机器人总结

工业机器人

一．选择题(30分)

1.机器人要完成任意一个空间作业，一般需要（C）个自由度。

A．3个 B 4个C 6个 D 7个

2.机器人手臂应具有足够的承载能力和刚度，其支撑板通常选用的材料为

（C）

A圆刚管 B 方刚管

C 工子刚

D 异性刚管

3.常用的三自由度手腕不包括哪种形式（A）

A.BBB手腕 B BBR手腕 C RRR手腕 D RBR手腕

4.单自由度机器人手腕的翻转运动通常有（C）实现

A.B关节 B T关节 C R 关节 D.G关节

5.手爪开合常用的驱动方式是（B）

A．液压传动 B.气压传动 C.电气驱动 D.其它形式驱动

6.真空吸附式机器人手部不适用于搬运那种工件（D）

A．表面有孔工件 B.非铁磁材料工件 C.聚乙烯薄膜

D.体积小，质量大的工件

7.动坐标系{0/，u，v，w}与固定坐标系{0，X，Y，Z}初始位置重合，动

坐标系作如下运动:绕X轴转动a，绕W轴a,绕有Y 轴转动a。求齐次变

换矩阵T（B）

A．T=Rot(x,a) Rot(z,a) Rot(y,a) B. T=Rot(y,a) Rot(x,a) Rot(z,a)

C．T=Rot(y,a) Rot(z,a) Rot(x,a) D. T=Rot(z,a) Rot(x,a) Rot(y,a)

8.下列关于机器人逆运动学的特性说法不正确的是（A）

A．一定有解 B.解可能不存在 C.可能具有多重解 D.求解方法的多样性

9.已知V为机器人末端在操作空间的广义速度，

为机器人关节在关节空间中的关节速度，J为其速度雅可比矩阵，则下列

成立的等式为（A）

A．V=J B.V= C.V= D. =V

10.手部端点力和广义关节力矩t之间的线性映射关系等式为（B）

A t=JF

B t=

C t= F

D t=FJ

二．判断题（10分）

1.机器人的自由度是根据其用途而设计的，可能

少于六个自由度，也可能多于六个自由度。（√）

2.工业机器人的自由度一般是4-6个。（√）

3.RR二自由度手腕实际只是构成单自由度功能

（√）

三．简答题（30分）

1.一般来说，机器人应该具有哪三大特征？

答：拟人功能、可编程、通用性详见书p2

2.简述机器人的组成部分及其作用。

答：机器人是由机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四部分组成。

其中，机械系统由机身、肩部、手腕、末端操作器和行走机构组成；工业机器人的机械系统的作用相当于认得身体。

驱动系统可分为电气、液压、气压驱动系统以及它们结合起来应用的综合系统组合；该部分的作用相当于人的肌肉。

控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号，控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能；该部分的作用相当于人的大脑。

感知系统由内部传感器和外部传感器组成。其中，内部传感器

用于检测各关节的位置、速度等变量，为闭环伺服控制系统提供反馈信息；外部传感器用于检测机器人与周围环境之间的一些状态变量，如距离、接近程度、接触程度等，用于引导机器人，便于其识别物体并作出相应的处理。该部分的作用相当于人的五官。

3.简述D-H参数法建立Zi轴 Xi 和Yi 轴的方法，并指出包含哪些D-H参数，如何定义这些参数？

四．计算题（30分）

1.如图所示的2R平面机械手，关节变量及连杆参数如图所示，建立关节坐标系，列出各连杆参数，并写出机械手末端中心点p的运动学方程？

6. 齐次坐标。P51

将一个n 维空间的点用n+1 维坐标表示，则该n+1 维坐标即为n 维坐标的齐次坐标。

7. 欧拉角P62

用来确定定点转动刚体位置的三个一组独立转动角参量，其中每次转动都是相对于动坐标系进行的

8. 运动学逆解问题P73

在机器人运动学分析中，已知末端执行器要达到的目标位姿，求解所需的关节变量值叫做运动学逆解问题。

9. 速度雅克比矩阵P81

速度雅克比矩阵是一个把关节速度矢量变换为机器人手爪相对基坐标即固定坐标的广义速度矢量v的变换矩阵。

10. 广义坐标

用来描述系统位形所需要的独立参数或者最少参数叫做广义坐标。

11. RPY 角P60

RPY 角是描述船舶在大海中航行或者飞机在空中飞行时姿态的一种方法。将船的行驶方向取为z 轴，则R 表示绕z 轴的回转（а）；将船体的横向取为y 轴，则P 表示绕y 轴俯仰（β）；将垂直于船体的方向取为x 轴，则Y 表示绕x 轴的偏角（γ）。12. 运动学的正解问题

在机器人的运动学分析中，已知各关节变量值，求末端执行器要达到的目标位姿13. 力雅可比矩阵P88

在机器静力计算中把手部端点力矢量τ的变换矩阵