简答题汇总

一、机器人学主要包含哪些研究内容？（第一章学习单元3）

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。

二、机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？（第四章学习单元3）

目前常用的有如下几种形式：(1) 横梁式。机身设计成横梁式，用于悬挂手臂部件，具有占地面积小，能有效地利用空间，直观等优点。(2) 立柱式。多采用回转型、俯仰型或屈伸型的运动型式，一般臂部都可在水平面内回转，具有占地面积小而工作范围大的特点。(3) 机座式。可以是独立的、自成系统的完整装置，可随意安放和搬动。也可以具有行走机构，如沿地面上的专用轨道移动，以扩大其活动范围。

(4) 屈伸式。臂部由大小臂组成，大小臂间有相对运动，称为屈伸臂，可以实现平

面运动，也可以作空间运动。

三、机器人控制系统的基本单元有哪些？（第六章学习单元8）

构成机器人控制系统的基本要素包括：(1) 电动机，提供驱动机器人运动的驱动力。(2) 减速器，为了增加驱动力矩、降低运动速度。(3) 驱动电路，由于直流伺服电动机或交流伺服电动机的流经电流较大，机器人常采用脉冲宽度调制（PWM）方式进行驱动。(4) 运动特性检测传感器，用于检测机器人运动的位置、速度、加速度等参数。

(5) 控制系统的硬件，以计算机为基础，采用协调级与执行级的二级结构。(6) 控制系统的软件，实现对机器人运动特性的计算、机器人的智能控制和机器人与人的信息交换等功能。

四、直流电机的额定值有哪些？（第六章学习单元7）

直流电动机的额定值有以下几项：(1)额定功率，是指按照规定的工作方式运行时所能提供的输出功率。对电动机来说，额定功率是指轴上输出的机械功率，单位为kW。

(2)额定电压，是电动机电枢绕组能够安全工作的最大外加电压或输出电压，单位为V。

(3)额定电流，是指电动机按照规定的工作方式运行时，电枢绕组允许流过的最大电流，单位为A。(4)额定转速，指电动机在额定电压、额定电流和输出额定功率的情况下运行时，电动机的旋转速度，单位为r/min。

五、常见的机器人外部传感器有哪些？（第五章学习单元1）

常见的外部传感器包括触觉传感器，分为接触觉传感器、压觉传感器、滑觉传感器和力觉传感器。距离传感器，包括超声波传感器，接近觉传感器，以及视觉传感器、听觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器等。

六、机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？（第五章学习单元9）

(1) 景物和距离传感器，常用的有摄像机、CCD图像传感器、超声波传感器和结构光设备等；

(2) 视频信号数字化设备，其任务是把摄像机或者CCD输出的信号转换成方便计算和分析的数字信号；

(3) 视频信号处理器，视频信号实时、快速、并行算法的硬件实现设备：如DSP 系统；

(4) 计算机及其设备，根据系统的需要可以选用不同的计算机及其外设来满足机器人视觉信息处理及其机器人控制的需要；

(5) 机器人或机械手及其控制器。

七、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？（第五章学

习单元9）

预处理的主要目的是清楚原始图像中各种噪声等无用的信息，改进图像的质量，增强兴趣的有用信息的可检测性。从而使得后面的分割、特征抽取和识别处理得以简化，并提高其可靠性。机器视觉常用的预处理包括去噪、灰度变换和锐化等。

八、请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。

模糊逻辑控制器由4个基本部分组成，即模糊化、知识库、推理算法和逆模糊化。

(1) 模糊化：将检测输入变量值变换成相应的论域，将输入数据转换成合适的语言值。

(2) 知识库：包含应用领域的知识和控制目标，它由数据和模糊语言控制规则组成。(3) 推理算法：从一些模糊前提条件推导出某一结论，这种结论可能存在模糊和确定两种情况。(4) 逆模糊化：将推理所得到的模糊值转换为明确的控制讯号，作为系统的输入值。

九、从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？

机器人编程语言可分为：(1) 动作级：以机器人末端执行器的动作为中心来描述各种操作，要在程序中说明每个动作。(2) 对象级：允许较粗略地描述操作对象的动作、操作对象之间的关系等，特别适用于组装作业。(3) 任务级：只要直接指定操作内容就可以了，为此，机器人必须一边思考一边工作。

十、仿人机器人的关键技术有哪些？

(1) 仿人机器人的机构设计；(2) 仿人机器人的运动操作控制，包括实时行走控制、手部操作的最优姿态控制、自身碰撞监测、三维动态仿真、运动规划和轨迹跟踪；(3) 仿人机器人的整体动力学及运动学建模；(4) 仿人机器人控制系统体系结构的研究；(5) 仿人机器人的人机交互研究，包括视觉、语音及情感等方面的交互；(6) 动态行为分析和多传感器信息融合。

十一、为什么我们说步进电动机是是位置控制中不可缺少的执行装置？他有什么优缺点？（第六章学习单元6）

因为可以对数字信号直接进行控制，能够很容易地与微型计算机相连接，不需要反馈控制，电路简单，容易用微型计算机控制，且停止时能保持转矩，维护也比较方便，但工作效率低，容易引起失歩，有时也有振荡现象产生。

十二、描述一下液压传动装置的构成。（第六章学习单元7）

①液压源。包括油箱、油泵、驱动电机、发动机。

②控制阀。包括压力控制阀、方向控制阀、流量控制阀。

③液压执行装置。包括液压缸、液压马达、摆动液压马达。

④附属设备。包括管件、仪表、冷却器等。

⑤其他设备。

十三、简述相对位姿和A变换矩阵的概念（第二章学习单元4）我们将为机器人的每一个连杆建立一个坐标系，并用齐次变换来描述这些坐标系间的相对关系，也叫相对位姿。通常把描述一个连杆坐标系与下一个连杆坐标系问相