參數(shù)的意義是什么？答: 自由度，構(gòu)建相對于參考系具有的獨立運動參數(shù)的數(shù)目精度，定位精度和重復(fù)定位精度工作范圍，機器人手臂末端或手腕中心所能達到所有點的集合

28、速度，速度和加速度承載能力，機器人在工作范圍內(nèi)的任何姿勢上所能承載的最大質(zhì)量6. 機器人手腕有幾種？試述每種手腕結(jié)構(gòu)。答： 按結(jié)構(gòu)分為單臂式，雙臂式及懸掛式；按運動形式分為直線運動式，回轉(zhuǎn)運動式。7. 機器人機座有幾種？試述每種機座結(jié)構(gòu)。答： 固定式和行走式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移動式機器人分為輪車機器人，有三組輪子組成的輪系四輪機器人三角輪系統(tǒng)，全方位移動機器人，兩足步行式機器人，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：機器人視覺由視覺傳感器攝像機和光源控制計算器和圖像處理機組成原理：有視覺傳感器將景物的光信號轉(zhuǎn)換成電信號AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號

29、傳遞給圖像處理器，同時光源控制器和攝像機控制把光線，距離，顏色，光源方向等參數(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儲存和處理。 9. 工業(yè)機器人控制方式有幾種？答：1）點位控制方式2）連續(xù)軌跡控制方式3）力控制方式4）智能控制方式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：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)坐標型。1）直角坐標/笛卡兒坐標/臺架型（3P）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X、Y、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

30、，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，手臂收縮的同時又向相反的方向伸出，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，工作范圍可以擴大，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面的空間；直線驅(qū)動器部分難以密封、防塵；后臂工作時，

31、手臂后端會碰到工作范圍內(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圍大，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(fù)雜，難于控制，且直線驅(qū)動裝置仍存在密封及工作死區(qū)的問題。）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圍大，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(fù)雜，難于控制，且直線驅(qū)

32、動裝置仍存在密封及工作死區(qū)的問題。4）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，是工業(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(xué)主要包含哪些研究內(nèi)容？答：空間機構(gòu)學(xué)、機器人運動學(xué)、機器人靜力學(xué)、機器人動力學(xué)、機器人控制技術(shù)、機器人傳感器和機器人語言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，具有占地面積小，能有效地利用空間，直觀等優(yōu)點。(2) 立柱式。多采用回轉(zhuǎn)型、俯仰型或屈伸型的運動型式

33、，一般臂部都可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)，具有占地面積小而工作范圍大的特點。(3) 機座式。可以是獨立的、自成系統(tǒng)的完整裝置，可隨意安放和搬動。也可以具有行走機構(gòu)，如沿地面上的專用軌道移動，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：電動機、減速器、驅(qū)動電路、運動特性檢測傳感器、控制系統(tǒng)的硬件和控制系用的軟件。 14.常見的機器人外部傳感器有哪些？答： 接觸傳感器、距離傳感器兩大類，接觸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，包括超聲波傳感器，接近覺傳感器，

34、以及視覺傳感器、聽覺傳感器、嗅15.機器人視覺的硬件系統(tǒng)由哪些部分組成？答： 景物和距離傳感器、視頻信號數(shù)字化設(shè)備、視頻信號處理器、計算機及其設(shè)備和機器人或機械手及其控制器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：動作級、對象級和任務(wù)級。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。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)。任務(wù)級：只要直接指定操作內(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

35、教模式：人教機器人再現(xiàn)模式：執(zhí)行程序，機器人自動運行。遠程模式：通過外部信號進行性操作，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。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由外部信號進行操作，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

36、功能有效，此時示教盤上的啟動按鈕無效。示教模式人教機器人稱作示教。再現(xiàn)模式執(zhí)行程序，機器人自動運行。遠程模式通過外部信號進行的操作，相當于遙控。（三）論述題1.試論述機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢。答：科學(xué)技術(shù)水平是機器人技術(shù)的基礎(chǔ)，科學(xué)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面：(1) 工業(yè)機器人操作機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù) 。探索新的高強度輕質(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。(2) 機器人控制技術(shù) 。重點研究開放式、模塊化控制系統(tǒng)，人機界面更加友好，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P

37、C機網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點。(3)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。(4) 機器人遙控及監(jiān)控技術(shù)，機器人半自主和自主技術(shù) 。多機器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制，通過網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機器人遙控系統(tǒng)，在有時延的情況下，建立預(yù)先顯示進行遙控等。(5) 虛擬機器人技術(shù) 。基于多傳感器、多媒體和虛擬現(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。(6) 多智能體控制技術(shù) 。這是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

38、的通信與磋商機理，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進行研究。(7) 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面產(chǎn)生不可估量的影響，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)以及行走技術(shù)等方面。(8) 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

39、器人對人是友好的。(9) 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(fù)精度與分辨率之間的關(guān)系。答： 精度、重復(fù)精度和分辨率用來定義機器人手部的定位能力。精度是一個位置量相對于其參照系的絕對度量，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(fù)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(fù)執(zhí)行某位置給定指令，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(fù)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

40、小轉(zhuǎn)動角度。精度和分辨率不一定相關(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置和命令所能夠設(shè)定的位置之間的差距。工業(yè)機器人的精度、重復(fù)精度和分辨率要求是根據(jù)其使用要求確定的。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、定位和緩沖等因素。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定。由于精度一般較難測定，通常工業(yè)機器人只給出重復(fù)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： 輪式行走機器人是機器人中應(yīng)用最多的一種機器人，在

41、相對平坦的地面上，用車輪移動方式行走是相當優(yōu)越的。車輪的形狀或能力。在軌道上運行的多采用實心鋼輪，室外路面行駛的采用充氣輪胎，室內(nèi)平坦地面上的可采用實心輪胎。足式行走對崎嶇路面具有很好的適應(yīng)能力，足式運動方式的立足點是離散的點，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面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，盡管地面高低不平，機身的運動仍然可以相當平穩(wěn)；足式行走在不平地面和松軟地面上的運動速度較高，能耗較少。4.試論述機器人靜力學(xué)、動力學(xué)、運動學(xué)的關(guān)系。答：靜力學(xué)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)動力的關(guān)系。動力學(xué)研究機器人各關(guān)節(jié)變量對時間的一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)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(xué)研究從幾何學(xué)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)動力會關(guān)系稱為動力學(xué)（dynamics）。對于動力學(xué)來說，除了與連桿長度有關(guān)之外，還與各連桿的質(zhì)量，繞質(zhì)量中心的慣性矩，連桿的質(zhì)量中心與關(guān)節(jié)軸的距離有關(guān)。運動學(xué)、靜力學(xué)和動力學(xué)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)系的組合表示，這些也可作為動力學(xué)的問題來處理。 專業(yè)知識 整理分享