机器人课程考核大作业-2013年概要

机器人测试考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 机器人技术最早起源于哪个国家？A. 美国B. 日本C. 英国D. 德国答案：C2. 机器人的三大核心组成部分不包括以下哪一项？A. 传感器B. 执行器C. 控制器D. 能源答案：D3. 以下哪个不是机器人的自由度？A. 线性运动B. 旋转运动C. 振动运动D. 平面运动答案：C4. 机器人编程语言中，ROS（Robot Operating System）的主要作用是什么？A. 提供硬件接口B. 提供传感器数据C. 促进模块化软件开发D. 以上都是答案：C5. 工业机器人通常采用哪种类型的电机作为驱动？A. 直流电机B. 交流电机C. 步进电机D. 伺服电机答案：D6. 以下哪个传感器不是机器人常用的传感器？A. 视觉传感器B. 力觉传感器C. 温度传感器D. 声音传感器答案：D7. 机器人的路径规划通常不包括以下哪一项？A. 避障B. 最短路径C. 速度控制D. 颜色识别答案：D8. 机器人的控制系统中，PID控制器的主要作用是什么？A. 速度控制B. 位置控制C. 力控制D. 以上都是答案：D9. 以下哪个不是机器人的驱动方式？A. 电动B. 气动C. 液压D. 热动答案：D10. 机器人的人工智能技术主要依赖于哪种技术？A. 机器学习B. 深度学习C. 神经网络D. 以上都是答案：D二、填空题（每题2分，共20分）11. 机器人的三大核心组成部分包括________、________和________。

答案：传感器、执行器、控制器12. 机器人的自由度是指机器人在空间中能够独立运动的________数量。

答案：方向13. 在机器人技术中，SLAM是________的缩写，指的是机器人在未知环境中同时进行________和________的过程。

答案：Simultaneous Localization and Mapping、定位、地图构建14. 机器人的力控制技术中，阻抗控制是一种基于________的控制方法。

工业机器人考试题（附参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.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。

()A、正确B、错误正确答案：A2.变压器的“嗡嗡”声属于机械噪声。

()A、正确B、错误正确答案：B3.永磁式步进电动机的特点是控制功率大。

()A、正确B、错误正确答案：B4.关节空间是由全部关节参数构成的。

A、正确B、错误正确答案：A5.坐标系管理界面上的【清除键】可以将选中的坐标系数据清零,该操作是可恢复的。

()A、正确B、错误正确答案：B6.功能按键可分为移动键、轴操作键、数字键、其他功能键等。

()A、正确B、错误正确答案：A7.()吸附式取料手适应于大平面易碎微小的物体。

A、正确B、错误正确答案：A8.任何人都可以对机器人进行示教操作。

A、正确B、错误正确答案：B9.()在ABB工业机器人的程序的运算符中,表示减法运算的是/。

A、正确B、错误正确答案：B10.普遍应用于关节机器人上的减速器主要有两类:谐波减速器和RV 减速器。

()A、正确B、错误正确答案：A11.齿形指面多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品。

()A、正确B、错误正确答案：A12.()电动机上的绝对光轴编码器是用来检测运动加速度的。

A、正确B、错误正确答案：B13.r√pid语言的结构和C语言语言的结构类似。

A、正确B、错误正确答案：A14.机器人的限位是机器人操作模型的初始位置。

()A、正确B、错误正确答案：B15.工业机器人手动操作时,示教使能器要一直按住。

()A、正确B、错误正确答案：A16.工业机器人的第4轴属于摆动轴。

()A、正确B、错误正确答案：B17.设备安装施工中的接线图主要是指单元接线图。

()A、正确B、错误正确答案：B18.()电容C是由电容器的电压大小决定的。

A、正确B、错误正确答案：B19.目前用于图像识别的方法主要分为决策理论和分类方法。

()A、正确B、错误正确答案：B20.图像增强是调整图像的色度、亮度、饱和度、对比度、分辨率等参数,使图像更加清晰,颜色更加分明。

实操考试要点秋千一、名称和用途作品叫秋千。

主要是供人们休闲娱乐使用的器具，公园、学校或者社区中常见。

二、原理/需要具备的结构三角形的稳定性原理。

三、影响稳定的因素1.结构是否稳定。

2.放置的位置，与地面接触面积越大，物体越稳。

3.物体的重心，重心越低，物体越稳。

四、生活中的运用起重机、篮球架、衣架、自行车、轨道、屋顶、钢架桥五、搭建步骤三角形搭建底座直角的搭建跷跷板一、名称和用途作品叫跷跷板。

主要用于户外健身，以及儿童娱乐。

二、原理/需要具备的结构杠杆原理。

杠杆是一个能够绕固定支点转运的硬杆。

杠杆分为等臂杠杆、费力杠杆、省力杠杆。

三、因素1.动力2.动力臂3.阻力4.阻力臂5.支点四、生活中的运用酒起子、剪刀、筷子、钳子、镊子、自行车五、搭建过程1.跷跷板支撑杆的搭建，过程中使用了零件的直角连接。

2.跷跷板横杆的搭建，过程中运用到了梁的加长与加固。

3.支点的连接，使用的是轴连接最大限度减小摩擦，保证灵活性。

烤肉架一、名称和用途烤肉架，是一种烧烤仪器机械设备，主要功能是做各种烧烤制品，主要应用于烧烤店、流动烤肉等。

二、原理/需要具备的结构齿轮传动的减速原理，以及梁的直角连接和轮轴原理。

三、多个齿轮传动的作用是？实现远距离传递动力，使烤肉机多个轴一起转动。

并通过齿轮组的减速原理降低轴的转动速度，从而达到烤肉的效果。

四、生活中的运用方向盘、门把手、水龙头、钓鱼竿五、搭建过程先搭建齿轮组后安装支架进行加固手动风扇一、名称和用途风扇，天热的时候用来生风取凉的用具。

用电或手动驱动扇叶进行转动，转化成自然风达到乘凉效果。

二、原理齿轮的二级加速原理三、如何实现齿轮二级加速过程？用手摇柄同轴带动40齿齿轮，通过40齿齿轮带动24齿齿轮实现一级加速，24齿齿轮与第二个40齿齿轮同轴同速，由第二个40齿齿轮带动8齿齿轮实现二级加速。

四、搭建过程首先制作扇叶后安装24与40齿的同轴齿轮再在24齿处安装40齿齿轮及手摇柄，完成一级加速安装8齿齿轮实现二级加速，传动系统完成搭建底座直角支架在8齿齿轮所在的轴上安装扇叶搅拌器一、名称和用途作品叫搅拌器，主要起到搅拌物品的作用，运用在搅拌鸡蛋、搅拌奶油等地方。

0.1 简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。

答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。

1.机器人的动作结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的干预。

0.2工业机器人与数控机床有什么区别？答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链；2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统；3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。

4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。

0.5简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。

答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。

重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率，是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。

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。

工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。

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。

0.6什么叫冗余自由度机器人？答：从运动学的观点看，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。

3.1 何谓轨迹规划？简述轨迹规划的方法并说明其特点。

答：机器人的轨迹泛指工业机器人在运动过程中的运动轨迹，即运动点位移，速度和加速度。

轨迹的生成一般是先给定轨迹上的若干个点，将其经运动学反解映射到关节空间，对关节空间中的相应点建立运动方程，然后按这些运动方程对关节进行插值，从而实现作业空间的运动要求，这一过程通常称为轨迹规划。

机器人理论考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 机器人的自由度是指（）。

A. 机器人的关节数B. 机器人的运动能力C. 机器人的驱动器数量D. 机器人的传感器数量答案：B2. 工业机器人的典型应用领域不包括（）。

A. 汽车制造B. 食品加工C. 医疗手术D. 农业生产答案：D3. 机器人的控制柜主要负责（）。

A. 机器人的电源管理B. 机器人的运动控制C. 机器人的传感器数据采集D. 机器人的程序存储答案：B4. 机器人的末端执行器不包括（）。

A. 夹持器B. 喷漆枪C. 传感器D. 机械臂答案：D5. 机器人编程语言中，不用于机器人运动控制的是（）。

A. VALB. KARELC. PythonD. SQL答案：D6. 机器人的坐标系中，不包括（）。

A. 笛卡尔坐标系B. 极坐标系C. 圆柱坐标系D. 球坐标系答案：B7. 机器人的传感器中，用于检测物体距离的是（）。

A. 力传感器B. 触觉传感器C. 视觉传感器D. 接近传感器答案：D8. 机器人的伺服电机通常采用（）控制方式。

A. 开环控制B. 闭环控制C. 半闭环控制D. 无反馈控制答案：B9. 机器人的路径规划中，不涉及（）。

A. 路径优化B. 避障C. 速度控制D. 材料选择答案：D10. 机器人的维护中，不需要定期检查的是（）。

A. 润滑油B. 电缆连接C. 软件更新D. 电源电压答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 机器人的主要组成部分包括（）。

A. 机械结构B. 驱动系统C. 控制系统D. 传感器系统E. 电源系统答案：A, B, C, D12. 机器人的分类依据可以是（）。

A. 应用领域B. 运动方式C. 自由度D. 控制方式E. 能源类型答案：A, B, C, D13. 机器人的编程方法包括（）。

A. 离线编程B. 交互式编程C. 手动示教D. 自动编程E. 机器学习答案：A, B, C, D14. 机器人的安全措施包括（）。

《机器人技术基础》课程考核大作业一、进行课程学习考核（大作业形式）的目的：工业机器人系统设计是专业选修课的一个理论与实践相结合的教学环节，是机械类基础课程的延伸，可以巩固和加强机械类基础课程学习和工程应用知识的拓展，可以为毕业设计和就业工作打下良好基础，其目的是：1、通过资料查询与整理，联系生产实际，运用所学过的知识，使学生得到对课题的论证与分析、问题解决对策、自主学习、团队合作等能力的培养。

2、利用机械类的前序课知识，学会并掌握工业机器人系统设计的特点及方法，学会并掌握工业机器人系统设计中“总体方案设计”、“参数设计”、“组成机构原理与分析”、“机械结构装置设计”、“控制系统设计”等方面的一般方法和技术要求。

3、加强机械设计中基本技能的训练，如：设计计算能力，运用有关设计资料、设计手册、标准、规范及经验数据的能力，以及机械、电气系统的综合运用能力。

二、同学可以选择的课题领域：（01）玻璃、陶瓷加工业用的工业机器人（02）化学工业中应用的工业机器人（03）建筑行业应用的工业机器人（04）塑料工业中应用的工业机器人（如：装配、搬运）（05）用于包装工业的工业机器人（06）电气和电子工业中应用的工业机器人：工件搬运和存放的工业机器人（07）医疗行业应用的工业机器人（如：医疗、残疾、家庭）（08）用于金属生产和加工的工业机器人（铸造机器人）（09）用于木加工业的工业机器人：木加工行业装配和搬运的工业机器人（10）用于食品供应和加工的工业机器人：食品工业中的装配和搬运的工业机器人（11）承担复杂机具搬运任务的工业机器人（12）搬运和托盘堆码应用的工业机器人（13）普通机械制造领域的装配和搬运作业的工业机器人（14）用于机床上下料件的工业机器人（15）用于粘接和密封的工业机器人（16）锻冶场所装卸的工业机器人（17）金属生产和加工业的装配和搬运的工业机器人（18）用于压铸和注模成型机装卸的工业机器人（19）用于车辆制造的焊接工业机器人（20）用于车辆制造的装配工业机器人（21）用于仓储、材料管理和控制及后勤的工业机器人：一般工厂自动化装配和搬运系统三、设计内容与要求：1．介绍所选工业机器人系统的组成及各部分的关系，理解其机、电组成系统的要求（包括：需求分析、功能分析与分解、功能求解与集成、设计方案的形成、方案的评价等），掌握工业机器人系统方案设计的主要进程以及各阶段的主要工作内容，初步领会工业机器人系统的设计方案及一般程序。

《机器人技术基础》课程期末作业学院：机械工程学院专业班级：姓名：学号§3.3 XHK 5140换刀机械手运动学方程该机械手有4个自由度。

关节1和2是转动关节，用于大臂和小臂旋转；关节3和4是移动关节，实现插播刀和伸缩运动。

图3-6为其结构示意图。

其运动学特点是连杆1具有空间交错的两轴线，即关节1和2既不垂直，也不平行，也不相交表3-1 XHK 5140换刀机械手的连杆参数连杆序号ia i-1αi-1d iθi关节变量备注1 0 0°0 Θ1Θ1a1=2/l22/larc cos⎪⎭⎫⎝⎛31-0 Θ2Θ2a1=arc cos⎪⎭⎫⎝⎛31-=54°45′3 0 0°d30°d34 a390°d490°d4（见例3.1）5（手爪）0 0°d50°连杆坐标系{1}，{2}，{4}，{4}和{5}的设定如图3-6所示。

相应的连杆参数列入表3-1。

注意：（1）Θ1=0°时，基坐标系{0}与{1}重合，因此未画出。

Z1与正方体对角线重合，x1与关节1、2的公垂线重合；（2）坐标系{2}看上去与连杆2不在一起，实际上是相固接的。

关节2和3组成圆柱副；（3）坐标系{4}与手爪坐标系{T}平行；（4）连杆坐标系的规定不是唯一的，图3-6仅画出一种规定，对于不同的坐标系的规定，相应的参数也不相同。

在图示位置，各关节变量为：Θ1=0°，{1}与{0}重合； Θ2=45°，X 2相对于Z 2转45°； d 3=d 3，X 3相对于Z 3移动d 3； d 4=0，X 4处于零位。

根据表3-1所列的连杆参数，将其代入式（3.3），即可得到各个连杆变换矩阵；⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=100001000000111101θθθθc s s c T ；⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=100031323203231310222212212θθθθθθc s c s a s c T ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1000d 10000100001332T ；⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=100000011000104334d a T 。

大作业：PUMA 机器人1. 坐标系建立利用D-H 参数法建立坐标系：2．D-H 参数表关节i θ(︒)i α(︒)i l i d 运动范围1 90 -90 0 0 -160°~160°2 0 0 a 2 d 2-225°~45° 3 90 90 -a 3 0-45°~225° 4 0 -90 0 4d-110°~170° 5 0 90 0 0 -100°~100° 66d-266°~266°3. 正运动学推导 3.1变换矩阵求取1i-1i 11Rot(,) Trans(0,0,d ) Trans(l ,0,0) Rot(,) = 00001i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i c s c s s l c c c c c s l s A z x s c d θθαθαθθθαθαθθααα----⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦列各D-H 变换矩阵如下：11010101001000001-⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦c s s c A 22122220222020010001c s a c s c a s A d -⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 33233033303301000001c s a c s c a s A -⎡⎤⎢⎥--⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦344404040400100001-⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦c s s c A d 455050505001000001c s s c A ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 5666-60066000010001c s s c A d ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦注：为书写方面，本文中cos ,sin i i ci si θθ==又由00123456123456T A A A A A A =⋅⋅⋅⋅⋅，利用Matlab 进行符号运算，运行程序PUMAzhengyundongxue （程序详见附录）得：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=100060pz az sz nz py ay sy ny px axsx nx T其中- c6*(s5*(c1*c2*s3 + c1*c3*s2) + c5*(s1*s4 - c4*(c1*c2*c3 - c1*s2*s3))) - s6*(c4*s1 + s4*(c1*c2*c3 - c1*s2*s3))s6*(c1*c4 - s4*(c2*c3*s1 - s1*s2*s3)) - c6*(s5*(c2*s1*s3 + c3*s1*s2) nx ny == - c5*(c1*s4 + c4*(c2*c3*s1 - s1*s2*s3)))s4*s6*(c2*s3 + c3*s2) - c6*(s5*(c2*c3 - s2*s3) + c4*c5*(c2*s3 + c3*s2))nz ⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪=⎪⎩s6*(s5*(c1*c2*s3 + c1*c3*s2) + c5*(s1*s4 - c4*(c1*c2*c3 - c1*s2*s3))) - c6*(c4*s1 + s4*(c1*c2*c3 - c1*s2*s3))s6*(s5*(c2*s1*s3 + c3*s1*s2) - c5*(c1*s4 + c4*(c2*c3*s1 - s1*s2*s3))) sx sy ==+ c6*(c1*c4 - s4*(c2*c3*s1 - s1*s2*s3))s6*(s5*(c2*c3 - s2*s3) + c4*c5*(c2*s3 + c3*s2)) + c6*s4*(c2*s3 + c3*s2)sz ⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪=⎪⎩c5*(c1*c2*s3 + c1*c3*s2) - s5*(s1*s4 - c4*(c1*c2*c3 - c1*s2*s3)) c5*(c2*s1*s3 + c3*s1*s2) + s5*(c1*s4 + c4*(c2*c3*s1 - s1*s2*s3))c5*(c2*c3 - s2*s3) - c4*s5*(c2*s3 + c3*s2)ax ay az =⎧⎪=⎨⎪=⎩24623346- d *s1+d *(c1*c2*s3 + c1*c3*s2) - d *s5*(s1*s4 - c4*(c1*c2*c3 - c1*s2*s3)) + a *c1*c2 + c5*d6*(c1*c2*s3 + c1*c3*s2) +a *c1*s2*s3 -a *c1*c2*c3c1*d2 + d *(c2*s1*s3 + c3*s1*s2) + d *s5*(c px py ==263342631*s4 + c4*(c2*c3*s1 - s1*s2*s3)) + a *c2*s1 + c5*d *(c2*s1*s3 + c3*s1*s2) +a *s1*s2*s3 - a *c2*c3*s1d *(c2*c3 - s2*s3) - a *s2 + d *(c5*(c2*c3 - s2*s3) - c4*s5*(c2*s3 + c3*s2)) + a pz =3*c2*s3 +a *c3*s2⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩ 3.2变换矩阵验证 3.2.1初步验证根据DH 参数表中θi 的初始值，将其带入06T 后得到末端执行器的坐标为 px= -d 2py=a 2+d 4+d 6 pz=a 3与初始设定一致，因此初步判断变换矩阵正确。

全国青少年机器人等级考试一二级内容概述一、力的认知 (3)力的介绍 (3)重力 (3)摩擦力 (3).惯性 (4)二、简单机械 (5)杠杆 (5)滑轮 (6)功和功率 (6)三、特殊的结构 (7)凸轮装置 (7)定义 (7)组成 (7)分类 (8)运动规律 (15)从动件常见运动 (15)特点 (18)曲柄 (18)棘轮 (19) (19) (19)工作原理 (19) (20) (23)滑杆 (24)连杆装置 (24)四、机器人通识 (24)机器人的发展 (24)机器人现代发展 (26)机器人基本组成 (27)工业机器人特点 (27)机器人相关电影 (28)一、力的认知力的介绍符号：F单位：牛顿 N力的效果：可以改变物体的运动状态或改变物体的形态;力的三要素：大小、方向以及作用点重力定义：重力是我们生活中无时无刻都存在的一种力,是由于地球的吸引而受到的力符号：G重心：地球吸引物体的每一个部分,但是对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在物体的一个点上,这个点就是物体的重心;质地均匀外形规则的物体的中心,很容易确定大小：G=mg 重力=质量重力加速度 g=Kg摩擦力定义：两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或者具有相对运动趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做摩擦力;影响因素：接触面所受的压力,接触面的粗糙程度;方向：阻碍相对运动或者相对运动趋势; 分类：静摩擦,滑动摩擦,滚.惯性定义：物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,称为惯性;惯性是物体的一种固有属性二、简单机械杠杆定义：能绕某一固定点转动的杆杠杆原理公式是由阿基米德总结的;阿基米德曾经说过,给我一个支点,我能翘起整个地球;利用的就是杠杆结合力的三要素扩展三要素：动力点,支点,阻力点;平衡条件：阻力阻力臂=动力动力臂 F 1L 1=F 2L 2F2为动力F 1 F 2L 1 L 2生活中的杠杆看需求,有时使用费力杠杆,为了省距离;滑轮定滑轮：轴的位置固定不变的滑轮动滑轮：轴的位置随着被拉物体一起运动的滑轮;滑轮分类 力大小 方向 距离 本质 定滑轮 不变 改变 距离不变 等臂杠杆 动滑轮力减小一半不变费距离 二倍省力杠杆分类 条件 力矩 活动距离红线部分 生活实例 省力杠杆 L 1<L 2 F 1>F 2费距离 瓶起子 螺丝刀 费力杠杆 L 1>L 2 F 1<F 2 省距离 鱼竿 筷子 等臂杠杆L 1=L 2F 1=F 2不费不省跷跷板天平L 1L滑轮组：由多个动滑轮和定滑轮组成的机构;功和功率功的定义：一个力作用在物体上,物体在这个力的方向移动了一段距离, 这个力的作用就显示出成效,力学里就说这个力做了功;功包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力, 一个是物体在这个力的方向上移动的距离;大小：功=力力的方向上移动的距离 W=Fs单位：焦耳符号：J1 J=1 Nm三、特殊的结构凸轮装置定义凸轮机构是由凸轮,从动件和机架三个基本构件组成的高副机构注1：高副机构简称高副：在机械工程中,指的是机构的两构件通过点或线的接触而构成的运动副;例如齿轮副和凸轮副注2：低副机构低副：通过面的接触而构成的运动副组成机架：框架结构;分类1 按凸轮不同：盘形凸轮：最基本的形式,结构简单,应用最为广泛;移动凸轮：凸轮相对机架做直线移动;圆柱凸轮：属于空间凸轮机构;2按从动件不同：a.形状不同：尖顶从动件：基本形式优点：能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触,从而使从动件实现任意的运动规律;缺点：尖端处极易磨损,适用：传力不大的低速机构;滚子从动件：优点：凸轮与从动件之间为滚动摩擦,因此摩擦磨损较小,用于传递较大的动力,应用较广;适用：中、低速机构;平底从动件：优点：从动件与凸轮之间易形成油膜,润滑状况好,受力平稳,传动效率高;缺点: 与之相配合的凸轮轮廓须全部外凸;适用：高速场合;b.根据运动形式的不同：直动从动件：从动件作往复移动,其尖端的运动轨迹为一段直线;直动从动件又分为两种;对心直动从动件：尖端或滚子中心的轨迹通过凸轮的轴心;偏置直动从动件：尖端或滚子中心的轨迹不通过凸轮的轴心;摆动从动件：从动件作往复摆动,其尖端的运动轨迹为一段圆弧;3按高副接触方式不同a、力锁合：重力锁合：依靠重力将从动件恢复原来的状态的锁合方式;弹力锁合: 依靠弹力将从动件恢复原来的状态的锁合方式;几何锁合1．槽凸轮机构：槽两侧面的法向距离等于滚子直径;2.主回凸轮机构共轭凸轮机构：一个凸轮推动从动件完成正行程运动,另一个凸轮推动从动件完成反行程的运动;3.等径凸轮机构：两滚子中心间的距离始终保持不变;4.等宽凸轮机构：凸轮廓线上任意两条平行切线间的距离都等于框架内侧的宽度;运动规律1.凸轮的转速决定从动件运动的快慢;2.凸轮的外廓形状决定从动件的运动规律;凸轮的外廓形状取决于从动件的运动规律,只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了;3. 只要做出适当的凸轮轮廓,就能使从动杆得到任意预定的运动规律;从动件常见运动1等速运动：特点：行程始末速度有突变,加速度理论上由零变为无穷大,从而使从动件产生巨大的惯性力,机构受到强烈冲击,存在刚性冲击;适应场合：低速轻载2等加等减速运动特点：行程始末和中点,加速度突变,存在柔性冲击;适应场合：用于中速轻载;3余弦加速运动简谐运动特点：有柔性冲击;适应场合：用于中、低速轻载;当从动件作无停歇连续运动时,可用于高速;4正弦加速运动摆线运动特点：无刚、柔性冲击适用场合：用于高速;特点1优点：结构简单、紧凑、设计方便；可以实现任意预定的运动规律；动作准确可靠;2缺点：高副接触点或线压力较大,点、线接触易磨损；维修困难；凸轮轮廓加工困难,费用较高；行程较短曲柄曲柄滑块结构2. 曲柄连杆机构组成:机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组作用：将圆周回转运动变为往复摆动,或者将往复摆动变为圆周回转运动;应用：发动机,自行车,飞剪;棘轮由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构棘轮摆杆止回棘爪：静止可靠,防止棘轮反转驱动棘爪主动棘爪：工作原理主动件空套在与棘轮固连的从动轴上,并与驱动棘爪用转动副相联;当主动件顺时针方向摆动时,驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中,使棘轮跟着转过一定角度,此时,止回棘爪在棘轮的齿背上滑动;当主动件逆时针方向转动时,止回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向转动,而驱动棘爪却能够在棘轮齿背上滑过,所以,这时棘轮静止不动;因此,当主动件作连续的往复摆动时,按结构形式：齿式棘轮机构：优点：结构简单,制造方便；动与停的时间比可通过选择合适的驱动机构实现;缺点：动程只能作有级调节；噪音、冲击和磨损较大,故不宜用于高速;摩擦式棘轮机构：优点：用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪,以无齿摩擦代替棘轮;特点是传动平稳、无噪音；动程可无级调节;缺点：靠摩擦力传动,会出现打滑现象,虽然可起到安全保护作用,但是传动精度不高;适用于低速轻载的场合;按啮合方式外啮合棘轮机构特点：加工、安装和维修方便,应用较广;内啮合棘轮机构特点是结构紧凑,外形尺寸小;按从动件运动形式;单动式棘轮机构：当主动件按某一个方向摆动时,才能推动棘轮转动;双动式棘轮机构：在主动摇杆向两个方向往复摆动的过程中,分别带动两个棘爪,两次推动棘轮转动;双动式棘轮机构常用于载荷较大,棘轮尺寸受限,齿数较少,而主动摆杆的摆角小于棘轮齿距的场合;以上介绍的棘轮机构,都只能按一个方向作单向间歇运动;双向式棘轮机构：可通过改变棘爪的摆动方向,实现棘轮两个方向的转动;图示为两种双向式棘轮机构的形式,双向式棘轮机构必须采用对称齿形;棘轮机构将连续转动或往复运动转换成单向步进运动;常应用于千斤顶,腰带,自行车当中滑杆运动方式为回转体作回转运动,滑块从动,滑杆绕固定轴转动,并始终保持与滑块的共轴关系;应用：古代花轿,缝纫机,连杆装置定义：由若干有确定相对运动的构件用低副联接组成的机构;应用：足式机器人等四、机器人通识机器人的发展机器人Robot是自动执行工作的机器装置;它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动;它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作;联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统;”1. 1910年捷克斯洛伐克卡雷尔·恰佩克科幻小说创造出“Robot”这个词;2. 1911年美国西屋电气公司家用机器人它由电缆控制,可以行走,会说77个字,甚至可以抽烟,不过离真正干家务活还差得远;但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体;年美国阿西莫夫科幻小说提出“机器人三定律”;后来成为学术界默认的研发原则;年美国乔治·德沃尔世界上第一台可编程的机器人Unimate 尤尼梅特即世界上第一台真正的机器人年德沃尔和约瑟夫·英格伯格第一台工业机器人世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司;由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传,他也被称为“工业机器人之父”;“机器人三原则”：1.机器人不应伤害人类；2.机器人应遵守人类的命令,与第一条违背的命令除外；3.机器人应能保护自己,与第一条相抵触者除外;这是给机器人赋予的伦理性纲领;机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则;年斯坦福大学人工智能研究中心谢克机器人ShakeTheRobot 第一台移动机器人它被赋予了有限的观察和环境建模能力,控制它的计算机要填满整个房间;年日本机器人专家森昌弘“恐怖谷理论”：人形玩具或机器人的仿真度越高,超过95%人们越有好感,但当超过一个临界点时,这种好感度会突然降低,越像人越反感恐惧,直至谷底,称之为恐怖谷;也许正因为如此,许多机器人专家在制造机器人时,都尽量避免“机器人”外表太过人格化,以求避免跌入“恐怖谷陷阱”;机器人现代发展1. 国际上的机器人足球比赛分为两大系列RoboCUP机器人世界杯和FIRA微型机器人世界杯足球比赛1机器人世界杯RoboCup1992年加拿大不列颠哥伦比亚大学教授 Alan Mackworth 提出机器人进行足球比赛提出概念1992年10月日本草拟了规则和足球机器人和模拟系统的开发原型;原型1993年6月日本创办机器人比赛命名RoboCup J联赛,随后,更名机器人世界杯RoboCup ;创办1997年8月23-29日日本名古屋举行比赛首届比赛2008年6月中国苏州第12届机器人世界杯39个国家和地区,321支参赛队,1400多名参赛者2微型机器人世界杯足球比赛FIRA1995年韩国科学技术院金钟焕Jong—HwanKim教授提出1996年11月韩国首次举办了微型机器人世界杯足球比赛即FIRAMiroSot‘96,以后每年举办一次机器人足球比赛;世纪火星探测器年4月7日,美国发射”2001火星奥德赛号”探测器年美国发射两架火星探测车, 2014年初成功登陆 ,分别是勇气号Spirit, MER-A 机遇号Opportunity, MER-B机器人基本组成1. 机器人系统基本结构：机械部分、传感部分、控制部分机器人是综合微电子技术,自动化控制技术,机械学,计算机等学科综合成果;传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求;2. 机器人驱动方式：电力驱动液压驱动,气压驱动,3. 电机是发电机和电动机的统称,电机通常分为直流电机和交流电机,交流电机分为异步电机和电机两类工业机器人特点对工作环境有很强的适应能力,能够代替人类在有害场所从事危险工作动作准确性高,可保证产品质量的稳定性;能高强度在环境中从事单调简单的劳动具有很广泛的通用性机器人的分类·国际分类1．制造环境下的工业机器人2．非制造环境下的服务与仿人型机器人·国内分类1．工业机器人2．特种机器人机器人相关电影年份顺序。

《机器人技术》大作业（2015年秋季学期）题目工业机器人概述姓名学号班级专业机械设计制造及其自动化报告提交日期2015年12月5日哈尔滨工业大学内容及要求1.以某种机器人(如搬运、焊接、喷漆、装配等工业机器人；服务机器人；仿生鱼、蛇等仿生机器人；军用及其它机器人等)为例，撰写一篇大作业，题目自拟，以下内容仅作参考：1) 机器人的机械结构设计(包括各部分名称、功能、传动等)；2) 机器人的运动学及动力学分析；3) 机器人的控制及轨迹规划；4) 驱动及伺服系统设计；5) 电气控制电路图及部分控制子程序。

2.题目自拟，拒绝雷同和抄袭；3.参考文献不少于7篇，其中至少有2篇外文文献；4.报告统一用该模板撰写，字数不少于5000字，上限不限；5.正文为小四号宋体，倍行距；图表规范，标注为五号宋体；6.用A4纸单面打印；左侧装订，1枚钉；7.提交打印稿及03版word电子文档，由班长收齐。

8.此页不得删除。

评语：成绩（20分）：教师签名：年月日工业机器人概述机器人学是当今世界极为活跃的研究领域之一，它涉及计算机科学、机械学、电子学、自动控制、人工智能等多种学科。

随着计算机、人工智能和光机电一体化技术的迅速发展，机器人已经成为人类的好帮手。

在航空航天，深海探测中，往往使用机器人代替人类去完成复杂的极限工作任务。

工业机器人是一个多功能、多自由度的机械和电气一体化的自动机械设备和系统，它可以在制造过程中完成各种任务。

它结合制造主机或生产线，可以形成一个单一的或多台机器自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。

目前，工业机器人技术飞速发展，在生产中的应用日益广泛，已成为现代制造业重要的生产高度自动化设备。

一、工业机器人特性自20世纪60年代美国第一代机器人的开始，工业机器人的发展和应用迅速发展起来，工业机器人的最重要的特性概括如下。

1、可编程。

生产自动化的进一步发展是柔性自动化。

工业机器人能根据工作环境不同、做出相应规划和变化，因而在小批量多品种的高效柔性制造过程可以起到很好的作用，是柔性制造系统（FMS）的重要组成部分。

第1章绪论1、国际标准化组织（ISO）对机器人的定义是什么？国际标准化组织（ISO）给出的机器人定义较为全面和准确，其涵义为：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；机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变；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；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。

2、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。

3、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4、机器人的参考坐标系有哪些？全局参考坐标系关节参考坐标系工具参考坐标系5、什么是机器人的自由度和工作空间？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，但并不包括末端执行器的开合自由度。

自由度是机器人的一个重要技术指标，它是由机器人的结构决定的，并直接影响到机器人是否能完成与目标作业相适应的动作。

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。

由于末端执行器的形状尺寸是多种多样的，为真实反映机器人的特征参数，工作空间是指不安装末端执行器时的工作区域。

第2章1、机器人系统由哪三部分组成？答：操作机、驱动器、控制系统2、什么是机器人的操作机？分为哪几部分？答：机器人的操作机就是通过活动关节（转动关节或移动关节）连接在一起的空间开链机构，主要由手部、腕部、臂部和机座构成。

3、简述机器人手部的作用，其分为哪几类？答：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。

《机器人学》课程教学大纲、课程基本信息二、课程目标（一）总体目标:机器人学是智能制造工程专业培养计划中一门高度交叉、前沿的重要专业必修课程，融合了运动学/动力学分析、机械学、控制理论与工程、计算机技术、人工智能等多学科内容的综合性新技术应用课程.通过该课程的学习，使学生了解并掌握机器人学相关的基本理论和方法，具有现代机器人系统设计、分析、应用等基本能力和以后从事相关科学研究和技术工作的能力。

本课程针对智能制造工程专业的特点，主要介绍机器人数学基础、工业机器人、服务机播人的基本机械结构设计、运动学与动力学分析，以及机器人传感器和控制技术等基础理论和技术基础知识，并以实际工程应用为背景，安排各类机器人实样参观、专题讲座、实验等内容。

通过本课程教学，不但使学生掌握机器人技术的基本理论知识，使学生对各类机器人技术和开发方法有所了解，同时通过课程设计等活动培养其在逻辑思维、科学研究和设计实践上的能力，从而培养学生综合运用机器人技术解决智能制造领域实际工程问题的能力。

（二）课程目标：课程目标1：学习并掌握现代机器人的基本理论及方法，具有应用机器人解决工程问题的创新意识和能力；（支撑毕业要求1）课程目标2：学习并掌握工业机器人、服务机器人的状态检测和控制技术，具有利用先进控制理论和方法进行机器人控制并完成具体工程应用的能力；（支撑毕业要求2）课程目标3：学习并掌握现代机器人的总体设计、技术设计和详细结构设计及控制系统设计等内容,具有根据实际工程问题设计相应机器人解决方案的能力：（支撑毕业要求3）课程目标4：评定方法包括课后作业（15%）、实验（20%）、项目研究（15%）和期末考试（50%）环节,总评成绩以百分计，满分100分，各考核环节所占分值比例和根据具体情况微调。

2.（三）评分标准通过机器人的实验，获得相关实验设计和实验技能的基本训练，具有应用相关实验方法解决实际工程问题的能力。

（支撑毕业要求5）（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系三、教学内容第1章：绪论（3学时）通过本章内容的教学，使学生了解机器人学的起源与发展，讨论机器人学的定义，分析机器人的特点、结构与分类。

PUMA机器人正逆运动学推导及运动空间解算求解：①建立坐标系；②给出D-H参数表；③推导正、逆运动学；④编程得工作空间1.建立坐标系根据PUMA机器人运动自由度，在各关节处建立坐标系如图2所示。

图1 PUMA560机器人坐标系图2.D-H参数表D-H 参数表可根据坐标系设定而得出，见表1。

(1)i θ为绕1i Z -轴从1i X -到i X 的角度； (2)1i α-为绕i X 轴从1i Z -到i Z 的角度；(3)1i a -为沿i X 轴从1i Z -与i X 交点到i O 的距离； (4)i d 为沿1i Z -轴从1i Z -与i X 交点到1i O -的距离。

表1 PUMA 机器人的杆件参数表3. 正运动学推导由坐标系图及各杆件参数可得个连杆变换矩阵。

111101000001100001c s s c T θθθθ-⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦ 22222222122000010001c s c a s c s a T d θθθθθθ-⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦3333333323000100001c s c a s c s a T θθθθθθ-⎡⎤⎢⎥--⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 444434400000100001c s s c T d θθθθ-⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦5555450000010001c s s c T θθθθ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 66665660000001001c s s c T d θθθθ-⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦根据各连杆变换矩阵相乘，可以得到PUMA560的机械手变换矩阵，其矩阵为关节变量的函数。

()()()()()()00123456112233445566T T T T T T T θθθθθθ=将上述变换矩阵逐个依次相乘可以得到06T 。

601x x x x yy y y z z z z n o a p n o a p T n o a p ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦()()()()()()()()6514142315236411234651442311523614231446236235452365141423152364112346514423115236x y z x y n c c s s c c c c s s s c s c c s n c c c s c c s s s s s c c c s s n s s s c c s c c s o s c s s c c c c s s c c s c c s o s c c s c c s s s s c =--+-+⎡⎤⎣⎦=+-+-⎡⎤⎣⎦=-+=-+-+⎡⎤⎣⎦=-+-+⎡⎤⎣⎦()()()()()()()()142314623545236423152351414235123514423152345231223232165141423152314231223231265144231z x y z x y c c c s s o s c s c c s c s s a c c s s s s c c c a c s s s c s c c s a a c c s s p c a c a c d s d s s s c c c c c s c d s p s a c a c c d d s c s c c s c -=++=--=++=-=-----+⎡⎤⎣⎦=-++++()512341232342232365234523z s s d s s p c d a s a s d c c c s s ⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪+⎡⎤⎣⎦⎪=-++-⎪⎭上式中()()23232323cos ,sin c s θθθθ=+=+。

1坐标系建立:PUMA机器人大作业坐标系可以简化为:2 D-H参数表:PUMA机器人的杆件参数d10.6604m , d20.14909m , d40.43307m , d60.05625m , a20.4318m a30.02032m3正运动学推导c i s i 0 a 1,,i i S i C i 1 C i C i 1 s i 1 d i s i 1由式T i可得s i s i 1 c i s i 1 C i 1 d i C i 10 0 0 1c 1 s 1 0 0c 20 s1 c10 01 0T 1T20 0 1 02s20 1，c4 s40 a3 c5 3T1 d4 4 0T4s4c4T 55s50 0 0 1，T 6 0T 11T 22T 3 3T 4 4T 5 5T 6s20 0c 3s 3 0a20 1d2 2 s3 c3c2T 30 0 10 01，1s50 0 c6s60 0 01 051 05T 6c56s6c60 0 0 0 1，0 1机械手变换矩阵4 逆运动学推导1 ．求 1用逆变换0T i 1左乘方程 ％T i 工2T 3 3T 4 4T 5 5T 6两边:n x o xa x p xT 6n y o y a y p y n z o z a z p z 0001nx c23 ( c 6 c 5 c 4 c 1 s6s 4c 1 ) s 23c 6s 5c 1c6c 5 s 4 s1 n yc23 (c6 c5 c4 s1s6 s4 s1)s23 c 6 s 5 s 1c 6c5s 4c1nz s 23(c 6c 5c4s 6s4) c23c 6s5ox c23(s 6c 5c 4c 1 c6s 4c 1) s23s 6s 5c 1s6c 5s 4s1 oyc23(s 6c5c 4s1c6s4s 1) s23s 6s 5s1s6s4c 5c1oz s23(s 6c 5c4s6s 4) c23c 6s5ax c23 s 5c 4 c 1 s23c 5c 1 s 5s4s1ay c23s5c 4s1 s23c5s1s5s 4c1azc23c5s2 3 s5c4p x a 3c 23c 1 a 2c 2c 1 d 4 s 23c 1 d 2s 1p y a 3c 23s 1 a 2 c 2 s 1 d 4 s 23s 1 d 2c 1pzd 4c23a3s 23a 2s2s6 c 4 s1 s6c4c1c6c 4s1 c6c4c1矩阵方程两端的元素1 , 4）和（2, 4）分别对应相等G P x S P ya 3C23a 2C2d4 S23P zd 4C 23a 3S23 a 2S 2 10T 6其中kT i 10T 6得到1的解1atan2(p y ,p x ) atan2(d 2, 届p ： d ；)2 •求3平方和为:d4 S 3a3C32 2 2,2 ,2 2 2P x P y P z d 2 d 4 a 2 a 32a 2解得： 3 atan2(a 3,d 4) atan2(k, _d ： a f k 2)C1C 23S1C 23S23a2C3n xO x a x P xC| S 23Si S 23C 23 a 2S 3nyO y ayPy 3T 6S iC 1 0d 2 n z O z a z P z 00 10 01C i S iS! 0 0 C i 0 0 0 0 1 0 0 00 1 n x O x a x得 S i P x C|P y 三角代换 P x式中,nyn z 0 O yO z 0 aya z0 P x P y P z1d 2cos ,P ysi n 2 2-P x P yatan2(P x , P y )方程两边的元素（ 1 , 4) 和（3 , 4) 分别对应相等，得C 1C 23P: x 4 5I C 23 P yS23 Pza3a 2C3C l S23P 〉<SI S23 PyC23Pza 2S3d 4联立，得S23 和 C23Qa 2Ss d 4 GP xSP yP z a ?C 3 a 323P x C 1 2P y S 12P za 2C3a3GP x S 1P yP z a 2S3d 423P x C 1 2P y S 12P zS 23和C 23表达式的分母相等，且为正，于是4 •求4令两边元素（1 , 3）和（2, 3）分别对应相等，则可得C 1C 23axS l C 23a y S 23a z C 4S5S| a x GR y S 4S 5只要S s 0 ,便可求出 44ata n2 sa x c i a y , c i C 23a x Si C 23a y S 23a z当S S 0时，机械手处于奇异形位。

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。

玻璃搬运机器人设计一、设计要求1.玻璃搬运机器人将玻璃从搬运小车上移动到固定的工作台上（水平放置）2.小车高度1米，工作台高度0.7米，二者距离为2米3.玻璃板在运输小车上竖直摆放，尺寸为2*1*0.05米二、设计方案A.自由度的确定：本玻璃搬运机器人要从小车上将玻璃搬运至工作台上，需要多自由度，采用工业机器人常用的五自由度。

自由度分配：1.基座360°旋转，一个自由度。

2.一号连杆上下摆动，一个自由度。

3.二号连杆上下摆动，一个自由度。

4.腕部可上下摆动和369°旋转，两个自由度，共五个自由度。

B.坐标形式的选择：以上自由度的确定以及轨迹规划都建立在关节坐标系的基础上，因此选用关节坐标形式。

C.驱动系统：本玻璃搬运机器人采用电动和气动两种驱动形式，其中气动用于驱动末端执行装置的负压气吸附器。

电动用于驱动关节处的伺服电机。

D.机械结构系统：1.基座：基座大体呈圆柱形，与地面通过螺栓连接，基座内部装配伺服电机，可使上部的机械手360度旋转。

2.手臂：手臂由三段连杆构成，各个连杆扭度为0，偏距为0，第三段连杆除了能上下摆动，还可以通过伺服电机进行360度旋转。

3.末端执行器：真空吸附式取料手，玻璃表面平整光滑，无孔无凹槽，十分适合。

通过真空泵实现真空，由于玻璃表面光滑，摩擦小，吸附力大，可以采用蝶形橡胶吸盘实现抓取；为了防止玻璃在抓取和放下的过程中产生撞击，在吸盘的支承杆上可以加装弹簧，吸收震动。

设计七个吸附头呈对称式分布在金属架上，有利于稳定安全的搬运玻璃。

E.人机交互系统：1.以配备智能触控显示屏的电脑作为上位机，可通过操作显示屏下发指令，同时在显示屏上可以看到当前机械臂的状态参数，以及危险报警信号。

2.配备手持式操作器，工人可以使用上面的按键人工操作机械臂。

F.控制系统：1.可编程控制器（PLC）2.示教编程器，使机器人可以通过人工示教方式编写过程动作轨迹。

3.各种辅助接口，可外接显示屏，传感器，接收数字量和模拟量信号。

大学选修课机器人考试1.机器人诞生的时间.地点.设计者？机器人应用时间、地点.领域？1968年，美国，英格伯格和徳沃尔制造出第一台工业^器人.1962年，美国通用汽车公司GM,汽车领域2.机器人三定律谁提出、时间、内容？为了防止机器人伤害人类，1950年科幻小说作家阿西莫夫(Isaac Asimov)在他的小说集《我是机器人》中提出了“机器人三原则”：1.机器人不可伤害人，或眼看人将遇害而袖手旁观•2.机器人必须服从人的命令，但是，如果其命令违反第一条时可不服从。

3.机器人必须在不违反第一第二条规定的情况下保护自己。

3.机器人定义？机器人是一种具有拟人功能的、可編程的、自动化的机械电子装置。

4.机器人的应用领域有哪些？工业机器人：医用机器人:公用机器人:家用服务机器人：商用机器人：类人机器人：农林业机器人：娱乐机器人：空间机器人：军爭机器人：机器人学的构成？6.机器人的三要素？机器人是一种机械电子装置，它由以下三个部分组成，1.感知：检测外界环境条件的变化。

2.思维：是机器人的大脑，通过控制机器人的程序，对感知的信息进行分析.推理.判断，控制机器人的行动。

3.行动：在大脑思维的控制下，机器人通过执行一系列的动作进行工作，完成预定的作业任务。

7.机器人的三个发展阶段第一代器人是“示教再现”型机器人：第二代机器人是有感觉的机器人：第三代机器人是具有智能的机器人：第二章1.机器人的结构.机器人系统包括四个部分？外传感信息图1一1 (b)机器人系统由机械部分、环境测量、任务规划、控制器等四部分组成2.机器人的自由度机器人靠末端执行器工作，末端执行器具有6个自由度即可保证其灵活运动。

3个位置、3个姿态自由度。

3•机器人基本概念名词.技术捋标？机器人技术指标与性能评价•自由度(D0F)：“这个机器人有几个自由度？” 一一绝对内行问题•工作空间与动作领域•定位精度实现精度——实际值与理论值的差值 重复梢度——重复定位的偏离情况• 负载能力 (30kg 世仅能提10kg 物体) •最大运动速度空程高速提高效率•自由度活动范围 拉伸距离 转动角度 •存储器容量 • 机器人自身重5: •智能水平有关机器人的机械术语(机器人性能指标)关节：允许机器人手臂各零件之间发生相对运动的机构。