工业机器人复习材料
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1.按照机械结构分,工业机器人分为串联式和并联式。
2.工业机器人的系统组成是本体、控制柜、示教器。
3.示教器的功能是示教、调试和编程。
4.工业机器人轴数指的是转动关节数(驱动电机数)。
5.直角坐标机器人的自由度数是3,六轴工业机器人的自由度数是6。
6.机器人的通讯控制功能的处理对象是信号。
7.DeviceNet是基于CAN总线技术的。
8.旋转编码器是用于测量位移和速度的装置。
9.工业机器人的手动操作动作模式有线性运动、关节运动和重定位运动。
10.微型计算机直接控制工业机器人的方式有集中控制和分散控制。
11. TCP指的是工具坐标系原点。
12. 串联机器人与并联机器人的区别是串联机器人一个轴的运动会改变另一个轴的坐标原点。
13. 焊接机器人和喷涂机器人的性能区别是精度需求不同。
14. 机器人三原则是由阿西莫夫提出来的。
15. 导轨结构比滚珠花键结构特点占优的是负荷能力更强。
16. 控制系统对于机器人相当于的大脑。
17. 工作范围是指工业机器人的手臂末端或手腕中心所能到达的点的集合。
18. 对于转动关节而言,关节变量是D-H参数中的关节角。
19. 传感器的主要功能是感知信息。
20.世界上第一台电报机是塞缪尔·莫尔斯发明的。
21.机器人的精度主要依存于机械误差、控制算法误差与分辨率系统误差。
22.同步带传动属于低惯性传动,适合于在电动机和高速比减速器之间使用。
23.机器人外部传感器不包括位置传感器。
24.手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和释放工件。
25.真空吸盘要求工件表面平整光滑、干燥清洁同时气密性好。
26.滚转能实现360°无障碍旋转的关节运动,通常用R来标记。
27.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分辨率。
28.焊接机器人的焊接作业主要包括点焊和弧焊。
29.作业路径通常用工具坐标系相对于工件坐标系的运动来描述。
30.机器人的控制方式分为点位控制和连续轨迹控制。
题型:填空名词解释简答计算第一章定义:机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置,通过可编程序动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。
特征: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,动作程序灵活多变。
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。
1.2工业机器人与数控机床有什么区别?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。
1.4说明工业机器人的基本组成及三大部分之间的关系答:工业机器人由三个部分,六个子系统组成,这三个部分分别是机械部分、传感部分、控制部分;六个子系统分别是驱动系统、机械系统、感知系统、控制系统、机器人-环境交互系统和人机交互系统等。
他们的关系如下图所示:人机履叙|Jsta+s宦*»31.5简述下面几个术语的含义:自由度、重复定位精度、工作范围、最大工作速度、承载能力。
芥:门市度是机器人所典仃的独立坐标运动的数目,不包括于爪(衣瑞执行器)的开介门由度*重宣定位精度是关于精度的统计数据,指机器人重良到达某一确定位置准确的概率,是蛋复同…位置的范围.可以用各次不同位置平均值的偏差來表示•工作范围是指机器人乎臂末端或手腕中心所能到达的所有点的渠合,也叫工作区域。
「•作速度一般指最大T作速度,可以足指口由度匕最大的稳定速度,也可以定义为于臂末端垃人的合成速度〔通常在技术参数中加以说明人承我能力是指机器人在工作范尉内的任何位姿匕所能承受的址大质晟.从运动学的观点看,完成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。
1.9工业机器人怎样按控制方式来分类?点位控制连续轨迹控制补充:按机器人的结构形式分类1、按坐标形式分类直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人球坐标型机器人、关节坐标型机器人2、按控制方式来分类点位控制连续轨迹控制3、按驱动方式分类气力驱动式、液力驱动式、电力驱动式、新型驱动式工业机器人的机械系统由机身、手臂、末端执行器三大件组成。
精选工业机器人-复习题资料word习题11 简述工业机器人的定义。
“工业机器人是一种可以反复编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或者为了执行不同的任务而具有可改变的和可编程动作的专门系统”。
机器人是指代替原来由人直接或间接作业的自动化机械。
2.什么是自由度?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。
3.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. 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.(1)示教—再现运动。
工业机器人期中复习题# 工业机器人期中复习题第一部分:工业机器人基础知识1. 定义与分类- 工业机器人是什么?- 工业机器人有哪些主要类型?2. 历史与发展- 工业机器人的发展历程是怎样的?- 现代工业机器人有哪些发展趋势?3. 组成与功能- 工业机器人的基本组成部分有哪些?- 各部分的功能是什么?4. 运动学与动力学- 工业机器人的运动学基础是什么?- 什么是工业机器人的动力学?5. 控制技术- 工业机器人的控制方式有哪些?- 什么是伺服控制?6. 应用领域- 工业机器人在哪些领域有应用?- 各应用领域的特点是什么?第二部分:工业机器人的操作与编程1. 操作界面- 工业机器人的操作界面通常包含哪些元素? - 如何通过操作界面控制机器人?2. 编程基础- 工业机器人编程的基本概念是什么?- 常见的编程语言有哪些?3. 编程语言与工具- 工业机器人常用的编程语言有哪些?- 编程工具的作用是什么?4. 编程实例- 如何编写一个简单的工业机器人程序?- 编程中常见的错误有哪些?5. 安全操作规程- 操作工业机器人时应注意哪些安全事项? - 如何进行紧急停止操作?第三部分:工业机器人的维护与故障排除1. 日常维护- 工业机器人的日常维护包括哪些内容?- 维护的重要性是什么?2. 故障诊断- 工业机器人常见的故障有哪些?- 如何进行故障诊断?3. 故障排除方法- 遇到故障时,应采取哪些排除措施?- 故障排除的一般流程是什么?4. 备件与更换- 工业机器人的备件有哪些?- 更换备件的步骤是什么?5. 预防性维护- 什么是预防性维护?- 如何实施预防性维护?第四部分:工业机器人的集成与应用案例1. 系统集成- 工业机器人如何与其他设备集成?- 系统集成的关键技术有哪些?2. 应用案例分析- 工业机器人在不同行业的应用案例有哪些? - 这些案例的解决方案和效果如何?3. 技术发展趋势- 当前工业机器人技术发展的趋势是什么? - 这些趋势对工业机器人的应用有哪些影响?4. 未来展望- 工业机器人未来的发展方向是什么?- 对于工业机器人技术,我们有哪些期待?第五部分:工业机器人的伦理与社会责任1. 伦理问题- 工业机器人在应用中可能遇到哪些伦理问题?- 如何平衡技术发展与伦理责任?2. 社会责任- 工业机器人对社会有哪些影响?- 如何确保工业机器人的社会责任?3. 法律法规- 与工业机器人相关的法律法规有哪些?- 这些法律法规对工业机器人的应用有哪些限制?4. 可持续发展- 工业机器人如何促进可持续发展?- 在设计和应用工业机器人时,如何考虑环境因素?结语通过本复习题的学习和复习,学生应能够对工业机器人有一个全面而深入的理解,掌握其基础知识、操作编程、维护故障排除、系统集成与应用案例,以及伦理与社会责任等方面的内容。
工业机器人复习材料第一章1、我国对机器人的定义:机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器人具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活的自动化机器。
2、机器人具有三大特征:拟人功能、可编程、通用性。
3、机器人的分类:(选择题)1)按机器人发展的程度分类:第一代机器人:能以示教—再现的方式工作第二代机器人:带有一些可感知环境的装置,可通过一些反馈控制使其在一定程度上适应变化的环境。
第三代机器人:智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑推理、判断及决策。
第四代机器人:情感机器人,具有人类式的情感。
2)按控制方式分类:操作机器人、程序机器人、示教—再现机器人、数值控制机器人和智能机器人。
了解:操作机器人:需要人在一定距离内直接进行实时操作程序机器人:依据预先给定的程序进行自动作业示教-再现机器人:记录人工操作动作,并重复执行——主流方法数控机器人:根据计算机程序进行作业智能机器人:能够感知外部环境变化,实时做出判断、调整,完成作业3)按机器人关节连接布置形式分类:串联机器人和并联机器人两类。
采用串联方式进行连接(开链式)的。
采用并联方式进行连接(闭链式)的。
4、机器人最常用的两种关节是移动关节和旋转关节。
通常用P表示移动关节,用R表示转动关节。
5、关节决定两相邻连杆副之间的连接关系,也称运功副。
6、机器人完成一空间作业也需要6个自由,臂部有3个关节,称为定位机构。
手腕部分也有3个关节,成为定向机构。
7、工业机器人系统包括:机器人的机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四大部分。
8、工业机器人的机械系统包括:机身、臂部、手腕、末端操作器和行走机构等部分。
9、驱动系统可分为:电气、液压、气压三种以及把它们结合起来应用的综合系统。
10、工业机器人的技术参数:自由度、定位精度和重复定位精度、工作空间、最大工作速度、承载能力、典型机器人的技术参数。
工业机器人课件资料一、机器人运动学1. 关节型机器人结构如图所示。
已知关节变量值1234590,0,90,90θθθθθθ======,22431.8,149.09,a mm d mm == 46433.07,56.25d mm d mm ==。
求各关节运动变换的齐次变换矩阵i T 。
2. 如图二自由度平面机械手,已知手部中心坐标值为()11,x y 。
求该机械手运动方程的逆解1θ及1d二、机器人动力学1. 如图二自由度平面机械手,已知杆长120.5l l m ==,相关参数如下表所示。
求表中两种情况下的关节瞬时速度1θ∙和2θ∙。
2. 已知二自由度平面机械手的雅可比矩阵为112222112222sin sin sin cos cos cos l l l J l l l θθθθθθ---⎡⎤=⎢⎥+⎣⎦。
若忽略重力,当手部端点力[]10TF =时,求与此力相应的关节力矩。
三、机器人的智能控制简述机器人人工神经网络控制技术的原理及方法 四、机器人的控制基础交流伺服电动机有哪几种调速方式,请分别说明其原理。
1. 经历了40多年的发展,机器人技术逐步形成了一门新的综合性学科 — 机器人学(Robotics )● 它包括有基础研究和应用研究两个方面 ● 主要研究内容有:(1) 机械手设计;(2) 机器人运动学、动力学和控制;(3) 轨迹设计和路径规划;(4) 传感器(包括内部传感器和外部传感器);(5) 机器人视觉;(6) 机器人语言;(7) 装置与系统结构;(8) 机器人智能等。
2. 机器人的定义国际和国外相关组织的定义国际标准化组织(ISO)的定义:机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能够借助可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行种种任务。
美国国家标准局(NBS)的定义:机器人是一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。
工业机器人期末考选择20分简答35分计算题45分一、绪论-工业机器人行业专题报告●什么是机器人●工业机器人发展历程●主要机器人厂商(四大厂商)●机器人行业上下游关系●机器人研究国际视野二、机器人组成与工作原理(控制概述)●工业机器人基本组成●机器人控制器系统结构●机器人工作原理与典型控制方式●机器人的技术参数●机器人控制技术综述三、工业机器人的位资运动学●各坐标系的表示●齐次变换矩阵●变换的表示(复合变换)●机器人的正逆运动学●正运动学方程的D-H表示四、机器人微分运动与速度●微分运动●速度关系●雅克比矩阵五、机器人动力学分析和力●拉格朗日法●机器人的静力关系●雅克比矩阵六、机器人手臂的运动控制●关节伺服和作业坐标伺服●速度控制●加速度控制●动态控制●手臂的解耦控制七、机器人的力控制●刚度与柔顺●力控制的分类●阻抗控制●R-C力和位置混合控制八、机器人的感知技术●内部传感器和外部传感器●多传感器融合九、视觉图像处理●视觉传感器●图像●机器人视觉十、工业4.0与智能制造●工业4.0●信息物理系统Cyber-PhysicalSystem●数字虚拟空间与物理空间●机器人与智能制造●创新与未来科技变革点位控制轨迹控制等控制及怎么实现的,结合运动学怎么表示或运动学效应怎么表达这些控制正运动逆运动学微分韵达相关概念及在工业当中的运用机器人的运动学与动力学方程的表达式及含义关节空间的运动控制PID控制率齐次坐标的表示方法D-H表示方法位置和力的混合控制方案及其实现混合控制相比于单个控制方案有何优点机器人的三个发展阶段:示教机器人视觉机器人智能机器人。
一.填空1.机器人常用的两种关节是什么?P7移动关节、转动关节2.在技术设计中,机器人需要确定哪些基本参数?P17机器人的自由度数目、作业范围、承载能力、运动速度及定位精度等3.机器人常用的直线运动驱动装置有哪些?P21齿轮齿条装置、普通丝杠、滚珠丝杠、液压(气压)缸4.机器人常用的旋转运动传动装置有哪几种?P22-25齿轮链、同步带传动装置、谐波齿轮、摆线针轮传动减速器5.机器人机械系统主要由哪几部分组成?P9机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统6.工业机器人按照臂部关节沿坐标轴的运动形式的不同可分为几类?P7直角坐标型、圆柱坐标型、球(极)坐标型、关节坐标型、SCARA型7.机器人常用的驱动方式有哪几种?P19液压驱动、气压驱动、电气驱动8.根据夹持原理不同,工业机器人手部分为哪几种?P38机械钳爪式、吸附式9.简述工业机器人的组成部分及其作用。
P9-11工业机器人系统包括机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统。
其中,机械系统用于执行机械运动和任务,相当于人的身;控制系统用于驱动机械系统动作,相当于人的肌肉;控制系统用于控制执行机构,完成规定的工作,相当于人的大脑;感知系统用于获取机器人内外部信息,相当于人的五官。
10.简述方向余弦矩阵的基本特点。
P51方向余弦矩阵是正交矩阵,即矩阵中每行和每列中元素的平方和为1,两个不同列或不同行中对应元素的乘积之和为0 。
11.简述常见工业机器人的控制方式。
P99-100点位控制和连续轨迹控制、力(力矩)控制方式、智能控制方式、示教-再现控制12.工业机器人系统总体设计主要包括哪几方面的内容?P16-19系统分析、技术设计。
其中,技术设计包括机器人基本参数的确定、机器人运动形式的选择、拟定检测传感系统框图、确定控制系统总方案,绘制框图、机械结构设计。
13.什么是机器人运动学逆解的多重性?P73在求解机器人逆运动学问题的过程中通常需要接反三角函数方程,这可能会出现多个解的情况,这种现象称为运动学逆解的多重性。
工业机器人复习一、判断题1.工业机器人的基座分为固定式和移动式两种。
()A.对(正确答案)B.错2.示教盒属于人机交互系统。
()A.对(正确答案)B.错3.在工件对象的平面上,至少需要确定四个点,才可以建立一个工件坐标。
()A.对B.错(正确答案)4.建立工具坐标系,TCP取点的方法为两点法。
()A.对B.错(正确答案)5.工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程。
()A.对(正确答案)B.错6.机器人完全具有人一样的思维能力。
()A.对B.错(正确答案)7.ABB机器人外部构成三大件为:机器人本体、示教器、控制柜。
()A.对(正确答案)B.错8.除了专门设计的专用的工业机器人外,一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。
()A.对(正确答案)9.工业机器人的研究涉及很多学科,如电子学、运动学、控制学等。
()A.对(正确答案)B.错10.在使用操纵杆控制机器人时,可以通过“增量”模式来控制机器人的位移幅度。
()A.对(正确答案)B.错11.工具坐标系位于工业机器人末端操作器。
()A.对(正确答案)B.错12.工件坐标系是对机器人本体的位姿描述。
()A.对B.错(正确答案)13.工件数据的英文为wobjdata。
()A.对(正确答案)B.错14.有效载荷的英文为loaddata。
()A.对(正确答案)B.错15.程序之间不可以相互调用。
()A.对B.错(正确答案)16.程序是用来定义机器人动作的指令集合;程序数据则用来定义指令操作数的值(value)。
()A.对(正确答案)B.错17.IRB120工业机器人有4个自由度。
()B.错(正确答案)18.存储类型为常量的程序数据,也可以在程序中对其进行赋值操作。
()A.对B.错(正确答案)19.使用赋值指令“:=”对数据进行赋值时,只能赋值数字,不可以是逻辑表达式。
()A.对B.错(正确答案)20.Set数字信号置位指令,是用于将数字输出(DO)置位为“0”。
1.什么是工业机器人工业机器人是一种能自动控制,可重复编程,多功能、多自由度的操作机,能搬运材料、工件或操持工具来完成各种作业。
2.发展现状和趋势现状:从近几年推出的产品来看,工业机器人技术正向智能化、模块化和系统化方向发展。
趋势:结构的模块化和重构化;控制技术的开放化、PC化和网络化;伺服驱动系统技术的数字化和分散化;多传感器融合技术的实用化;工作环境设计的优化和作业的柔性化等。
3.工业机器人的分类和特点按机器人的技术等级划分:a.示教再现机器人:能够按照人类预先示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业。
b.感知机器人:具有环境感知装置,能在一定程度上适应环境的变化。
c.智能机器人:具有发现问题,并且能自主地解决问题的能力。
按机器人的机构特征划分:a.直角坐标机器人:具有空间上互相垂直的多个直线移动轴,通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置,其动作空间为一长方体。
b.柱面坐标机器人:具有一个回转和两个平移自由度,其动作空间呈圆柱体。
c.球面坐标机器人:机械手能够作前后伸缩移动、在垂直平面上摆动以及绕底座在水平面上转动。
d.多关节型机器人:结构紧凑、工作空间大、动作最接近人的动作,对涂装、装配、焊接等多种作业都有良好的适应性。
4.工业机器人的系统组成第一代工业机器人组成:操作机、控制器和示教器。
第二代和第三代还包括感知系统和分析决策系统。
5.工业机器人的技术指标自由度:物体能够对坐标系进行独立运动的数目,末端执行器的动作不包括在内;工作空间:也称工作范围、工作行程。
机器人在执行任务时,其手腕参考点所能掠过的空间;额定负载:也称持重,正常操作条件下,作用在手腕末端,并且不会使机器人性能降低的最大载荷;最大工作速度:在各轴联动情况下,机器人手腕中心所能达到的最大线速度;工作精度:机器人工作精度主要指定位精度、重复定位精度。
6.基本操作流程示教前的准备活动:装夹工件、系统上电开机、登陆系统、选择示教模式手动移动机器人:轻按【安全开关】接通私服电源、手动操纵机器人、移动机器人到目标位置7.搬运机器人分类:龙门式、悬臂式、侧壁式、摆臂式、关节式。
工业机器人课件资料一、机器人运动学1. 关节型机器人结构如图所示。
已知关节变量值1234590,0,90,90θθθθθθ======,22431.8,149.09,a mm d mm == 46433.07,56.25d mm d mm ==。
求各关节运动变换的齐次变换矩阵i T 。
2. 如图二自由度平面机械手,已知手部中心坐标值为()11,x y 。
求该机械手运动方程的逆解1θ及1d二、机器人动力学1. 如图二自由度平面机械手,已知杆长120.5l l m ==,相关参数如下表所示。
求表中两种情况下的关节瞬时速度1θ∙和2θ∙。
2. 已知二自由度平面机械手的雅可比矩阵为112222112222sin sin sin cos cos cos l l l J l l l θθθθθθ---⎡⎤=⎢⎥+⎣⎦。
若忽略重力,当手部端点力[]10TF =时,求与此力相应的关节力矩。
三、机器人的智能控制简述机器人人工神经网络控制技术的原理及方法 四、机器人的控制基础交流伺服电动机有哪几种调速方式,请分别说明其原理。
1.经历了40多年的发展,机器人技术逐步形成了一门新的综合性学科 — 机器人学(Robotics )● 它包括有基础研究和应用研究两个方面 ● 主要研究内容有:(1) 机械手设计;(2) 机器人运动学、动力学和控制;(3) 轨迹设计和路径规划; (4) 传感器(包括内部传感器和外部传感器);(5) 机器人视觉; (6) 机器人语言;(7) 装置与系统结构; (8) 机器人智能等。
2. 机器人的定义国际和国外相关组织的定义国际标准化组织(ISO )的定义:机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能够借助可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行种种任务。
美国国家标准局(NBS )的定义:机器人是一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。
《工业机器人》复习资料《工业机器人》复习题一、名词释义1.驱动系统:发动机带动变速箱,经过变速后再经过传动轴,差速器,左右半轴传到轮胎,到达步行系统。
2自由度:指描述物体运动所需的独立坐标系。
3.磁致伸缩驱动:某些磁性体的外部一旦加上磁场则磁性体的外形尺寸会发生变化,利用由这种现象产生的驱动器称为磁致伸缩驱动器。
4.重复定位精度:工件的某个自由度(或多个自由度)近似受两个(或多个)约束点约束束,称为过定位。
也称为重复定位或超定位。
5.示教再现:一种可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人6.机器人正向运动学:当所有关节变量已知时,正向运动学可用于确定机器人末端手的位置姿。
7.机器人逆运动学:为了使机器人的末端手放在一个特定的点上并具有特定的姿态,可以通过逆运动学计算出每个关节变量的值。
二、选择题1.机器人语言是由\和\组成的字符串机器代码,由(a)表示。
二进制B十进制C八进制D十六进制2。
机器人的英文单词是(c)a、botreb、boretc、robotd、rebot3、机器人能力的评价标准不包括:(c)a智能b机能c动能d物理能4、下列那种机器人不是军用机器人。
(c)A“红隼”无人机B美国“大狗”机器人C索尼的爱宝机器人狗D“土拨鼠”5。
人类控制机器人还不包括什么?(d) A输入B输出C程序d反应6。
FMC是(d)的缩写。
a、加工中心b.计算机控制系统c.永磁式伺服系统d.柔性制造单元。
7.由数控机床和其他自动化工艺设备组成的(b)系统,可以按任意顺序加工一组不同工艺、不同节拍的工件,并能及时自由调度和管理。
a、刚性制造系统B.柔性制造系统C.柔性制造系统D.柔性制造系统8、工业机器人的额定负载是指在规定范围内(a)所能承受的最大负载允许值a.手腕机械接口处b.手臂c、末端执行器D.底座9、工业机器人运动自由度数,一般(c)a、小于2 b.小于3 C.小于6 D.大于6分析:手腕通常有2~3个旋转自由度10。
Format 考试时间:6月27日 15:00-17:00《工业机器人》复习资料题型:一、填空20空(20)二、选择10题(20)三、计算3题(60)第一章1、工业机器人定义(我国):机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如:感知能力、规划能力、动作能力和协同能力是一种具有高度灵活性的自动化机器。
2、机器人三大特征:1.拟人功能 2.可编程 3.通用性(数控机床不是工业机器人)3、机器人的分类:按发展程度分:(1)第一代机器人只能以示教-再现方式工作的工业机器人;(2)第二代机器人带有一些可感知环境的装置,可通过反馈控制使其在一定程度上适应变换的环境;(3)第三代机器人是智能机器人,他具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑推理,判断及决策,可在作业环境中独立行动,具有发现问题并自主地解决问题的能力,这类机器人具有高度的适应性和自治能力;(4)第四代机器人情感型机器人,它具有人类式的情感,具有情感的机器人是发展的最高层次,也是机器人科学家的梦想。
按控制方式分:(1)操作机器人;(2)程序机器人(3)示-教再现机器人(4)数控机器人(5)智能机器人按应用领域分:(1)产业用机器人(2)极限作业机器人(3)服务型机器人按关节连接布置形式分:(1)串联机器人(多数用到,且是一个开链式结构)(2)并联机器人(闭链式)4、通常将机身、臂部、手腕和末端操作器(如手抓)成为称为机器人的操作臂。
5、关节决定两相邻连杆副之间的连接关系,也称为运动副。
6、机器人最常用的两种关节是移动关节(P)和旋转关节(R)。
7、通常臂部有3个关节,用于改变手腕参考点的位置,称为定位机构;手腕部分也有3个关节,通常这3个关节的轴线相互垂直相交,用来改变末端操作器的姿态,称为定向机构。
8、五种坐标形式机器人:(1)直角坐标型机器人(2)圆柱坐标型机器人(3)球(极)坐标型机器人(4)关节坐标型机器人(5)SCARA型机器人9、工业机器人的组成:(1)机械系统(工业机器人的机械系统包括机身、臂部、手腕、末端操作器和行走机构等部分)(2)驱动系统(驱动系统可分为电气、液压、气压三种以及把它们结合起来应用的综合系统)(3)控制系统(4)感知系统10、工业机器人的技术参数:1.自由度(一般≥6)2.定位精度和重复定位精度3.工作空间4.最大工作速度5.承载能力6.典型机器人的技术参数11、工业机器人的总体设计:1.系统分析2.技术设计12、直线驱动结构:1.齿轮齿条装置2.普通丝杠3.滚珠丝杠4.液压(气压)缸13、旋转驱动机构:1.齿轮链2.同步皮带3.谐波齿轮4.摆线针轮传动减速器14、机身一般用于实现升降、回转和俯仰等运动。
1一种可编程的多功能操作机,用于移动材料、零件、工具等,或者一个通过各种编程动作来完成各种任务的专用装置。
//机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。
//绕zi-1轴旋转θi角,使xi-1与xi同向。
沿zi-1轴平移一距离di,使xi-1与xi在同一条直线上。
沿xi 轴平移一距离ai,使oi-1系与到oi 系的坐标原点重合。
绕xi轴旋转角αi,使zi-1轴与zi轴在同一条直线上。
2交流伺服电机的特点没有电刷等磨损元件;外形尺寸小;可频繁起、制动;能在重载下高速运行;加速性能好;能实现动态控制和平滑运动;控制复杂,驱动器参数需要现场调整。
//谐波齿轮减速器特点:1结构简单,体积小,重量轻2传动比范围大3运动精度高和承载能力大4运动平稳,无冲击,噪声小5齿侧间隙可以调整//RV减速器特点1传动比范围大2运动精度高、回差小、刚度大、抗冲击能力强3体积小、结构紧凑4多齿啮合,承载能力大5传动效率高3传感器的性能指标:灵敏度、线性度、测量范围、精度、重复性、分辨率、响应时间。
绝对式编码器特点:1当掉电时,绝对型编码器的位置不会丢失,一旦电源接通,它即可读出现时准确的位置信号2可以直接读出角度坐标的绝对值,没有累计误差。
3绝对型编码器读出的信号可以是格雷码等数字信号,其传输及计算的数据的可靠性高。
4结构复杂、价格高。
逆运动学的特性解可能不存在;解的多重性;求解方法的多样.剔除多余解的方法:1根据关节运动空间来选择合适的解2选择一个与前一采样时间最接近的解3根据避障要求,选择合适的解4逐级剔除多余解000000100010Trans(,,)0010001x y T x y z z ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦10000cos sin 0Rot(,)0sin cos 00001T x θθθθθ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦ cos 0sin 00100Rot(,)sin 0cos 00001T y θθθθθ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==-⎢⎥⎢⎥⎣⎦ cos sin 00sin cos 00Rot(,)0010001T z θθθθθ-⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=10000100010001),(y y y y Rot δδδ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=1000010101x y x z y z δδδδδδ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=-⨯=∆0000000100001000010000110000101011000100010001),(),,(dz x y dy x z dx y z x y x z y z dz dy dx I d k Rot dz dy dx Trans δδδδδδδδδδδδθ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡==1000000000),(111111θθθC S Z Rot A ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡==100001000010001)0,0,(222d d Trans Aio i-1o i-2=•=212A A T ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000100sin 0cos sin cos 0sin cos 12111211θθθθθθd d建立D-H坐标系:按D-H坐标系确立各连杆的坐标系如图所示。
一、第一章第八章:概念
1、位姿描述:在参考坐标系中,对三维空间物体的位置和姿态的描述
2、运动学:运动的全部几何和时间特性
3、正运动学:计算工具坐标系相对于基坐标系的位置和姿态
4、自由度:指操作臂中具有独立位置变量的数目,这些变量确定了机构中所有部件的位置
5、逆运动学:给定操作臂末端执行器的位置和姿态,计算所有可达给定位置和姿态的关节角
6、雅克比矩阵:是多元形式的导数,定义了关节空间速度向笛卡尔空间速度的映射
7、奇异点:操作臂失去一个或多个自由度的点,是雅克比矩阵为奇异时的解
8、动力学:研究操作臂运动与所需力的关系的领域
9、轨迹:操作臂每个自由度的位置、速度、加速度的时间历程
10、工作空间:操作臂末端执行器可移动到所有位置的集合
11、位置控制:使操作臂沿着期望轨迹运动的控制
12、坐标系:在参照系中,为确定空间一点的位置,按规定方法选取的有次序的一组数据的方法,称为坐标系。
13、力控制:操作臂对力的控制,是对位置控制的补偿
14、机器人编程语言:用户与机器人交互的接口,用来描述机器人的空间运动并进行控制。
15、离线编程:当编程中,允许生产设备继续工作的编程环境
16、机器人系统组成:1)操作臂2)末端执行器3)外部传感器和执行器4)控
制器
17、自由度数目的选取标准:应与所要完成的任务相匹配
18、自由度的计算公式及其含义:
∑
+
-
-
=
i
f
n
l
F)
(1;F为自由度数,l为构件
数,n为关节数,为第i个工件的自由度。
19、操作臂的运动学构型:笛卡尔操作臂;铰接型操作臂;操作臂;球面坐标性操作臂;圆柱坐标型操作臂;腕关节
20、微操作臂:由安装在“传统”操作臂末端附近的快速而精确的自由度构成的操作臂。
(传统操作臂负责大的范围的运动,微操作臂具有小的运动范围,负责完成精细的运动与力的控制)
21、连杆长度:相邻两个关节轴之间的共垂线的长度。
22、连杆转角:相邻两个关节轴相对位置的转角
23、连杆偏距:沿两个相邻连杆公共轴线方向的距离
24、关节角:两个相邻连杆绕公共轴线旋转的夹角
二、第二章:空间位姿描述
1、位置描述:用一个矩阵
[]T
z
y
x
p
p
p
p=表示,
如果表示成
[]T
z
y
x
p
p
p
p1
=则是齐次坐标表示方法。
2、姿态描述:用一个3×3的旋转矩阵R描述。
3、概念补充:1)p A表示以A坐标系为测量基准,点p在A坐标系下的坐标;2)R A B表示以A坐标系为测量基准,B坐标系相对于A的旋转姿态。
3)旋转时,以逆时针为正;以固定坐标系为参考时(如世界坐标系;固定角)按
旋转顺序依次左乘;以运动坐标系为参考时(欧拉角)按旋转顺序依次右乘。
一般采用以运动坐标系为参考。
4)旋转矩阵都是标准正交矩阵,即
T
A B
A B
R
R =-1
且
1
=R A B
;可用来判断一个矩阵是
否是旋转矩阵。
(求逆方式:应用初等行变换[][
]
13
3-→R E E R
A B
A B
)
5)坐标变换矩阵:
⎥⎦
⎤
⎢
⎣⎡=⨯13
1O BORG A
A B A B
P R T ,求此矩阵时可分块求出;判断其时分别检
验各块。
4、计算公式:
1)BORG A
B A B A P P R P +=或⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡11P T P B A B A ;用来计算已知B 坐标系,求A 坐标系;其中R A
B
表示
B 坐标系相对于A 坐标系的旋转矩阵;BORG A
P 表示在B 坐标系的原点在A
坐标系中的位置。
2)
T A B B A
R R =;BORG A T A B AORG B P R P -=;1
-=T T A B B A ;
3)
P T T P C B C A B A
=,在P 左侧依次右乘; 4)欧拉角:
⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡--++-=⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢
⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢
⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-==γβγββγαγβαγαγβαβαγαγβαγαγβαβαγγγγ
ββ
ββααααγβαc c s c s s c c s s c c s s s c s s s c s c c s s c c c c c s s c c s s c c s s c R R R R X Y Z XYZ
A
B
0000
10010
010000)()()(
三、第三章:
1、概念:1)关节轴线:旋转副的旋转轴、移动副的平移方向;
2)公垂线:相邻关节轴线的公垂线(如果关节轴线相交,则公垂线长度为0);
2、坐标变换A→B(只针对于低副)
1)A沿x轴方向平移1-i a;
2)A绕x轴转1-iα;
3)A沿z平移i d;
4)A沿z旋转iθ;
注:1)2)是固定角下;3)4)也是固定角下;之间用欧拉角变换连接;即对x 的平移与旋转可颠倒,且平移与旋转是相对于1坐标系;对z的平移与旋转可颠倒,且平移与旋转是相对于i坐标系;但是x与z的变换不能颠倒。
之后依次右乘,其中逆时针转动为正,沿轴正向为正;
3、x轴方向与公垂线方向相同;z轴方向与关节轴线方向相同;y轴方向由右手螺旋定则(四指从x轴正向转向y周正向,大拇指为z轴正向)确定。
4、做题步骤:
建立坐标系→列参数表→得出T→右乘求总变换矩阵。
建立坐标系:重点在于z轴指向、x轴指向与坐标系原点
1)首先确定z轴指向:z轴方向与关节轴线方向相同(即对旋转副而言z轴为关节轴线,移动副而言z轴为平移方向)能确定所有的z轴指向;
2)看相邻坐标系(假定1与i坐标系)z轴指向是否变化,如果z轴指向变化,则1坐标系中x方向,垂直于1与i坐标系中两个z轴所构成的平面;
3)如果相邻坐标系z轴指向一样,且公垂线长度非零,则1坐标系中x轴方向与公垂线方向相同;
4)如果公垂线长度为0,则x指向可以随意指定,但尽量取与前后杆坐标系x的方向相同;
5)若相邻两个关节的关节轴线相交,则1坐标系建立在轴线交点处;
6)若某关节是移动副,则该关节的坐标系一般建立在移动副上;
7)绝对坐标系(基坐标系)可随意选取位置,但尽量与杆1相同;
8)其余情况一般建立在副上,且尽量保证重合;
列参数表
1)逆时针转动为正:绕哪个轴转,就从那个轴的反向方向去看,确定顺逆方向;比如绕x方向转一定角度,就让x正向指向自己,去看平面坐标轴的旋转角度。
左侧两个图都是绕x 转-90°
这方面内容与数控G02、G03选用类似。
2)列表的时候注意已知量(杆长等)与未知量(副的相对转动,副的相对位移) 得出T :
⎥
⎥
⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=---------100001111111
11i i i i i i i i i i i i i i i i i i d c c v s c s s d s s c c c s a s c T αααθαθαααθαθθθ
总变换矩阵:
T T T 23121
3
=依次右乘
四、第五章:雅克比矩阵 1、求偏导,构成行列式就行。
注意好线速度和角速度;线速度是位置,角速度是姿态;平面内有2个位置上的自由度,一个姿态上的自由度。
2、若雅克比矩阵为方阵,奇异是雅克比矩阵为0的点;行数大于列数,则说明缺少构件,每个位置上都是奇异的;列数大于行数,则说明有冗余自由度,一般没有奇异点
五、第七章:轨迹规划 1、三次多项式
332210t a t a t a a t +++=)(θ;232132t a t a a t ++=)(θ ;t a a t 3262+=)(θ
一般给4个边界条件+期望时间带入求解即可。
2、五次多项式
如果要确定路径起终点、速度、加速度,要用五次多项式插值。
六、第九章:线性控制
1、对二阶线性系统时域式进行拉普拉斯变换,化简后可得022
2=++n n s s ωζω,
式中n ω为固有频率,ζ为阻尼比(1>ζ过阻尼;1=ζ临界阻尼;1<ζ欠阻尼)。
2、应用积分项()可以有效地消除恒定误差。