机器人技术基础(课后习题答案)课件-新版.doc
工业机器人技术基础 课后习题及答案
第1章一、填空题1、按坐标形式分类，机器人可分为、、球面坐标型和四种基本类型。
2、作为一个机器人，一般由三个部分组成，分别是、和。
3、机器人主要技术参数一般有、、、重复定位精度、、最大工作速度和承载能力等。
4、自由度是指机器人所具有的的数目，不包括的开合自由度。
5、机器人分辨率分为和，统称为。
6、重复定位精度是关于的统计数据。
二、选择题1、工作范围是指机器人（）或手腕中心所能到达的点的集合。
A 机械手B 手臂末端C 手臂D 行走部分。
2、机器人的精度主要依存于（）、控制算法误差与分辨率系统误差。
A传动误差 B 关节间隙C机械误差 D 连杆机构的挠性3、当代机器人大军中最主要的机器人为：（）A 工业机器人B 军用机器人C 服务机器人D 特种机器人4、下面哪个国家被称为“机器人王国”？（）A 中国B 英国C 日本D 美国5.机器人的定义中，突出强调的是（）。
A具有人的形象B模仿人的功能C像人一样思维D感知能力很强三、判断题（对划“√”，错划“×”）1、机械手亦可称之为机器人。
Y （）2、关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。
（）3、到目前为止，机器人已发展到第四代。
（）4、完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
（）5、关节空间是由全部关节参数构成的。
（）四、简答题1、简述工业机器人的定义及特点。
2、简述工业机器人的基本组成。
3、工业机器人按坐标形式可以分为几类？每一类有什么特点？4、工业机器人的主要技术参数有哪些？5、什么叫冗余自由度机器人？6、工业机器人按控制方式怎样分类？7、简述机器人的主要应用场合及其特点？8、未来机器人技术将向哪些方向发展？答案：一、填空题1. 直角坐标机器人、柱面坐标机器人、多关节型机器人2.机器人本体、控制器与控制系统、示教器3. 自由度、定位精度、分辨率、工作范围4.所具有的独立坐标轴运动的数目末端执行器的开合自由度5.编程分辨率控制分辨率分辨率6. 指对同一指令位置从同一方向重复响应n次后实到位置的一致程度二、选择题1-5 BCACC三、判断题1-5 √√×√√四、简答题1.工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
机器人技术基础PPT课件
George C. Devol, No. 2,998,237 第一个机器人产品
Joe Engelberger, Unimation (Universal Automation) 第一个机器人应用：铸造
1962－ 机器人首次商业化
Unimation, Inc. 成立
19
举例－保安机器人
美国研制的MDARS-E 型室外保安机器人
MPR-800多用途机器人，可 用于扫雷、灭火、核生化污 染清除等多项危险工作。
20
举例－侦察机器人
美国研制的“徘徊者”侦察机器 人由M113装甲运输车改装而成
美国国防高级研究计划 局正在研制的只有2.54 厘米大小昆虫机器人
21
举例－视觉机器人
63
机器人的现在
传感器：
1970－ 通用成为第一个使用机器视觉的公司
/~hp m/book98/fig.ch2/p027.html
41
机器人的过去
Hans Moravec
1973－1979 Stanford小车装配立体视觉，能
够从不同角度成像 计算机能够测量出路径上障碍物
38
机器人的过去
端茶玩偶
十八世纪末制造 出了端茶玩偶。它是 木质的，发条和弹簧 则是用鲸鱼须制成的 。它双手捧着茶盘， 如果把茶杯放在茶盘 上，它便会向前走， 把茶端给客人，客人 取茶杯时，它会自动 停止行走，客人喝完 茶把放回茶盘上时， 它就又转回原来的地 方。
39
机器人的过去
1920－ 捷克作家卡雷尔·卡佩克在科幻剧本《罗萨姆的万能
29
举例－类人机器人
人型机器人各种动作演示； 那波利大学和德国 航天局共同研制的 贾斯丁
(完整版)机器人技术基础(课后习题答案)
0.1 简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。
答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。
1.机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。
2.机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。
3.机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。
4.机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。
0.2工业机器人与数控机床有什么区别？答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链；2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统；3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。
4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。
0.5简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。
答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。
重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率，是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。
工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。
承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。
0.6什么叫冗余自由度机器人？答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
0.7题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作范围（画图时可以设L2=3cm）。
1.1 点矢量v 为]00.3000.2000.10[T ，相对参考系作如下齐次坐标变换：A=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10000.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0 写出变换后点矢量v 的表达式，并说明是什么性质的变换，写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。
工业机器人技术基础 课后习题及答案
第1章一、填空题1、按坐标形式分类，机器人可分为、、球面坐标型和四种基本类型。
2、作为一个机器人，一般由三个部分组成，分别是、和。
3、机器人主要技术参数一般有、、、重复定位精度、、最大工作速度和承载能力等。
4、自由度是指机器人所具有的的数目，不包括的开合自由度。
5、机器人分辨率分为和，统称为。
6、重复定位精度是关于的统计数据。
二、选择题1、工作范围是指机器人（）或手腕中心所能到达的点的集合。
A 机械手B 手臂末端C 手臂D 行走部分。
2、机器人的精度主要依存于（）、控制算法误差与分辨率系统误差。
A传动误差 B 关节间隙C机械误差 D 连杆机构的挠性3、当代机器人大军中最主要的机器人为：（）A 工业机器人B 军用机器人C 服务机器人D 特种机器人4、下面哪个国家被称为“机器人王国”？（）A 中国B 英国C 日本D 美国5.机器人的定义中，突出强调的是（）。
A具有人的形象B模仿人的功能C像人一样思维D感知能力很强三、判断题（对划“√”，错划“×”）1、机械手亦可称之为机器人。
Y （）2、关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。
（）3、到目前为止，机器人已发展到第四代。
（）4、完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
（）5、关节空间是由全部关节参数构成的。
（）四、简答题1、简述工业机器人的定义及特点。
2、简述工业机器人的基本组成。
3、工业机器人按坐标形式可以分为几类？每一类有什么特点？4、工业机器人的主要技术参数有哪些？5、什么叫冗余自由度机器人？6、工业机器人按控制方式怎样分类？7、简述机器人的主要应用场合及其特点？8、未来机器人技术将向哪些方向发展？答案：一、填空题1. 直角坐标机器人、柱面坐标机器人、多关节型机器人2.机器人本体、控制器与控制系统、示教器3. 自由度、定位精度、分辨率、工作范围4.所具有的独立坐标轴运动的数目末端执行器的开合自由度5.编程分辨率控制分辨率分辨率6. 指对同一指令位置从同一方向重复响应n次后实到位置的一致程度二、选择题1-5 BCACC三、判断题1-5 √√×√√四、简答题1.工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
工业机器人技术基础-第2版-课件--第1章-工业机器人概论-
实际作业tact time最大缩 监视ROBOT的姿势、负荷， 设置面积A4尺寸，重量约
特
短15%幅度。附加功能：附 依据实际调整伺服增益/滤
加轴控制、追踪机能、
波。
８kg的新设计小型控制器。 搭载独自开发的5节闭连结
点 Ethernet等提升目标。
冲突检知机能，支持原点 机构及64bitCPU；
参 最大合成速度：5.5m/s 数 最大可搬重量：3.5kg
随着工业机器人的应用越来越广泛，我国也在积极推动我国机器人产业的发展。尤其是进入 “十三.五”以来，国家出台的《机器人产业发展规划（2016-2020）》对机器人产业进行了全面 规划，要求行业、企业搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进工业机器人产业化进程。
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
工业机器人在我国发展概况
中国的机器人产业应走什么道路，如何建立自己的发展模式，确实值得探讨。中国工程院在 2003年12月完成并公开的《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究总结报告》中认为，我国应 从“美国模式”着手，在条件成熟后逐步向“日本模式”靠近。
目前，我国基本掌握了工业机器人的结构设计和制造、控制系统硬件和软件、运动学和轨迹规划等技术， 形成了机器人部分关键元器件的规模化生产能力。一些公司开发出的喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人 已经在多家企业的自动化生产线上获得规模应用，弧焊机器人也已广泛应用在汽车制造厂的焊装线上。总体来 看，在技术开发和工程应用水平与国外相比还有一定的差距。主要表现在以下几个方面：
迅猛。由此可见，未来工业机器人的应用依托汽车产业，并迅速向各行业延伸。对于
机器人行业来讲，这是一个非常积极的信号。
电子教案-工业机器人技术基础(夏智武)PPT+参考答案-2-2工业机器人电机驱动方式
1/4
工业机器人电机驱动方式分类及特点
交流伺服 电机
交流伺服电机在工业机器人上的应用
2/
工业机器人电机驱动方式分类及特点
直线电机 直线电机在并联机器人上的应用
3/4
THANKS!
工业机器人电机驱动方式
工业机器人电机驱动方式分类及特点
电动机驱动是现代工业机器人的一种主流驱动方式，电动机驱动分为普通交 直流电动机驱动，交、直流伺服电动机驱动，步进电动机驱动、直线电机驱动。 （1）普通交、直流电动机驱动需要加减速传动装置，输出力矩大，但控制性能 差，惯性大，适用于中型或重型机器人。 （2）交、直流伺服电动机驱动用于闭环控制系统，输出力矩相对小，控制性能 好，可实现速度和位置的精确控制，适用于中小型机器人。 （3）步进电机驱动用于开环控制，一般用于对速度和位置要求不高的场合，工 业机器人很少使用。 （4）直线电机及其驱动控制系统在技术上已日趋成熟，已具有传统驱动-传动 装置无法比拟的优越性能，适用于非常高速和非常低速、高加速度，高精度要 求的场合，无空回、磨损小、结构简单、无需减速机等传动装置。鉴于并联机 器人中有大量的直线驱动需求，因此直线电机在并联机器人领域已经得到了广 泛应用。
华航科技 致真唯实
4/4
机器人技术基础课后习题答案之欧阳索引创编
0.1 简述工业机器人的界说，说明机器人的主要特征。
欧阳索引（2021.02.02）答：机器人是一种用于移动各种资料、零件、工具、或专用装置，通过可编程举措来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。
1.机器人的举措结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。
2.机器人具有通用性，工作种类多样，举措法度灵活易变。
3.机器人具有不合水平的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。
4.机器人具有自力性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。
0.2工业机器人与数控机床有什么区别？答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链；2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统；3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。
4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。
0.5简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作规模、工作速度、承载能力。
答：自由度是机器人所具有的自力坐标运动的数目，不包含手爪（末端执行器）的开合自由度。
重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复达到某一确定位置准确的几率，是重复同一位置的规模，可以用各次不合位置平均值的偏差来暗示。
工作规模是指机器人手臂末端或手腕中心所能达到的所有点的集合，也叫工作区域。
工作速度一般指最年夜工作速度，可以是指自由度上最年夜的稳定速度，也可以界说为手臂末端最年夜的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。
承载能力是指机器人在工作规模内的任何位姿上所能接受的最年夜质量。
0.6什么叫冗余自由度机器人？答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有过剩自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
0.7题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角规模是0゜≤θ1≤180゜,90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作规模（画图时可以设L2=3cm ）。
1.1 点矢量v 为]00.3000.2000.10[T ，相对参考系作如下齐次坐标变换：A=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10000.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0 写出变换后点矢量v 的表达式，并说明是什么性质的变换，写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。
电子教案-工业机器人技术基础(双元教育)电子课件-习题答案-单元1
单元1练习题参考答案
2. 机器人发展的三个阶段：①示教再现机器人第一代工业机器人是示教再现型。
这类机器人能够按照人类预先示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业。
②感知机器人第二代工业机器人具有环境感知装置，能在一定程度上适应环境的变化。
③智能机器人第三代工业机器人称为智能机器人，具有发现问题，并且能自主的解决问题的能力，尚处于实验研究阶段。
作为发展目标，这类机器人具有多种传感器，不仅可以感知自身的状态，比如所处的位置、自身的故障状况等，而且能够感知外部环境的状态，比如自动发现路况、测出协作机器的相对位置、相互作用的力等。
更为重要的是，能够根据获得的信息，进行逻辑推理、决策判断，在变化的内部状态与变化的外部环境中，自主决定自身的行为。
这类机器人具有高度的适应性和自治能力。
6.SCARA机器人，即Selective Compliance AssemblyRobot Arm，又名水平多关节机器人，是工业机器人应用非常广泛的构型。
SCARA机器人有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。
另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。
SCARA机器人的特点是负载小、速度快，主要应用在快速分拣、精密装配等3C行业、食品行业等领域。
工业机器人技术基础(最全)最新精选PPT课件
第二关节 动力学方
程
4 机器人工动业力机学 器人基础知识
动力学——动力学的部署 将经（正向，逆向？）动力学计算出的力矩， 以前馈的方式，加入到伺服的电流控制环路
4 机器人工动业力机学 器人基础知识
动力学 ——动力学控制器的评价指标 控制性能的好坏主要通过位置跟踪偏差，速度跟踪偏差以及
z
0
z
0
z
0
o
1
? ?
对刚体Q位姿的描述就是对固连于刚体Q`的坐标系O`X`Y`Z`位姿
的描述。
3 机器人运动 学
运动学：机器人运动学的研究对象是机器人各关节位置和机器人 末端位姿之间的关系
机器人运动学包含两个基本问题：
1末.已端知的机位器姿人；各关节的位置，求机器人 2各.已关知节机的器位人置末. 端的位姿，求机器人
关节坐标系下的坐标值均为机器人关节的绝对位 置，方便用户调试点位时观察机器人的绝对位置，避 免机器人出现极限位置或奇异位置
关节坐标系
1 机器人工坐业标机器人基础知识
系
直角坐标系:
直角坐标系，包括很多种，但我们常常狭隘 的将基座坐标系称为直角坐标系。
机器 人末 端
直角坐标系的Z轴即第一轴的Z轴，X轴
时间。
25mm
300m m
25mm
5 机器人工性业能机指器人基础知识
标
机器人性能指标 测量工具：Compugauge机器人性能测试系统，价格约80万人民币
（Dynalog ，美国公司，一直从事机器人性能研究）
位姿准确度和位姿重复性； 多方位位姿准确度变动； 距离准确度和距离重复性； 位置稳定时间和位置超调量； 互换性； 轨迹准确度和轨迹重复性； 拐角偏差； 轨迹速度特性； 最小定位时间； 静态柔顺性； 摆动偏差；
机器人技术基础刘极峰部分3-5章习题解答
0
0
0 1
0
L1
L2
0 0 0
1
A2= Rot(Z, θ2)Trans(L3, 0, 0)Rot(X, 0º) = csions22
sin2 cos 2
0 0
L3 L3
cos 2 sin 2
0
0 1 0
0
00
1
cos3 sin 3 0 L4 cos3
d dt
L 1
[(m1
m2 )l12
m2l22
2m2l1l2c2 ]1 [m2l22
m2l1l2c2 ]2
2m2l1l2s212 m2l1l2s222
L 1
(m1
m2 )gl1s1
m2 gl2s12
第一个动力学方程为
0
0
0 1
0 1 0 3
3.5
A B
H
0
0 1 7
1 0 0 9
0
0 0 1
0 1 0 3
3.6
B B
H
0
0 -1 7
1 0 0 9
0
0
0
1
0 1 0 5
3.7
H
0
0 1 0
1 0 0 0
m2l22 (1
2 )2
m2l1l2c2 (12 12 ) (m1 m2 )gl1c1 m2 gl2c12
L 1
(m1 m2 )l121 m2l22 (1 2 ) m2l1l2c21 m2l1l2c22
机器人技术基础(课后习题答案)
0.1 简述工业呆板人的定义，证明呆板人的主要特性.之阳早格格创做问：呆板人是一种用于移动百般资料、整件、工具、或者博用拆置，通过可编程动做去真止种种任务并具备编程本领的多功能板滞脚.1.呆板人的动做结构具备类似于人或者其余死物体某些器官（肢体、感官等）的功能.2.呆板人具备通用性，处事种类百般，动做步调机动易变.3.呆板人具备分歧程度的智能性，如影象、感知、推理、计划、教习等.4.呆板人具备独力性，完备的呆板人系统正在处事中不妨不依好于人的搞预.0.2工业呆板人与数控机床有什么辨别？问：1.呆板人的疏通为开式疏通链而数控机床为关式疏通链；2.工业呆板人普遍具备多枢纽，数控机床普遍无枢纽且均为直角坐标系统；3.工业呆板人是用于工业中百般做业的自动化呆板而数控机床应用于热加工.4.呆板人机动性好，数控机床机动性好.0.5简述底下几个术语的含意：自有度、沉复定位粗度、处事范畴、处事速度、拆载本领.问：自由度是呆板人所具备的独力坐标疏通的数目，不包罗脚爪（终端真止器）的开合自由度.沉复定位粗度是关于粗度的统计数据，指呆板人沉复到达某一决定位子准确的概率，是沉复共一位子的范畴，不妨用各次分歧位子仄衡值的偏偏好去表示.处事范畴是指呆板人脚臂终端或者脚腕核心所能到达的所有面的集中，也喊处事天区.处事速度普遍指最大处事速度，不妨是指自由度上最大的宁静速度，也不妨定义为脚臂终端最大的合成速度（常常正在技能参数中加以证明）.拆载本领是指呆板人正在处事范畴内的所有位姿上所能启受的最大品量.0.6什么喊冗余自由度呆板人？问：从疏通教的瞅面瞅，完毕某一特定做业时具备多余自由度的呆板人称为冗余自由度呆板人.0.7题0.7图所示为二自由度仄里枢纽型呆板人板滞脚，图中L1=2L2，枢纽的转角范畴是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,绘出该板滞脚的处事范畴（绘图时不妨设L2=3cm）.1.1 面矢量v为]00.3010.[T，相对付参照系做如下齐00.2000次坐标变更：A=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10000.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0 写出变更后面矢量v 的表白式，并证明是什么本量的变更，写出转化算子Rot 及仄移算子Trans.解：v ，=Av=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10000.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡100.3000.2000.10=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡13932.1966.9 属于复合变更： 转化算子Rot （Z ，30̊）=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000010000866.05.0005.0866.0 仄移算子Trans （11.0，-3.0，9.0）=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000.91000.30100.110011.2 有一转化化换，先绕牢固坐标系Z0轴转45̊，再绕其X0轴转30̊，终尾绕其Y0轴转60̊，试供该齐次坐标变更矩阵.解：齐次坐标变更矩阵R=Rot(Y ，60̊）Rot （X ，30̊）Rot(Z ，45̊） =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000010000707.0707.000707.0707.010000866.05.0005.0866.000001100005.00866.000100866.005.0=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----10000433.0436.0436.005.0612.0612.00750.0047.0660.0 1.3 坐标系{B}起初与牢固坐标系{O}相沉合，现坐标系{B}绕ZB 转化30̊，而后绕转化后的动坐标系的XB 轴转化45̊，试写出该坐标系{B}的起初矩阵表白式战终尾矩阵表白式.解：起初矩阵：B=O=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1000010000100001终尾矩阵：B´=Rot(Z ，30̊）B Rot （X ，45̊）=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10000707.0707.000612.0612.05.000353.0866.0 1.4 坐标系{A}及{B}正在牢固坐标系{O}中的矩阵表白式为{A}=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10000.20866.0500.0000.00.10500.0866.0000.00.0000.0000.0000.1 {B}=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----10000.3866.0433.0250.00.3500.0750.0433.00.3000.0500.0866.0 绘出它们正在{O}坐标系中的位子战姿势； A=Trans （0.0，10.0，-20.0）Rot （X ，30̊）OB=Trans(-3.0，-3.0，3.0）Rot(X ，30̊）Rot （Z ，30̊）O 1.5 写出齐次变更阵H A B ，它表示坐标系{B}连绝相对付牢固坐标系{A}做以下变更：（1）绕A Z 轴转化90̊.（2）绕A X 轴转化-90̊. （3）移动[]T 973.解：H A B =Trans （3，7，9）Rot （X ，-90̊）Rot （Z ，90̊）=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡10000100000100101000010010000011000910070103001=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000100000100101000901071003001=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--1000900171003010 1.6 写出齐次变更矩阵H B B ，它表示坐标系{B}连绝相对付自己疏通坐标系{B}做以下变更：（1）移动[]T973.（2）绕B X 轴转化90̊..（3）绕B Z 轴转-90̊..HB B=Trans （3，7，9）Rot （X ，90̊）Rot （Z ，90̊）=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡100001000001001010000010010000011000910070103001=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000900171003010100001000001001010009010710030011.7 对付于1.7图（a ）所示的二个楔形物体，试用二个变更序列分别表示二个楔形物体的变更历程，使终尾的状态如题1.7图（b)所示.(a) (b)解：A=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---111111220000004400111111 B=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---111111220000559955111111 A´=Trans(2，0，0）Rot （Z ，90̊）Rot （X ，90̊）Trans （0，-4，）A=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡10000100401000011000010010000011000100000100101000010*********⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---111111220000004400111111=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--1000401000012100⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---111111220000004400111111=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---111111440044111111002222 B´=Rot （X ，90̊）Rot （Y ，90̊）Trans （0，-5，0）B=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10001005010000110000001001001001000001001000001⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---111111220000559955111111=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡1000100501000011000001000010100⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---111111220000559955111111=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000501000010100⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---111111220000559955111111=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---111111004400111111220000 1.8 如题1.8图所示的二自由度仄里板滞脚，枢纽1为转化枢纽，枢纽变量为θ1；枢纽2为移动枢纽， 枢纽变量为d2.试：（1）建坐枢纽坐标系，并写出该板滞脚的疏通圆程式. （2）按下列枢纽变量参数供脱脚部核心的位子值. 解：建坐如图所示的坐标系 参数战枢纽变量板滞脚的疏通圆程式：当θ1=0̊，d2=0.5时：脚部核心位子值⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1000000000105.0001B 脚部核心位子值⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=100000004.00866.05.0433.005.0866.0B 脚部核心位子值⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=10000000866.005.0866.05.00866.05.0B 脚部核心位子值⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=100000007.00010010B 1.11 题1.11图所示为一个二自由度的板滞脚，二连杆少度均为1m ，试建坐各杆件坐标系，供出1A ，2A 的变更矩阵. 解：建坐如图所示的坐标系 参数战枢纽变量A1=Rot(Z, θ1) Trans(1,0,0) Rot(X, 0º)=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-100001000cos sin 0sin cos 111111θθθθθθs c A2= Rot(Z, -θ2)Trans(l, 0, 0)Rot(X, 90º)⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=1000000000002222θθθθc c s s1.13 有一台如题1.13图所示的三自由度板滞脚的机构，各枢纽转角正背均由箭头所示目标指定，请标出各连杆的D-H 坐标系，而后供各变更矩阵1A ，2A ，3A . 解：D-H 坐标系的建坐按D-H 要领建坐各连杆坐标系 参数战枢纽变量1A =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-10000100cos 0sin 0sin 0cos 211111L L θθθθ 2A =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000100sin 0cos sin cos 0sin cos 23222322θθθθθθL L 3A =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000100sin 0cos sin cos 0sin cos34333433θθθθθθL L 3.1 何谓轨迹筹备？简述轨迹筹备的要领并证明其特性. 问：呆板人的轨迹泛指工业呆板人正在疏通历程中的疏通轨迹，即疏通面位移，速度战加速度.轨迹的死成普遍是先给定轨迹上的若搞个面，将其经疏通教反解映射到枢纽空间，对付枢纽空间中的相映面建坐疏通圆程，而后按那些疏通圆程对付枢纽举止插值，进而真止做业空间的疏通央供，那一历程常常称为轨迹筹备.（1）示教—再现疏通.那种疏通由人脚把脚示教呆板人，定时记录各枢纽变量，得到沿路径疏通时各枢纽的位移时间函数q(t)；再现时，按内存中记录的各面的值爆收序列动做.（2）枢纽空间疏通.那种疏通间接正在枢纽空间里举止.由于能源教参数及其极限值间接正在枢纽空间里形貌，所以用那种办法供最短时间疏通很便当.（3）空间直线疏通.那是一种直角空间里的疏通，它便于形貌空间收配，估计量小，相宜简朴的做业.（4）空间直线疏通.那是一种正在形貌空间中用粗确的函数表白的疏通.3.2 设一呆板人具备6个转化枢纽，其枢纽疏通均按三次多项式筹备，央供通过二其中间路径面后停正在一个目标位子.试问欲形貌该呆板人枢纽的疏通，共需要几个独力的三次多项式?要决定那些三次多项式，需要几个系数?问：共需要3个独力的三次多项式；需要72个系数.3.3 单连杆呆板人的转化枢纽，从q = –5°停止开初疏通，要念正在4 s内使该枢纽仄滑天疏通到q =+80°的位子停止.试按下述央供决定疏通轨迹：(1)枢纽疏通依三次多项式插值办法筹备.(2)枢纽疏通按扔物线过度的线性插值办法筹备.解：（1）采与三次多项式插值函数筹备其疏通.已知,4,80,50s t f f ==-= θθ代进可得系数为66.2,94.15,0,53210-===-=a a a a疏通轨迹：（2）疏通按扔物线过度的线性插值办法筹备：根据题意，定出加速度的与值范畴： 如果选242s=••θ，算出过度时间1a t ， 1a t =[422854244422422⨯⨯⨯-⨯- 估计过度域结束时的枢纽位子1a θ战枢纽速度•1θ，得1a θ= 4.2)594.04221(52=⨯⨯+- 4.1 呆板人本量主要包罗哪几部分？以枢纽型呆板人为例证明呆板人本量的基础结媾战主要特性.问：呆板人本量：(1)传动部件(2)机身及止走机构(3)机身及止走机构（4)腕部(5)脚部基础结构：机座结构、腰部枢纽转化拆置、大臂结构、大臂枢纽转化拆置、小臂结构、小臂枢纽转化拆置、脚腕结构、脚腕枢纽转化拆置、终端真止器.主要特性：(1) 普遍不妨简化成各连杆尾尾相接、终端无拘束的开式连杆系，连杆系终端自由且无收启，那决断了呆板人的结构刚刚度不下，并随连杆系正在空间位姿的变更而变更.(2) 开式连杆系中的每根连杆皆具备独力的启动器，属于主动连杆系，连杆的疏通各自独力，分歧连杆的疏通之间不顺从关系，疏通机动.(3) 连杆启动扭矩的瞬态历程正在时域中的变更非常搀纯，且战真止器反馈旗号有关.连杆的启动属于伺服统制型，果而对付板滞传动系统的刚刚度、间隙战疏通粗度皆有较下的央供.(4) 连杆系的受力状态、刚刚度条件战动背本能皆是随位姿的变更而变更的，果此，极简单爆收振荡或者出现其余不宁静局里.4.2 怎么样采用呆板人本量的资料，时常使用的呆板人本量资料有哪些？4.3 何谓资料的E/？为普及构件刚刚度采用资料E/大些仍旧小些好，为什么？问：即资料的弹性模量与稀度的比值；大些好，弹性模量E越大，变形量越小，刚刚度走越大；且稀度越小，构件品量越小，则构件的惯性力越小，刚刚度越大.所以E/大些好.4.4 机身安排应注意哪些问题？问：(1) 刚刚度战强度大，宁静性好. (2) 疏通机动，导套不宜过短，预防卡死.(3) 启动办法相宜. (4) 结构安插合理.4.5 何谓降落坐柱下落不卡死条件？坐柱导套为什么要有一定的少度？解：(1)当降落坐柱的偏偏沉力矩过大时，如果依好自沉下落，坐柱大概卡死正在导套内；当2h fL时坐柱依好自沉下落便不会引起卡死局里.（2）要使降落坐柱正在导套内下落自由，臂部总沉量W 必须大于导套与坐柱之间的摩揩力m1F及m2F，果此降落坐柱依好自沉下落而不引起卡死的条件为即2h fL式中：h为导套的少度(m)；f为导套与坐柱之间的摩揩系数，f=0.015～0.1，普遍与较大值；L为偏偏沉力臂(m).4.9 呆板人脚爪有哪些种类，各有什么特性？问：1.板滞脚爪：依好传效果构去抓持工件；2.磁力吸盘：通过磁场吸力抓持铁磁类工件，央供工件表面浑净、仄坦、搞燥，以包管稳当天吸附，不相宜下温条件；3.真空式吸盘：利用真空本理去抓持工件，央供工件表面仄坦光润、搞燥浑净，共时气稀性要好.4.11 何谓自符合吸盘及同形吸盘？问：自符合吸盘：真空吸盘的一种新安排，减少了一个球枢纽，吸盘能倾斜自如，符合工件表面倾角的变更.同形吸盘：真空吸盘的一种新安排，不妨用于吸附鸡蛋、锥颈瓶等非仄坦工件.4.15 传动件消隙常有哪几种要领，各有什么特性？问：1) 消隙齿轮：相啮合的二齿轮中有一为二个薄齿轮的拉拢件，能过二个薄齿轮的拉拢去消隙；2) 柔性齿轮消隙：对付具备弹性的柔性齿轮加一预载力去包管无侧隙啮合；3) 对付称传动消隙：一个传动系统树坐二个对付称的分收传动，而且其中有一个具备回弹本领.4) 偏偏心机构消隙：当有齿轮磨益等本果制成传动间隙减少时，利用核心距安排机构安排核心距.5) 齿廓弹性覆层消隙：齿廓表面覆有薄薄一层弹性很好的橡胶层或者层压资料，通过对付相啮合的一对付齿轮加以预载，去真足与消啮合侧隙.4.16 简述呆板人止走机构结构的基础形式战特性.问：基础形式：牢固轨迹式战无牢固轨迹式（步止式、轮式战履戴式）牢固轨迹式：机身底座拆置正在一个可移动的拖板座上，靠丝杠螺母启动，所有呆板人沿丝杠纵背移动.无牢固轨迹式：止家走历程中，步止式为间断交战，轮式战履戴式与大天为连绝交战；前者为类人(或者动物)的腿足式，后二者的形态为运止车式.运止车式止走机构用得比较多，多用于家中做业，比较老练.步止式止走机构正正在死少战完备中.6.1 试述呆板人示教编程的历程及特性.问：历程：收配者根据呆板人做业的需要把呆板人终端真止器收到目标位子，且处于相映的姿态，而后把那一位子、姿态所对付应的枢纽角度疑息记录到保存器保存.对付呆板人做业空间的各面沉复以上收配，便把所有做业历程记录下去，再通过适合的硬件系统，自动死成所有做业历程的步调代码.便宜：收配简朴，易于掌握，收配者不需要具备博门知识，不需搀纯的拆置战设备，轨迹建改便当，再现历程快.缺面：(1) 示教相对付于再现所需的时间较少；(2) 很易示教搀纯的疏通轨迹及准确度央供下的直线；(3) 示教轨迹的沉复性好；(4) 无法担当传感器疑息；(5) 易以与其余收配或者其余呆板人收配共步.6.2 试举例证明MOTOMAN UP6呆板人焊接做业时的示教编程历程.问：S1.通过示教盒使呆板人处于示教状态；S2.创制新的示教步调，用轴收配键将呆板人依次移动到准备位子、可做业姿态、做业开初位子、做业中断位子等位子并输进相映的插补办法及相映的收配下令；S3.示教轨迹的确认.6.3 按呆板人做业火仄的程度分，呆板人编程谈话有哪几种？各有什么特性？问：1.动做级编程谈话：便宜：比较简朴，编程简单.缺面：功能有限，无法举止复纯的数教运算，不担当浮面数战字符串，子步调不含有自变量；不克不迭担当搀纯的传感器疑息，只可担当传感器开关疑息；与估计机的通疑本领很好.2.对付象级编程谈话：(1) 具备动做级编程谈话的局部动做功能；(2) 有较强的感知本领；(3) 具备劣良的开搁性；(4) 数字估计战数据处理本领强；3.任务级编程谈话：结构格中搀纯，需要人为智能的表里前提战庞大知识库、数据库的收援.6.7 呆板人离线编程的特性及功能是什么？问：特性：正在不交战本量呆板人及呆板人做业环境的情况下，通过图形技能，正在估计机上提供一个战呆板人举止接互效率的假制现真环境.功能：利用呆板人图形教的成果，建坐起呆板人及其做业环境的模型，再利用一些筹备算法，通过对付图形的收配战统制，正在离线的情况下举止轨迹筹备.6.8 MOTOMAN UP6型呆板人仿真硬件有哪些主要功能？问：编写、仿真、检测战示教.7.1 呆板人的工业应用可分为哪四个圆里？问：资料加工、整件制制、产品考验战拆置.7.3 完备的焊接呆板人系统普遍由哪几个部分组成？问：呆板人收配机、变位机、统制器、焊接系统、焊接传感器、中央统制估计机战相映的安齐设备等.7.4 简述变位机正在焊接死产线或者焊接柔性加工单元中的效率.问：将被焊工件转化(仄移)到最好的焊接位子.7.5 简述焊接呆板人按用途、结构、受控办法及启动要领等举止分类的情况.问：按用途：弧焊战面焊；按结构：枢纽型战非枢纽型按受控办法：面位统制战连绝轨迹统制7.6 弧焊呆板人处事站按功能战搀纯程度的分歧可分为哪几种.问：①.无变位机的一般弧焊呆板人处事站；②.分歧变位机与弧焊呆板人拉拢的处事站；③.弧焊呆板人与周边设备协做疏通的处事站.7.7 自动搬运处事站由哪些部分组成？问：组成：搬运呆板人战周边设备（工件自动辨别拆置、自动开用及自动传输拆置等）.7.12 呆板人拆置做业的主要收配历程是什么？问：笔直进与抓起整部件，火仄移动它，而后笔直搁下拔出.。
机器人技术基础课后习题答案之欧阳语创编
0.1 简述工业机器人的界说，说明机器人的主要特征。
答：机器人是一种用于移动各种资料、零件、工具、或专用装置，通过可编程举措来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。
1.机器人的举措结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。
2.机器人具有通用性，工作种类多样，举措法度灵活易变。
3.机器人具有不合水平的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。
4.机器人具有自力性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。
0.2工业机器人与数控机床有什么区别？答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链；2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统；3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。
4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。
0.5简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作规模、工作速度、承载能力。
答：自由度是机器人所具有的自力坐标运动的数目，不包含手爪（末端执行器）的开合自由度。
重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复达到某一确定位置准确的几率，是重复同一位置的规模，可以用各次不合位置平均值的偏差来暗示。
工作规模是指机器人手臂末端或手腕中心所能达到的所有点的集合，也叫工作区域。
工作速度一般指最年夜工作速度，可以是指自由度上最年夜的稳定速度，也可以界说为手臂末端最年夜的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。
承载能力是指机器人在工作规模内的任何位姿上所能接受的最年夜质量。
0.6什么叫冗余自由度机器人？答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有过剩自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
0.7题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角规模是0゜≤θ1≤180゜,90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作规模（画图时可以设L2=3cm ）。
1.1 点矢量v 为]00.3000.2000.10[T ，相对参考系作如下齐次坐标变换：A=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--10000.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0 写出变换后点矢量v 的表达式，并说明是什么性质的变换，写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。
机器人技术基础(课后习题答案)
机器人技术基础(课后习题答案)案场各岗位服务流程销售大厅服务岗：1、销售大厅服务岗岗位职责：1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品;2)保持销售区域台面整洁;3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等;4)收集客户意见、建议及现场问题点；2、销售大厅服务岗工作及服务流程阶段工作及服务流程班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。
班中工作程序服务流程行为规范迎接指引递阅资料上饮品（糕点）添加茶水工作要求1）眼神关注客人，当客人距3米距离时，应主动跨出自己的位置迎宾，然后侯客迎询问客户送客户注意事项15度鞠躬微笑问候：“您好！欢迎光临！”2）在客人前方1-2米距离领位，指引请客人向休息区，在客人入座后问客人对座位是否满意：“您好！请问坐这儿可以吗？”得到同意后为客人拉椅入座“好的，请入座！”3）若客人无置业顾问陪同，可询问：请问您有专属的置业顾问吗？，为客人取阅项目资料，并礼貌的告知请客人稍等，置业顾问会很快过来介绍，同时请置业顾问关注该客人；4）问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好，这里是XX销售中心，这边请”5）问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好6）关注客人物品，如物品较多，则主动询问是否需要帮助（如拾到物品须两名人员在场方能打开，提示客人注意贵重物品）；7）在满座位的情况下，须先向客人致歉，在请其到沙盘区进行观摩稍作等待；阶段工作及服务流程班中工作程序工作要求注意事项饮料（糕点服务）1）在所有饮料（糕点）服务中必须使用托盘；2）所有饮料服务均已“对不起，打扰一下，请问您需要什么饮品”为起始；3）服务方向：从客人的右面服务；4）当客人的饮料杯中只剩三分之一时，必须询问客人是否需要再添一杯，在二次服务中特别注意瓶口绝对不可以与客人使用的杯子接触；5）在客人再次需要饮料时必须更换杯子；下班程序1）检查使用的工具及销售案场物资情况，异常情况及时记录并报告上级领导；2）填写物资领用申请表并整理客户意见；3）参加班后总结会；4）积极配合销售人员的接待工作，如果下班时间已经到，必须待客人离开后下班；1.3.3.3吧台服务岗1.3.3.3.1吧台服务岗岗位职责1）为来访的客人提供全程的休息及饮品服务；2）保持吧台区域的整洁；3)饮品使用的器皿必须消毒；4）及时补充吧台物资；5）收集客户意见、建议及问题点；1.3.3.3.2吧台服务岗工作及流程阶段工作及服务流程班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。
机器人技术基础全ppt课件
{B}与物体固结， {A} 为 参考系。
用坐标系{B}的三个单位主 矢量相对于坐标系{A}的方 向余弦组成的3×3矩阵
z z
{A}
y
A
B
R
A xB
A yB
A zB
或
x
r11 r12 r13
A B
R
r21
r22
r23
r31 r32 r33
标系{B}来描述，即
{ } { }B BAR
p A B0
{A}
{B}
pBo
四、手爪坐标系
z-轴: 接近矢量(approaching object direction) y-轴: 方位矢量(along the orientation of the line connecting two fingers) x-轴: 法向矢量 n=oa
刚体位姿描述 (Location Representing)
机器人的操作，就其本义来说，意味着由某种机构在 空间移动零件和工具。这自然由必要表示零件、工具 以及机构本身的位置和方位。为了规定和运算表示位 置和方位的数学量，我们必需规定坐标系并提出它们 的表达式的习惯形式。 我们采取这样的思想，即某处存在一通用的坐标系统， 我们讨论的每一个物体均可参考此参考坐标系。
齐次变换矩阵T具有以下不同的物理解释：
1. 坐标系的描坐标映射
表示同一点P在两个坐标系｛A｝和｛B｝中描述之间 的映射关系
例 2.2 3. 运动算子
A pABTB p
T表示在同一坐标系中，点P运动前后的算子关系。
例 2.4
Ap2=T Ap1
变换矩阵相乘不满足交换率
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0.1简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。
答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。
1. 机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。
2. 机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。
3. 机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。
4. 机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。
0.2 工业机器人与数控机床有什么区别？答：1. 机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链；2. 工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统；3. 工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。
4. 机器人灵活性好，数控机床灵活性差。
0.5简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。
答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。
重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率，是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。
工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。
承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。
0.6 什么叫冗余自由度机器人？答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。
0.7题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90 ゜≤θ2≤180゜, 画出该机械手的工作范围（画图时可以设L2=3cm）。
1.1 点矢量v 为[10.00 20.00 30.00] T ，相对参考系作如下齐次坐标变换：0.866 0.500 0.000 11.0A= 0.5000.0000.8660.0000.0001.0003.09.0 0 0 0 1写出变换后点矢量v 的表达式，并说明是什么性质的变换，写出旋转算子Rot 及平移算子Trans。
0.866 0.500 0.000 11.0 10.00 9 .66，解：v=Av= 0.5000.0000.8660.0000.0001.0003.09.020.0030.00=19.3239 0 0 0 1 1 1属于复合变换：0.866 0.5 0 0旋转算子Rot（Z，）= 0.50. 86610 0 0 0 11 0 0 11.0平移算子 Trans （11.0，-3.0，9.0） =1 00 13.0 9.0 0 0 011.2有一旋转变换， 先绕固定坐标系 Z 0 轴转 ，再绕其 X 0 轴转，最后绕其 Y 0 轴转，试求该齐次坐标变换矩阵。
解 ： 齐 次 坐 标 变 换 矩 阵 R=Rot(Y ， ） Rot （ X ， ） Rot(Z ， ）= 0.5 0 0.866 0 1 0 0 0 0.707 0.707 0 00 0.866 10 0 0.5 0 0 0 0 0.866 0.5 0.5 0.866 0 0 0.707 0 0. 707 001 0=0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 10.660 0.047 0.750 0 0.612 0.6120.5 0 0.436 0.436 0.433 011.3坐标系 {B} 起初与固定坐标系 {O} 相重合，现坐标系 {B} 绕 Z B 旋转， 然后绕旋转后的动坐标系的 X B 轴旋转， 试写出该坐标系 {B} 的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。
1 0 0 0解：起始矩阵： B=O=1 00 10 00 0 0 10.8660. 353 0 0 最后矩阵： B ′=Rot(Z ， ）B Rot （X ， ）=0.50 0.612 0.707 0. 6120.707 0 01 1.4 坐标系 {A} 及{B} 在固定坐标系 {O} 中的矩阵表达式为1.000 0.0000. 000 0.0{A}=0.0000.000 0.866 0.500 0.5000. 866 10.0 20. 0 0 0 01 0. 8660. 500 0.0003.0{B}=0. 4330. 250 0.750 0.433 0.500 0.866 3.0 3.0 01画出它们在 {O} 坐标系中的位置和姿势； A=Trans （0.0，10.0，-20.0）Rot （X ， ）OB=Trans(-3.0，-3.0，3.0）Rot(X ， ）Rot （Z ， ）OA1.5 写出齐次变换阵 BH ，它表示坐标系 {B} 连续相对固定坐标系 {A} 作以下变换：（1）绕 Z A 轴旋转。
（2）绕 X 轴旋转 - 。
A（3）移动T3 7 9。
解 ：AHB=Trans （ 3 ， 7 ， 9 ） Rot （ X ，- ） Rot （ Z ， ） =1 0 0 3 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 3 0 1 0 000 10 01 79 00 0 1 10 00 10 00 01 00 =00 0 1 10 79 10 00 01 00 =0 0 0 1 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 10 1 0 3 0 0 1 7 1 00 9 00 1B1.6 写出齐次变换矩阵 BH ，它表示坐标系 {B} 连续相对自身运动坐标系 {B} 作以下变换：（1）移动T3 7 9 。
（2）绕 X 轴旋转。
.B（3）绕 Z B 轴转- 。
.BHB=Trans （3，7，9）Rot （X ， ）Rot （Z ， ）=1 0 0 3 1 0 0 0 0 1 0 000 10 0 1 7 9 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 01 00=0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 3 0 1 0 0 0 1 0 3 0 0 1 7 1 0 0 0 0 0 1 70 1 0 9 0 0 1 0 1 00 9 0 010 0 111.7 对于 1.7 图（a ）所示的两个楔形物体，试用两个变换序列分别表示两个楔形物体的变 换过程，使最后的状态如题 1.7 图（b)所示。
(a) (b)1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1解：A= 0 0 00 40 40 02 02 B= 5 0 50 90 90 52 521 111 1 1 1 1 1 1 1 1A ′=Trans(2 ， 0 ， 0 ） Rot （ Z ， ） Rot （ X ， ） Trans （ 0 ， -4 ， 0 ） A=1 0 02 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 4 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 10 0 0 0 1 00 1 00 1 0 0 011 1 1 1 1 1 0 0 12 1 1 1 1 1 100 00 40 40 02 0 2 =1 0 0 1 0 0 0 4 0 0 0 0 40 40 02 02 =1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 12 2 22 0 011 1 1 114 4 0 0 4 4 1 11 1 1 1B ′=Rot （ X ， ） Rot （ Y ， ） Trans （ 0 ， -5 ， 0 ） B=1 00 1 0 1 0 00 1 1 1 1 1 100 01 1 0 0 0 0 1 10 0 0 0 0 0 0 1 0 01 5 0 5 0 5 0 9 0 9 0 5 2 52 =0 010 0 1 0 0 01 1 11 1 1 10 0 1 0 1 0 0 01 11 1 110 0 110 01 00 00 00 10 01 5 0 5 0 5 0 9 0 9 0 5 2 52 =1 0 0 1 0 0 0 5 0 0 0 1 0 0 01 1 1 1 1 1 1 0 0 0 11 1 1 1 1 1 00 0 2 250 50 90 90 52 5 2 =1 0 1 0 1 4 1 4 1 0 1 0 1 111 1 1 1 1 1 1 1 11.8 如题 1.8 图所示的二自由度平面机械手，关节 1 为转动关节，关节变量为 θ1；关节 2为移动关节， 关节变量为 d 2。
试：（1）建立关节坐标系，并写出该机械手的运动方程式。
（2）按下列关节变量参数求出手部中心的位置值。
θ1 0 30 60 90d2/m0.500.801.000.70解：建立如图所示的坐标系参数和关节变量连杆θαа d1 θ1 0 0 02 0 0 d2 0C S 0 0 1 0 01 1 d 2A 1 Rot(Z ,)1S1C1A2Trans (d ,0,0)2110 0 0 1 0 0 0 1 机械手的运动方程式：cos sin 0 d cos1 12 1T2 A A1 2 sin1cos11d2sin1 0 0 0 1当θ1=0，d2=0.5 时：1 0 0 0.5手部中心位置值 B 010 0 0 0 1当θ1=30，d2=0.8 时0.866 0.5 0 0. 433手部中心位置值B0.50.8660.40 0 0 1当θ1=60，d2=1.0 时0.5 0.866 0 0.5手部中心位置值 B 0.8660.50.8660 0 0 0 1当θ1=90，d2=0.7 时0 1 0 0手部中心位置值 B 10.70 0 0 0 11.11 题1.11 图所示为一个二自由度的机械手，两连杆长度均为1m，试建立各杆件坐标系，求出A1 ，A2 的变换矩阵。
解：建立如图所示的坐标系参数和关节变量连杆θαа d1 1 1 0 02 2 1 0 0cos sin 0 c1 1 1A1=Rot( Z, 1θ) Trans(1,0,0) Rot( X, 0o)= sin1cos11s1 0 0 0 1s 0 s 02 2A2= Rot( Z, -θ2)Trans(l, 0, 0)Rot( X, 90o) c 2c200 0 0 0 11.13 有一台如题 1.13 图所示的三自由度机械手的机构，各关节转角正向均由箭头所示方向指定，请标出各连杆的D-H坐标系，然后求各变换矩阵A1 ，A2 ，A3 。
解：D-H 坐标系的建立按D-H 方法建立各连杆坐标系参数和关节变量连杆 a d1 01 L + L212 02 L33 03 L4cos 0 sin 01 1A = 1sin11c os1L1L20 0 0 1cos sin 02 2L cos cos sin3 2 330 L4cos 3 sin cos0 L sin2 23 2A =A3 =20 01 0s in3cos301L4sin30 0 0 1 0 0 0 13.1 何谓轨迹规划？简述轨迹规划的方法并说明其特点。