（二）简答题
1.智能机器人的所谓智能的表现形式是什么？
答:推理判断、记忆
2.机器人分为几类？
答:首先，机器人按应用分类可分为工业机器人、极限机器人、娱乐机器人。
1)工业机器人有搬运、焊接、装配、喷漆、检验机器人，主要用于现代化的工厂和柔性加工系统中。
2)极限机器人主要是指用在人们难以进入的核电站、海底、宇宙空间进行作业的机器人，包括建筑、农业机器人。
3)娱乐机器人包括弹奏机器人、舞蹈机器人、玩具机器人等。也有根据环境而改变动作的机器人。
其次，按照控制方式机器人可分为操作机器人、程序机器人、示教机器人、智能机器人和综合机器人。
3. 机器人由哪几部分组成？
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、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。
4. 什么是自由度？
答:人们把构建相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度。
5. 机器人技术参数有哪些？各参数的意义是什么？
答: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。
2）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。
6. 机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。
答：机器人的手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂的运动形式区分，手臂有直线运动的。如手臂的伸缩，升降及横向移动，有回转运动的如手臂的左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动的组合。2直线运动的组合2回转运动的组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作程度固定不变的专用机器人。
7. 机器人机座有几种？试述每种机座结构。
答：机器人几座有固定式和行走时2种
1)固定式机器人的级左右直接接地地面基础上，也可以固定在机身上
2)移动式机器人有可分为轮车机器人，有3组轮子组成的轮系四轮机器人三角论系统，全方位移动机器人，2足步行式机器人，履带行走机器人
8. 试述机器人视觉的结构及工作原理
答: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转换成数字信号传递给图像处理器，同时光源控制器和32 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. 工业机器人控制方式有几种？
答：工业机器人的控制方式多种多样，根据作业任务的不同，主要分为点位控制方式、连续轨迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。
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。
10. 机器人参数坐标系有哪些？各参数坐标系有何作用？
答:工业机器人的坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。
1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）
这种机器人由三个线性关节组成，这三个关节用来确定末端操作器的位置，通常还带有附加道德旋转关节，用来确定末端操作器的姿态。这种机器人在X、Y、Z 轴上的运动是独立的，运动方程可独立处理，且方程是线性的，因此，很容易通过计算机实现；它可以两端支撑，对于给定的结构长度，刚性最大：它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度。但是，它的操作范围小，手臂收缩的同时又向相反的方向伸出，即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。
2）圆柱坐标型（R3P）
圆柱坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件的位置，再附加一个旋转关节来确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，且计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大的动力；能够伸入型腔式机器内部。但是，它的手臂可以到达的空间受到限制，不能到达近立柱或近地面的空间；直线驱动器部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。
3）球坐标型（2RP）
球坐标机器人采用球坐标系，它用一个滑动关节和两个旋转关节来确定部件的位置，再用一个附加的旋转关节确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转，中心支架附近的工作范围大，两个转动驱动装置容易密封，覆盖工作空间较大。但该坐标复杂，难于控制，且直线驱动装置仍存在密封及工作死区的问题。
4）关节坐标型/拟人型（3R）
关节机器人的关节全都是旋转的，类似于人的手臂，是工业机器人中最常见的结构。
5）平面关节型
这种机器人可看作是关节坐标式机器人的特例，它只有平行的肩关节和肘关节，关节轴线共面。
11.机器人学主要包含哪些研究内容？
答：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。
12.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？
答：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。
13.机器人控制系统的基本单元有哪些？
答：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
14.常见的机器人外部传感器有哪些？
答：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。
15.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？
答：(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。
16.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？
答：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。
17. MOTOMAN 机器人示教盘模式旋钮上有三种模式，分别是哪三种，并写出三种模式各自的特点。
答案：
示教模式人教机器人称作示教。
再现模式执行程序，机器人自动运行。
远程模式通过外部信号进行的操作，相当于遥控。
18. MOTOMAN 机器人上有三种安全模式，分别是哪三种，并写出三种模式各自的特点。
答案：
三种模式分别是：PLAY再现模式、TEACH示教模式、REMOTE远程模式。
再现模式可以用来对示教完的程序进行再现运行以及各种条件文件的设定、修改或删除，在此模式下外部设备发出的启动信号无效
示教模式可以用示教编程器进行轴操作和编辑，编辑、示教程序，修改已登录的程序，以及各种特性文件和参数的设定，在此模式下外部设备发出的启动信号
无效远程模式下机器人由外部信号进行操作，可以接通伺服电源、启动、调出主程序、设定循环等与开始运行有关的操作，数据传输功能有效，此时示教盘上的启动按钮无效。
（三）论述题
1.试论述机器人技术的发展趋势。
答：科学技术水平是机器人技术的基础，科学与技术的发展将会使机器人技术提高到一个更高的水平。未来机器人技术的主要研究内容集中在以下几个方面：(1) 工业机器人操作机结构的优化设计技术。探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载-自重比，同时机构向着模块化、可重构方向发展。(2) 机器人控制技术。重点研究开放式、模块化控制系统，人机界面更加友好，语言、图形编程界面正在研制之中。机器人控制器的标准化和网络化以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。(3) 多传感系统。为进一步提高机器人的智能和适应性，多种传感器的使用是其问题解决的关键。其研究热点在于有效可行的多传感器融合算法，特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。(4) 机器人遥控及监控技术，机器人半自主和自主技术。多机器人和操作者之间的协调控制，通过网络建立大范围内的机器人遥控系统，在有时延的情况下，建立预先显示进行遥控等。(5) 虚拟机器人技术。基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感应技术，实现机器人的虚拟遥控操作和人机交互。(6) 多智能体控制技术。
这是目前机器人研究的一个崭新领域。主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理，感知与学习方法，建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。(7) 微型和微小机器人技术。这是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向。过去的研究在该领域几乎是空白，因此该领域研究的进展将会引起机器人技术的一场革命，并且对社会进步和人类活动的各个方面产生不可估量的影响，微型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方，法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。(8) 软机器人技术。主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。传统机器人设计未考虑与人紧密共处，因此其结构材料多为金属或硬性材料，软机器人技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的，机器人对人是友好的。(9) 仿人和仿生技术。这是机器人技术发展的最高境界，目前仅在某些方面进行一些基础研究。
试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。
答：精度、重复精度和分辨率用来定义机器人手部的定位能力。
精度是一个位置量相对于其参照系的绝对度量，指机器人手部实际到达位置与所需要到达的理想位置之间的差距。机器人的精度决定于机械精度与电气精度。
重复精度指在相同的运动位置命令下，机器人连续若干次运动轨迹之间的误差度量。如果机器人重复执行某位置给定指令，它每次走过的距离并不相同，而是在一平均值附近变化，该平均值代表精度，而变化的幅度代表重复精度。
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。精度和分辨率不一定相关。一台设备的运动精度是指命令设定的运动位置与该设备执行此命令后能够达到的运动位置之间的差距，分辨率则反映了实际需要的运动位置和命令所能够设定的位置之间的差距。
工业机器人的精度、重复精度和分辨率要求是根据其使用要求确定的。机器人本身所能达到的精度取决于机器人结构的刚度、运动速度控制和驱动方式、定位和缓冲等因素。
由于机器人有转动关节，不同回转半径时其直线分辨率是变化的，因此造成了机器人的精度难以确定。由于精度一般较难测定，通常工业机器人只给出重复精度。
3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。
答：轮式行走机器人是机器人中应用最多的一种机器人，在相对平坦的地面上，用车轮移动方式行走是相当优越的。车轮的形状或结构形式取决于地面的性质和车辆的承载能力。在轨道上运行的多采用实心钢轮，室外路面行驶的采用充气轮胎，室内平坦地面上的可采用实心轮胎。足式行走对崎岖路面具有很好的适应能力，足式运动方式的立足点是离散的点，可以在可能到达的地面上选择最优的支撑点，而轮式行走工具必须面临最坏的地形上的几乎所有点；足式运动方式还具有主动隔震能力，尽管地面高低不平，机身的运动仍然可以相当平稳；足式行走在不平地面和松软地面上的运动速度较高，能耗较少。
4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。
答：静力学指在机器人的手爪接触环境时，在静止状态下处理手爪力F与驱动力τ的关系。动力学研究机器人各关节变量对时间的一阶导数、二阶导数与各执行器驱动力或力矩之间的
关系，即机器人机械系统的运动方程。而运动学研究从几何学的观点来处理手指位置与关节变量的关系。
在考虑控制时，就要考虑在机器人的动作中，关节驱动力τ会产生怎样的关节位置θ、关节速度θ&、关节加速度θ&&，处理这种关系称为动力学（dynamics）。对于动力学来说，除了与连杆长度有关之外，还与各连杆的质量，绕质量中心的惯性矩，连杆的质量中心与关节轴的距离有关。
运动学、静力学和动力学中各变量的关系如下图所示。图中用虚线表示的关系可通过实线关系的组合表示，这些也可作为动力学的问题来处理。
（四）计算题（需写出计算步骤，无计算步骤不能得分）：
1. 已知点u的坐标为[7,3,2]T，对点u依次进行如下的变换：（1）绕z轴旋转
90°得到点v；（2）绕y轴旋转90°得到点w；（3）沿x轴平移4个单位，再沿
y轴平移-3个单位，最后沿z轴平移7个单位得到点t。求u, v, w, t各点的
齐次坐标。
x
y
z
O
u
v
w
t
解：点u的齐次坐标为：[]
7,3,2,1T
v = Rot(z,90°)u =
010073 100037 001022 000111
--??????????????????
=
??????????????????
w = Rot(y,90°)v =
001032 010077 100023 000111
-
??????????????????
=
??????-
????????????
t = Trans(4,-3,7)w = 100
4260
103740017310000111????????????-?
?????=??????
??????
??????
2. 如图所示为具有三个旋转关节的3R 机械手，求末端机械手在基坐标系{x0,y0}下的运动学方程。
解：建立如图1的参考坐标系，则
10
T =111
1000000100
001c s s c -????????
????,21T =2
212200000100
01c s L s c -????????
?
???,3
2T =3
323300000100
01c s L s c -??
??????
????
30
T =10T 21T 32T =1231231121212312311212000010
01c s L c L c s c L s L s -+????+?
?????
??
其中()()123123123123cos ,sin c s θθθθθθ=++=++.
3. 如图所示为平面内的两旋转关节机械手，已知机器人末端的坐标值{x,y}，试求其关节旋转变量θ1和θ2.
P
解：如图所示，逆运动学有两组可能的解。
第一组解：由几何关系得
()11212cos cos x L L θθθ=++ （1） ()11212sin sin y L L θθθ=++ （2） （1）式平方加（2）式平方得
222
2121222cos x y L L L L θ+=++
222
212
212arccos 2x y L L L L θ??+--=>= ???
221122sin arctan arctan cos L y x L L θθθ????
=- ? ?+????
第二组解：由余弦定理， ()222
212
12arccos 2x y L L L L α??-+++?
?=????
2
'θπα=+
()1
'arctan 2
y x παθ-??
=
+ ???
4. 如图所示两自由度机械手在如图位置时（θ1= 0 , θ2=π/2），生成手爪力 FA = [ fx 0 ]T 或FB = [ 0 fy ]T 。求对应的驱动力 τA 和τB 。
0x f ???
解：由关节角给出如下姿态：
()
()()
()11212212221
11212212sin sin sin 0cos cos cos L L L L L J L L L L θθθθθθθθθθ--+-+??--??
==?
???+++?????? 由静力学公式T J F τ=
2212200x x T
A A x L f L L f J F L L f τ--??
????===??????--??????
1212000y T
B B y L f L L J F f L τ-??????===??????
-??????
5. 如图所示的两自由度机械手，手部沿固定坐标系在手上X 0轴正向以s 的速度移动，杆长l 1=l 2=。设在某时刻θ1=30°，θ2=-60°，求该时刻的关节速度。已知两自由度机械手速度雅可比矩阵为
11212
21211212
212l s l s l s l c l c l c θθ---??
=??+??
J
解：因为：11212
21211212212l s l s
l s l c l c l c θθ---??
=??+??
J 因此，逆雅可比矩阵为：212212111212
11212122
1l c l s l c l c l s l s l l s θθθ-?
?
=
??----??
J
因为，1-=&J v θ
，且v =[1, 0]T ，即v X =1m/s ，v Y =0，因此 1
21221211212112121222121
1211222212
1101rad/s=-2rad/s 0.5
4rad/s l c l s l c l c l s l s l l s c l s c c
l s l s θθθθθθθθθθθ??????=??????----????????
===-
-=&&&& （算出最后结果2分）
因此，在该瞬时两关节的位置分别为， θ1=30°，θ2=-60°；速度分别
为1θ&=-2rad/s ，2θ&=4 rad/s ；手部瞬时速度为1m/s 。
式中：??????
11
1212
s θ=sin θs =sin(θ+θ) 6. 如图所示的三自由度机械手（两个旋转关节加一个平移关节，简称RPR 机械手），求末端机械手的运动学方程。
解：建立如图的坐标系，则各连杆的DH 参数为：
1
1
11
11
111
100
00
1i
i i i i i i i i i i i i i i i i i i c s a s c c c s d s T s s c s c d c θθθαθαααθαθααα-----------??
??--??=??
?
???
有
11110
1
100000010
01c s s c T L θθθθ-??????=??
??
??，2121
000101000
001d T ????--??=??
????，3
33
323
20
00000100
01c s s c T L θθθθ-??????=??
?
??? 故
13
131121213131121200123123
33
1
00
1c c c s s s L s d s c s s c c L c d T T T T s c L θθθθθθθθθθθθθθθθ-+????----??==????
??
（写出最后
结果2分）
式中：11
11sin cos s c θθθθ==L L
三连杆操作臂的逆运动学方程：
第一组解：由几何关系得
)cos(cos 32322θθθ++=L L x （1） )sin(sin 32322θθθ++=L L y （2） 将（1）式平方加（2）式平方得
3322
32222cos 2θL L L L y x ++=+
由此式可推出
???
? ??--+=322
3222232arccos L L L L y x θ ???? ??+-??? ??=332
332cos sin arctan arctan θθθL L L x y 第二组解：由余弦定理?-=+cos 2322
32222L L L L y x ，得
()
??
????+-=?2
3222
223222arccos L L y x L L ?+=πθ'3 ??
?
??+?
=
x y arctan 2-'2πθ 7. 下面的坐标系矩阵B 移动距离d=(5，2，6)T ：
?
?
???
?
???
???-=1000
6100400120
1
B 求该坐标系相对于参考坐标系的新位置。
解：
100501020102100400160016000
10
00
101071006001120
001B ?????????
???=????-????????
??????=??
-??
??
（二）简答题 1.智能机器人的所谓智能的表现形式是什么？ 答:推理判断、记忆 2.机器人分为几类？ 答:首先，机器人按应用分类可分为工业机器人、极限机器人、娱乐机器人。 1)工业机器人有搬运、焊接、装配、喷漆、检验机器人，主要用于现代化的工厂和柔性加工系统中。 2)极限机器人主要是指用在人们难以进入的核电站、海底、宇宙空间进行作业的机器人，包括建筑、农业机器人。 3)娱乐机器人包括弹奏机器人、舞蹈机器人、玩具机器人等。也有根据环境而改变动作的机器人。 其次，按照控制方式机器人可分为操作机器人、程序机器人、示教机器人、智能机器人和综合机器人。 3. 机器人由哪几部分组成？ 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、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。 4. 什么是自由度？ 答:人们把构建相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度。 5. 机器人技术参数有哪些？各参数的意义是什么？ 答: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。
2）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。 6. 机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。 答：机器人的手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂的运动形式区分，手臂有直线运动的。如手臂的伸缩，升降及横向移动，有回转运动的如手臂的左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动的组合。2直线运动的组合2回转运动的组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作程度固定不变的专用机器人。 7. 机器人机座有几种？试述每种机座结构。 答：机器人几座有固定式和行走时2种 1)固定式机器人的级左右直接接地地面基础上，也可以固定在机身上 2)移动式机器人有可分为轮车机器人，有3组轮子组成的轮系四轮机器人三角论系统，全方位移动机器人，2足步行式机器人，履带行走机器人 8. 试述机器人视觉的结构及工作原理 答: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转换成数字信号传递给图像处理器，同时光源控制器和32 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. 工业机器人控制方式有几种？
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。√
机器人等级考试(一级) 姓名： 答案解析 您的姓名：* 您的回答：姓名 1.下列人物形象中，哪个是机器人？（） [分值：2]您的回答：C. （得分：2） 2.以下哪个是螺丝杆？（） [分值：2] 您的回答：B. （得分：2）
3.下图中哪个实物运用到四边形原理？（） [分值：2] 您的回答：B. （得分：2） 4.下图中哪个是等臂杠杆？（） [分值：2] 您的回答：A. （得分：2） 5.以下属于费力杠杆的一组是？（） [分值：2] 您的回答：C. ②④（得分：2） 6.机器人驱动方式不包括？（）[分值：2] 您的回答：B.水驱动（得分：2） 7.用斧头作砍木头的工作，是利用（）能省力的原理。[分值：2] 您的回答：C.斜面（得分：2） 8.汽车轮胎上设置花纹的目的是？（）[分值：2] 您的回答：D.让轮胎增加与地面之间的摩擦，防止打滑；（得分：2）
9.下列关于秋千说法正确的是？（）[分值：2] 您的回答：B.秋千荡到最低点时动能最大（得分：2） 10.传动链和齿轮传动共有的特点是？（）[分值：2] 您的回答：C.准确无误的传递动力（得分：2） 11.在杠杆结构中，杠杆绕着转动的固定点称为？（）[分值：2] 您的回答：C.支点（得分：2） 12.下列图中那一组是齿轮传动装置？（） [分值：2] 您的回答：B. （得分：2） 13.风扇通过什么原理为人们实现降温？（）[分值：2] 您的回答：B.加速空气流通（得分：2） 14.如果想把玩具汽车的螺丝钉拧紧，首先选用那种工具最合适？（）[分值：2] 您的回答：B.螺丝刀（得分：2） 15.是什么原因让我们能够在地面上行走？（）[分值：2] 您的回答：C.因为我们的鞋与地面之间存在摩擦力（得分：2） 16.动滑轮实质是？（）[分值：2] 您的回答：C.省力杠杆（得分：2） 17.以下不是由于重力产生的现象是？（）[分值：2] 您的回答：D.我们在光滑的地板上推箱子，送开手时，箱子会自己移动一段距 离（得分：2） 18.下列是齿轮传动的缺点的是？（）[分值：2] 您的回答：C.易损坏机械（得分：2） 19.有关轮轴描述正确的是？（）[分值：2] 您的回答：B.轮轴是能连续转动的杆杠（得分：2）
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、
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。
全国青少年机器人技术等级考试班纳机器人授权培训介绍 全国青少年机器人技术等级考试是由中国电子学会发起的面向青少年机器人技术能力水平的社会化评价项目。中国电子学会是工业和信息化部直属事业单位，是中国科学技术协会的团体会员单位。 全国青少年机器人技术等级考试面向青少年群体的年龄为6-18周岁，学级为小学1年级至高中3年级。 全国青少年机器人技术等级考试设有独立的标准工作组、教材编写组和考试服务组。考试采用在线计算机考试与动手实际操作考试相结合的方式。考试标准汲取国内外高校的人才选拔标准，支持创客教育的实践与工程化理念，全面考察青少年在机构结构、电子电路、软件编程、智能硬件应用、传感器应用、通信等方面的知识能力和实践能力。 等级考试不指定任何机器人器材品牌型号，全面体现考试标准的
公正性、权威性与前沿性。 中文名 全国青少年机器人技术等级考试 外文名 QualificationCertifyforNationalYouthRoboticsLevelTest 全国青少年机器人技术等级考试项目说明 技术发展背景 机器人技术是当今全球工业现代化进程中必不可少的关键技术。国务院总理李克强在政府工作报告中提出，中国推动产业结构迈向中高端，要实施“中国制造2025”,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。无论是“工业4.0”还是“中国制造2025”，都离不开机器人技术的研发、应用和推广。国务院总理李克强在2015年的政府工作报告中提出，中国推动产业结构迈向中高端，要实施“中国制造2025”,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国。
精心整理机器人二级理论考试模拟题（A卷） （满分100分） 一、单选题（每题2分，共30题） 1.下列人物中，哪位发明了电灯？ A. B. C. D. 2. A. B. C. D. 3. A. C.仿真型系统和非仿真型系统。 D.大系统和小系统。 4.下列说法正确的是？ A.凸轮机构一般有凸轮、从动件和机架三个构件组成。 B.凸轮机构一般有凸轮、主动从件和机架三个构件组成。
C.凸轮机构一般有凸轮、从动件和主动件三个构件组成。 D.凸轮机构一般有圆轮、从动件和主动件三个构件组成。 5.下列事物中，有曲柄装置的是 A.自行车 B.自动晾衣架 C. D. 6. A. B. C. D. 7. A. B. C. D. 8.下面哪个不是机器人系统的基本结构？ A.机械本体。 B.人。 C.计算机控制系统。 D.传感系统。
9.工业机器人出现是在（）世纪。 A.18 B.19 C.20 D.21 10. A. B. C. D. 11. 12. A. B. C.意大利作家卡洛?洛伦齐尼。 D.捷克剧作家卡尔?恰佩克。 13.下列哪个用到凸轮结构？（） A.发动机。 B.跷跷板。
C.显示器。 D.拉杆箱。 14.机器人的英文单词是？（） A.Boter B.Rebot 15. 16. A. B. C. D. 17.下列做法正确的是？（） A.用湿手触摸电器。 B.家用通电电线有裸露的线头，不能用手碰。 C.用湿布擦拭电器。 D.发现漏电后立即拿水泼。
18.1831年，谁发现了电磁感应原理，奠定了发电机的理论基础。（） A.爱迪生。 B.牛顿。 C.法拉第。 D.爱因斯坦。 19. 20. A.20 B.20 C.20 D.20 21. A. B. C.菲比娃娃机器人。（会说话） D.谢克机器人。（第一台移动机器人） 22.关于电流形成的说法，正确的是？（） A.电荷的运动形成了电流。 B.电荷的定向运动形成了电流。
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
全国青少年机器人技术等级考试 （一级）2017 年全年真题集 全国青少年机器人技术等级考试（一级2017.2.25 ）真题 [ 所属分类]: 各种题型测试 1. 下列人物形象中，哪一个是机器人？ A. B. C. D. 答案:D 题型: 单选题 分数:2 2. 车轮上有凹凸不平的花纹的作用是 A.装饰好看 B. 增加摩擦力 C. 省油耐用 D. 乘坐舒适答案:B 题型: 单选题 分数:2 3. 下图中，沿着哪个斜面向上拉动小车最省力
A. B. C. D. 答案:D 题型: 单选题 分数:2 4. 使用滑轮组工作是因为它能 A.省力当但不能改变力的方向 B.能改变力的方向但不能省力 C.既能改变力的方向又能省力 D.以上答案都不对 答案:C 题型: 单选题 分数:2 5. 木工师傅使用斧头作为工具，是利用（）能省力的原理。 A.滑轮 B. 轮轴 C. 斜面 D. 杠杆 答案:C 题型: 单选题 分数:2 6. 当阻力点到支点的距离大于动力点到支点的距离时，杠杆 A.省力 B. 费力 C. 既不省力也不费力 D. 以上答案都不对答案:B 题型: 单选题 分数:2 7. 如下图中，动滑轮有（）个。
A.1 B.2 C.3 D.0 答案:A 题型: 单选题 分数:2 8.在山区常见到的盘山公路。修建盘山公路是利用我们所学的哪种简单机械 A.滑轮 B.杠杆 C.斜面 D.轮子 答案:C 题型: 单选题 分数:2 9.关于简单机械，下列说法不正确的是 A.起重机的起重臂是一个杠杆 B.省力的机械一定会省距离 C.定滑轮、动滑轮和轮轴都是变形的杠杆 D.使用轮轴不一定会省力 答案:B 题型: 单选题 分数:2 10.下列图片中，哪个不是机器人
《工业机器人》复习题 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.工业机器人工作站是由一台或两台机器人所构成的生产体系。(） 12.机器人分辨率分为编程分辨率与控制分辨率，统称为系统分辨率。(） 13.正交变换矩阵R为正交矩阵。（) 14.复合运动齐次矩阵的建立是由全部简单运动齐次矩阵求和所形成的。（） 15.关节i的效应表现在i 关节的末端。（) 16.并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。（） 17.机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中所走过的路径。（) 18.空间直线插补是在已知该直线始点、末点和中点的位置和姿态的条件下，进而 求出轨迹上各点（插补点）的位置和姿态。（) 19.示教编程用于示教-再现型机器人中。（Y） 20.机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中的运动轨迹，即运动点的位移、速度 和加速度。（Y) 21.关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。（N）
全国青少年机器人技术等级考试 二级模拟试题 下列人物中，哪位发明了电灯？ A.牛顿 B.熊大 C.爱迪生 D.爱因斯坦 题型:单选题 答案:C 分数:1 首届机器人世界杯足球赛在哪里举办？ A.日本 B.荷兰 C.美国 D.意大利 题型:单选题 答案:A 分数:1 机器人控制系统从基本原理和系统结构上可以分成哪两类？ A.非伺服型系统和伺服型系统。 B. Windows系统和苹果系统。 C.非仿真型系统和非仿真型系统。 D.大系统和小系统。 题型:单选题 答案:A 分数:1 下列说法正确的是？ A.凸轮机构一般有凸轮、从动件和机架三个构件组成。 B.凸轮机构一般有凸轮、主动从件和机架三个构件组成。 C.凸轮机构一般有凸轮、从动件和主动件三个构件组成。 D.凸轮机构一般有圆轮、从动件和主动件三个构件组成。 题型:单选题 答案:A 分数:1 下列事物中，有曲柄装置的是? A.自行车 B.自动晾衣架 C.电视机 D.以上都有 题型:单选题 答案:A 分数:1
一个人在匀速直线行驶的火车里向上跳起，发现仍落回原地，这是因为？ A.人跳起厚，车厢内空气推着他向前运动。 B.人跳起到落地时间过短，偏后的距离看不出来。 C.人跳起到落地，在水平方向上人与车有相同的速度。 D.人跳起瞬间，地板给人一个向前的力，推着他一起向前运动。 题型:单选题 答案:C 分数:1 在机器人历史上，被称为“工业机器人之父”的是？ A.阿西莫夫 B.英格伯格 C.诺伯特 D.弗里茨 题型:单选题 答案:B 分数:1 下面哪个不是机器人系统的基本结构？ A.机械本体 B.人 C.计算机控制系统 D.传感系统 题型:单选题 答案:B 分数:1 工业机器人出现是在（）世纪。 A. 18 B. 19 C. 20 D. 21 题型:单选题 答案:C 分数:1 （）决定了从动件预定的运动规律。 A.凸轮转速 B.凸轮大小 C.凸轮轮廓曲线 D.凸轮形状 题型:单选题 答案:C 分数:1 一节普通干电池电压是多少伏？ A. 0.8 B. 1.0 C. 1.5
全国青少年机器人技术等级考试 考试试卷（一级） [所属分类]:各种题型测试 1. 下列人物形象中，哪一个是机器人？ A. B. C. D. 答案:D 题型:单选题 分数:2 2.车轮上有凹凸不平的花纹的作用是 A.装饰好看 B.增加摩擦力 C.省油耐用 D.乘坐舒适答案:B 题型:单选题 分数:2 3.下图中，沿着哪个斜面向上拉动小车最省力 A. B. C. D. 答案:D 题型:单选题
分数:2 4.使用滑轮组工作是因为它能 A.省力当但不能改变力的方向 B.能改变力的方向但不能省力 C.既能改变力的方向又能省力 D.以上答案都不对 答案:C 题型:单选题 分数:2 5.木工师傅使用斧头作为工具，是利用（）能省力的原理。 A.滑轮 B.轮轴 C.斜面 D.杠杆 答案:C 题型:单选题 分数:2 6.当阻力点到支点的距离大于动力点到支点的距离时，杠杆 A.省力 B.费力 C.既不省力也不费力 D.以上答案都不对答案:B 题型:单选题 分数:2 7.如下图中，动滑轮有（）个。 A.1 B.2 C.3 D.0 答案:A 题型:单选题 分数:2
8.在山区常见到的盘山公路。修建盘山公路是利用我们所学的哪种简单机械 A.滑轮 B.杠杆 C.斜面 D.轮子 答案:C 题型:单选题 分数:2 9.关于简单机械，下列说法不正确的是 A.起重机的起重臂是一个杠杆 B.省力的机械一定会省距离 C.定滑轮、动滑轮和轮轴都是变形的杠杆 D.使用轮轴不一定会省力 答案:B 题型:单选题 分数:2 10.下列图片中，哪个不是机器人 A. B. C. D. 答案:D 题型:单选题 分数:2 11.在下列日常生活中用到的工具中，具有传动链的是 A.电视机 B.自行车 C.滑板车 D.缝纫机 答案:B 题型:单选题 分数:2 12.下列简单的机械中，既可以省力，同时又可以改变力的方向的是 A.定滑轮 B.动滑轮 C.斜面 D滑轮组
精心整理 机器人等级考试(一级) 姓名： 答案解析 您的姓名：* 您的回答：姓名 1. ?? 2.以下哪个是螺丝杆？（） ?? B.??? 3.下图中哪个实物运用到四边形原理？（） ??[分值：2] 您的回答：B.???（得分：2） 4.下图中哪个是等臂杠杆？（）
??[分值：2]您的回答：A.???（得分：2） 5.以下属于费力杠杆的一组是？（） ?? ? 6. 7. ? 8. 9. 10.传动链和齿轮传动共有的特点是？（） ??? 11. ??? 12.下列图中那一组是齿轮传动装置？（） ??[分值：2] 您的回答：B.???（得分：2） 13.风扇通过什么原理为人们实现降温？（）??[分值：2] 您的回答：B.加速空气流通???（得分：2） 14.如果想把玩具汽车的螺丝钉拧紧，首先选用那种工具最合适？（）??[分值：2]您的回答：B.螺丝刀???（得分：2）
15.是什么原因让我们能够在地面上行走？（）??[分值：2] 您的回答：C.因为我们的鞋与地面之间存在摩擦力???（得分：2） 16.动滑轮实质是？（）??[分值：2] 您的回答：C.省力杠杆???（得分：2） 17.以下不是由于重力产生的现象是？（）??[分值：2] 您的回答：D.我们在光滑的地板上推箱子，送开手时，箱子会自己移动一段距离???（得分：2） 18.下列是齿轮传动的缺点的是？（）??[分值：2] 您的回答：C.易损坏机械???（得分：2） 19. 20.下列哪种形状稳定性较好？（） ??2] 21. ? 22.以下生活中的物品，属于费力杠杆的是？（） ??[分值：2]您的回答：C.???（得分：2） 23.关于定滑轮的描述错误的是？（）??[分值：2] 您的回答：A.定滑轮可以省力???（得分：2） 24.下列哪个滑轮组最省力？（）
实用文档 用心整理 全国青少年机器人技术等级考试试卷 （一级）17-2 （考试时间：30分钟） 一、单项选择题（在四个备选答案中只有一个是正确的，将正确的答案填入括号中，多选或不选 均不得分。30题×2分/题=60分） 1.下列人物形象中，哪一个是机器人？ 题号 一 二 三 总分 分数 得分 评阅人 勿答题） 考点 专业 机器人 姓名 身份证号 （密封线内勿答题）
A. B. C. D. 2.下列多边形中，最稳定的多边形是？ A. B. C. D. 3.剪刀是利用（）原理工作的。 A.滑轮 B.轮轴 C.斜面 D.杠杆 4.下面不是利用杠杆原理的工具是哪个？
A. B. C. D. 5.滑轮组的特点是（） A.省力，不能改变力的方向 B.不省力，能改变力的方向 C.省力，能改变力的方向 D.以上答案都不对 6.每周一学校都会举行升旗仪式，在升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶有一个（）, 它能改变力的方向。 A.齿轮 B.定滑轮 C.动滑轮 D.齿条 7.如下图中，定滑轮有（）个。
A.1 B.2 C.3 D.0 8.盘山公路借鉴了我们所学的哪种简单机械？ A.滑轮 B.杠杆 C.斜面 D.轮子 9.两小孩坐在跷跷板上恰好水平平衡，此时（） A.两小孩的重力一定相等 B.两小孩到支点的距离一定相等 C.两小孩的力臂一定相等
D.小孩各自承受的重力与其到支点距离的乘积相等 10.下列滑轮图片中，最省力的是？ 11.下面的图片中，属于费力杠杆的是 A.剪刀剪纸 B.起子开瓶 C.镊子夹物 D.钳子剪导线 12.下列简单的机械中，不能省力，但可以改变力的方向的是 A.定滑轮 B.动滑轮 C.斜面
考试科目:机器人技术基础考试时间：120分钟试卷总分IQG分 题号■一--二二三四五六总分 得分 评卷 教师 一、简答题（本大题共3小题，每小题5分，总计15分） 1?示教再现式机器人 答：先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其他信息存储起来，然后让机器人重现这些动作。（5分） 2?机器人系统结构由哪几个部分组成 答：通常由四个相互作用的部分组成：机械手、环境、任务和控制器。 3?为了将圆柱形的零件放在平板上，机器人应具有几个自由度答：一共需要5个：定位3个，放平稳2个。（5分） （10分）下面的坐标系矩阵B移动距离d=（5 , 2, 6）T: Q 1 Q 2 1 Q Q 4 B = 0 0-16 .0 0 。 1 一 求该坐标系相对于参考坐标系的新位置。 解： （5分） -1 0 0 B neW = 0 1 0 0 0 1 .QQQ 5「0 1 0 21 2 1 0 0 4 6 0 0 -1 6 1 一 00 0 1 一（10 分） （10 分）求点P=（2, 3, 0 ~1 6 12 1 4）T绕X轴旋转45度后相对于参考坐标系的坐标。
第2页共4页 U T B ,已知: 求：工件相对于基座的描述 B T P 0 10-2 0 0-1-3 -10 0 -9 .0 0 0 1 六、（15分）写出3R 平面机械手的各连杆参数和运动学方程（末端相对于基件三臂长位 l 1 、 I 2 、 l 3 ） O 解：各连杆参数如下: 可^1 H 解：P=ROt （X,45） 3=0 久卫 -0.707 3 = -0.707 0.707 - 4_ I I 4.95 一 （10 分） 四、（15分）写出齐次变换矩阵 {A}作以下变换: 绕Z 轴转90o ;（ b ）再绕X 轴转-90o ；（ C ）最后做移动（3，7，9） 0 -1 0 3 解：AT = 0 0 1 7 -1 0 0 9 - 0 0 1 （15 分） {u}的描述为U T P ,机器人基座相对于参考系的描述为 - 0 1 0 -H U TP = 0 0 -1 2 -1 0 0 0 - 0 1 一 - 1 0 0 们 ，U TB = 0 1 0 5 0 0 1 9 [ 0 0 0 1 一 解： B B U U -1 u T P = T U T P =[ T B ] T P [1 0 0 -1「0 1 1 0 -5 0 0 -1 2 0 I 0 1 -9 —1 0 0 0 0 0 1 一 0 0 0 1 一 （10 分） （5分） 0 0.707 0.707 0 Pl - 2 B T ,它表示相对固定坐标系 （a 五、（15分）设工件相对于参考系
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、关节空间就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与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就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与。(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就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就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.轨迹插补运算就是伴随着轨迹控制过程一步步完成的,而不就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.图像二值化处理便就是将图像中感兴趣的部分置1,背景部分置2。( N) 15.图像增强就是调整图像的色度、亮度、饱与度、对比度与分辨率,使得图像效果清晰与颜色分明。(Y) 二、填空题 1、机器人就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
全国青少年机器人技术等级考试标准 V2.5 （2016年11月第三次修订） 中国电子学会普及工作委员会 中国电子学会标准认证与应用推广中心 全国青少年电子信息科普创新联盟 国家教育信息化产业技术创新战略联盟 2016年11月
说明 本标准由中国电子学会标准认证与应用推广中心制定。V1版本由中国电子学会培训认证科普部开发；V2版本由全国青少年电子信息科普创新联盟标准工作组开发，由中国电子学会普及工作委员会审核通过，适用于由中国电子学会举办的全国青少年机器人技术等级考试，由经授权的全国青少年电子信息科普创新教育基地、全国青少年机器人技术等级考试中心承担招生和考试服务工作。 本标准旨在激发和培养青少年学习现代机器人技术的热情和兴趣，充分适应我国青少年的认知心理和水平，从力学、机械原理、电子信息和软件技术的入门实践出发，引导青少年建立工程化、系统化的逻辑思维，使青少年机器人技术等级考试更具科普性、趣味性和实践性。 本标准不以评价教学为目的，考核内容不是按照学校要求设定，而是从制作机器人所需要的技能和知识，以及国内机器人教育的普及情况而确定，主要以实践应用能力为主。 本标准由低到高分为一级至六级。六级及以上与中国电子学会全国电子信息专业技术资格认证（QCEIT）衔接，进入电子信息工程师序列。 所有相关本标准的解释权属于中国电子学会。
标准工作组成员 组长：杨晋副组长：程晨、吴艳光 工作专家（按拼音排序）：包明明、蔡志伟、曹盛宏、陈炜、陈愈容、范瑞峰、方明、李庚、李曦、李作林、 鲁润泽、罗泰然、施宏伟、王建军、王俊、王海涛、 王鹏军、王志军、尤单立、余翀、余文科 外方专家（按字母排序）：HermanYu,JesseFlot,PaulCopioli 参与单位： 北京大学（信息科学技术学院） 北京交通大学（电子信息工程学院） 北京航空航天大学（电子信息工程学院） 清华大学（电子工程系） VEX创首国际 Arduino龙湛（上海）信息科技有限公司 ARM安谋电子科技（上海）有限公司 Microsoft微软（中国）有限公司 北京泺喜教育科技有限公司 北京童喜同心教育科技有限公司 西安乐博士机器人有限公司 美科科技（北京）有限公司 中科直线（北京）科技传播有限责任公司 深圳盛思科教文化有限公司
学号：姓名： 1. 简述工业机器人的定义和分类方法 P5：工业机器人是在工业中使用的机器人的机器人总称，主要用于完成工业生产者中的某些作业，根据具体应用目的的不同，又常常以其主要用途命名——焊接机器人；装配机器人；喷涂机器人；搬运、上下料、码垛机器人；其他用途机器人等。 2. 已知A坐标空间一点A P = 3i + 4j -5k，若对该点作如下坐标变换： Trans (-1, 2, 3 ) Rot (x, 90o) Rot (z, 45o) 试求出变换后该点在原坐标的位置，并绘制出变换图。 Trans (-1, 2, 3 )——平移变换 Trans（ΔX，ΔY，ΔZ）== Rot (x, 90o) ——旋转变换，绕X转90° Rot (x, θ)= Rot(x, 90o) = Rot (z, 45o)——旋转变换，绕Z转45° Rot (z, θ)= Rot (z, 45o) = A'= Trans (-1, 2, 3 ) Rot (x, 90o) Rot (z, 45o)A= =
3. PUMA250工业机器人结构及连杆参数如图1及表1所示。（1）根据图1及表1，设置并画出各连杆坐标； （2）求出各连杆的齐次变换矩阵A i (i=1,2…,6)； （3）求出该机械手的运动学方程。 表1 PUMA250连杆参数 连杆关节变量α a d 1 θ 190ο0 0 2 θ 20ο8 b b 12 + 3 θ 390ο0 0 4 θ 4-90ο0 8 5 θ 5-90ο0 0 6 θ 60ο0 b 3 图1 PUMA250机器人结构图ai连杆长度（Zi-1和Zi距离） αi连杆扭角（Zi-1和Zi夹角）； di连杆距离（沿着关节i轴线两公垂线距离Xi-1和Xi） θi连杆夹角（垂直关节i轴线两公垂线夹角Zi-1和Xi-1） A i=
2020年全国青少年机器人技术等级考试一级A卷 一、单选题（每题2分，共60分） 1. 下列人物形象中，哪一个是机器人？（） A. B. C. D. 答案：D 2.下列多边形中，最稳定的多边形是（） A. B. C. D. 答案：A 3.为了省力应该使用下面哪一种杠杆（） A.阻力臂比动力臂长的杠杆 B.动力臂比阻力臂长的杠杆 C.阻力臂与动力臂相等的杠杆 D.无法判断 答案：B 4.机器人的英文单词是（） A.botre B.boret C.robot D.rebot 答案：C 5.人们利用斜面搬运重物是为了（）
A.省力 B.费力 C.少移动距离 D.好玩 答案：A 6.如下图所示，利用定滑轮匀速提升重物G，向三个方向拉动的力分别是F1、F2、F3，三个力的大小关系是（） A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.一样大 答案：D 7.以下说法中不正确的是（） A.人类智能是与生俱来的 B.人工智能是人类赋予的 C.机器人不属于人工智能 D.人工智能是模仿人类智能 答案：C 8.如下图中，动力从哪个齿轮输入时输出速度最小？（） 3 1 2 A.1号 B.2号 C.3号 D.以上均相同 答案：A 9.下列关于定滑轮和动滑轮的描述，正确的是（） A.定滑轮和动滑轮都能省力 B.定滑轮和动滑轮都能改变力的方向 C.定滑轮能省力，动滑轮能改变力的方向 D.定滑轮能改变力的方向，动滑轮能省力 答案：D 10.使用轮轴时，下面说法中错误的是（） A.轮轴只能省力一半 B.动力作用在轮上可以省力 C.动力作用在轴上不能省力
D.使用轮半径与轴半径之比为2:1的轮轴时，可以省力一半（动力作用在轮上） 答案：A 11.盘山公路总是修的弯弯曲曲，环绕上坡盘山而上，而不是从山下直通山顶，这是为了（） A.美观 B.省距离 C.省力 D.经济 答案：C 12.若把轮轴、定滑轮、动滑轮看作杠杆，则下列说法正确的是（） A.轮轴一定是省力杠杆 B.定滑轮可以看作是等臂杠杆 C.动滑轮可以看作动力臂为阻力臂二分之一倍的杠杆 D.以上说法都不对 答案：B 13.下面哪部电影于机器人无关（） A.终结者 B.超能陆战队 C.功夫熊猫 D.机器人历险记 答案：C 14.步行机器人的行走机构多为（） A.滚轮 B.履带 C.连杆机构 D.齿轮机构 答案：C 15.关于齿轮，下列说法正确的是（） A.齿轮只能提高转速 B.任何带齿的轮子都是齿轮 C.齿轮是能相互啮合的有齿的机械零件 D.以上说法均不正确 答案：C 16.下图中不属于滑轮组的是（） A. B. C. D. 答案：C 17.机器人结构中，起着支撑作用的部件是（） A.机座 B.机体 C.腰部 D.臂部