工业机器人的触觉
工业机器人技术试题库与答案
Word 格式工业机器人技术题库及答案一、判断题第一章1、工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。
√2、被誉为“工业机器人之父”的约瑟夫·英格伯格最早提出了工业机器人概念。
×3、工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、手腕、末端操作器 4 大件组成。
×4、示教盒属于机器人 - 环境交互系统。
×5、直角坐标机器人的工作范围为圆柱形状。
×6、机器人最大稳定速度高, 允许的极限加速度小, 则加减速的时间就会长一些。
√7、承载能力是指机器人在工作范围内的特定位姿上所能承受的最大质量。
×第二章1、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手臂和机座。
√2、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手肘和手臂。
×3、工业机器人的手我们一般称为末端操作器。
√4、齿形指面多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品。
√5、吸附式取料手适应于大平面、易碎、微小的物体。
√6、柔性手属于仿生多指灵巧手。
√7、摆动式手爪适用于圆柱表面物体的抓取。
√8、柔顺性装配技术分两种：主动柔顺装配和被动柔顺装配。
√9、一般工业机器人手臂有 4 个自由度。
×10、机器人机座可分为固定式和履带式两种。
×11、行走机构按其行走运动轨迹可分为固定轨迹和无固定轨迹两种方式。
√12、机器人手爪和手腕最完美的形式是模仿人手的多指灵巧手。
√13、手腕按驱动方式来分，可分为直接驱动手腕和远距离传动手腕。
√第三章1、正向运动学解决的问题是：已知手部的位姿，求各个关节的变量。
×2、机器人的运动学方程只局限于对静态位置的讨论。
√第四章1、用传感器采集环境信息是机器人智能化的第一步。
√2、视觉获得的感知信息占人对外界感知信息的60% 。
×3、工业机器人用力觉控制握力。
×4、超声波式传感器属于接近觉传感器。
√5、光电式传感器属于接触觉传感器。
工业机器人的关键技术及其发展趋势
工业机器人的关键技术及其发展趋势工业机器人作为现代工业生产的重要组成部分，在提高生产效率、降低成本以及保障工人安全等方面发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步和工业自动化的日益普及，工业机器人的应用范围和功能不断扩展，关键技术也在不断更新换代。
本文将探讨工业机器人的关键技术和其发展趋势。
一、机器人感知技术工业机器人需要具备对周围环境的感知能力，以便进行自动化的操作和决策。
目前，常用的机器人感知技术包括视觉感知、力触觉感知和位置感知等。
视觉感知技术能够通过摄像头等设备识别和定位目标物体，力触觉感知技术可以模拟人手的触觉反馈，帮助机器人更加精准地进行操作，而位置感知技术则能够确定机器人自身的位置和姿态，在工作过程中更好地调整和控制。
二、机器人智能控制技术随着人工智能的发展，工业机器人也越来越智能化。
智能控制技术是机器人实现自主决策和自适应操作的关键。
当前，深度学习和强化学习等技术在机器人控制中得到广泛应用。
深度学习可以通过大量数据的训练，提高机器人的识别和理解能力，使其能够更好地适应各种工作环境。
强化学习则可以通过与环境的交互学习，使机器人能够自动调整动作和策略，实现更加灵活和高效的工作。
三、机器人协作技术工业机器人不再是单打独斗的存在，而是与人类工作人员实现高效协作的伙伴。
为了实现机器人的人机协作，需要开发出适应人体工程学要求的机器人设计，以及实现机器人与人类的安全交互技术。
目前，机器人的物理性能提升、人体姿态识别、语音交互技术等都在不断改进，以满足机器人与人类的协同工作需求。
四、机器人网络化与互联技术工业机器人正朝着网络化和互联化的方向快速发展。
通过网络连接，不同机器人之间可以实现数据和指令的共享，从而提高生产效率和灵活性。
同时，机器人与其他设备的互联也可以实现更高级的任务协同，形成更加智能化的生产系统。
工业机器人网络化与互联技术的发展将为工业自动化带来更多的机遇和挑战。
未来，工业机器人的发展趋势将呈现以下几个方面：1.高性能和高速度：随着科技的推进，工业机器人的运行速度将继续提高，以适应更高效率的生产需求。
机器人的感知与控制技术
机器人的感知与控制技术一、机器人的概述机器人是一种自动化装置，最初是为了重复性的工作而设计的。
机器人可以自主进行任务，掌握一定的知识和技能，以专业领域为主要应用方向，常见的有工业机器人、服务机器人等，随着人类对机器人的不断探索和发展，机器人已经成为现代工业生产的重要一环。
二、机器人感知技术机器人的感知技术是指机器人利用传感器等设备对其环境进行观察和感知，从而获得信息和数据，进行决策和行动。
机器人的感知技术主要包括视觉、听觉、触觉、力觉等方面。
1. 机器人的视觉感知技术机器人的视觉感知技术是机器人的重要技术之一，主要通过图像处理技术实现。
机器人通过搭载高清摄像头、红外线摄像头、激光雷达等设备对周围环境进行拍摄和监测，利用数字信号处理技术进行图像重建和分析，从而完成对周围环境的感知和理解。
机器人视觉感知技术的应用领域非常广泛，包括无人驾驶、智能安防等领域。
2. 机器人的听觉感知技术机器人的听觉感知技术是机器人用于声音和声波接收和识别的技术，主要用于环境感知和语音交互等方面，主要包括麦克风、声音传感器等设备。
机器人通过识别声音并进行处理，可以获得环境变化和信息，从而更好地完成相应的任务。
3. 机器人的触觉、力觉感知技术机器人的触觉、力觉感知技术主要是通过搭载力传感器、压力传感器、振动传感器等设备对周围环境进行感知。
机器人可以通过对不同物体的触感信息和力学特性的检测，完成对物体质量、形状、硬度等特性的分析，并加以分类和处理。
三、机器人控制技术机器人控制技术是机器人完成任务的重要手段和方法，它主要分为硬件控制和软件控制两方面。
1. 机器人的硬件控制技术机器人的硬件控制技术是指通过搭载电机、传感器、执行器等设备实现机器人的运动和与环境的交互。
硬件控制技术的目标是提高机器人的灵敏度和运动稳定性，保证机器人能够在实际应用中具备高精度、高可靠性的运动控制特性。
2. 机器人的软件控制技术机器人的软件控制技术是指通过编写程序控制机器人的运动和任务执行。
常见的工业机器人传感器类型和作用介绍
常见的工业机器人传感器类型和作用介绍工业机器人是现代工业生产中的重要设备，它可以自动完成各种工艺操作，提高生产效率和质量。
而机器人要实现自主操作和与环境的交互，就必须依赖传感器来获取各种信息。
下面将介绍一些常见的工业机器人传感器类型及其作用。
1.视觉传感器：视觉传感器是机器人中应用最广泛的传感器之一，可以帮助机器人获取周围环境的图像信息，实现目标识别、位置定位、检测等功能。
常见的视觉传感器包括CCD相机、CMOS相机等，其分辨率越高，精度越高。
2.力传感器：力传感器可以测量机器人与周围环境之间的力和力矩，实现精确控制和操作。
常见的力传感器有电容式、压阻式、电感式等，可以应用于装配、抓取、力控处置等任务。
3.距离传感器：距离传感器可以测量机器人与物体之间的距离，实现避障、定位等功能。
常见的距离传感器包括激光传感器、超声波传感器、红外线传感器等，可以用于测距、测量高度等任务。
4.光电传感器：光电传感器可以检测物体的存在、颜色、形状等特性，实现物体识别、分类、定位等功能。
常见的光电传感器有光电开关、光幕、光电编码器等，可以应用于自动分拣、装配等任务。
5.温度传感器：温度传感器可以测量机器人周围环境的温度变化，实现温度控制、安全保护等功能。
常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶等，可以用于焊接、烤箱等工作环境中。
6.声音传感器：声音传感器可以检测周围环境中的声音，实现语音交互、声音控制等功能。
常见的声音传感器有麦克风、声纳等，可以应用于机器人导航、语音识别等任务。
7.气体传感器：气体传感器可以检测周围环境中的气体浓度和成分，实现气体分析、安全监测等功能。
常见的气体传感器有气体传感电阻、气体传感器阵列等，可以应用于有害气体探测、环境监测等任务。
8.触摸传感器：触摸传感器可以感知机器人与物体接触的力和位置，实现精确控制和安全保护。
常见的触摸传感器有电容触摸传感器、压阻触摸传感器等，可以用于装配、物体操纵等任务。
说明工业机器人的基本组成及各部分的关系
说明工业机器人的基本组成及各部分的关系工业机器人是一种能够模仿人类动作的自动化机器，用于完成各种生产任务。
它由多个组成部分构成，各部分之间密切合作，以实现高效的生产流程。
工业机器人的基本组成包括机械结构、控制系统、传感器系统和执行器系统。
机械结构是机器人的骨架，它提供了机器人的身体支撑和运动平台。
机械结构通常由关节、连杆和末端执行器等组成。
关节是机器人的关节点，使机器人能够在空间中进行各种运动。
连杆是连接关节的杆状物，用于传递力和运动。
末端执行器是机器人的工具，用于执行具体的操作任务。
控制系统是机器人的大脑，用于控制机器人的运动和动作。
控制系统通常由主控制器、伺服控制器和编码器等组成。
主控制器是机器人的核心，负责接收和处理指令，控制机器人的运动和动作。
伺服控制器是控制机械结构运动的关键部件，通过控制电机的转动来实现机器人的运动。
编码器用于检测和反馈机器人的位置和速度信息，保证机器人的运动精度和稳定性。
传感器系统是机器人的感知器官，用于获取周围环境的信息。
传感器系统通常由视觉传感器、力传感器和触觉传感器等组成。
视觉传感器能够获取周围环境的图像信息，用于定位和识别目标。
力传感器能够测量机器人施加的力和受到的力，用于控制机器人的力度和力量。
触觉传感器能够感知机器人与物体之间的接触力和接触面积，用于实现精确的操作和装配。
执行器系统是机器人的动力系统，用于驱动机器人的运动和动作。
执行器系统通常由电机、减速器和传动装置等组成。
电机是机器人的动力源，通过转动来驱动机械结构的运动。
减速器用于降低电机的转速，提供更大的输出扭矩。
传动装置用于将电机的转动传递给机械结构，实现机器人的运动。
以上是工业机器人的基本组成及各部分的关系。
机械结构提供了机器人的运动平台，控制系统控制机器人的运动和动作，传感器系统获取周围环境的信息，执行器系统驱动机器人的运动和动作。
这些部分密切合作，共同完成各种生产任务，提高生产效率和质量。
工业机器人的发展和应用将进一步推动自动化生产的发展，为人们的生活带来更多的便利和效益。
工业机器人视觉与触觉感知技术考核试卷
5.工业机器人视觉系统中的深度信息可以通过______技术来获取。
（）
6.触觉传感器的______是指其能够检测的最小力的变化。
（）
7.在工业机器人视觉处理中，______变换常用于图像的几何校正。
（）
8.为了实现工业机器人对柔软物体的精确抓取，触觉感知系统需要具备______能力。
（）
9.工业机器人视觉系统中的______算法可以用于识别和跟踪图像中的运动目标。
B.神经网络
C.贝叶斯估计
D.主成分分析
13.在工业机器人视觉系统中，以下哪些方法可以用于改善图像的对比度？（）
A.对数变换
B.幂次变换
C.直方图均衡化
D.阈值分割
14.触觉感知技术中，以下哪些特点使得压电传感器适用于工业机器人？（）
A.响应速度快
B.灵敏度高
C.易于小型化
D.可以测量多维力
15.工业机器人视觉系统在图像配准时，以下哪些方法可以用于提高配准精度？（）
4. B
5. C
6. A
7. D
8. B
9. D
10. A
11. A
12. D
13. B
14. C
15. D
16. A
17. A
18. D
19. C
20. B
二、多选题
1. ABD
2. ABCD
3. AD
4. ABC
5. ABC
6. ABC
7. AB
8. BC
9. ABC
10. ABC
11. ABC
B.采用深度学习算法
C.使用多视角图像
D.减少图像采集的帧率
20.以下哪些是工业机器人触觉感知技术的挑战和限制？（）
机器人的感知与认知
机器人的感知与认知随着科技的不断进步和发展，机器人逐渐成为人们生活中的重要组成部分。
机器人的感知与认知能力被认为是其核心技术，它决定了机器人能否与人类有效地交互和合作。
本文将探讨机器人的感知与认知，并分析其在各个领域的应用。
一、机器人感知技术机器人能够通过各种传感器感知周围环境，并将感知到的信息转化为可供计算机处理的数据。
常见的机器人感知技术包括视觉感知、听觉感知、触觉感知和位置感知。
1. 视觉感知机器人通过摄像头等设备获取图像信息，并通过图像处理算法进行分析和识别。
例如，机器人可以通过视觉感知技术辨别物体的形状、颜色和大小，实现物体抓取或目标追踪等功能。
2. 听觉感知机器人通过麦克风等设备获取声音信号，并通过声音处理算法分析和理解。
例如，语音识别技术使得机器人能够听懂人类的指令，并做出相应的反应。
3. 触觉感知机器人通过触摸传感器等设备获取触摸信号，并通过触摸感知算法进行分析和处理。
例如，机器人可以通过触摸感知技术判断物体的硬度、温度和纹理等属性。
4. 位置感知机器人通过全球定位系统（GPS）、惯性导航等技术获取自身的位置信息。
这些技术帮助机器人在运动中准确定位，实现精确导航和路径规划。
二、机器人认知技术机器人的认知能力是其理解和处理感知信息的能力。
机器人的认知技术主要包括智能推理、知识表示和机器学习。
1. 智能推理机器人通过推理技术，通过已有的知识和规则进行逻辑推理，从而做出合理的决策。
例如，机器人可以通过智能推理技术在复杂环境中找到最佳路径或解决问题。
2. 知识表示机器人通过知识表示技术将获取到的知识进行存储和组织，便于后续的处理和利用。
常见的知识表示方法包括逻辑表示、本体表示和语义网络等。
3. 机器学习机器学习技术使得机器人能够通过观察和经验来学习并不断改进自己的性能。
例如，机器人可以通过机器学习算法提取出感知信息中的关键特征，并用于目标识别和分类等任务。
三、机器人在各领域的应用机器人的感知与认知技术在各个领域都有着广泛的应用。
工业机器人外部传感器
图4-27 超声波式接近觉传感器工作原理图
被测距离L有：
L VT 2
1.4 视觉传感器
1．视觉传感器概述
视觉传感器又称为摄像管，它是采用光电转换原理摄取平面光学图像，并 使其转换为电子图像信号的器件。
视觉传感器必须具备两个作用：一是将光信号转换为电信号；二 是将平面图像上的像素进行点阵取样，并把这些像素按时间取出。
视觉传感器在工业机器人中的应用类型大致可以分为三类，即视 觉检验、视觉导引和过程控制；其应用领域包括电子工业、汽车工 业、航空工业以及食品和制药等。
2．光导摄像管
如图4-29（a）所示，光导摄像管外面有一圆柱形玻璃外壳2，内部有位于一端 的电子枪7以及位于另一端的屏幕1和光敏层3。加在线圈6，9上的电压将电子束聚 焦并使其偏转。偏转电路驱使电子束对光敏层的内表面扫描以便“读取”图像。
图4-24 振动式滑觉传感器
1.3 接近觉传感器
接近觉传感器是工业机器人用来探测自身与周围物体之间相对位置或距离的一 种传感器，它探测的距离一般在几毫米到十几厘米之间。接近觉传感器按照转换原 理的不同，可分为电涡流式、光纤式和超声波式等类型。
1．电涡流式接近觉传感器
当导体在一个不均匀的磁场中运动或处于一个交变磁场中时，其 内部便会产生感应电流。这种感应电流称为电涡流，这一现象称为电 涡流现象，电涡流式接近觉传感器便是利用这一原理制作的。
（a）结构
（b）电子束扫描方式 图4-29 光导摄像管
1—屏幕；2—玻璃外壳；3—光敏层；4—网格；5—电子束； 6—光束聚焦线圈；7—电子枪；8—引脚；9—光束偏转线圈
3．CCD传感器
CCD传感器与一般摄像管相比，具有重量轻、体积小、寿命长、功耗低等优点， 它使用一种高感光度的半导体材料制成，能将光线转变成电荷，通过模/数转换器 转换成数字信号。数字信号经过压缩以后的数据传输至计算机，并借助于计算机的 处理手段，根据任务需要反馈给执行器。
工业机器人触觉传感器的功能和类型介绍
工业机器人触觉传感器的功能和类型介绍
一，包括压电.压阻.电容和弹性类型。
工业机器人触觉传感器可以帮助工业机器人测量与其环境的任何物理交互。
本文将主要介绍工业机器人触觉传感器的功能和触觉传感器的类型。
1.光学触觉传感器光学触觉传感器有内外两种类型。
在这种类型中，通过将障碍物移动到光路来调节光的强度。
它具有抗电磁干扰的优点，分辨率很高。
需要低布线，电子设备可以远离传感器。
2.压电触觉传感器当向传感器元件施加压力时，传感器元件上的电压效应为压电效应。
电压的产生与施加的压力成正比。
在这种情况下，不需要外部传感器。
这种传感器的优点是耐久性和宽动态范围。
可以测量压力。
3.电阻触觉传感器传感器的工作是基于导体聚合物和电极之间的电阻变化。
这种类型的触觉传感器被广泛使用。
当施加压力时，导电材料的电阻会发生变化。
然后测量电阻。
该传感器具有耐久性高、过载耐受性好等优点。
4.电容式触觉传感器两个电极之间的电容变化用于电容式传感器。
这种类型的电容式传感器将测量电容，并在施加的压力下发生变化。
平行板电容器的电容与板的间距和面积有关。
电容器会根据负载而变化。
该传感器具有线性响应和宽动态范围的优点。
5.磁触觉传感器磁触觉传感器采用两种方法，一种是测量磁通密度的变化，另一种是绕组间磁耦合变形的变化。
该传感器具有灵敏度高、无机械滞后等优点。
工业机器人-智能传感与感知ppt课件
SRI腕力传感器应变片连接方式
外部传感器
（3）距离传感器
距离传感器可用于机器人导航和回避障碍物，也可用于机器人空间内的物体进行定 位及确定其一般形状特征。
1) 超声波测距法
超声波是频间隔推算 出距离。缺点:波束较宽，其分辨力受到严重的限制，主要用于导航和回避障碍物。
定义
种类
• 移动机器（AGV） • 点焊机器人 • 弧焊机器人 • 激光加工机器人 • 真空机器人-真空中使用（半导体工业） • 洁净机器人-洁净环境使用
种类
• 移动机器（AGV）-自动移载
KUKA
种类
• 移动机器（AGV）-自动移载
平移、自转-子母轮
种类
解决方案
四大家族
ABB
KUKA
FANUC
工业机器人
人机协作
感知能力
工业机器人
人机协作
ABB-YuMi人机协作机器人
YuMi是全球首款名副其 实的人机协作机器人， 既能与人类并肩执行相 同的作业任务，又可确 保其周边区域安全无虞。 无论是手表、平板电脑 还是其他各类产品,YuMi 都能轻松处理，甚至连 穿针引线也不在话下， YuMi将彻底改变我们对 装配自动化的固有思维。
2) 滑觉传感器有滚动式和球式，还有一种通过振动检测滑觉的 传感器。物体在传感器表面上滑动时，和滚轮或环相接触， 把滑动变成转动。
外部传感器
例如振动式滑觉传感器，表面伸出的触针能和物体接触，物 体滚动时，触针与物体接触而产生振动，这个振动由压电传感器 或磁场线圈结构的微小位移计检测。
外部传感器
（2）力觉传感器
原理：三角测量法、立体视觉法等等。
多传感器数据融合
多传感器数据融合算法简介
工业机器人基础复习题
1、机器人安应用类型可以分为工业机器人、极限作业机器人和娱乐机器人; 2﹑机器人按照控制方式可分为点位控制方式、连续轨迹控制方式、力力矩控制方式和智能控制方式;3、工业机器人的坐标形式主要有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型;4、直角坐标机器人的工作范围是长方形形状；圆柱坐标机器人的工作范围是圆柱体形状；球坐标机器人的工作范围是球面一部分状;5、工业机器人的参考坐标系主要有关节坐标系、工具参考坐标系、全局参考系坐标系 ;6、工业机器人的传动机构是向手指传递运动和动力,该机构根据手指的开合动作特点可以分为回转型和移动型 ;7、吸附式取料手靠吸附力取料,根据吸附力的不同分为磁吸附和气吸附两种;8、气吸附式取料手是利用吸盘内的压力和大气压之间的压力差而工作;按形成压力差的方法,可分为真空吸盘吸附、气流负压气吸附、挤压排气负压气吸附几种;9、手臂是机器人执行机构的重要部件,它的作用是支待手腕并将被抓取的工件运送到指定位置上 ,一般机器人的手臂有3个自由度,即手臂的伸缩升降及横向移动、回转运动和复合运动;10、机器人的底座可分为固定式和移动式两种;11、谐波齿轮传动机构主要有柔轮、刚轮和波发生器三个主要零件构成;12、谐波齿轮通常将刚轮装在输入轴上,把柔轮装在输出轴上,以获得较大的齿轮减速比;13、机器人的触觉可以分为接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉五种;14、机器人接触觉传感器一般由微动开关组成,根据用途和配置不同,一般用于探测物体位置, 路径和安全保护 ;二、选择题1、世界上第一台工业机器人是 BA、VersatranB、UnimateC、RoombaD、AIBO2、通常用来定义机器人相对于其它物体的运动、与机器人通信的其它部件以及运动部件的参考坐标系是 CA、全局参考坐标系B、关节参考坐标系C、工具参考坐标系D、工件参考坐标系3、用来描述机器人每一个独立关节运动参考坐标系是 BA、全局参考坐标系B、关节参考坐标系C、工具参考坐标系D、工件参考坐标系4、夹钳式取料手用来加持方形工件,一般选择 A 指端;A、平面B、V型C、一字型D、球型5、夹钳式取料手用来加持圆柱形工件,一般选择 B 指端;A、平面B、V型C、一字型D、球型6、夹钳式手部中使用较多的是 DA、弹簧式手部B、齿轮型手部C、平移型手部D、回转型手部7、平移型传动机构主要用于加持 C 工件;A、圆柱形B、球形C、平面形D、不规则形状8、使用一台通用机器人,要在作业时能自动更换不同的末端操作器,就需要配置 C ;A、柔性手腕B、真空吸盘C、换接器D、定位销9、工业机器人手腕的自由度最多为多少个 CA、1B、2C、3D、610、工业机器人一般需要 D 个自由度才能使手部达到目标位置并出去期望姿态;A、1B、2C、3D、611、工业机器人的手腕中,通常把手腕的翻转动作用 A 表示;A、RB、PC、YD、B12、工业机器人的手腕中,通常把手腕的俯仰动作用 D 表示;A、RB、PC、YD、B13、工业机器人的手腕中,通常把手腕的偏转动作用 C 表示;A、RB、PC、YD、B14、下列工业机器人手腕关节结构中,具有一个自由度的是 C ;A、BRB、BBC、RRD、BBR15、下列工业机器人手腕关节结构中,具有两个自由度的是 B ;A、BBRB、BBBC、BRRD、RRR16、下列工业机器人手腕关节结构中,具有最少自由度的是 B ;A、BBRB、BBBC、BRRD、RRR17、工业机器人的手臂按结构形式区分,不包括下列 C ;A、单臂式B、双臂式C、多臂式D、悬挂式19、工业机器人的手臂按运动形式区分,不包括下列 A ;A、摆动运动B、回转运动C、直线运动D、复合运动20、机器人手臂的伸缩、升降及横向移动都属于直线运动,下列运动不属于直线运动的是 DA、活塞气缸B、活塞油缸C、齿轮齿条D、连杆机构21、工业机器人的制动器通常是按照 D 方式工作;A、通电抱闸B、有效抱闸C、无效放闸D、失效抱闸22、当代机器人大军中最主要的机器人为 AA、工业机器人B、军用机器人C、服务机器人D、特种机器人23、手部的位姿是由哪两部分变量构成的 BA、位置与速度B、姿态与位置C、位置与运行状态D、姿态与速度24、工业机器人常用的行走机座是 DA、二轮车B、三轮车C、两足行走机构D、导轨25、谐波减速器的结构不包括 CA、刚性齿轮B、柔性齿轮C、斜齿轮D、谐波发生器26、工业机器人的位姿用 D 描述;A、坐标B、方位C、角度D、矩阵27、工业机器人的位姿可以用矩阵来表示,矩阵中第四行的1表示A、角度 B点的坐标 C点的方向 D、补位28、工业机器人的位姿可以用矩阵来表示,矩阵中第四行的0表示A 、角度B 点的坐标C 点的方向D 、补位29、在工业机器人齐次坐标变换中有⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆∆∆=∆∆∆1000100010001),,(Trans z y x z y x 它被称为 A 、平移算子 B 、旋转算子 C 、平移矩阵 D 、旋转矩阵30、工业机器人每次通电时不需要校准的编码器是 B ,一通电就能知道关节的实际位置;A 、相对型光电编码器B 、绝对型光电编码器C 、测速发电机D 、旋转编码器31、工业机器人每次通电时必需校准的编码器是 A ;A 、相对型光电编码器B 、绝对型光电编码器C 、测速发电机D 、旋转编码器32、测量角速度的传感器有 DA 、超声波传感器B 、STMC 、光学测距法D 、旋转编码器33、机器人测距传感器不包括 B ;A 、超声波传感器B 、STMC 、光学测距法D 、旋转编码器34、对工业机器人进行示教时,同时对速度、位置、操作顺序等进行示教方式是 AA 、集中示教B 、分离示教C 、手把手示教D 、示教盒示教35、对工业机器人进行示教时,示教位置后,分别对速度、操作顺序等进行示教方式是 BA、集中示教B、分离示教C、手把手示教D、示教盒示教36、焊接机器人的外围设备不包括 AA、倒袋机B、变位机C、滑移平台D、快换装置三、简答题：1、简述工业机器人的应用场合并举例;1 恶劣工作环境及危险工作,如：压铸车间及核工业等领域的作业环境;2 特殊作业场合和极限作业,如：火山探险、深海探密和空间探索等领域;3 自动化生产领域,如：焊接机器人、材料搬运机器人、检测机器人、装配机器人、喷漆和喷涂机器人2、简述工业机器人的基本组成;工业机器人由三大部分六个子系统组成;三大部分是机械部分、传感部分和控制部分;六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人－环境交互系统、人机交互系统和控制系统;3、简述工业机器人的技术参数;机器人技术参数有自由度、精度、工作范围、速度、承载能力1自由度：是指机器人所具有的独立坐标轴的数目,不包括手爪末端操作器的开合自由度;在三维空间里描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度;但是,工业机器人的自由度是根据其用途而设计的,也可能小于六个自由度,也可能大于六个自由度精度：工业机器人的精度是指定位精度和重复定位精度;定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异;重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力,可以用标准偏差这个统计量来表示,它是衡量一列误差值的密集度即重复度;3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; 4速度；速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标;5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;承载能力不仅取决于负载的质量,而且还与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关;为了安全起见,承载能力这一技术指标是指高速运行时的承载能力;通常,承载能力不仅指负载,而且还包括机器人末端操作器的质量;4、简述工业机器人制动器的作用及工作方式;许多机器人的机械臂都需要在各关节处安装制动器,其作用是在机器人停止工作时,保持机械臂的位置不变,在电源发生故障时,保护机械臂和它周围的物体不发生碰撞;1作用：在机器人停止工作是,保持手臂的位置不变；在电源发生故障时,保护机械臂和它周围的物体不发生碰撞2工作方式：失效抱闸方式——要松开制动器就必须接通电源,否则,各关节不能产生相对运动目的：在电源出现故障时起保护作用缺点：在工作期间要不断通电使制动器松开5、简述工业机器人传动机构的要求;1 齿轮传动机构在机器人中常用的齿轮传动机构有圆柱齿轮,圆锥齿轮,谐波齿轮,摆线针轮及蜗轮蜗杆传动等;2 谐波齿轮传动谐波齿轮传动具有结构简单、体积小重量轻,传动比大几十到几百,传动精度高、回程误差小、噪音低、传动平稳,承载能力强、效率高等一系列优点3 螺旋传动螺旋传动及丝杠螺母,它主要是用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动;4 同步带传动同步带传动是综合了普通带传动和链轮链条传动优点的一种新型传动,它在带的工作面及带轮外周上均制有啮合齿,通过带齿与轮齿作啮合传动;为保证带和带轮作无滑动的同步传动,齿形带采用了承载后无弹性变形的高强力材料,无弹性滑动,以保证节距不变;6、简述机器人的性质;机器人是一种可反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作工具,为执行不同任务而具有可改变和可编程的动作的专门系统;工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机;1 恶劣工作环境及危险工作：2 特殊作业场合和极限作业3自动化生产领域7、简述工业机器人常见的新型驱动方式及原理;磁致伸缩驱动、压电晶体驱动器、形状记忆金属、静电驱动器;新型驱动方式可以实现驱动元件的简单化和微型化,更适宜于机器人的使用;8、简述工业机器人视觉系统的组成及应用;机器人视觉由视觉传感器摄像机和光源控制计算器和图像处理机组成原理：由视觉传感器讲景物的光信号转换成电信号经过A/D摄像机控制器把把光线,距离颜色光源方向等等参数传递给图像处理器 ,图像处理器对图像数据做一些简单的处理将数据传递给计算机最后由计算器存储和处理;9、简述机器人滑觉的检测方法;滑觉传感器用来检测机器人与抓握对象间滑移程度,为了抓握物体有适当的握力值,需要实时检测接触表面的相对滑动,将物体的滑动位移转换为传感器角位移,再由角位移得到光脉冲信号,将光脉冲转换为电压脉冲发送给控制计算机处理10、工业机器人控制系统和普通控制系统相比有什么特点1 机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关;2 是一个多变量控制系统,要求系统具有一定的智能性;3 是一个复杂的计算机控制系统;4 描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,各变量之间还存在耦合;5 机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成, 因此存在一个“最优”的问题;11、示教编程方式有哪两类各有什么特点示教方式：机器人示教的方式种类繁多,总的可以分为集中示教方式和分离示教方式; 1、集中示教方式将机器人手部在空间的位姿、速度、动作顺序等参数同时进行示教的方式,示教一次即可生成关节运动的伺服指令;2、分离示教方式将机器人手部在空间的位姿、速度、动作顺序等参数分开单独进行示教的方式,一般需要示教多次才可生成关节运动的伺服指令,但其效果要好于集中示教方式;12、工业机器人的控制方式按作业任务不同可分为哪些方式各有什么特点点位控制方式,连续轨迹控制方式,力控制方式和智能控制方式;1）点位控制方式PTP这种控制方式的特点是只控制工业机器人末端执行器在作业空间中某些规定的离散点上的位姿;控制时只要求工业机器人快速、准确地实现相邻各点之间的运动,而对达到目标点的运动轨迹则不作任何规定;这种控制方式的主要技术指标是定位精度和运动所需的时间; 2连续轨迹控制方式CP这种控制方式的特点是连续的控制工业机器人末端执行器在作业空间的位姿,要求其严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动,而且速度可控,轨迹光滑,运动平稳,以完成工作任务;3力力矩控制方式在完成装配、抓放物体等工作时,除要准确定位外,还要求使用适度的力或力矩进行工作,这时就要利用力力矩伺服方式;这种方式的控制原理与位置伺服控制原理基本相同,只不过输入量和反馈量不是位置信号,而是力力矩信号,因此系统中必须有力力矩传感器;有时也利用接近、滑动等传感功能进行自适应式控制;4智能控制方式机器人的智能控制时通过传感器获得周围环境的知识,并根据自身内部的知识库做出相应的决策;采用智能控制技术,使机器人具有了较强的适应性及自学习功能;智能控制技术的发展有赖于近年来人工神经网络、基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能的迅速发展;13、目前在工业生产中应用的工业机器人的主要编程方式有哪些顺序控制的编程示教方式编程示教盒示教编程脱机编程或预编程。
《工业机器人技术基础》课程教学大纲
《工业机器人技术基础》课程教学大纲一、课程地位与作用工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。
这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用。
工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸方面具有举足轻重的地位。
本课程是以工业机器人概述、基本组成及技术参数、本体与控制器连接、末端操作器、工业机器人的环境感觉技术、编程语言介绍、工业机器人系统集成项目流程等为研究对象的一门专业基础课。
二、教学目标学生通过对本课程的学习，熟知工业机器人使用及搬运安全事项；了解工业机器人常见国际品牌与国内品牌；掌握工业机器人的三大组成部分和六个子系统；工业机器人的主要技术参数和常用软件，工业机器人末端操作器种类与应用等，让学生对工业机器人的定义、发展历史及前景、运用领域、基本组成、主要技术参数有一个初步的认识，为后面的专业核心课程打下理论基础，培养学生的学习兴趣，建立长期的学习计划。
同时树立示教器、专用设备、教具使用的安全意识及保养意识，使学生初步具备分析和解决基础技术问题的能力。
三、课程教学内容与方法设计第一章绪论【教学目标】1.掌握工业机器人行业典型应用、市场前景；2.熟知工业机器人品牌认识及行业应用前景；3.熟知使用机器人安全注意事项以及机器人的分类。
【重点难点】1.工业机器人的应用环境；2.工业机器人的使用安全；【教学内容】1.机器人的分类；2.工业机器人的应用环境，工业机器人的历史发展；3.工业机器人家族介绍；4.工业机器人应用安全注意事项。
【教学方法与设计】1.本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。
通过讲授和多媒体教学的方式,并结合板书进行教学，在讲解过程中注重与学生互动。
2.如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。
简述工业机器人的系统组成及各部分的功能
简述工业机器人的系统组成及各部分的功能工业机器人是现代工业生产中的重要设备，它能够完成各种复杂的生产任务，提高生产效率和产品质量。
工业机器人的系统组成包括机械结构、传感器、控制系统和人机界面等部分，每个部分都承担着不同的功能。
首先是机械结构部分。
工业机器人的机械结构由臂部、手部和关节等组成。
臂部是机器人的主要工作部分，可以实现多轴运动，具有较大的工作范围。
手部是机器人的末端执行器，可以根据需要安装不同的工具，如夹具、焊枪等，实现不同的生产任务。
关节是机械结构的连接部分，可以实现机械臂的灵活运动。
机械结构部分的主要功能是提供机器人的运动和力量支撑，使机器人能够完成各种复杂的操作任务。
其次是传感器部分。
传感器是工业机器人的“感知器官”，通过感知周围环境的信息，为机器人提供反馈和控制信号。
常用的传感器包括视觉传感器、力传感器、触觉传感器等。
视觉传感器可以实现机器人对周围环境的感知和识别，如识别产品的位置、形状和颜色等；力传感器可以测量机器人施加在工件上的力和压力，使机器人能够根据力反馈进行精确控制；触觉传感器可以模拟人类的触觉感受，实现对工件表面的触摸和感知。
传感器部分的主要功能是获取环境信息，并将其转化为机器人能够理解和处理的信号。
控制系统是工业机器人的“大脑”，负责对机器人进行控制和调度。
控制系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括控制器、电机和驱动器等。
控制器是控制系统的核心，负责接收传感器信号、计算控制指令和控制机械结构的运动；电机是机械结构的驱动装置，负责提供动力和力矩；驱动器是控制电机运动的设备。
软件部分包括编程语言、控制算法和路径规划等。
编程语言是编写机器人控制程序的工具，控制算法是实现机器人控制的方法，路径规划是确定机器人运动轨迹的过程。
控制系统的主要功能是实现机器人的精确控制和运动规划。
人机界面是工业机器人与操作人员进行交互的界面。
人机界面通常包括显示器、键盘和触摸屏等设备，操作人员可以通过这些设备与机器人进行信息交流和指令输入。
机器人触觉感知的原理与方法
机器人触觉感知的原理与方法
1. 你知道机器人是怎么感受触觉的吗？就好比我们用手去触摸东西，机器人也有自己的方式呢！比如在工业生产中，机器人可以通过它身上的传感器来感知物体的形状和质地，就好像我们的手指一样敏锐，厉害吧！
2. 机器人触觉感知的原理其实超有趣的呀！想象一下，它就像是有了一双神奇的手，能准确判断出物体的各种信息呢。
在医疗领域，机器人可以通过触觉感知来进行精细的手术操作，这简直太不可思议了呀！
3. 哇塞，机器人触觉感知的方法真的太神奇了。
这不就跟我们感知世界的方式有点儿像嘛！在探索太空时，那些特制的机器人依靠触觉感知来避开危险，保障自身安全，多牛呀！
4. 机器人的触觉感知到底是怎么做到的呀？嘿嘿，就类似我们在黑暗中摸索一样。
比如在一些危险环境中，机器人能凭借超强的触觉感知去完成任务，难道不令人惊叹吗！
5. 你有没有想过机器人触觉感知的秘密呀？它呀，好像是有了一种超能力。
就像无人驾驶中，机器人靠触觉感知来判断路况，是不是超厉害的呀！
6. 机器人触觉感知的原理和方法真的值得好好琢磨琢磨呢。
这不就和我们了解一个新事物一样嘛！在服务行业，机器人通过触觉感知更好地为人们服务，真的好棒呀！
7. 说真的，机器人触觉感知真的超酷的。
简直就是打开了一个新的世界呀！从生产到生活，各个领域都有它们大展身手的地方，真的太让人兴奋了呀！
我的观点结论：机器人触觉感知有着非常神奇的原理和方法，在众多领域发挥着重要作用，给我们的生活带来了巨大的改变和便利，真的是一项了不起的技术呀！。
常见的工业机器人传感器类型和作用介绍
常见的工业机器人传感器类型和作用介绍
1、光传感器光传感器可以识别光或电压的变化，然后根据光的变化产生相应的电压差。
工业机器人常用的光传感器有光伏电池和光敏电阻等。
2、扭矩传感器扭矩传感器可以识别工业机器人手臂及末端工具施加的力，为工业机器人提供了触觉。
一般工业机器人的扭矩传感器会安装在工业机器人和工具之间，以监控机器人施加在工具上的力。
3、接近传感器接近传感器可以在不需要对物体有物理接触的情况下对物体进行检测，工作方式也比较简单。
常见的接近传感器是由发射器发射电磁波，接收器接收并分析物体返回的信号。
工业机器人常用的接近传感器有红外收发器，可以通过红外光束的反射和捕获来来识别障碍物，检测附近物体的存在。
4、加速度传感器加速度传感器可以通过动力和静力来测量加速度和倾斜度。
通过对这两个力的测量，机器人可以确定移动物体所需要的加速度，并且确定机器人的平衡情况。
工业机器人应用的技术以及影响因素
工业机器人应用的技术以及影响因素随着人类社会的不断发展，工业自动化技术获得了极大的发展，其中工业机器人应用愈发广泛。
那么，工业机器人应用的技术和影响因素又都有哪些呢？一、工业机器人应用的技术1、感知技术感知技术是工业机器人的核心技术，也是其实现智能化的关键。
感知技术包括视觉、触觉、声音、气味等各种传感器技术。
其中，视觉技术是最为重要的一种。
2、控制技术控制技术是指工业机器人控制系统的开发和设计，包括操作系统、网络通信技术、运动控制技术、数据采集技术等。
3、智能化技术工业机器人智能化技术是指将人工智能、模式识别等技术应用于机器人系统中，赋予其较高的智能水平。
这种技术可以让机器人根据不同情景做出不同决策。
4、机器视觉技术机器视觉技术是采用摄像头、图像传感器等设备，在工业机器人中实现对周围环境的自主感知。
机器视觉技术的应用可以使得机器人在工作时更加智能化。
5、控制算法技术工业机器人的运动控制是机器人重要的功能之一，控制算法技术就是用来保证机器人运动的准确性、稳定性和安全性的技术。
二、工业机器人应用的影响因素1、外环境外环境是工业机器人应用最为关键的影响因素之一。
由于工业机器人在操作过程中需要与周围环境进行交互，因此环境的复杂程度、环境中的打扰等因素都会对机器人的使用效果造成一定影响。
2、技术水平工业机器人的应用水平取决于该领域的技术水平。
若技术水平越高，则使用效果也会越好。
因此，加强技术研究能有助于推动工业机器人的应用发展。
3、人员培训随着工业机器人的企业应用越来越广泛，需要越来越多的人员参与到机器人使用中来。
因此需要对相关人员进行必要的培训和学习，以确保对机器人技术的正确使用。
4、安全问题工业机器人的应用中需要面对的重要问题是安全问题。
由于机器人在工作时常常需要接触到人们工作环境，因此对于安全问题的解决格外重要。
总之，随着工业自动化技术的不断发展，工业机器人的应用将会越来越广泛。
通过不断加强技术研究，人们可以在工业机器人的应用中实现更多的科技领袖。
工业机器人知识点
机器人是一种计算机控制的可以编程的自动机械电子装置，能感知环境，识别对象，理解指示命令，有记忆和学习功能，具有情感和逻辑判断思维，能自身进化，能计划其操作程序来完成任务。
三大部分：机械部分（用于实现各种动作）、传感部分（用于感知内部和外部的信息）、控制部分（控制机器人完成各种动作）。
六个系统：A．驱动系统：提供机器人各部位、各关节动作的原动力。
B．机械结构系统：完成各种动作。
C．感受系统：由内部传感器和外部传感器组成。
D．机器人-环境交互系统：实现机器人与外部设备的联系和协调并构成功能单元。
E．人机交互系统：是人与机器人联系和协调的单元。
F．控制系统：是根据程序和反馈信息控制机器人动作的中心。
分为开环系统和闭环系统。
工业机器人构成：机身部分（基座）：如同机床的床身结构一样，机器人机身构成机器人的基础支撑。
有的机身底部安装有机器人行走机构；有的机身可以绕轴线回转，构成机器人的腰。
手臂部分：分为大臂、小臂和手腕，完成各种动作。
末端操作器：可以是拟人的手掌和手指，也可以是各种作业工具，如焊枪、喷漆枪等。
关节：分为滑动关节和转动关节。
实现机身、手臂各部分、末端操作器之间的相对运动。
自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目,不应包括手爪(末端操作器)开合自由度。
工作精度：包括定位精度和重复定位精度。
定位精度：指机器人实际到达的位置和设计的理想位置之间的差异。
重复定位精度：指机器人重复到达某一目标位置的差异程度。
工作范围：指机器人末端操作器所能到达的区域。
工作速度：指机器人各个方向的移动速度或转动速度。
这些速度可以相同，可以不同。
承载能力：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。
工业机器人的参考坐标系:全局参考坐标系,关节参考坐标系,工具参考坐标系为什么要发展机器人?一：提高生产效率降低人的劳动强度。
二：机器人做人不愿意做或做不好的事。
三：机器人做人做不了的事情。
工业机器人末端操作器分为以下几类: (1) 夹钳式取料手； (2) 吸附式取料手； (3) 专用操作器及转换器； (4) 仿生多指灵巧手。
完整版)工业机器人技术题库及答案
完整版)工业机器人技术题库及答案工业机器人技术题库及答案一、判断题第一章1、工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。
√2、被誉为“工业机器人之父”的XXX最早提出了工业机器人概念。
×（应改为：被誉为“工业机器人之父”的XXX最早提出了工业机器人概念。
）3、工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、手腕、末端操作器4大件组成。
×（应改为：工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、手腕、末端执行器4大件组成。
）4、示教盒属于机器人-环境交互系统。
×（应删除此段）5、直角坐标机器人的工作范围为圆柱形状。
×（应改为：直角坐标机器人的工作范围为长方体形状。
）6、机器人最大稳定速度高,允许的极限加速度小,则加减速的时间就会长一些。
√7、承载能力是指机器人在工作范围内的特定位姿上所能承受的最大质量。
×（应改为：承载能力是指机器人在特定位姿下所能承受的最大质量。
）第二章1、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手臂和机座。
√2、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手肘和手臂。
×（应将“手肘”改为“手腕”）3、工业机器人的手我们一般称为末端操作器。
√4、齿形指面多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品。
√5、吸附式取料手适应于大平面、易碎、微小的物体。
√6、柔性手属于仿生多指灵巧手。
√7、摆动式手爪适用于圆柱表面物体的抓取。
√8、柔顺性装配技术分两种：主动柔顺装配和被动柔顺装配。
√9、一般工业机器人手臂有4个自由度。
×（应改为：一般工业机器人手臂有6个自由度。
）10、机器人机座可分为固定式和履带式两种。
×（应改为：机器人底座可分为固定式和移动式两种。
）11、行走机构按其行走运动轨迹可分为固定轨迹和无固定轨迹两种方式。
√12、机器人手爪和手腕最完美的形式是模仿人手的多指灵巧手。
√13、手腕按驱动方式来分，可分为直接驱动手腕和远距离传动手腕。
工业机器人的触觉传感器有哪些？作用是什么-
工业机器人的触觉传感器有哪些？作用是什么?AGV自动搬运车不仅可以提高整个生产效率，改善物流管理，还可以实现整个生产物流的自动化.智能化、柔性化，增加安全性。
AGV由小车组成的自动物流系统在整个自动化生产中发挥着巨大的作用，保证了物料运输的准确性.及时性.有效避免和消除人为过失造成的产品和运输损坏。
智能搬运机器人的主流导航方式如下：磁条导航磁条导航被认为是一种非常成熟的导航技术。
磁条铺设在智能搬运机器人的运行路线上。
智能搬运机器人通过测量路径上的磁场信号来获得车辆与目标跟踪路径之间的位置偏差，从而实现车辆的控制和导航。
磁条导航的优点是成本低.技术成熟可靠，定位稳定性好，使用方便。
磁条导航的缺点是需要施工地面，施工工作量大，地表卡容易丢失，路线变化时需要重新铺设磁条，柔性差，维护成本高，只能沿磁条行走，能避让，或通过控制系统实时更改任务。
磁钉导航磁钉导航模式是通过磁导航传感器检测磁钉的磁信号来找到行驶路径，只是使用磁带导航到间歇性感应，所以磁钉之间的距离不能太大，两个磁钉之间的智能搬运机器人处于距离测量状态，需要编码器测量行走距离。
其次，磁钉导航中使用的控制模块与磁带导航控制模块相同。
磁钉导航的优点是成本低.技术成熟可靠，磁钉埋在地下，隐秘性好.美观。
磁钉抗干扰强，耐磨性强，耐酸碱.油污等影响可用于室外.室内。
磁钉导航的缺点是智能搬运机器人导航线路中不能存在其他磁性物质。
智能搬运机器人磁钉导航线路一次铺设，后续修改线路必须进行二次操作。
智能搬运机器人磁钉导航施工将对地面进行一定的破坏功能，即在地面开孔，然后回填，严格的施工技术要求，以恢复原地面的美观要求。
Slam激光导航Slam激光导航又称自然导航，目前是智能搬运机器人zui采用二维激光扫描仪测量现场环境的先进导航技术.学习和绘制导航环境，智能搬运机器人在没有周围环境信息的情况下，让移动机器人根据自己的传感器和对周围环境的感知定位自己并增量构建周围环境地图。
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3. 计算机 由视觉传感器得到的图像信息要由计算机存储 和处理 , 根据各种目的输出处理后的结果。 20 世纪 80 年代以前 , 由于微计算机的内存量小 , 内存的价格
高 , 因此往往另加一个图像存储器来储存图像数据。
现在 , 除了某些大规模视觉系统之外 , 一般都使用 微计算机或小型机。除了通过显示器显示图形之外,
进入计算机后, 还要进行各种运算。
4.1.2 机器人视觉的应用 1. 弧焊过程中焊枪对焊缝的自动对中
图4.2所示为具有视觉焊缝对中的弧焊机器人的系统
结构。 图像传感器直接安装在机器人末端执行器。焊接 过程中,图像传感器对焊缝进行扫描检测, 获得焊前区焊 缝的截面参数曲线， 计算机根据该截面参数计算出末端 执行器相对焊缝中心线的偏移量Δ ,然后发出位移修正指
图 4.1 视觉系统的硬件组成
1. 视觉传感器 视觉传感器是将景物的光信号转换成电信号的器 件。大多数机器人视觉都不必通过胶卷等媒介物 ,而是 直接把景物摄入。过去经常使用光导摄像等电视摄像 机作为机器人的视觉传感器 , 近年来开发了 CCD( 电荷 耦合器件 ) 和 MOS( 金属氧化物半导体 ) 器件等组成的固 体视觉传感器。固体传感器又可以分为一维线性传感 器和二维线性传感器,目前二维线性传感器已经能做到 四千个像素以上。由于固体视觉传感器具有体积小、
配图纸、多面体等; 后者可以确定操作序列 , 包括装 配顺序、手部轨迹、抓取位置等。这样,只要对机器人
发出类似于人的表达形式的宏指令 , 机器人则会自动
考虑执行这些指令的具体工作细节。该机器人已成功 地进行了印刷板检查和晶体管、电动机等装配工作。
4.2 工业机器人的触觉
为使机器人准确地完成工作 ,需时刻检测机器人与对 象物体的配合关系。 机器人触觉可分成接触觉、接近觉、压觉、滑觉和
力觉五种, 如图4.7所示。触头可装配在机器人的手指上,
用来判断工作中各种状况。
图 4.7 机器人触觉
4.2.1 机器人的接触觉
1. 接触觉传感器
令,调整末端执行器直到偏移量Δ =0为止。
图4.3所示为用视觉技术实现机器人弧焊工作焊缝的 自动跟踪原理图。
图 4.2 具有视觉焊缝对中的弧焊机器人的系统结构
图 4.3 实现机器人弧焊工作焊缝的自动跟踪原理图
2. 装配作业中的应用 图4.4所示为一个吸尘器自动装配实验系统, 由2台关 节机器人和 7 台图像传感器组成。组装的吸尘器部件包 括底盘、气泵和过滤器等, 都自由堆放在右侧备料区,该
的距离信息,显然是很有用的。每个像素都含有距离信息
的图像, 称之为距离图像。目前,有人正在研究获得距离 信息的各种办法, 但至今还没有一种简单实用的装置。
2. 摄像机和光源控制
机器人的视觉系统直接把景物转化成图像输入信 号, 因此取景部分应当能根据具体情况自动调节光圈 的焦点, 以便得到一张容易处理的图像。为此应能调 节以下几个参量: (1) 焦点能自动对准要看的物体。 (2) 根据光线强弱中央。 (4) 根据目标物体的颜色选择滤光器。 此外, 还应当调节光源的方向和强度, 使目标物体 能够看得更清楚。
境中识别出装配所需的零件 ,并对其形状、位置、姿态等 进行识别。此外 , 多关节机器人还带有触觉。 利用这些
传感器信息,可以确定装配顺序和装配方法 , 逐步将零件
装成与图纸相符的产品。
图 4.6 日立自主控制机器人工作示意图
从功能上看,这种机器人具有图形识别功能和决策
规划功能, 前者可以识别一定的目标 (如宏指令)、装
还可以用打印机或绘图仪输出图像，且使用转换精
度为8位A/D转换器就可以了。但由于数据量大, 要求 转换速度快, 目前已在使用100 MB 以上的8位A／D 转换芯片。
4. 图像处理机 一般计算机都是串行运算的, 要处理二维图像 很费时间。 在要求较高的场合 , 可以设置一种专 用的图像处理机,以便缩短计算时间。 图像处理只 是对图像数据做了一些简单、重复的预处理 , 数据
第4章 工业机器人的环境感觉技术
4.1 工业机器人的视觉
4.2 工业机器人的触觉
4.3 工业机器人的位置及位移
4.4 多感觉智能机器人
习题
4.1 工业机器人的视觉
4.1.1 视觉系统的硬件组成
视觉系统可以分为图像输入(获取)、图像处理、图像 理解、图像存储和图像输出几个部分(见图4.1)。 实际系统 可以根据需要选择其中的若干部件。
图 4.5 具有视觉系统的机器人进行非接触式测量
4. 利用视觉的自主机器人系统
日本日立中央研究所研制的具有自主控制功能的智
能机器人 , 可以用来完成按图装配产品的作业 , 图 4.6 所
示为其工作示意图。它的两个视觉传感器作为机器人的 眼睛,一个用于观察装配图纸，并通过计算机来理解图中
零件的立体形状及装配关系 ; 另一个用于从实际工作环
重量轻等优点, 因此应用日趋广泛。
由视觉传感器得到的电信号, 经过A／D转换成数字信
号, 称为数字图像。一般地 , 一个画面可以分成 256×256 像素、 512×512像素或1024×1024像素,像素的灰度可以
用4位或8位二进制数来表示。一般情况下, 这么大的信息
量对机器人系统来说是足够的。要求比较高的场合 ,还可 以通过彩色摄像系统或在黑白摄像管前面加上红、绿、蓝 等滤光器得到颜色信息和较好的反差。 如果能在传感器的信息中加入景物各点与摄像管之间
区上方装设三台图像传感器 (α、β、γ), 用以分辨物料的
种类和方位。机器人的前部为装配区 ,这里有4台图像传 感器A、B、C和D, 用来对装配过程进行监控。使用这套 系统装配一台吸尘器只需2分钟。
图 4.4 吸尘器自动装配实验系统
3. 机器人非接触式检测 在机器人腕部配置视觉传感器 , 可用于对异形零件 进行非接触式测量 , 如图 4.5 所示。这种测量方法除了 能完成常规的空间几何形状、形体相对位置的检测外 , 如配上超声、激光、 x射线探测装置, 则还可进行零件内 部的缺陷探伤、 表面涂层厚度测量等作业。