习题
第一章
一、国际标准化组织（ISO）对机器人的定义是什么？
1.机器人的动作机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类的干预。
二、工业机器人是如何定义的？
工业机器人：是指在工业中应用的一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各种作业。且这种操作机可以固定在一个地方，也可以在往复运动的小车上。
三、按几何结构，机器人可分为那几种？
直角坐标型，圆柱坐标型，球坐标型，关节坐标型
四、机器人的参考坐标系有哪些？
全局参考坐标系：全局参考坐标系是一种通用的坐标系，由X，Y和Z轴所定义。
关节参考坐标系：关节参考坐标系是用来表示机器人每一个独立关节运动的坐标系。
工具参考坐标系：工具参考坐标系是用来描述机器人末端执行器相对于固连在末端执行器上的坐标系的运动。
五、什么是机器人的自由度和工作空间？
1，机器人的自由度（Degree of Freedom, DOF）：是指其末端执行器相对于参考坐标系能够独立运动的数目。
2，机器人的工作空间（Working Space）是指机器人末端上参考点所能达到的所有空间区域。
第二章
六、机器人系统由哪三部分组成？
操作机，驱动器，控制系统
七、什么是机器人的操作机？分为哪几部分？
1，操作机：也称为执行机构、机械本体等，它具有和人手臂相似的功能，是可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置。
2，操作机：由手部、腕部、臂部和机座构成.
八、简述机器人手部的作用，其分为哪几类？
1，手部作用：机器人的手部又称为末端执行器，它是机器人直接用于抓取和握紧（或吸附）工件或操持专用工具（如喷枪、扳手、砂轮、焊枪等）进行操作的部件，它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的最前端。
2，手部分类：
①机械夹持式手
②吸附式手
③专用手
④灵巧手
九、机器人机械夹持式手按手爪的运动方式分为哪两种？各有何典型机构？
1，按手爪的运动方式分为：回转型和平移型
2,回转型典型结构：楔块杠杆式.滑槽杠杆式.连杆杠杆式.齿轮齿条式.自重杠杆式.
3,平移型典型结构：齿轮齿条式.螺母丝杠式.凸轮式.平行连杆式.
十、机器人吸附式手分为哪两种？各有何特点？
1，机器人吸附式手分为：气吸式.磁吸式
2，气吸式特点：气吸式手是利用吸盘内的压力与外界大气压之间形成的压力差来工作的3，磁吸式特点：磁吸式手是利用磁场产生的磁吸力来抓取工件的，因此只能对铁磁性工件起作用（钢、铁等材料在温度超过723℃时就会失去磁性），另外，对不允许有剩磁的工件要禁止使用，所以磁吸式手的使用有一定的局限性。
十一、什么是机器人的换接器？有何作用？
1，换接器一般由两部分组成：换接器插座和,换接器插头。
2，换接器的作用：它们分别装在机器人的手部和机器人的腕部，能够使机器人快速自动更换的手部。
十二、机器人腕部的作用是什么？有哪些典型机构？
1,腕部作用：改变或调整机器人手部在空间的姿态(方向)，并连接机器人的手部和臂部。3，腕部典型机构：a.液压摆动缸,b.轮系机构—2自由度（诱导运动）,c.轮系机构—2自由度（差动式）,d. 轮系机构—3自由度(正交）e. 轮系机构—3自由度 (斜交）
十三、机器人柔顺腕部结构的作用是什么？柔顺装配有哪两种方法？如何实现？
1，机器人柔顺腕部结构的作用：消除机器人在进行装配作业时的装配误差
2，柔顺装配方法：①主动柔顺②被动柔顺
3，①主动柔顺——边检测，边修正。
②被动柔顺
角度误差
——回转运动
-回转机构
位置误差
——平移运动
-平移机构
十四、机器人臂部的作用是什么？实现两种运动方式的典型机构有哪些？
1，臂部作用：改变机器人手在空间的位置。
2，典型结构：
a.臂部的平移运动机构:（1）活塞油缸、活塞气缸
（2）齿轮齿条机构
（3）丝杠螺母机构
（4）曲柄滑块机构
（5）凸轮机构
b.机器人臂部回转运动机构：
（1）油马达、气马达、摆动液压缸
（2）各种轮系机构
（3）齿条齿轮机构
（4）滑块曲柄机构
（5）活塞缸加连杆机构
（机器人臂部的俯仰运动）
第三章
十五.什么是齐次坐标？与直角坐标有何区别？
1,齐次坐标定义：空间中任一点在直角坐标系中的三个坐标分量用 表示，若有四个不同时为零的数 与三个直角坐标分量之间存在以下关系： 则称 是空间该点的齐次坐标。
3， 与直角坐标的区别：空间中的任一点都可用齐次坐标表示;空间中的任一点的直角坐标是单值的，但其对应的齐次坐标是多值的;k 是比例坐标，它表示直角坐标值与对应的齐次坐标值之间的比例关系。
十六.齐次变换矩阵的意义是什么?
意义：若将齐次坐标变换矩阵分块，则有：
意义：左上角的3×3矩阵是两个坐标系之间的旋转变换 矩阵，它描述了姿态关系；右上角的3×1矩阵是两个坐标系之间的平移变换矩阵，它描述了位置关系，所以齐次坐标变换矩阵又称为位姿矩阵。
十七.
联合变换与单步变换的关系是什么？ 经观察可得：
任何一个齐次坐标变换矩阵均可分解为一个平移变 换矩阵与一个旋转变换矩阵的乘积，即：
??
????=?????
?
???
???-=1010
1000cos sin 0sin cos ,ij z ij
z y x ij p R p p p M θθθθθ),,(z y x ),,,(k z y x '''k
z z k y y k x x '
=
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'=,,),,,(k z y x '''zR p ij z y x z y x M M M p p p p p p ?=?
???????????-????????????=?????????
???-:1000010000cos sin 00sin cos 10001000100011000
100
0cos sin 0sin cos 即θθθθθθθθ?
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???????????????
???=????????????=100000010001000100011000z z z y y y x x x z y x z z z z y y y y x x x x ij a o n a o n a o n p p p p a o n p a o n p a o n M
十八.
已知齐次变换矩阵，如何计算逆变换矩阵？ 逆变换时：
变换顺序颠倒；
先平移，后旋转→先旋转，后平移。
变换参数取反。 旋转（θ） →（ -θ），
平移（p x ，p y ，p z ） →（-p x ，-p y ，-p z ）。
若齐次变换矩阵为：
则：
十九.
机器人运动学解决什么问题?什么是正问题和逆问题？
1， 解决问题：机器人手在空间的运动与各个关节的运动之间的关系。 2，正问题：已知关节变量q i 的值，求手在空间的位姿M 0h 。
正解特征：唯一性。
用处：检验、校准机器人。
3，逆问题：已知手在空间的位姿M 0h ，求关节变量q i 的值。 逆解特征分三种情况：多解、唯一解、无解。 多解的选择原则：最接近原则。 计算方法：递推逆变换法
二十.机器人的坐标系有哪些？如何建立？ 1，坐标系：机座坐标系｛0｝
杆件坐标系｛i ｝ 手部坐标系｛h ｝ 绝对坐标系
3， 建立方法：略
二十一.建立运动学方程需要确定哪些参数？如何辨别关节变量？
1， 确定参数有：a.杆件几何参数：杆件长度l,杆件扭角；b.关节运动参数：关节平移量d ，关节回转量。
2， 辨别关节变量方法：若关节是平移型的，则关节平移量为关节变量；若关节是回转型的，则关节回转量是关节变量。
二十二.机器人运动学方程的正解和逆解有何特征？各应用在什么场合？逆解如何计算？
1， 正解特征：唯一性
2， 逆解特征：多解，唯一解，无解 3， 逆解计算方法：递推逆变换法
??
????=?
????
?
??????=101000
ij ij
z z z z
y y
y y
x x x
x ij p R p a o n p a o n
p a o n M
?????
?
??
?????-?-?-=???????-==-1000101a p a a a o p o o o n p n n n p R R M M z y x z y x z y x ij T ij T
ij ij ji
n
n i i n n
n i i n n
n i i n M M M M M M M M M M M M M M M M M M 113423010111211231201
011112010---------?=???=??=
?}j {302010{i}3?}i {302010{j}2{j}}i {130x 3245z 1}i {{j}10中的坐标分量是多少则其在，中有一矢量）若（中的坐标分量是多少则其在，
中有一矢量）若（之间的齐次变换矩阵；
与）计算：（。轴旋转）绕（平移；）沿矢量（；轴旋转）绕（经过以下变换来的：是由、已知k j i r k j i r k 7j 5i 3p i j
++=++=++=学表达式。写出计算关节变量的数，姿）若已知机器人手的位（
态是多少则机器人手的位置和姿，）若关节变量（器人运动学方程；）根据已知参数建立机（
计算：图所示、已知三关节机器人如?????
???????==1000M 3?,]100,6030[21,11T z z z z y y y y x x x x i p a o n p a o n p a o n q
第四章
二十三：机器人动力学解决什么问题？什么是动力学正问题和逆题？
1， 机器动力学解决的问题：机器人各个关节的运动与关节需要的驱动力（矩）之间的关系。
2， 动力学正问题：已知关节运动，求关节驱动力（矩）。 3，
二十四：什么是牛顿方程？什么是欧拉方程？有何作用？ 1,牛顿方程：
牛顿方程→惯性力
② 矢量。
③ 质心上的线加速度。
3， 欧拉方程：
欧拉方程→惯性力矩
① 矢量。
② 质心上的惯性张量矩阵。
二十五.
什么是惯性张量矩阵？如何计算？ 惯性张量矩阵： 理论计算方法：
实验测试法：
惯量摆仪器
二十六.
正向递推的作用是什么?分哪几步实现？
正向递推的作用：递推出每个杆件在自身坐标系中的速度和加速度 实现正向递推步骤：
① 杆件速度和加速度递推计算 ② 杆件质心上的速度和加速度
③ 杆件质心上的惯性力和惯性力矩
C
C a m F ?=)
(ωωε ??+?=C C I I M ??
????????=Czz Cyz Cxz Cyz Cyy Cxy Cxz Cxy Cxx C I I I I I I I I I I ???+=V Cxx dv z y I ρ)(22???+=V Cyy dv x z I ρ)(22???
+=V Czz dv
y x I ρ)(22???=V Cxy dv xy I ρ???=V Cxz dv xz I ρ???
=V Cyz dv yz I ρ
二十七.反向递推的作用是什么?分哪几步实现？ 反向递推作用：
递推出机器人每个关节上承受的力和力矩
实现反向递推步骤：
① 关节承受的力和力矩递推计算 ② 关节驱动力（矩）
二十八.
正向递推和反向递推的初始条件各是什么？当考虑杆件自重或手部负载为重物时，正向递推初始条件有何变化？ a.正向递推初始条件： 机座0的速度和加速度： *考虑杆件自重或手部负载为重物时：
为描述在机座坐标系{0}中的标准重力加速度。 b.反向递推初始条件: 机器人手部负载：
二十九.写出机器人动力学模型，并简述各项的含义?
上式也称为机器人的动力学模型。 式中： 是机器人动力学模型中的惯性力项； 表示机器人操作机的质量矩阵，它是n ×n 阶的对称矩阵；
是n×1阶矩阵，表示机器人动力学模型中非线性的耦合力项，包括离心
力（自耦力）和哥氏力（互耦力）；
也是n×1阶矩阵，表示机器人动力学模型中的重力项。
00
====a v εω00000,0g a v
====εω0g
1
1,++==n h n h m m f f
)(),()(q G q q H q
q D F ++= q q D )()(q D ),(q q H )(q G 驱动力矩。
需要的驱动力或试计算各个关节时，载为一质量当机器人手部负和为度和加速度分别若各个关节的速器人如图所示。、已知二关节机m d d ,,, 82
2
1
1
θθ
第五章
三十.
控制系统的两大功能是什么？ 示教再现功能，运动控制功能
三十一.
简述两种控制方式及其技术指标。
a.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。 b.记忆过程： 1、记忆速度
取决于传感器的检测速度、变换装置的转换速度和控制系统存储器的存储速度。 2、记忆容量
取决于控制系统存储器的容量。
三十二.
简述控制系统的组成及各个部分的作用。 机器人控制系统的组成 a.硬件：
b.软件：
c.上位机（个人微机或小型计算机）的功能：
(1)人机对话：人将作业任务给机器人，同时机器人将结果反馈回来，即人与机器人之间的交流。
(2)数学运算：机器人运动学、动力学和数学插补运算。 (3)通信功能：与下位机进行数据传送和相互交换。
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?→?????
??参数变化检测外部传感器：外部环境运动状态检测内部传感器：自身关节检测传感器伺服驱动控制器下位机：单片机、运动数据存储通信数学运算人机对话型计算机上位机：个人微机、小控制器????????
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???????
??→→→→???→→程序实时监视、故障报警等监控软件程序作业任务程序编制环境编程软件程序运动学、动力学和插补运算软件实时动作解释执行程序动作控制软件应用软件单片机、运动控制器系统初始化程序个人微机、小型计算机计算机操作系统系统软件
(4)数据存储：存储编制好的作业任务程序和中间数据。
d.下位机（单片机或运动控制器）的功能：
伺服驱动控制：接收上位机的关节运动参数信号和传
感器的反馈信号，并对其进行比较，
然后经过误差放大和各种补偿，最终
输出关节运动所需的控制信号。
e.内部传感器的功能：
内部传感器的主要目的是对自身的运动状态进行
检测，即检测机器人各个关节的位移、速度和加速度
等运动参数，为机器人的控制提供反馈信号。机器人
使用的内部传感器主要包括位置、位移、速度和加速
度等传感器。
f.外部传感器的功能：
机器人要能在变化的作业环境中完成作业任务，
就必须具备类似于人类对环境的感觉功能。将机器人
用于对工作环境变化的检测的传感器称为外部传感
器，有时也拟人的称为环境感觉传感器或环境感觉器
官。目前，机器人常用的环境感觉技术主要有视觉、
听觉、触觉、力觉等。
三十三.示教再现控制如何实现？影响示教和记忆的因素有哪些？
a.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。
b.影响因素：
1、记忆速度
取决于传感器的检测速度、变换装置的转换速度和控制系统存储器的存储速度。
2、记忆容量
取决于控制系统存储器的容量。
三十四.运动控制如何实现？可分为哪两步？
a.运动控制实现方式：
b.分为：第一步：关节运动伺服指令的生成，即将机器人手部在空间的位姿变化转换为关节变量随时间按某一规律变化的函数。这一步一般可离线完成。
第二步：关节运动的伺服控制，即采用一定的控制算法跟踪执行第一步所生成的关节运动伺服指令，这是在线完成的。
三十五.什么是轨迹规划？不同控制方式下各在什么坐标空间进行？
a.轨迹规划：机器人关节运动伺服指令的轨迹规划生成方法是指根据作业任务要求的机器人手部在空间的位姿、速度等运动参数的变化，通过机器人运动学方程的求解和各种插补运算等数学方法最终生成相应的关节运动伺服指令。
b.不同控制方式下的坐标：
PTP下的轨迹规划是在关节坐标空间进行。
CP下的轨迹规划是在直角坐标空间进行。
三十六.点位控制（PTP）下的轨迹规划如何实现？
第一步：由手的位姿得到对应关节的位移；
第二步：不同点对应关节之间位移的运动规划；
第三步：由关节运动变化计算关节驱动力（矩）。
三十七.连续轨迹控制（CP）下的轨迹规划如何实现？
第一步：连续轨迹离散化。
第二步：PTP下的轨迹规划。
三十八.关节运动伺服控制方法有哪些？各有何特点？
a.控制方法：
1、基于前馈和反馈的计算力(矩)的控制方法
注意：前馈指的是加速度，反馈指的是速度和位移。
2、线性多变量控制方法
3、自适应控制
4、自学习控制
b.控制方法特点：
1、基于前馈和反馈的计算力(矩)的控制方法：这种控制方法是基于关节变量加速度的前馈和速度、位移误差的反馈以及对耦合力项和重力项的补偿而实现的，其考虑的主要是位移和速度的误差对惯性力项的影响，所以适合于低速、重载的机器人。
它的缺点是计算的工作量大，且控制的精度主要依赖于机器人动力学模型的精确度。
2、线性多变量控制方法：
线性多变量控制选用的是一个比例微分（PD）控制器，其考虑的主要是位移和速度的误差对耦合力项和重力项的影响，所以适合于高速、轻载机器人的控制。
3、自适应控制：
这种控制方法对机器人控制系统的动态性能具有自我调整功能，并且可以达到全局的稳定。
4、自学习控制：它可利用结构简单的控制器实现高精度的控制。
三十九.机器人语言有哪些分类？VAL和AUTOPASS语言各有何特点？
a.机器人语言分类：
（1）根据机器人语言对作业任务描述水平的高低可分为动作级、对象级和任务级三大类。（2）根据机器人语言的实际应用水平可分为动作指示语言和作业指示语言两大类。
b.VAL 语言特点：
1979年美国Unimation 公司推出的VAL 语言，是在BASIC 语言的基础上扩展的机器人语言，它具有BASlC 语言的结构，在此基础上添加了机器人编程指令和VAL 监控操作系统。操作系统包括用户交联、编辑和磁盘管理等部分。VAL 语言适用于机器人两级控制系统，上级机是LSI —11／23小型计算机，机器人各关节则由6503微处理器控制。上级机还可以和用户终端、示教盒、I/O 模块和机器视觉模块等交联。
VAL 语言在调试过程中可以和BASIC 语言以及6503汇编语言联合使用。VAL 语言目前主用在各种类型的PUMA 机器人以及UNIMATE2000、UNIMATE4000系列机器人上。
在VAL 语言中，机器人终端位置和姿态用齐次变换表征。当精度要求较高时，可以用精确点的数据表征终端位置和姿态。
c.AUTOPASS 语言特点：AUTOPASS 语言是IBM 公司下属的一个研究所提出来的机器人语言，它像给人的组装说明书一样，是针对描述对机器人操作的语言。程序把工作的全部规划分解成放置部件、插入部件等宏功能状态变化指令来描述。
AUTOPASS 语言的编译，是用称作环境模型的数据库，一边模拟工作执行时环境的变化一边决定详细动作，作出对机器人的工作指令和数据。 化图形。
度和加速度随时间的变并作出关节的位移、速式规划该关节的运动，并停止。试用三次多项秒钟内移动到由静止开始在
节从、已知机器人的某一关
9051011e s ==θθ
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。× 6、喷漆机器人属于非接触式作业机器人。√ 7、电位器式位移传感器，随着光电编码器的价格降低而逐渐被取代。√ 8、光电编码器及测速发电机，是两种广泛采用的角速度传感器。× 9、多感觉信息融合技术在智能机器人系统中的应用, 则提高了机器人的认知水平。 √ 第五章 1、机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。√
国内外主流工业机器人离线编程软件对比 讲到工业机器人离线编程软件，就不得不先说道说道另外一种机器人编程方式----手工示教编程。相信大家在接触工业机器人的时候，最先认识的就是机器人示教器了。示教器和机器人的控制系统相连接，操作人员可以通过示教器直接控制机器人的运动轨迹，速度和运动方式。利用示教器上的操作手柄或者操作按键，我们可以很直观的看到机器人每个轴或者每个关节的运动姿态，速度。示教器的学习和使用，是学习工业机器人的第一步，也是非常重要的一步。 但是，示教器的操作和使用不是我们今天讲解的重点。我们要通过使用示教器的经验和体会，来说说机器人离线编程软件的优势。 从1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人起，示教器和示教编程就是使用和操作机器人的最主要手段和途径。半个世纪过去了，现代社会中，高度自动化，智能化的工厂中，通过示教器来示教编辑机器人的轨迹点，依然是最主流的做法。但是，示教编程的方式越普及，也越暴露出其弊端和不足。举个例子，示教编程需要在工作现场进行作业，作业的同时，生产线上的所有设备都必须停工，这对老板来说，损失极大。另外，当机器人运动轨迹过于复杂或者精度要求过高，手工示教再靠操作人员来完成，就有点心有余而力不足了。这时，离线编程软件应运而生。它的出现，本意并不是要替代手工示教编程，而是弥补其个中不足。所以，
当我们再提起离线编程软件的时候，不应过度神化，而是要正确的看待手工示教和离线编程的作用，让其在不同情况下各自发挥优势。 离线编程软件的出现，也不是一天两天了。本人从事工业自动化十几年，从早先数控机床的大规模应用，到现在工业机器人的逐步兴起。从硬件的更新换代，到软件的日益出新，都或多或少的做过一些研究和学习。时代变化太快，但是作为一个老工控，我始终坚信，科技是第一生产力。好多刚接触工业机器人的新人，示教器还没学会，手工编辑了一些运动轨迹以后就抱怨说，手工示教编程太难了，太复杂了。甚至说落后了，吵着要学离线软件编程。对于这样的新人，我想说，学东西不应该好高骛远，手工示教编程，是掌握机器人，学习机器人最基本，也是最好的方式。使用离线软件编程的时候也会需要很多示教方面的知识。 今天，想跟大家聊聊，目前国内外市场上几款主流的机器人离线编程软件，看看他们的区别和各自优势。希望大家在学习的时候，能够选择适合自己的软件。 我们常说的机器人离线编程软件，大概可以分为两类： 一类是通用型离 线编程软件，这类软件一般都由第三方软件公司负责开发和维护，不单独依赖某一品牌机器人。换句话说，通用型离线编程软件，可以支持多款机器人的仿真，轨迹编程和后置输出。这类软件优
智能制造时代工业机器人的应用前景研究 众所周知，目前，机器人已被广泛应用。近些年来，我国科学技术的快速发展，不仅推动了社会生产力的进步，还为社会带来了较多科技成果。除了人们在生活中经常使用的计算机、汽车、手机以外，工业机器人也是一项新型的高科技技术成果。 标签：智能制造;工业机器人;发展趋势 引言 随着时代的快速发展，人民生活水平的提高，推动科技水平不断进步，工业生产模式发生巨大变化，人工智能和工业机器人取代传统劳动力，可以说是时代必然的产物，是未来智能制造中不可或缺的一部分。 1工业机器人的分类 现如今国家大力支持智能机器人的研究和发展，工业机器人已经在这种政策和条件的支持下获取了连续不断的优化与革新，因此当前在国内所呈现的工业机器人类型也是十分广泛的，为各行各业的发展注入了活力。首先可以从工业机器人的基本属性方面进行考虑，比如应用领域、关键技术、承载能力等，这些方面都是可以作为划分依据的。如果将应用领域作为工业机器人类型的划分依据的话，不难发现，工业机器人在众多领域中都有广泛的应用，这也就影响工业机器人具备了不同的技术性能，在工业制造中、医疗事业等领域中的应用成就了具备更多服务能力的工业机器人。针对工业机器人的关键技术特点进行划分，随着关键技术的不断改进和完善，能够将其分成3代机器人：示教再现工业机器人、离线编程机器人和智能机器人，而一代又一代的工业机器人将其具备的关键技术不断地更新和改革，从而实现更高的对指令进行工作的能力。针对工业机器人的承载能力的不同，可以将其划分为以下几种类型：超大型机器人、大型机器人、中型机器人、小型机器人和超小型机器人，因此可以理解各种类型的机器人所能够承载的重量的范围，那么在正式应用之前应该针对需求选择合适的负荷能力。 2工业机器人的发展现状 工业机器人问世已有七八个年头了，从简单的机械机构到现在完善的机电一体化，再到所追求的智能机器人，就在这几十年里，机器人技术已经取得了长远的进步。众所周知，近年来国内人工成本急剧上升，让国内制造业承担严重压力，很多企业急需向低成本与智能化转型，可谓说智能制造时代的来临绝非偶然，是整个市场的必然趋势。根据《2018-2023年中国工业机器人产业市场前景及投资机会研究报告》显示，自打2009年开始，全球的工业机器人的销量都保持高速增长，研究数据表明，2016年全球的销量达到31.05万台，2017年销量达到了36.33万台，相比于2017年的销量同比增长17.7%;在智能制造大环境的驱使下，工业机器人的应用市场将会不断扩大，显而易见地工业机器人市场需求也将持续
工业机器人技术应用实操试卷2 一、考核形式 实操考试 二、考核时间安排 每人30分钟，4个人同时进行。在考前5分钟进行抽签，抽取自己考试的 内容。 三、考核内容 1、涵盖的课程内容知识点： 手动和自动方式来操作机器人；示教器的使用；坐标系的选择；系统的I/O 设定与程序控制中的应用；工业机器人工作站的工艺流程设计；程序指令及程序设计方法的使用；判断设备运行状态。 2、职业技能和通用能力： 能手动和自动方式来操作机器人；能正确使用工业机器人的示教器；能根据需要切换机器人的坐标系并了解机器人在各种坐标系下的运行情况；能进行系统的I/O设定并应用与程序控制中，完成系统的工艺要求；能根据工艺要求设计工业机器人工作站的工作流程；能按照操作要求设计机器人的运行轨迹并编程实现；能熟练使用程序指令及程序设计方法；能判断设备运行状态。 3、实操内容 根据4台工业机器人的工艺要求不同，完成具体工艺要求下的机器人系统路径的规划，选择合适的指令编写程序并调试程序，进行机器人运动轨迹的优化分析。并在路径中体现该机器人系统的工艺设计要求。并在机器人操作过程中能够随时解决遇到的一些实际问题；同时可以根据已有的知识和技能进行创新性设计。 四、对学生的要求 能手动和自动方式来操作机器人；能正确使用工业机器人的示教器；能根据需要切换机器人的坐标系并了解机器人在各种坐标系下的运行情况；能进行系统的I/O设定并应用与程序控制中，完成系统的工艺要求；能对工作中设计的知识和技能进行分析；能根据工艺要求设计工业机器人工作站的工作流程；能按照操作要求设计机器人的运行轨迹；根据需要可灵活调整计划；能解决工作工程中遇到的一些实际问题；根据已有的知识和技能进行创新性设计。 五、所用设备或场地 ABB IRB120机器人实训室机器人设备 六、评分标准
一、单项选择题 1.对机器人进行示教时, 作为示教人员必须事先接受过专门的培训才行. 与示 教作业人员一起进行作业的监护人员, 处在机器人可动范围外时,（B），可进行 共同作业。 A．不需要事先接受过专门的培训 B．必须事先接受过专门的培训 C．没有事先接受过专门的培训也可以 D. 具有经验即可 2.使用焊枪示教前, 检查焊枪的均压装置是否良好, 动作是否正常, 同时对电 极头的要求是（A）。 A．更换新的电极头 B．使用磨耗量大的电极头 C．新的或旧的都行 D. 电极头无影响 3.通常对机器人进行示教编程时, 要求最初程序点与最终程序点的位置（A）, 可 提高工作效率。 A．相同 B．不同 C．无所谓 D．分离越大越好 4.为了确保安全, 用示教编程器手动运行机器人时, 机器人的最高速度限制为（B）。 A．50mm/s B．250mm/s C．800mm/s D．1600mm/s 5.正常联动生产时, 机器人示教编程器上安全模式不应该打到（C）位置上。 A．操作模式 B．编辑模式 C．管理模式 D. 安全模式 6.示教编程器上安全开关握紧为 ON, 松开为 OFF 状态, 作为进而追加的功能, 当握紧力过大时, 为（C）状态。 A．不变 B．ON C．OFF D. 急停报错 7.对机器人进行示教时, 模式旋钮打到示教模式后, 在此模式中，外部设备发出 的启动信号（A）。 A．无效 B．有效 C．延时后有效 D. 视情况而定 8.位置等级是指机器人经过示教的位置时的接近程度, 设定了合适的位置等级 时，可使机器人运行出与周围状况和工件相适应的轨迹，其中位置等级（A）。 A．CNT值越小, 运行轨迹越精准 B．CNT值大小, 与运行轨迹关系不大 C．CNT值越大, 运行轨迹越精准 D. 只与运动速度有关
西南大学网络与继续教育学院课程考试试卷 专业：机电一体化技术2014年8月 课程名称【编号】：工业机器人【0941】B卷 闭 / 开卷闭卷考试时间：80分钟满分：100分 答案必须做在答题卷上，做在试卷上不予记分。 一、填空（每空 1.5 分，共 18 分） （ 1）机器人是（指代替原来由人直接或间接作业的自动化机械）（第一章学习单元1） （ 2）在定的直角坐系{A} 中，空任一点P 的位置可用的位置矢量 A P表示，其 左上 A 代表定的参考坐系，P x P y P z是点P在坐系{A}中的三个位置坐 分量。（第二章学元1） 答： 3×1 （3）次坐的表示不是的，我将其各元素同乘一非零因子后，仍然代表同一点。 （第二章学元1） 答：唯一。 （4）斯坦福机器人的手臂有关，且两个关的相交于一点，一个移关，共三个自由度。 （第二章学元 5） 答：两个。 （ 5）在θ和d出后,可以算出斯坦福机器人手部坐系{6} 的和姿n、o、a， 就是斯坦福机器人手部位姿的解，个求解程叫做斯坦福机器人运学正解。（第二章学元 5） 答：位置 p。 （ 6）若定了体上和体在空的姿，个体在空上是完全确定的。 （第二章学元1） 答：某一点的位置。 （ 7）机器人运学逆解的求解主要存在三个：逆解可能不存在、和求解方法的多性。（第二章学元6） 答：逆解的多重性 （ 8）机器人逆运学求解有多种方法，一般分两：封解和。（第二章学元 6） 答：数解（9）“角度定法”就是采用相参考坐系或相运坐系作三次来定姿的 方法。和欧拉角法、 RPY 角法是角度定法中常用的方法。（第二章学元7）答： （10）在工机器人速度分析和以后的静力学分析中都将遇到似的雅可比矩，我称 之工机器人雅可比矩，或称雅可比，一般用符号表示。（第三章学元 1）答：J 。之的关系且 dX 此表示微小位移。 J 反映了关空微小运 dθ与 （11） （第三章学元 1） 答：手部作空微小位移 dX 。 （12）于n个自由度的工机器人，其关量可以用广关量q 表示；当关 关， qi＝ di，当关移关， qi＝di， dq＝[dq1 dq2 ? dqn]T，反映了关 空的。（第三章学元 1） 答：微小运。 二、名解（每 3 分，共 6 分） 1、柔性手（第四章学习单元1） 可对不同外形物体实施抓取，并使物体表面受力比较均匀的机器人手部结构。 2、制动器失效抱闸（第四章学习单元1） 指要放松制动器就必须接通电源，否则，各关节不能产生相对运动。 三、答（每 6 分，共 36 分） 1、简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。（第五章学习单元3） 在脉冲回波式中，先将超声波用脉冲调制后发射，根据经被测物体反射回来的回波延迟时间 t，计算出被测物体的距离R，假设空气中的声速为v，则被测物与传感器间的距离R 为：如果空气温度为T（℃ )，则声速v 可由下式求得： 2、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。 3、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。 4、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。
国内外工业机器人品牌盘点 自改革开放以来，全球制造业向中国的迁移造就了我国成为“世界工厂”的局面。但随着国内外经济环境的变化，我国当当前的制造业也面临着前所未有的挑战，劳动力成本的上升、供给的下降、人口红利的消失，以及制造工厂对质量、成本、效率以及安全要求的不断提高，激发着我国企业逐步向自动化的转型。 目前，在全球范围内工业机器人技术日趋成熟，机器人俨然已经成为一种标准设备而在工业自动化行业中被广泛应用，如此一来国内外也产生了一批在较有影响力的知名工业机器人企业。 1. 瑞典ABB机器人 瑞典ABB机器人集团总部位于瑞士苏黎世，是目前世界行最大的机器人制造企业。1974年，ABB机器人成功研发了全球第一台市售全电动微型处理器控制的工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料的搬运。一年后，ABB持续发力，又生产出了全球第一台焊接机器人。直至1980年兼并Trallfa喷涂机器人，ABB机器人在产品结构上趋向于完备。 二十世纪末，为了更好的扩张与发展，ABB机器人进军中国市场，于1999年成立上海ABB。上海ABB是ABB在华工业机器人以及系统业务（机器人）、仪器仪表（自动化产品）、变电站自动化系统（电力系统）和集成分析系统（工程自动化）的主要生产基地。 ABB机器人生产的工业机器人主要应用于：焊接、装配、铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。 2. 德国库卡（KUKA）机器人 德国库卡成立于于1898年，是具有百年历史的知名企业，最初主要专注于室内及城市照明。但不久之后，库卡就涉足至其它领域(焊接工具及设备，大型容器)，1966年更是成为了欧洲市政车辆的市场领导者。1973年，库卡研发了名为FAMULUS第一台工业机器人，到了1995年，库卡机器人技术脱离库卡焊接及机器人独立。现今，库卡专注于向工业生产过程提供先进的自动化解决方案。 KUKA库卡机器人（上海）是库卡在德国意外开设的全球首家海外工厂，主要生产库卡工业机器人和控制台，应用于汽车焊接及组建等工序，其产量占据了库卡全球生产总量的三分之一。 库卡机器人主要产品包括：Scara及六轴工业机器人、货盘堆垛机器人、作业机器人、架装式机器人、冲压连线机器人、焊接机器人、净室机器人、机器人系统和单元。
工业机器人产业分析研究报告两篇 篇一：工业机器人产业分析研究报告 一、我国工业机器人发展 我国机器人研究开始于20世纪70年代，至今已有30多年。1977年，北京机械工业自动化研究所曹祥康在江苏嘉兴召开了全国性机械手技术交流大会，是我国第一个以机器人为主题的大型会议。1983年12月在广州成立中国机械工程学会工业机器人专业委员会。1985年9月在沈阳成立中国自动化学会机器人专业委员会，这两个委员会在国家主管部门的领导下协助制定“七·五”、“八·五”机器人攻关项目的发展规划、机器人的有关标准及“863”科技发展规划。1986年《高技术研究发展纲要》，规定在自动化领域成立专家委员会，其下设立集成制造系统和智能机器人两个主题组。1995年8月，国家科技部举办“机器人与自动化生产应用工程合作协议”的签字仪式，标志着“智能机器人主题”初步战略目标调整工作完成。经过“七·五”攻关和“八·五”、“九·五”、国家“863”计划支持的应用工程开发，我国第一代工业机器人设计、制造和应用技术已趋于成熟。国家“863”高技术计划中，将沈阳新松机器人自动化股份有限公司、
哈尔滨博实自动化设备有限责任公司、一汽集团涂装技术开发中心、国家机械局北京自动化所工业机器人与应用技术工程研究中心、大连贤科机器人技术有限公司、天津市南开太阳高技术有限公司、上海机电一体工程有限公司、上海交大海泰科技发展有限公司、四川绵阳四维焊接自动化设备有限公司等确立为智能机器人主题的9个 国家级产业化基地。此外，大连组合机床所、上海富安工厂自动化公司、国家机械局机械研究院及北京机电研究所、东风汽车公司、济南第二机床厂、济南铸锻研究所、昆明船舶公司、哈尔滨焊接研究所、北京精艺公司、哈尔滨风华机器厂、航天测控公司、首钢莫托曼公司、安川北科公司等都以其开发生产的特色机器人或应用工程项目而活跃在我国工业机器人市场上。 表1我国主要工业机器人研发生产单位相关情况 单位名称主要产品系列 研发、生产、应 用情况 备注 国家机械局北 京机械工业自·PG系列喷涂机器 人 ·PM系列自动喷涂 机 ·完成喷涂、包 装码垛、焊接、 涂胶、上下料、 水切割、装配等 ·共装备70多条 自动生产线和 工作站，含170 多台工业机器
精品文档 2008 至 2009学年第 一 学期 工业机器人技术 试卷B 卷 答案及评分标准 复查总分 总复查人 （本题36分）一、简答(每小题6分，共36分) 1．简述工业机器人的主要应用场合。 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分) 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。(2分) 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分) 2．说明工业机器人的基本组成部分。 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(1分)、机械结构系统(1分)、感受系统(1分)、机器人－环境交互系统(1分)、人机交互系统(1分)和控制系统。(1分) 3．简述工业机器人关节制动器的作用。 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。(6分) 4．机器人的新型驱动方式有哪些？新型驱动方式有什么优点？ 磁致伸缩驱动、压电晶体驱动器、形状记忆金属、静电驱动器(4分)。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。(2分) 5．试述运用D-H 方法建立机器人运动学方程时，如何建立连杆坐标系？ 建立连杆坐标系的规则如下: ① 连杆n 坐标系的坐标原点位于n +1关节轴线上,是关节n +1的关节轴线与n 和n +1关节轴 线公垂线的交点。(2分) ② Z 轴与n +1关节轴线重合。 (2分) ③ X 轴与公垂线重合;从n 指向n +1关节。(1分) ④ Y 轴按右手螺旋法则确定。(1分) 6．工业机器人控制系统的特点有哪些？ (1) 机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。(2分) (2) 是一个多变量控制系统，要求系统具有一定的智能性。(1分) (3) 是一个复杂的计算机控制系统。(1分) (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。(1分) (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。(1分) （本题10分）二、有一旋转变换，先绕固定坐标系0X 轴转30°，再绕0Y 轴转60°， 最后沿0Z 轴移动10，试求其变换矩阵。(列出A 的计算式4分，列出齐次变换矩阵4分，得出答案2分) 解： 学院名称 专业班级 姓名： 学号： 密 封 线 内 不 要 答 题 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 密 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 封 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 线 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃
国内工业机器人市场及发展趋势一、引言 工业机器人诞生于20世纪60年代，在20世纪90年代得到迅速发展，是最先产业化的机器人技术。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产，解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。在我国，工业机器人的真正使用到现在已经接近20多年了，已经基本实现了试验、引进到自主开发的转变，促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。随着我国门户的逐渐开放，国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击，因此，掌握国内工业机器人市场的实际情况，把握我国工业机器人研究的相关进展，显得十分重要。 二、工业机器人带来的效益 发达国家的使用经验表明:使用工业机器人可以降低废品率和产品成本，提高了机床的利用率，降低了工人误操作带来的残次零件风险等，其带来的一系列效益也是十分明显的，例如减少人工用量、减少机床损耗、加快技术创新速度、提高企业竞争力等。机器人具有执行各种任务特别是高危任务的能力，平均故障间隔期达60000小时以上，比传统的自动化工艺更加先进。采用工业机器人还有如下优点:第一，改善劳动条件，逐步提高生产效率；第二，更强与可控的生产能力，加快产品更新换代；第三，提高零件的处理能力与产品质量；第四，消除枯燥无味的工作，节约劳动力；第五，提供更安全的工作环境，降低工人的劳动强度，减少劳动风险；第六，提高机床；第七，减少工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存；第八，提高企业竞争力。 在面临全球性竞争的形势下，制造商们正在利用工业机器人技术来帮助生产价格合理的优质产品。一个公司想要获得一个或多个竞争优势，实现机器人自动化生产将是推动业务发展的有效手段。 三、国内工业机器人市场 (一)国内工业机器人的需求情况 工业机器人发展长期以来受限于成本较高与国内劳动力价格低廉的状况，随着中国经济持续快速的发展，近几年的国民生产总值年平均增长率更是保持在9%左右，人民生活水平不断地提高，劳动力供应格局已经逐步从“买方”市场转为“卖方”市场、由供远大于求转向供求平衡。作为制造业主力的农民工也从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的要求。这些情况使得许多劳动密集型企业为了提高劳动生产率所采用的增加工人数量、延长工人劳动时间的方法变得成本高昂，同时也受到法律的限制和政策的阻碍。无论是企业还是社会都认识到必须采取从改善机器设备入手，提高技术和资金的密集度来减少用工量以应对这种改变。总之，劳动力过剩程度降低、单个工人成本上升、对产品质量更高的要求、国家对装备制造业的重视等变化改善了机器人的使用环境，工业机器人及技术在中国已逐步得到了政府和企业的重视。随着机器人知识的广泛普及，人们对于各种机器人的了解与认识逐步深化，利用机器人技术提升我国工业发展水平、从制造业大国向强国转变，提高人民生活质量成为全社会的共识。 (二)国内工业机器人的销售情况 国家863机器人技术主题自成立以来一直重视机器人技术在产业中的推广和应用，长期以来推进机器人技术以提升传统产业，利用机器人技术发展高新产业。目前，政府正在使用各种办法加大中国装备制造业在市场
2011／2 机械制造49卷第558期 纵观历史研究文献，国内外对工业机器人的研究热点问题主要分为3个方面：仿生机器人与新型机构、机器人的定位与地图创建、机器人-环境交互。本文将分别就以上3方面对研究现状进行简要分析，并对工业机器人的发展趋势作了预测。 1工业机器人的发展历程 自1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的 概念以来，工业机器人就得以不断地发展。概括起来，工业机器人的发展历程为3代： 第1代：示教再现型机器人，但不具备反馈能力。如郭勇等人[1]研制的挖掘机手柄自动操作机构，该机构结构简单，能够实现动作示教再现。 第2代：有感觉的机器人，不仅具有内部传感器，而且具有外部传感器，能获得外部环境信息。如P.l Liljeb.ck 等人研制的蛇形机器人就装有内部测转速的 传感器，以及外部测力的传感器，该机器人能够在不规则环境中具有一定的运动能力。 第3代：智能机器人。定义为“可自动控制的装置，能理解指示命令，感知环境，识别对象，规划自身操作程序来完成任务”。如John Vannoy 等人采用实时可适应性的运动规划（RAMP ）算法的PUMA560机械臂，它能在复杂动态环境中自动识别来自不同方向的移动或静止的障碍物，主动规划路径，进而完成预定任务。 2 国外工业机器人的研究现状 2.1 仿生机器人与新型机构 对人的研究，国外侧重于对人行走时的步态分析， 通过对人脚形状的分析，得出具有圆形截面的脚趾和脚后跟以及具有扁平截面的连接脚趾和脚后跟的中间 部分具有最佳的动力学性能。对人形机器人步态规划问题，Xia Zeyang 等人提出了一种基于样品的决定性的脚步规划方法，该方法综合考虑了自身独特的运动能力和稳定性。对于在不同类型障碍的复杂环境中脚步规划，Yasar Ayaz 采用与人走近障碍物时绕过的方法，通过脚步实时的生成成功避开障碍物。此外，对于双足步行机器人的复杂地面运动的研究也有新的进展，研究出一种新型的双足机构，能实现不平区域稳定地行走，该足由4个分别带光学传感器的鞋钉组成，总重1.5kg 。对动物的研究则表现为对诸如蛇、鱼的结构以及运动性能的研究。仿蛇机器人不仅可以作为管道检测装置，也可以作为地震或矿难探索装置，更可以当作极地探测器来进行科研活动。Shigeo 和Hiroya Yamada 就将仿蛇机器人的机械结构分为5种类型：活 动的弯曲关节式；活动的弯曲和拉伸关节式；活动的弯曲关节和活动的车轮式；被动弯曲关节和活动车轮式；活动的弯曲关节和履带式。Aksel Andreas Transeth 等采用摩擦力模型方法建立了一蛇形机器人模型，该机器人能与包括地面的障碍物以外的物体接触，对地震或矿区救援很有帮助。Kristin Y.Pettersen 等人对蛇形机器人在存在障碍物环境中运动进行了复合建模，仿真结构证明该模型能实现不规则环境中的一般运动。但蛇形机器人目前要真正达到在复杂环境中畅通无阻地运动，还有待进一步研究。对海洋的开发，相对于其它的水下自动化装置，仿生鱼具有更好的推进力和流体适应性。其研究主要体现在结构和运动特性上。Jun Gao 和K.H.Low 等人对胸鳍驱动和尾鳍驱动鱼形机器 人进行了分析，讨论了鱼结构和运动各参数的关系。 Yu Zhong 等人对由阀体与尾鳍构成的机器人鱼的运 动性能进行了研究，采用量纲分析方法，建立了一种能预测运动的机器鱼模型。Giuseppe Tortora 等人设计了 工业机器人研究现状及发展趋势 □ 曹文祥 □ 冯雪梅 武汉理工大学机电工程学院 武汉 430070 摘 要：作为最典型的机电一体化的高科技装备，工业机器人得到了非常广泛的应用。综述了国内外工业机器人的 研究热点现状，并预测了其发展趋势。 关键词：工业机器人现状 发展趋势 中图分类号：TP242.2 文献标识码：A 文章编号：1000－4998(2011)02－0041－03 Abstract:As the typical high-tech equipment of mechanoelectronic integration,industrial robots have been widely used.The current situation of research hot points of IR is presented and the developing trend forecasted. Key Words:Industrial Robot (IR)Current Situation Developing Trend 收稿日期：2010年9月 41
ABB机器人考试试题 姓名：李智鹏 班级：工业机器人161 一、判断题(Y/N) 正确填Y 错误填N 1．机械手亦可称之为机器人。（Y） 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、关节空间是由全部关节参数构成的。（Y） 4、任何复杂的运动都可以分解为由多个平移和绕轴转动的简单运动的合成。（Y） 5、关节i的坐标系放在i-1关节的末端。（N） 6．手臂解有解的必要条件是串联关节链中的自由度数等于或小于6。（N） 7．对于具有外力作用的非保守机械系统，其拉格朗日动力函数L可定义为系统总动能与系统总势能之和。（N） 8．由电阻应变片组成电桥可以构成测量重量的传感器。（Y）9．激光测距仪可以进行散装物料重量的检测。（Y） 10．运动控制的电子齿轮模式是一种主动轴与从动轴保持一种灵活传动比的随动系统。（Y） 11．谐波减速机的名称来源是因为刚轮齿圈上任一点的径向位移呈近似于余弦波形的变化。（N） 12．轨迹插补运算是伴随着轨迹控制过程一步步完成的，而不是
在得到示教点之后，一次完成，再提交给再现过程的。（Y） 13．格林（格雷）码被大量用在相对光轴编码器中。（N） 14．图像二值化处理便是将图像中感兴趣的部分置1，背景部分置2。（N） 15．图像增强是调整图像的色度、亮度、饱和度、对比度和分辨率，使得图像效果清晰和颜色分明。（Y） 二、填空题 安全防护： 1.万一发生火灾，请使用（二氧化碳）灭火器对机器人进行灭火。 2 机器人在发生意外或运行不正常等情况下，均可使用 （急停）键，停止运行。 3. 气路系统中的压力可达（0.6）MP，任何相关检修都要 切断气源。 4.如果在（CPU）非常忙的时候发生断电，有可能由于系 统无法正常关机而导致无法重新启动。在这种情况下机器人系统将显示错误信息 5使能器—使动装置是一个位于示教器一侧的按钮，将该按钮按下一半可使系统切换至（ON）状态。释放或全按使动装置时，机器人切换至OFF 状态。 6. 机器人在（紧急停止）模式下，使能器无效。 7、在手动回“home”位置时，出现（80001）错误，可以
一、判断题 1．机械手亦可称之为机器人。（Y） 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、关节空间是由全部关节参数构成的。（Y） 4、任何复杂的运动都可以分解为由多个平移和绕轴转动的简单运动的合成。 （Y） 5、关节i的坐标系放在i-1关节的末端。（N） 6．手臂解有解的必要条件是串联关节链中的自由度数等于或小于6。（N） 7．对于具有外力作用的非保守机械系统，其拉格朗日动力函数L可定义为系统总动能与系统总势能之和。（N） 8．由电阻应变片组成电桥可以构成测量重量的传感器。（Y） 9．激光测距仪可以进行散装物料重量的检测。（Y） 10．运动控制的电子齿轮模式是一种主动轴与从动轴保持一种灵活传动比的随动 系统。（Y） 11．谐波减速机的名称来源是因为刚轮齿圈上任一点的径向位移呈近似于余弦波 形的变化。（N） 12．轨迹插补运算是伴随着轨迹控制过程一步步完成的，而不是在得到示教点之后，一次完成，再提交给再现过程的。（Y） 13．格林（格雷）码被大量用在相对光轴编码器中。（N） 14．图像二值化处理便是将图像中感兴趣的部分置1，背景部分置2。（N）15．图像增强是调整图像的色度、亮度、饱和度、对比度和分辨率，使得图像效果 清晰和颜色分明。（Y） 二、填空题 1.机器人是指代替原来由人直接或间接作业的自动化机械。 2.在机器人的正面作业与机器人保持300mm以上的距离。 3.手动速度分为: 微动、低速、中速、高速。
4.机器人的三种动作模式分为: 示教模式、再现模式、远程模式。 5.机器人的坐标系的种类为: 关节坐标系、直角坐标系、圆柱坐标系、工具坐标 系、用户坐标系。 6.设定关节坐标系时，机器人的 S、L、U、R、B、T 各轴分别运动。 7.设定为直角坐标系时，机器人控制点沿 X、Y、Z 轴平行移动。 8.用关节插补示教机器人轴时，移动命令为MOVJ。 9.机器人的位置精度PL 是指机器人经过示教的位置时的接近程度，可以分为9个等级，分别是PL=0，PL=1，PL=2，PL=3，PL=4，PL=5，PL=6，PL=7，PL=8。马自达标准中，PL=1 指只要机器人TCP 点经过以示教点为圆心、以0.5mm为半径的圆内的任一点即视为达到；PL=2 指只要机器人 TCP 点经过以示教点为圆心、以20mm为半径的圆内的任一点即视为达；PL=3 指只要机器人TCP 点经过以示教点为圆心、以75mm 为半径的圆内的任一点即视为达到。 10.机器人的腕部轴为R，B，T，本体轴为S， L，U。 11.机器人示教是指：将工作内容告知产业用机器人的作业。 12.机器人轨迹支持四种插补方式，分别是关节插补，直线插补，圆弧插补,自由曲线插补，插补命令分别是MOVJ，MOVL,MOVC，MOVS。 13.关节插补以最高速度的百分比来表示再现速度，系统可选的速度从慢到快依次是 0.78%，1.56%，3.12%，6.25%，12.50%，25.00%，50.00%，100.00%。 14.干涉区信号设置有两种，分别是绝对优先干涉区和相对优先干涉区，基于设备安全方面考虑，现场使用的干涉区绝大多数都是绝对优先干涉区，并尽可能的通过作业时序上错开的方法来实现节拍最优化。 15.机器人按机构特性可以划分为关节机器人和非关节机器人两大类。 16. 机器人系统大致由驱动系统、机械系统、人机交互系统和控制系统、感知系统、
国外机器人发展现状及发展动向 一、全球机器人行业现状 (一)全球机器人行业现状 1、行业发展：增长态势延续 (1)预计2017年全球工业机器人销售量25万台 从2008年第四季度起，全球金融风暴导致工业机器人的销量急剧下滑。2010年全球工业机器人市场逐渐由2009年的谷底恢复。 2011年是全球工业机器人市场自1961年以来的行业顶峰，全年销售达16.6万台。2012年全球工业机器人销量为15.9万台，略有回落，主要原因是电气电子工业领域的销量有所下滑，但汽车工业机器人销量延续增长态势。 随着全球制造业产能自动化水平提升，特别是中国制造业升级，我们估计到2017年全球工业机器人销量达到25万台，年复合增长率9.5%. (2)预计到2017年全球工业机器人市场容量2700亿 2012年全球机器人本体市场容量为530亿元，本体加集成市场容量按本体大约三倍算，估计1600亿元。 估计2013年至2017年，包含本体和集成在的全球工业机器人市场，年复合增长率约为11%。预计2017年全球工业机器人市场容量将达到2700亿元。 (3)预计到2017年全球服务机器人市场容量接近500亿 根据IFR数据，2012年全球个人(或家庭)用服务机器人市场容量为73亿元，公共服务机器人市场容量为208亿元。目前看公共服务机器人产业化走在前面，市场容量更大。 预计2013-2017年个人(或家庭)用服务机器人市场容量增长率为7%，公共服务机器人市场容量年均复合增长率为17%。到2017年，全球服务机器人市场容量将接近500亿元。如果智能家居算是广义的服务机器人，服务机器人市场容量会大很多。 2、全球机器人行业布局：日欧产业优势明显，中国市场潜力巨大 (1)工业机器人市场销量与存量 全球工业机器人本体市场以中欧美日为主。日、美、德、韩、中五国存量占全球比例达71.24%，销量达69.92%。 截至2012年底，全球机器人累计销量达到247万台。机器人平均使用寿命为12年，最长15年。估计现在全球机器人存量在120万台-150万台之间。 分区域看，亚洲/澳洲增幅达到9%。亚洲增幅主要由中国需求拉动，因为中国2012年工业机器人销量增幅达到30%。 分生产地和消费地看，日本是唯一的工业机器人净出口国，拥有全球最大的机器人产能，占据全球机器人产量的66%。机器人消费地最大的区域是除日本以外的亚洲地区，占比约34%，而且是以中国市场为主。 (2)全球工业机器人与机床行业销量的对比 工业机器人销量占机床销量比反映各国机器人使用情况。这个比例的上升在一定程度上代表着这个国家机器人普及水平的提升。我们给出美日德中四国的机器人销量占机床销量比，从这个数据和历年的变化趋势看各国机器人行业的发展状况。 美日德三国的机器人销量占机床销量比稳定在一定区间(15%-25%)，表明这
机器人行业深度研究报告 【核心观点】 ●当前全球机器人市场主要以工业机器人为主，占市场份额的80%。未来服务机器人的行业规模或将超过工业机器人，成为新蓝海。 ●预计2014~2017年全球服务机器人市场规模累计将达2000亿元，复合增速将达到22%，中国市场增速远高于全球增速。以清洁机器人为例，“双十一”期间，国内扫地机器人公司科沃斯实现全网销售3.15亿元，其中在天猫商城销售达2.76亿元。这让我们看到了服务机器人在终端消费需求的爆发力。 ●中国的机器人密度仅为30，远低于世界平均水平的62，而世界最高的韩国达到437。工信部工业装备司副司长王卫明曾透露，国家的相关产业规划到2020年中国工业机器人的产业体系要具备3至5家具有国际竞争力的企业，8至10个产业配套集群，机器人密度达到100以上。从30到100对应的是3倍以上市场规模的增长。 ●机器人将迎来政策密集落地期，制造强国战略对机器人产业是长期利好。 ●机器人板块选股思路包括关键零部件国产化——$上海机电(SH600835)$$双环传动(SZ002472)$；工业机器人本体放量，尤其是经济型本体——$巨星科技(SZ002444)$；有技术含量的系统集成商——$机器人(SZ300024)$$埃斯顿(SZ002747)$；新兴的服务机器人——$博实股份(SZ002698)$$慈星股份(SZ300307)$。 【导读】 机器人的诞生或许并不是20世纪产业界最伟大的成就，但却可能是21世纪最伟大的变革！ 机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。 广泛采用机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 机器人能干的工作也已经从搬运、码垛、焊接等生产活动，到读报、陪护、弱交流等生活活动，再到排雷、战斗等军事活动，渗透到了人类的方方面面。随着需求范围的扩大，机器人结构和形态的发展呈现多样化。高端机器人具有明显的仿生和智能特征，其性能不断提高，功能不断扩展和完善，各种机器人系统逐步向具有更高智能方向演进。 目前机器人主要分为：工业机器人和服务机器人两大类。工业机器人细分为焊接机器人、搬
福建工贸学校泉州校区泉州闽南工贸学校 2017—2018学年度第二学期 《工业机器人》A试卷数控大、中印80份满分：100分成绩： 一、填空题28%（每一格1分） 1、机器人的英文名称是：。它是的机器装置，既可以接受人类的指挥，又可以程序，也可以根据技术制定的原则纲领行动。 2、国际标准组织（ISO）为机器人下的定义是：机器人是一种、位置可控的、具有能力的多功能操作机。 3、工业机器人是机器人的一种，是面向工业领域的多关节 或的机器装置。 4、工业机器人按用途可分为机器人、机器人、机器人、机器人等多种。 5、1954年，美国最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。 6、智能机器人不仅具备了能力，而且还具 有，并具有记忆、的能力，因而能够完成更加复杂的动作。 7、工业机器人的机械结构主要由四大部分构成，分别 是、、和。 8、工业机器人的手不仅是一个的机构，它还应 该具有的功能，这就是我们通常所说的“触觉”。 9、夹持式取料手分为三种：、和。 10、夹钳式取料手一般由、、和 支架组成。 11、机器人的手腕是连接和的部件，它的
主要作用是确定手部的作业方向。 二、判断题20%（每题2分） 1、工业机器人是一种能自动控制，可以重复编程，多功能、 多自由度的操作机。（） 2、直角坐标机器人具有结构紧凑、灵活、占用空间小等优点， 是目前工业机器人大多采用的结构形式。（） 3、工业关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。（） 4、球面关节允许两边杆之间有三个独立的相对轴动，这种关 节具有三个自由度。（） 5、机器人的工作空间是指机器人手臂或手部安装点所能达到 的所有空间区域，以及手部本身所能到达的区域。（）6、钩拖式手部主要是靠夹紧力来夹持工件。（）7、手腕按驱动方式，可分为直接驱动手腕和间接驱动手腕。 （） 8、目前，大部分工业机器人的手部只有2个手指，而且手指 上一般没有关节。（） 9、为安全考虑，规定在低速运行时所能抓取的工件重量做为 承载能力载荷（） 10、分辨率是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最 小转动角度。（） 三、选择题20%（每题2分） 1、型机器人具有三个相互垂直的移动轴线，通过手臂 的上下、左右移动和前后伸缩构成坐标系。