机器人学导论课后习题答案
机器人学导论(克雷格)第二章作业答案
2.1 solution:According to the equation of pure transition transformation,the new point after transition is as follows:2.3 solution:According to the constraint equations:n=Thus,the matrix should be like this:2.4 Solution:X Y ZP P P ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭=cos 0sin 010sin 0cos θθθθ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭0n a P P P ⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭2.7 Solution:According to the equation of pure rotation transformation , the new coordinates are as follows:10022222(,45)03222422720222newP rot x P ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⨯=-=-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦2.9 Solution:Acording to the equations for the combined transformations ,the newBcoordinates are as follows:10051051100030010310(,90)(5,3,6)(,90)0010601004900011000111AB P Rot z Trans Rot x P -⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⨯⨯⨯==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦Transformations relative to the reference frameTransformations relative to the current frame2.10AP=Trans(5,3,6)Rot(x,90)Rot(a,90) P1 0 0 5 1 0 0 0 0 -1 0 02 = 0 1 03 0 0 -1 0 1 0 0 0 3 0 0 1 6 0 1 0 0 0 0 1 0 5 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 2 = -2 8 1 2.12-0.766 -0.6010.819 0 -2.947 0.643 -5.38 0 0 0 1unitsunits0 -0.39 -3.821 0 -6 0 0.92 -3.79 0 0 0 1 2.14a) For spherical coordinates we have （for posihon )1) r ·cos γ·sin β = 3.1375 2) r ·sin γ·sin β = 2.195 3) r ·cos β = 3.214I) Assuming sin β is posihve, from a and b → γ=35°from b and c → β=50°from c → r=5II) If sin β were negative. Thenγ=35° β=50° r=5Since orientation is not specified, no more information is available to check the results.b) For case I, substifate corresponding values of sin β , cos β, sin γ, cos γand r in sperical coordinates to get:0.5265 -0.5735 0.6275 3.1375 Tsph(r,β,γ)=Tsph(35,50,5)= 0.3687 0.819 0.439 2.195-0.766 0 0.6428 3.214 0 0 0 12.16 Solution:According to the equations given in the text book, we can get the Euler angles as follows:arctan 2(,)arctan 2(,)y x y x a a or a a Φ=--Which lead to :21535or Φ=arctan 2(,)0180x y x y n S n C o S o C or ψ=-Φ+Φ-Φ+Φ=arctan 2(,)5050x y z a C a S a or θ=Φ+Φ=-2.18Solution:Since the hand will be placed on the object, we can obtain this:UU U R U R obj H R H R obj T T T T T T ===Thus:10015100101000001UU U H R objT T T --⎡⎤⎢⎥-⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦No,it can ’t.If so,the element at the position of the third row and the second column should be 0.However, it isn ’t. x=5,y=1,z=0According to the equations of the euler angles:arctan 2(,)arctan 2(,)0180y x y x a a or a a or Φ=--= arctan 2(,)27090x y x y n S n C o S o C or ψ=-Φ+Φ-Φ+Φ=arctan 2(,)27090x y z a C a S a or θ=Φ+Φ=2.21(a)(b)# θ d a α0-1 1θ0 3d0 1-2 2θ0 4d180 2-H 3θ5d0 0(c)(d)2.22(a)(b)# θ d a α0-1 1 +90 0 0 90 1-2 0 2l0 -90 =3-H 0 3l0 0 (c)==(d)2.23(a)(b)# θ d a α1 1θ0 0 902 2θ''6''150 4 3θ0 1 -90(c)(d)。
机器人学导论第4版课后答案第五章
机器人学导论第4版课后答案第五章在机械传动的系统中，摩擦是必不可少的。
利用这种摩擦进行制动器运动和驱动传动，可使机械传动系统中的齿轮保持不变。
此外，通过磨擦还可产生机械震动和压力。
如果使驱动元件和传动件在轴上接触而摩擦时产生了热量，则会引起零部件上的油质过氧化，同时因摩擦带来的热量也会被传递到空气中去，这就是所谓的油氧化反应。
油氧化反应发生时产生各种化学作用和物理效应，如：油脂氧化、氧自由基分解以及其他一些化学反应。
为了降低能源消耗，人们就利用电磁铁等辅助设备进行电机和直流电弧的电磁场传播及热能的传递。
同时使用电动机带动机械装置实现制动与转动（用滚动轴承代替齿轮驱动机械装置）、滑动变速等过程。
(1)润滑在机械传动系统中的作用润滑是机械传动系统得以正常运行和保证精度的重要保证，也是重要的节能措施。
在机械传动系统中，一般可分为两种类型：①摩擦式：利用轴承上的油脂润滑滚动轴承运转的方法；②滑动式：利用滑动轴承外圈与滚珠之间的摩擦力来驱动运转。
摩擦式与滑动轴承摩擦力大，但传动精度高。
滑动式以滑动轴承为轴心轴向进行传动，由于摩擦产生的热量可传递到空气中去。
滑动式利用液体润滑元件代替了滚动轴承；滑动式同时也由润滑元件代替了滑动轴承和滚珠轴承。
(2)根据润滑与传热的关系，将滑动变速法分为()。
A.摩擦-传热：利用润滑系统中摩擦材料不产生热量，仅在零件表面形成均匀温润的油膜以增加润滑强度。
B.电弧摩擦：利用电弧来能量传递。
C.电磁力摩擦：利用电磁力来改变电动机的转速使其不停转动（转）。
D.机械滑动变速法：利用机械滑动来改变电动机和负载之间的转速。
【答案】 B 【解析】根据润滑与传热关系，将滑动变速法分为摩擦-传热-滚动-制动-滑动变速法）。
故本题选 B.。
本题中轴承润滑与传热均起到传热传质等作用，因此不属于滑动变速法。
(3)下面我们来具体介绍一下摩擦原理中的摩擦现象是怎样发展来的：早在18世纪，英国天文学家便发现了太阳系的中心——日心在东偏南方向上移动得很快的现象，这被认为是太阳系诞生时一个重要的物理现象。
机器人学导论复习题及参考 答案
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题：1.自由度：2.机器人工作载荷：3.柔性手：4.制动器失效抱闸：5.机器人运动学：6.机器人动力学：7.虚功原理：8.PWM驱动：9.电机无自转：10.直流伺服电机的调节特性：11.直流伺服电机的调速精度：12.PID控制：13.压电元件：14.图像锐化：15.隶属函数：16.BP网络：17.脱机编程：18.AUV：二、简答题：1.机器人学主要包含哪些研究内容？2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4.机器人控制系统的基本单元有哪些？5.直流电机的额定值有哪些？6.常见的机器人外部传感器有哪些？7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。
8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？9.为什么要做图像的预处理？机器视觉常用的预处理步骤有哪些？10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。
11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？12.仿人机器人的关键技术有哪些？三、论述题：1.试论述机器人技术的发展趋势。
2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。
3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。
4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。
5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的？6.试论述工业机器人的应用准则。
四、计算题：（需写出计算步骤，无计算步骤不能得分）：1.已知点u的坐标为[7,3,2]T，对点u依次进行如下的变换：（1）绕z轴旋转90°得到点v；（2）绕y轴旋转90°得到点w；（3）沿x轴平移4个单位，再沿y轴平移-3个单位，最后沿z轴平移7个单位得到点t。
求u, v, w, t各点的齐次坐标。
xyzOuvwt2.如图所示为具有三个旋转关节的3R 机械手，求末端机械手在基坐标系{x 0,y 0}下的运动学方程。
机器人学导论第2章1
§2.5.1 纯平移变换的表示
大家来看这样一幅图 如果一坐标系（它也 可能表示一个物体） 在空间以不变的姿态 运动，那么该变换就 是纯平移。在这种情 况下，它的方向单位 向量保持同一个方向 不变。所有的改变只 是坐标系原点相对于 参考坐标系的变换。
相对于固定参考坐标系的新的坐标系的位置可以 用原来坐标系的原点位置向量加上表示位移的向量 求得。若用矩阵形式，新坐标系的表示可以通过坐 标系左乘变换矩阵得到。由于在纯平移中方向向量 不改变，变换矩阵T可以简单地表示为： T= 1 0 0 dx 0 1 0 dy 其中dx , dy和dz是纯平 移向量d相对于参考坐标 系x , y和z轴的三个分量。 可以看到，矩阵的前三列 表示没有旋转运动（等同 于单位阵），而最后一列 表示平移运动。
大家再来看这样两幅图
我们比较一下这两幅图，有谁能说出二者最本质 的区别？
§2.3 机器人运动学的矩阵表示
矩阵表示的范围：点，向量，坐标系，平移，旋 转以及变换，还可以表示坐标系中的物体和其他运 动元件。
§2.3.1 空间点的表示
大家看下面这幅图，该用什么方法表示点P呢？
§2.3.2 空间向量的表示
让我们再来看下面这幅图，图中的向量P该 怎样表示呢？
§2.3.3 坐标系在固定参考坐标系原点的表示
在上一节中我们得知，每一个向量都可由它们所 在参考坐标系中的三个分量表示，我们不妨用三个 相互垂直的单位向量来表示一个中心位于参考坐标 系原点的坐标系，分别为n,o,a，依次表示法线 (normal)，指向(oritentation)，和接近(approach)。 这样，坐标系就可以由三个向量以矩阵的形式表示 为
2.2 机器人机构
大家先来看右边这幅图
从这幅图我们可以看到， 当曲柄转角设定为120°时， 连杆与摇杆的角度也就确 定了。这是典型的单自由 度闭环结构，当变量设定 为特定值时，机器人的机 构就完全确定了，所有其 他变量也就随之确定。
机器人学导论复习题及参考答案
《机器人学导论》课程复习资料一、名词解释：1.自由度2.机器人工作载荷3.柔性手4.制动器失效抱闸5.机器人运动学6.机器人动力学7.虚功原理8.PWM驱动9.电机无自转10.直流伺服电机的调节特性11.直流伺服电机的调速精度12.PID控制13.压电元件14.图像锐化15.隶属函数16.BP网络17.脱机编程18.AUV二、简答题：1.机器人学主要包含哪些研究内容？2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4.机器人控制系统的基本单元有哪些？5.直流电机的额定值有哪些？6.常见的机器人外部传感器有哪些？7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。
8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？9.为什么要做图像的预处理？机器视觉常用的预处理步骤有哪些？10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。
11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？12.仿人机器人的关键技术有哪些？三、论述题：1.试论述机器人技术的发展趋势。
2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。
3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。
4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。
5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的？6.试论述工业机器人的应用准则。
四、计算题：（需写出计算步骤，无计算步骤不能得分）：1.已知点u的坐标为[7,3,2]T，对点u依次进行如下的变换：（1）绕z轴旋转90°得到点v；（2）绕y轴旋转90°得到点w；（3）沿x轴平移4个单位，再沿y轴平移-3个单位，最后沿z轴平移7个单位得到点t。
求u, v, w, t各点的齐次坐标。
2.如图所示为具有三个旋转关节的3R 机械手，求末端机械手在基坐标系{x 0,y 0}下的运动学方程。
3.如图所示为平面内的两旋转关节机械手，已知机器人末端的坐标值{x ,y }，试求其关节旋转变量θ1和θ2.P4.如图所示两自由度机械手在如图位置时（θ1= 0 , θ2=π/2），生成手爪力 F A = [ f x 0 ]T 或F B = [ 0 f y ]T 。
智慧树答案机器人技术导论知到课后答案章节测试2022年
第一章1.行走机构并不是机器人必备的机构。
（）答案:对2.机器人的驱动系统的作用相当于人的肌肉。
( ) 答案:对3.液压驱动系统运动平稳缓慢，驱动功率大并且易于实现过载保护。
( )答案:对4.气压驱动机器人结构简单、动作迅速、价格低廉。
( )答案:对5.气压驱动机器人的工作速度稳定性较差。
( )答案:对6.外部状态传感器可以检测机器人各关节速度和机体温度。
( )答案:错7.控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号来控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能。
( ) 答案:对8.机器人的内部传感器“陀螺仪”可以测量物体旋转时的角速度。
( )答案:对9.在机器人的控制系统中，集中控制方式结构简单，成本低，但实时性差，难以扩展。
( )答案:对10.机器人控制系统按其控制方式分类可分为（）答案:主从控制;集中控制;分散控制方式。
第二章1.机械钳爪式手部按夹取的方式不同，可分为内撑式和外夹式两种（）答案:对2.全向轮的小轮毂运动轴线垂直于中心轮的运动轴线。
（）答案:对3.直流电动机的转速控制方法可以分为调节励磁磁通的励磁控制方法，调节电枢电压的电枢控制。
（）答案:对4.足式行走机构对环境有很强的适应性, 可以在复杂的自然环境中快速移动，翻越障碍物。
（）答案:对5.PID控制器中P为比例控制、I为积分控制、D为微分控制。
( )答案:对6.电池是指能将化学能、内能、光能、原子能等形式的能直接转化为电能的装置。
( )答案:对7.履带式行走机构稳定性好、越野能力和地面适应能力强。
( )答案:对8.依据机械臂在空间中的运动形式，将所建立的运动坐标系可划分为（）答案:直角坐标系型;;球面坐标系型;;圆柱坐标系型;9.履带机构主要由哪些部分构成( )答案:履带板;托带轮;主动轮;从动轮10.足式机构的优点有（）答案:自恢复平衡s性;能耗低;环境适应能力强;具有主动隔振的能力第三章1.内部传感器来监测自身情况，外部传感器来监测外部环境。
中南大学《机器人学导论》课程作业(在线作业)二及参考答案
(一) 单选题1. 在机器人伺服系统中，（）可以提供机器人各个臂的位置、运动速度或力的大小信息，将它们与给定的位置、速度或力相比较，则可以得出误差信息。
(A)传感器(B) 计算机及其接口电路(C) 驱动器(D) 传动机构及机器人的手臂参考答案：(A)2. 伺服系统输入由零到对应的阶跃信号，从输入信号开始至转速达到稳态转速（终值），并不再超过稳态转速（终值）的（）范围，所经历的时间叫系统建立时间。
(A)5%(B) 10%(C) 15%(D) 20%参考答案：(A)3. 如下图所示，在机器人的手爪接触环境时，手爪力F与驱动力和的关系起重要作用，在静止状态下处理这种关系称为（）。
(A)运动学(B)逆运动学(C)静力学(D)动力学参考答案：(C)4. 在实际中可以认为多少的负载为空载（）。
(A)理想空载(B)小于额定负载10%(C)小于额定负载20%(D)小于额定负载30%参考答案：(B)5. 如下图所示，在考虑控制时，就要考虑在机器人的动作中，关节驱动力参考答案：(D)6. 在机器人伺服系统中，（）是驱动器的负载。
(A)传感器(B) 计算机及其接口电路(C) 驱动器(D) 传动机构及机器人的手臂参考答案：(D)7. 机器人在关节变量空间的轨迹或末端执行器在笛卡尔空间的轨迹已确定（轨迹已被规划），求解机器人各执行器的驱动力或力矩，这称为（）。
(A)正运动学(B)逆运动学(C)正动力学(D)逆动力学参考答案：(D)8. 在机器人伺服系统中，（）是系统的控制对象。
(A)传感器(B) 计算机及其接口电路(C) 驱动器(D) 传动机构及机器人的手臂参考答案：(C)9.如下图所示，为（）传感器。
(A)线性电位计(B)角度式电位计(C)绝对型旋转编码器(D)增量型旋转编码器参考答案：(B)10. 如下图所示的电动机控制系统为（）系统的框图。
(A)开环控制系统(B)闭环控制系统(C)模拟控制系统(D)数字控制系统参考答案：(B)11. 机器人各执行器的驱动力或力矩为已知，求解机器人关节变量在关节变量空间的轨迹或末端执行器在笛卡尔空间的轨迹，这称为（）。
机器人学导论作业答案
机器人学导论作业答案作业一一、问答题1．答：机器人的主要应用场合有：(1) 恶劣的工作环境和危险工作；(2) 在特殊作业场合进行极限作业；(3) 自动化生产领域；(4) 农业生产；(5) 军事应用。
2．答：工业机器人（英语：industrial robot。
简称IR）是广泛适用的能够自主动作，且多轴联动的机械设备。
它们在必要情况下配备有传感器，其动作步骤包括灵活的转动都是可编程控制的（即在工作过程中，无需任何外力的干预）。
它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的的加工工具，以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。
数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。
该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。
3．答：科幻作家阿西莫夫机器人三原则：(1) 不伤害人类；(2) 在原则下服从人给出的命令；(3) 在与上两个原则不矛盾的前提下保护自身。
我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。
4．答：机器人研究的基础内容有以下几方面：(1) 空间机构学；(2) 机器人运动学；(3) 机器人静力学；(4) 机器人动力学；(5) 机器人控制技术；(6) 机器人传感器；(7) 机器人语言。
5．答：按几何结构分：(1) 直角坐标式机器人；(2) 圆柱坐标式机器人；(3) 球面坐标式机器人；(4) 关节式球面坐标机器人。
6．答：通常由四个相互作用的部分组成：执行机构、驱动单元、控制系统、智能系统。
7．答：一共需要5个：定位3个，放平稳2个。
8．答：机器人的主要特点有通用性、适应性。
决定通用性有两方面因素：机器人自由度；末端执行器的结构和操作能力。
9．答：工业机器人的手部是用来握持工件或工具的部件。
大部分的手部结构都是根据特定的工件要求而专门设计的。