机器人技术基础试卷

2010~ 2011学年秋季学期选修课期末考查试题
一、简答题(满分40分，每题20分)
1、机器人动力学主要解决哪两类问题，其具体内容和特点是什么？
2、机器人按驱动方式分类有哪几种？简述其特点。

二、计算题(满分60分)
1、工业机械手如图所示，两个转动副A、B，一个移动副C。

已知：L
AB =S
，
L BD =S
2
；α
01
=90°；α
12
=120°。

θ
1
，θ
2
为运动参数。

（30分）
求：（1）该机械手的自由度F为多少（不包括腕部自由度）；
（2）补全坐标系及其运动参数；
（3）列出坐标系的转动和移动顺序；
（4）列出机械手手部D点的位置和姿态的矩阵方程式，并按步骤计算结
果，不能仅给答案；
2、请描述并画出正常人一只胳膊从手指到肩部的机构简图，并说明其自由度个数？（30分）。

2024年6月青少年机器人技术等级考试理论综合试卷四级真题（含答案）分数：100分题数：30一、单选题（共20题，共80分）。

1.题Arduino C语言中，描述符byte表示的是（）。

A.整型B.字符型C.单精度浮点型D.字节型标准答案：D。

2.题Arduino UNO/Nano主控板的MCU中，通常用于保存程序运行时数据的是（）。

A.B.C.D.标准答案：C。

3.题Arduino C程序如下，当变量num的值为0时，该段程序运行后，串口监视器输出结果是（）。

A.无输出B.1C.4D.1234标准答案：C。

4.题Arduino UNO/Nano主控板，通过按键开关切换高低电平，电路搭设如下，该电路属于（）。

A.外部上拉电阻电路B.外部下拉电阻电路C.内部上拉电阻电路D.内部下拉电阻电路标准答案：B。

5.关于光敏电阻，下列选项中描述错误的是（）。

A.光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而减小。

B.光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而增大。

C.使用光敏电阻，读取环境光的返回值，通常需要并联一个分压电阻。

D.光敏电阻的感光元件采用半导体材料制作而成。

标准答案：C。

6.关系表达式0xF>15的结果是（）。

A.0B.1C.0xFD.15标准答案：A。

7.题Arduino UNO/Nano主控板，电路搭设及部分程序如下，当按键开关按下LED 点亮时，程序块中A和B的值分别是（）。

A.HIGH/HIGHB.HIGH/LOWC.LOW/HIGHD.LOW/LOW标准答案：B。

8.题NPN三极管标识如下图，图中A对应的引脚是（）。

A.基极B.集电极C.发射极D.漏极标准答案：A。

9.读取当前环境光数据，电路如下图所示，当光照强度增大时，analogRead(A0)的返回值是（）。

A.增大B.减小C.不变D.不确定标准答案：A。

10.题Arduino C语言中，用于表示当两个条件都成立，整个条件才成立的逻辑运算符是（）。

机器人理论考试题及答案一、单选题（每题2分，共20分）1. 机器人的“三定律”是由哪位科幻作家提出的？A. 阿西莫夫B. 乔治·奥威尔C. 赫胥黎D. 威廉·吉布森答案：A2. 下列哪项不是机器人的自由度？A. 转动B. 滑动C. 伸缩D. 振动答案：D3. 机器人的伺服系统通常不包括以下哪项？A. 电机B. 传感器C. 减速器D. 电池答案：D4. 机器人视觉系统通常不使用以下哪种类型的相机？A. 红外相机B. 彩色相机C. 黑白相机D. 热成像相机答案：D5. 以下哪项不是机器人编程语言的特点？A. 易于理解B. 高级语言C. 面向对象D. 机器码答案：D6. 机器人的关节驱动通常不使用以下哪种方式？A. 液压驱动B. 气动驱动C. 电动驱动D. 磁力驱动答案：D7. 在机器人运动学中，以下哪项不是描述机器人运动的参数？A. 位置B. 方向C. 速度D. 颜色答案：D8. 机器人的传感器不包括以下哪项？A. 触觉传感器B. 视觉传感器C. 听觉传感器D. 味觉传感器答案：D9. 机器人的控制算法通常不包括以下哪项？A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 量子控制答案：D10. 机器人的导航系统通常不使用以下哪种技术？A. GPSB. SLAMC. 激光雷达D. 声纳答案：D二、多选题（每题3分，共15分）1. 机器人的组成部分包括以下哪些？A. 机械结构B. 传感器C. 控制系统D. 能源系统答案：A, B, C, D2. 机器人的分类可以基于以下哪些标准？A. 移动方式B. 应用领域C. 制造材料D. 智能程度答案：A, B, D3. 机器人的传感器可以检测以下哪些物理量？A. 温度B. 压力C. 湿度D. 颜色答案：A, B, C4. 机器人的控制方式可以是以下哪些？A. 开环控制B. 闭环控制C. 线性控制D. 非线性控制答案：A, B, D5. 机器人的应用领域包括以下哪些？A. 制造业B. 医疗C. 教育D. 军事答案：A, B, C, D三、判断题（每题1分，共10分）1. 机器人的自由度越多，其运动能力越强。

考试科目：机器人技术基础考试时间：120分钟试卷总分100分题号一二三四五六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。

（5分）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）二、（10分）下面的坐标系矩阵B 移动距离d=(5，2，6)T ：úúúúûùêêêêëé-=100061004001201B 求该坐标系相对于参考坐标系的新位置。

解：úúúúûùêêêêëé-=úúúúûùêêêêëé-úúúúûùêêêêëé=10001210060017011000610040012011000610020105001newB (10分) 三、（10分）求点P=(2，3，4)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 页解：úúúûùêêêëé-=úúúûùêêêëéúúúûùêêêëé-=úúúûùêêêëé=95.4707.02432707.0707.00707.0707.00001432)45(，x Rot P H（10分）四、（15分）写出齐次变换矩阵TAB ，它表示相对固定坐标系{A}作以下变换：作以下变换：（a ） 绕Z 轴转90º；（b ）再绕X 轴转-90º；（c ）最后做移动（3，7，9）T。

机器人理论考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 机器人的三大核心组成部分是：A. 传感器、执行器、控制系统B. 传感器、驱动器、控制系统C. 传感器、控制器、执行机构D. 驱动器、控制器、执行机构答案：C2. 以下哪个不是机器人的自由度？A. 线性B. 旋转C. 振动D. 摆动答案：C3. 机器人的控制方式中，不包括：A. 开环控制B. 闭环控制C. 混合控制D. 随机控制答案：D4. 机器人编程语言中，以下哪个不是常见的：A. PythonC. JavaD. Ruby答案：D5. 以下哪个传感器不是用于机器人导航的：A. 激光雷达B. 超声波传感器C. 温度传感器D. 红外传感器答案：C6. 机器人运动学分析的目的是：A. 确定机器人的重量和尺寸B. 确定机器人的运动范围和速度C. 确定机器人的能源消耗D. 确定机器人的制造成本答案：B7. 机器人的末端执行器可以是：A. 机械手B. 摄像头C. 麦克风D. 所有上述选项答案：D8. 以下哪个不是机器人的驱动方式：B. 液压C. 气动D. 磁力答案：D9. 机器人的路径规划通常考虑以下哪些因素：A. 障碍物B. 路径长度C. 路径安全性D. 所有上述选项答案：D10. 以下哪个不是机器人视觉系统的功能：A. 物体识别B. 物体追踪C. 物体测量D. 物体加热答案：D二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述机器人的发展历程。

答：机器人的发展历程可以分为几个阶段：最初的机械臂，到电子控制的自动化机器，再到现代的智能机器人。

智能机器人能够通过传感器感知环境，使用人工智能算法进行决策和学习，实现自主操作和交互。

2. 解释什么是机器人的“感知-决策-行动”循环。

答：机器人的“感知-决策-行动”循环是机器人操作的基本流程。

首先，机器人通过传感器感知周围环境；然后，根据感知到的信息，使用决策算法来确定最佳的行动方案；最后，执行器根据决策结果执行相应的动作。

机器人基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 机器人的三大核心组成部分是机械结构、电子控制和什么？A. 传感器B. 人工智能C. 能源系统D. 通信模块答案：B2. 以下哪个不是机器人传感器的类型？A. 视觉传感器B. 触觉传感器C. 声音传感器D. 味觉传感器答案：D3. 机器人的自由度是指什么？A. 机器人的关节数量B. 机器人能够独立控制的运动参数的数量C. 机器人的重量D. 机器人的体积答案：B4. 机器人编程语言中，ROS（Robot Operating System）主要使用的是哪种语言？A. PythonB. C++C. JavaD. MATLAB答案：A5. 机器人的运动规划通常不包括以下哪项？A. 路径规划B. 避障C. 目标识别D. 运动控制答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）6. 以下哪些是工业机器人的典型应用？A. 汽车制造B. 食品包装C. 医疗手术D. 家庭清洁答案：A, B, C7. 服务机器人的主要功能包括哪些？A. 清洁B. 陪伴C. 教育D. 安全监控答案：A, B, C, D8. 机器人的导航技术通常包括哪些？A. GPSB. SLAMC. 激光雷达D. 视觉识别答案：B, C, D9. 以下哪些是机器人设计时需要考虑的因素？A. 安全性B. 效率C. 经济性D. 环境适应性答案：A, B, C, D10. 机器人的能源系统可以包括哪些类型？A. 电池B. 太阳能C. 燃料电池D. 外部电源答案：A, B, C, D三、判断题（每题1分，共5分）11. 机器人的手臂通常比人类的手臂有更多的自由度。

答案：错误12. 机器人的人工智能系统可以完全替代人类进行决策。

答案：错误13. 机器人的传感器可以感知环境并提供反馈，帮助机器人更好地执行任务。

答案：正确14. 所有的机器人都需要编程才能工作。

答案：错误15. 机器人的能源系统只能使用电池。

xxxxxxxxx职业学院xxxxxx学年第xx学期期末考试《工业机器人技术基础》课程试卷A卷（适用于工业机器人技术专业）考试形式：闭卷答题时间：90 分钟题号一二三四五总分核分人题分复查人得分一、填空题（1～10题，每空1分，共20分）1．从体系结构来看，工业机器人可以分为三大部分：机器人本体、控制器与控制系统、示教器。

2. 机器人本体一般包含互相连接的机械臂、驱动与传动装置、各种内外部传感器。

其中机械臂主要由机座、腰部、臂部、手腕等组成。

3. 按结构特征来分，工业机器人通常可以分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人、多关节机器人、并联机器人。

4．机器人运动学是研究末端执行器的位置和姿态与关节变量之间的关系，而与产生该位姿所需的力或力矩无关。

5. 机器人臂部是为了让机器人的末端执行器达到任务所要求的位置。

机器人腕部是臂部和手部的连接部件，起支承手部和改变手部姿态的作用。

6. 工业机器人动力系统按动力源不同可分为液压动力系统、气动动力系统和电动动力系统三大类。

7．机器人内部传感器主要包括位置和位移传感器、速度传感器、力传感器。

8. 机器人控制系统按其控制方式可分为集中控制系统、主从控制系统、分散控制系统。

9. 工业机器人控制器的功能包括多任务功能、网络功能、操作历史记录功能、海量存储、用户接口丰富。

10. 机器人语言系统包括三个基本状态：监控状态、编辑状态、执行状态。

二、选择题（11～20题，每小题2分，共20分）11．（ A ）是指机器人在作业范围内的任何位姿上所能承受的最大重量。

A. 承载能力B. 作业范围C. 重复定位精度D. 定位精度12．1959年由德沃尔与美国发明家约瑟夫.英格柏联手制造的世界上第一台工业机器人，其名字叫（ B ）。

A. VersatranB. UnimateC. SCARAD. PUMA56213. 有关方向余弦阵的性质，下列说法错误的是（ C ）。

A. 若两坐标系完全重合则它们的方向余弦阵为一三阶单位阵B. 方向余弦阵为一正交阵C. 两个不同列或不同行中对应的元素的乘积之和为1D. 矩阵中每行和每列中元素的平方和为114．坐标变换中相对固系或动系的变换说法正确的有（D）。

考试科目：机器人技术基础 考试时间：120分钟 试卷总分100分一、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。

（5分） 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） 二、（10分）下面的坐标系矩阵B 移动距离d=(5，2，6)T ：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=100061004001201B 求该坐标系相对于参考坐标系的新位置。

解：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=100012100600170101000610040012011000610020105001new B (10分)三、（10分）求点P=(2，3，4)T 绕x 轴旋转45度后相对于参考坐标系的坐标。

解：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=95.4707.02432707.0707.00707.0707.00001432)45(，x Rot P H（10分） 四、（15分）写出齐次变换矩阵T AB ，它表示相对固定坐标系{A}作以下变换：（a ） 绕Z 轴转90º；（b ）再绕X 轴转-90º；（c ）最后做移动（3，7，9）T 。

解：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--=1000900171003010T AB （15分） 五、（15分）设工件相对于参考系{u}的描述为P uT ，机器人基座相对于参考系的描述为B uT ，已知：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=100000012100101P uT ，⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1000910050101001B u T 求：工件相对于基座的描述P BT 解：P BT =u B T P u T =[B u T ]-1P u T =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---1000910050101001⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---1000000121001010 （10分） =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----1000900131002010 （5分） 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1l 、2l 、3l ）。

机器人技术基础练习题一、单选题1、机器人的定义中，强调“具有一定程度的自主能力”，以下哪项不属于自主能力的范畴？（）A 自我感知B 自我决策C 完全由人类遥控D 自我学习2、以下哪种驱动方式常用于工业机器人的关节运动？（）A 液压驱动B 气压驱动C 电动驱动D 以上都是3、机器人的运动学主要研究什么？（）A 机器人的受力分析B 机器人的运动轨迹和姿态C 机器人的控制算法 D 机器人的能源消耗4、在机器人的控制系统中，以下哪个部分负责接收传感器的信号？（）A 控制器B 驱动器C 传感器D 执行器5、以下哪种传感器常用于机器人的位置检测？（）A 视觉传感器B 力传感器C 位移传感器D 温度传感器二、多选题1、机器人的应用领域包括以下哪些？（）A 工业生产B 医疗保健C 军事领域D 家庭服务E 太空探索2、机器人的机械结构通常包括以下哪些部分？（）A 机身B 手臂C 手腕D 手部E 关节3、以下哪些属于机器人的编程方式？（）A 示教编程B 离线编程C 自主编程D 在线编程4、机器人的视觉系统主要由以下哪些部分组成？（）A 摄像头B 图像处理器C 光源D 图像识别软件5、影响机器人性能的因素有哪些？（）A 精度B 速度C 负载能力D 可靠性E 灵活性三、判断题1、机器人一定具有人的外形。

（）2、工业机器人的精度通常高于服务机器人。

（）3、机器人的控制系统越复杂，性能就一定越好。

（）4、所有机器人都需要配备传感器来感知环境。

（）5、机器人的编程语言都是统一的。

（）四、简答题1、请简要说明机器人的分类，并举例说明其应用场景。

答：机器人的分类方式有多种。

按照应用领域，可分为工业机器人、服务机器人、特种机器人等。

工业机器人主要应用于工业生产中，如汽车制造中的焊接、涂装、装配等环节，常见的有搬运机器人、焊接机器人等。

服务机器人则面向日常生活和服务行业，如家用扫地机器人、餐厅的送餐机器人等。

特种机器人则用于特殊环境和任务，比如消防机器人用于火灾救援，水下机器人用于海洋探测等。

工业机器人技术基础试卷1.工作范围是指机器人(或手腕中心所能到达的点的集合。

A机械手B手臂末端(正确答案)C手臂D行走部分2.机器人的精度主要依存于（）、控制算法误差与分辨率系统误差。

A传动误差B关节间隙C机械误差(正确答案)D连杆机构的挠性3.滚转能实现360°无障碍旋转的关节运动，通常用（）来标记。

AR(正确答案)BWCBDL4.RRR型手腕是（）自由度手腕。

A1B2C3(正确答案)D45.真空吸盘要求工件表面（）、干燥清洁，同时气密性好。

A粗糙B凸凹不平C平缓突起D平整光滑(正确答案)6.同步带传动属于（）传动，适合于在电动机和高速比减速器之间使用。

A高惯性B低惯性(正确答案)C高速比D大转矩7.机器人外部传感器不包括（）传感器。

A力或力矩B接近觉C触觉D位置(正确答案)8.手爪的主要功能是抓住工件、握持工件和（）工件。

A固定B定位C释放(正确答案)D触摸9.机器人的控制方式分为点位控制和（）。

A点对点控制B点到点控制C连续轨迹控制(正确答案)D任意位置控制10.焊接机器人的焊接作业主要包括（）。

A点焊和弧焊(正确答案)B间断焊和连续焊C平焊和竖焊D气体保护焊和氩弧焊11.作业路径通常用（）坐标系相对于工件坐标系的运动来描述。

A手爪B固定C运动D工具(正确答案)12.当代机器人主要源于以下两个分支：CA计算机与数控机床(正确答案)B遥操作机与计算机C遥操作机与数控机床D计算机与人工智能13.对于转动关节而言，关节变量是D-H参数中的（）A关节角(正确答案)B杆件长度C横距D扭转角A运动与控制(正确答案)B传感器与控制C结构与运动D传感系统与运动15.所谓无姿态插补，即保持第一个示教点时的姿态，在大多数情况下是机器人沿(）运动时出现。

A平面圆弧(正确答案)B直线C平面曲线D空间曲线16.谐波传动的缺点是（）。

A扭转刚度低(正确答案)B传动侧隙小C惯量低D精度高17.机器人三原则是由（）提出的。