2015机器人技术B卷--东北大学继续教育学院

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机器人技术试卷（作业考核线上） B 卷

学习中心：奥鹏教育院校学号：C23510113090044 姓名徐向东

（共 4 页）

总分题号一二三四五六七八九十得分

一、选择题（4选1，多于4个的为多选题；共20分，每小题2分）打√

1．当代机器人主要源于以下两个分支：

1)．计算机与数控机床2)．遥操作机与计算机

3)．遥操作机与数控机床√4)．计算机与人工智能

2．对于转动关节而言，关节变量是D-H参数中的

1)．关节角√2)．杆件长度3)．横距4)．扭转角

3．动力学的研究内容是将机器人的______联系起来。

1)．运动与控制√2)．传感器与控制

3)．结构与运动4)．传感系统与运动

4．所谓无姿态插补，即保持第一个示教点时的姿态，在大多数情况下是机器人沿_____

运动时出现。

1)．平面圆弧2)．直线√3)．平面曲线4)．空间曲线

5．应用通常的物理定律构成的传感器称之为

1)．物性型2)．结构型√3)．一次仪表4)．二次仪表

6．传感器在整个测量范围内所能辨别的被测量的最小变化量，或者所能辨别的不同被测量的个数，被称之为传感器的_________。

1)．精度2)．重复性3)．分辨率√4)．灵敏度

7．GPS全球定位系统，只有同时接收到____颗卫星发射的信号，才可以解算出接收器的位置。

1)．2 2)．3 3)．4√4)．6

8．在伺服电机的伺服控制器中，为了获得高性能的控制效果，一般具有3个反馈回路，分别是：

1)．电压环2)．电流环√3)．功率环

4)．速度环√5)．位置环√6)．加速度环

9．谐波减速器特别适用于工业机器人的哪几个轴的传动？

1)．S轴2)．L轴3)．U轴

4)．R轴√5)．B轴√6)．T轴√

10．模拟通信系统与数字通信系统的主要区别是什么？

1)．载波频率不一样2)．信道传送的信号不一样√

3)．调制方式不一样4)．编码方式不一样

二、判断题（回答Y/N；共30分，每题2分）

1. 机器人的自由度数目就是机器人本体上所具有的转轴数目。（N ）

2．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。（Y ）

3. 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。（Y ）

4．正交坐标变换矩阵R实现了由基坐标系B到手坐标系H的正交坐标变换。（N ）5．如果是相对于手坐标系H的运动，其相应的齐次变换矩阵左乘原齐次变换矩阵。（N ）

6．齐次变换矩阵的建立过程，便是在为机构建立运动模型的过程。（Y ）

7．串联关节机器人的正运动学问题求解易，逆运动学问题求解难。（Y ）

8．动力学逆问题是已知机器人关节的位移、速度和加速度，求解所需要的关节力(或力矩)，是实时控制的需要。（Y ）

9．在机器人动力学关节转矩表达式中，由于其重力项随位姿变化很大，常常将其忽略。

（N ）

10．插补方式分为点位控制（PTP控制）和连续轨迹控制（CP控制），可是连续轨迹控制最终还是要实现点位控制。（Y ）

11．结构型传感器的结构比起物性型传感器的结构相对简单。（N ）

12．格林（格雷）码被大量用在相对光轴编码器中。（N ）

13．激光测距仪可以进行散装物料重量的检测。（Y ）

14．步进电动机一般作为闭环伺服系统的执行机构。（N ）

15．通过操作机终端机械结构的变形来适应操作过程中遇到的阻力的柔顺控制称之为主动柔顺。（N ）

三、简答题（共30分，每题6分）

1．按照机器人的构成机构，机器人是如何进行分类的？

答：直角坐标机器人；圆柱坐标机器人；极坐标机器人；多关节型机器人；串联关节机器人；垂直关节机器人；水平关节机器人；并联关节机器人；串并联关节机器人

2．应用拉格朗日方程（函数）求解机器人动力学问题的优点是什么？

答：Lagrange 方程是以能量观点建立起来的运动方程式，为了列出系统的运动方程式，只需要从两个方面去分析，一个是表征系统运动的动力学量—系统的动能和势能，另一个是表征主动力作用的动力学量—广义力。由于理想约束反力不出现在方程组中，因此建立运动方程式时只需分析已知的主动力，而不必分析未知的约束反力。

3．什么是定时插补和定距插补？分别在什么场合下应用？

答：两个插补点间的时间间隔保持不变，为定时插补；两个插补点间的距离保持不变，为定距插补。在工作速度不变的情况下，采用定时插补；在工作速度需要变化的条件下，为了保证跟踪的精度，需要采用定距插补。

4．气动马达相对于电动机的主要区别有哪些？

答：1)、单位功率尺寸小，重量轻．适用于安装在位置狭小的场合及手动工具上；

2)、马达本身的软特性使之能长期满载工作，温升较小，且有过载保护的性能。

3)、换向容易，操作简单，可以实现无级调速，特别适合频繁启动的场合；

4)、简单的无级调速，从零到最大，操作灵活；

5)、有较高的起动转矩，能带载启动；

6)、结构简单，气动马达使用寿命特别长；

7)、不受外部环境的影响，甚至在水中、多尘、潮湿、脏污等恶劣环境中；

8)、安全，防爆。

但气动马达也具有输出功率小，耗气量大，效率低、噪声大和易产生振动等缺点。

5．集控式足球机器人包括哪些子系统？

答：机器人小车子系统；机器人通信子系统；机器人视觉子系统；

机器人决策子系统；机器人总控子系统

四、分析与计算题（共20分，每题10分）

1．试对直流伺服方案和交流伺服方案进行比较

解：直流伺服方案采用直流伺服电机，交流伺服方案采用交流伺服电机。由于变频技术的迅速发展，交流调速的可靠性与经济性不断提高，因此交流伺服大有取代直流伺服的趋势。

直流电机由于整流子的存在，导致其制造、维护的困难，除在特殊场合很少使用。

交流伺服电动机除了不具有直流伺服电动机的缺点外，还具有转动惯量小，动态响应好，能在较宽的速度范围内保持理想的转矩，结构简单，运行可靠等优点。

一般同样体积下，交流电动机的输出功率可比直流电动机高出10%～70%。另外，交流电动机的容量可做得比直流电动机大，达到更高的转速和电压。

目前在机器人系统中，90%的系统采用交流伺服电动机。

2. 按照“科学发展观”应该如何重视和发展我国的机器人产业？（提示：机器人对于国民经济发展的意义，机器人发展的社会问题，正确的发展方针与政策等）

解:我国政府非常重视机器人技术，从国家863计划实施之初到现在一直将机器人技术列