机器人技术基础试卷
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考试科目 ：机器人技术基础 考试时间 ：120 分钟 试卷总分 100分
题号 一
二
三
四
五
六
总分
得分 评卷 教师
一、简答题（本大题共
3 小题，每小题 5 分，总计 15 分）
1．示教再现式机器人
答：先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其他信息存 储起来，然后让机器人重现这些动作。
（5 分）
2．机器人系统结构由哪几个部分组成
答：通常由四个相互作用的部分组成：机械手、环境、任务和控制器。 （5 分）
3．为了将圆柱形的零件放在平板上，机器人应具有几个自由度 答：一共需要 5 个：定位 3 个，放平稳 2 个。（5 分）
T
二、（10 分） 下面的坐标系矩阵 B 移动距离 d=(5，2，6)
：
0 1
0 2
B
1 0 0 0 0 1 4 6 0 0 0
1
求该坐标系相对于参考坐标系的新位置。 解：
1 0 0 5 0 1
0 2 B
new
0 0 1 0 0
1
2 6 1 0
0 0 0 1 4 6
0 1 0 0 0 0 1 0 0 0
7
1
(10 分)
1 0 0 6 0 0 1 12
0 0
1
三、（10 分） 求点 P=(2，3，4)T 绕 x 轴旋转 45 度后相对于参考坐标系的坐标。
2 1 0 0 2 2
H
解：P Rot( x，45) 3 0 0.707 0.707 3 0. 707
（10 分）
4 0 0.707 0. 707 4 4.95
A 四、（15分）写出齐次变换矩阵
T
B ，它表示相对固定坐标系{A} 作以下变换：
（a）绕Z 轴转90o；（b）再绕X 轴转-90 o；（c）最后做移动（3，7，9）T 。
0 1 0 3
解：
0 0 1 7
A
T
B （15 分）
1 0 0 9
0 0 0 1
五、（15分）设工件相对于参考系{u} 的描述为u T ，机器人基座相对于参考系的描述为
P
u T ，已知：
B
0 1 0 1 1 0 0 1
0 0 1 2
u T ，P
1 0 0 0 u T
B
1
1
5
9
0 0 0 1 0 0 0 1 求：工件相对于基座的描述B T
P
解：
1 0 0 1 0 1 0 1
B T =
P B T
u
u T =[
P
u T ]
-1
B
u T =
P
1
1
5
9
1
1
2
（10 分）
0 0 0 1 0 0 0 1
0 1 0 2
= 0
1
1
3
9
（5 分）0 0 0 1
六、（15 分）写出3R 平面机械手的各连杆参数和运动学方程（末端相对于基件三臂长位l 、l 2 、l 3 ）。
1
解：各连杆参数如下：
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连杆转角n 偏距d n 扭角n 杆长a n
1 1 0 0 l1
2 2 0 0 l 2
3 3 0 0 l 3
c 1 s
1
0 l c
1 1
c
2
s
2
0 l c
2 2
c
3
s
3
0 l c
3 3
0T =
1 s
1
c
1
1
l s
1 1
1T =
, 2
s
2
c
2
1
l s
2 2
2T =
, 3
s
3
c
3
1
l s
3 3
（10 分）0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1
0T =
3 0T
1
1T
2
2T （5 分）3
七、（20 分）如下所式，T 坐标系经过一系列微分运动后，其改变量为dT。求微分变化量（dx，dy，dz，x，y，z）以及相对T 坐标系的微分算子。
1 0 0 5 0 0.1 0.1 0.6
T 0
1
1
3
8
dT
0.1
0.1
0.5
0.5 0 0 0 1 0 0 0 0
解：
因为dT T ，所以dT T 1
0 0.1 0.1 0.6 1 0 0 5
0.1 0 0 0.5 0 0 1 8
0.1 0 0 0.5 0 1 0 3
0 0 0
0.1 0.1
0 0 0 0 0
0.1
1
（10 分）
0.1 0 0 0
0.1 0 0 0
0 0 0 0
d 0.1，0，0 ，0，0.1，0.1