2019年机器人学导论复习题及参考答案(河南理工大学)

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题：1.自由度：2.机器人工作载荷：3.柔性手：4.制动器失效抱闸：5.机器人运动学：6.机器人动力学：7.虚功原理：8.PWM驱动：9.电机无自转：10.直流伺服电机的调节特性：11.直流伺服电机的调速精度：12.PID控制：13.压电元件：14.图像锐化：15.隶属函数：16.BP网络：17.脱机编程：18.AUV：二、简答题：1.机器人学主要包含哪些研究内容？2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4.机器人控制系统的基本单元有哪些？5.直流电机的额定值有哪些？6.常见的机器人外部传感器有哪些？7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。

8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？9.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？10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。

11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？12.仿人机器人的关键技术有哪些？三、论述题：1.试论述机器人技术的发展趋势。

2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。

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。

4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。

5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的？6.试论述工业机器人的应用准则。

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。

xyzOuvwt2.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{x 0,y 0}下的运动学方程。

西安高学考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题：1.自由度：2.机器人工作载荷：3.柔性手：4.制动器失效抱闸：5.机器人运动学：6.机器人动力学：7.虚功原理：8.PWM驱动：9.电机无自转：10.直流伺服电机的调节特性：11.直流伺服电机的调速精度：12.PID控制：13.压电元件：14.图像锐化：15.隶属函数：16.BP网络：17.脱机编程：18.AUV：二、简答题：1.机器人学主要包含哪些研究内容？2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4.机器人控制系统的基本单元有哪些？5.直流电机的额定值有哪些？6.常见的机器人外部传感器有哪些？7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。

8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？9.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？10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。

11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？12.仿人机器人的关键技术有哪些？三、论述题：1.试论述机器人技术的发展趋势。

2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。

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。

4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。

5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的？6.试论述工业机器人的应用准则。

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。

xyzOuvwt2.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{x 0,y 0}下的运动学方程。

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题：1.自由度：2.机器人工作载荷：3.柔性手：4.制动器失效抱闸：5.机器人运动学：6.机器人动力学：7.虚功原理：8.PWM驱动：9.电机无自转：10.直流伺服电机的调节特性：11.直流伺服电机的调速精度：12.PID控制：13.压电元件：14.图像锐化：15.隶属函数：16.BP网络：17.脱机编程：18.AUV：二、简答题：1.机器人学主要包含哪些研究内容？2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4.机器人控制系统的基本单元有哪些？5.直流电机的额定值有哪些？6.常见的机器人外部传感器有哪些？7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。

8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？9.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？10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。

11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？12.仿人机器人的关键技术有哪些？三、论述题：1.试论述机器人技术的发展趋势。

2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。

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。

4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。

5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的？6.试论述工业机器人的应用准则。

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。

xyzOuvwt2.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{x 0,y 0}下的运动学方程。

机器人学导论考试一、机器人学简介机器人学是一门融合了物理、电子、计算机、机械、控制、自动化、系统科学等多学科的交叉学科，主要研究机器人的设计、制造、控制、算法、应用和实现的技术。

机器人学的发展是以机器人的技术进步为基础的，机器人技术的发展是以现代计算机技术为基础的。

机器人学的发展目标是使机器人获得自主性、智能性和可靠性，从而使机器人能够完成更复杂的任务。

机器人学的主要研究内容包括机器人的结构设计、运动学和动力学、机器人控制、机器人感知、机器人导航、机器人仿真、机器人系统建模、任务规划、机器人程序设计等。

二、机器人结构设计机器人结构设计是机器人学的基础，是构建机器人的基础，是实现机器人功能的基础，是机器人技术的重要内容。

机器人结构设计的目的是构建能够完成特定任务的机器人系统，考虑机器人的功能、结构、尺寸、重量、强度、精度和稳定性等因素，设计出能够完成特定任务的机器人系统结构。

机器人结构设计的关键是机器人的运动学和动力学，它们可以帮助设计者更好地理解机器人的运动特性，从而设计出更加合理的机器人结构。

三、机器人运动学和动力学机器人运动学和动力学是机器人学的重要研究内容，是研究机器人的运动的学科。

机器人运动学的主要内容是机器人的运动学分析，即研究机器人的运动轨迹、位置、速度和加速度等。

机器人动力学的主要内容是研究机器人的动力学特性，即研究机器人的动力学模型、力学特性、力学参数等。

机器人运动学和动力学的研究可以帮助设计者更好地理解机器人的运动特性，从而设计出更加合理的机器人结构。

四、机器人控制机器人控制是机器人学的重要研究内容，是指通过控制机器人的运动来完成特定任务的技术。

机器人控制的主要内容包括机器人的运动控制、机器人的位置控制、机器人的力控制、机器人的视觉控制、机器人的任务控制等。

机器人控制的目标是控制机器人完成特定任务，从而实现机器人的自主性、智能性和可靠性。

五、机器人感知机器人感知是机器人学的重要研究内容，是指机器人感知环境的技术。

（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。

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（）。

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题：1.自由度：2.机器人工作载荷：3.柔性手：4.制动器失效抱闸：5.机器人运动学：6.机器人动力学：7.虚功原理：8.PWM驱动：9.电机无自转：10.直流伺服电机的调节特性：11.直流伺服电机的调速精度：12.PID控制：13.压电元件：14.图像锐化：15.隶属函数：16.BP网络：17.脱机编程：18.AUV：二、简答题：1.机器人学主要包含哪些研究内容？2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4.机器人控制系统的基本单元有哪些？5.直流电机的额定值有哪些？6.常见的机器人外部传感器有哪些？7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。

8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？9.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？10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。

11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？12.仿人机器人的关键技术有哪些？三、论述题：1.试论述机器人技术的发展趋势。

2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。

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。

4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。

5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的？6.试论述工业机器人的应用准则。

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。

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{x 0,y 0}下的运动学方程。

机器人学导论作业答案作业一一、问答题1．答：机器人的主要应用场合有：(1) 恶劣的工作环境和危险工作；(2) 在特殊作业场合进行极限作业；(3) 自动化生产领域；(4) 农业生产；(5) 军事应用。

2．答：工业机器人（英语：industrial robot。

简称IR）是广泛适用的能够自主动作，且多轴联动的机械设备。

它们在必要情况下配备有传感器，其动作步骤包括灵活的转动都是可编程控制的（即在工作过程中，无需任何外力的干预）。

它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的的加工工具，以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。

数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。

3．答：科幻作家阿西莫夫机器人三原则：(1) 不伤害人类；(2) 在原则下服从人给出的命令；(3) 在与上两个原则不矛盾的前提下保护自身。

我国科学家对机器人的定义是：“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。

4．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。

5．答：按几何结构分：(1) 直角坐标式机器人；(2) 圆柱坐标式机器人；(3) 球面坐标式机器人；(4) 关节式球面坐标机器人。

6．答：通常由四个相互作用的部分组成：执行机构、驱动单元、控制系统、智能系统。

7．答：一共需要5个：定位3个，放平稳2个。

8．答：机器人的主要特点有通用性、适应性。

决定通用性有两方面因素：机器人自由度；末端执行器的结构和操作能力。

9．答：工业机器人的手部是用来握持工件或工具的部件。

大部分的手部结构都是根据特定的工件要求而专门设计的。

机器人导论考试题及答案一、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. 能源系统答案：D2. 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：C3. 机器人的坐标系统通常采用哪种类型？A. 笛卡尔坐标系B. 极坐标系C. 球坐标系D. 柱坐标系答案：A4. 机器人的路径规划通常不包括以下哪一项？A. 避障B. 路径优化C. 速度控制D. 颜色识别答案：D5. 以下哪个传感器不是用于机器人视觉系统的？A. 红外传感器B. 摄像头C. 激光雷达D. 超声波传感器答案：D6. 机器人的伺服电机通常采用哪种控制方式？A. 开环控制B. 闭环控制C. 半闭环控制D. 无反馈控制答案：B7. 机器人的关节驱动方式不包括以下哪一项？A. 电动B. 气动C. 液压D. 磁力答案：D8. 以下哪个不是机器人编程语言的特点？A. 高级语言B. 易于学习C. 难以理解D. 可移植性答案：C9. 机器人的安全性设计中不包括以下哪一项？A. 急停按钮B. 限位开关C. 过载保护D. 颜色搭配答案：D10. 以下哪个不是机器人操作系统（ROS）的功能？A. 硬件抽象B. 底层设备控制C. 进程间消息传递D. 网络服务答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 机器人的传感器系统包括以下哪些？A. 力觉传感器B. 触觉传感器C. 视觉传感器D. 温度传感器答案：ABCD2. 机器人的运动学分析包括以下哪些？A. 正向运动学B. 逆向运动学C. 动力学分析D. 静态平衡分析答案：AB3. 机器人的控制策略包括以下哪些？A. PID控制B. 模糊控制C. 神经网络控制D. 遗传算法控制答案：ABCD4. 机器人的人工智能技术包括以下哪些？A. 机器学习B. 自然语言处理C. 计算机视觉D. 专家系统答案：ABCD5. 机器人的机械结构设计需要考虑以下哪些因素？A. 材料选择B. 强度和刚度C. 重量和尺寸D. 制造成本答案：ABCD三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述机器人的发展历程。

机器人导论考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 机器人的三大核心组成部分是（）。

A. 机械结构、传感器、控制算法B. 机械结构、传感器、能源系统C. 机械结构、控制算法、能源系统D. 传感器、控制算法、能源系统答案：A2. 以下哪个不是机器人传感器的类型？（）A. 视觉传感器B. 力觉传感器C. 触觉传感器D. 嗅觉传感器答案：D3. 机器人的自由度是指（）。

A. 机器人能够移动的关节数量B. 机器人能够达到的空间位置数量C. 机器人能够达到的空间方向数量D. 机器人能够执行的动作数量答案：A4. 机器人的控制方式中，（）是指机器人能够根据环境变化自主调整行为。

A. 开环控制B. 闭环控制C. 自适应控制D. 预设控制答案：C5. 以下哪个不是机器人编程语言的特点？（）A. 高级抽象B. 易于人类理解C. 直接与硬件交互D. 便于调试和维护答案：C6. 机器人的路径规划中，（）是指机器人在移动过程中避免障碍物的能力。

A. 避障B. 导航C. 定位D. 跟踪答案：A7. 机器人的操作系统中，（）是指操作系统能够同时处理多个任务的能力。

A. 多任务处理B. 实时性C. 可预测性D. 稳定性答案：A8. 机器人的能源系统中，（）是指能源的存储和供应方式。

A. 能源转换B. 能源管理C. 能源供应D. 能源效率答案：C9. 机器人的机械臂中，（）是指机械臂末端执行器能够到达的空间区域。

A. 工作范围B. 工作速度C. 工作精度D. 工作负载答案：A10. 机器人的安全性中，（）是指机器人在执行任务时不会造成人身伤害或财产损失。

A. 环境适应性B. 操作安全性C. 任务可靠性D. 能源效率答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 机器人的分类可以基于哪些特征？（）A. 应用领域B. 移动能力C. 操作方式D. 能源类型答案：ABCD12. 机器人的传感器可以用于哪些目的？（）A. 环境感知B. 状态监测C. 任务执行D. 通信答案：AB13. 机器人的控制算法可以基于哪些理论？（）A. 经典控制理论B. 现代控制理论C. 人工智能D. 机器学习答案：ABCD14. 机器人的编程语言需要具备哪些特性？（）A. 高效性B. 可读性C. 可扩展性D. 兼容性答案：ABCD15. 机器人的能源系统可以包括哪些类型？（）A. 电池B. 燃料电池C. 太阳能D. 核能答案：ABC三、判断题（每题2分，共10分）16. 机器人的自由度越多，其灵活性和能力就越强。

1. 自由度：指描述物体运动所需要的独立坐标数。

2. 机器人工作载荷：机器人在规定的性能范围内，机械接口处能承受的最大负载量（包括手部）。

3. 柔性手：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。

4. 制动器失效抱闸：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。

5. 机器人运动学：从几何学的观点来处理手指位置与关节变量的关系称为运动学。

6.机器人动力学：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。

7. 虚功原理：约束力不作功的力学系统实现平衡的必要且充分条件是对结构上允许的任意位移（虚位移）施力所作功之和为零。

8. PWM 驱动：脉冲宽度调制驱动。

9. 电机无自转：控制电压降到零时，伺服电动机能立即自行停转。

10. 直流伺服电机的调节特性：是指转矩恒定时，电动机的转速随控制电压变化的关系。

11. 直流伺服电机的调速精度：指调速装置或系统的给定角速度与带额定负载时的实际角速度之差，与给定转速之比。

12. PID 控制：指按照偏差的比例、积分、微分进行控制。

13. 压电元件：指某种物质上施加压力就会产生电信号，即产生压电现象的元件。

14. 图像锐化：突出图像中的高频成分，使轮廓增强。

15. 隶属函数：表示论域U 中的元素u 属于模糊子集A 的程度，在[0, 1]闭区间内可连续取值。

16. 脱机编程：指用机器人程序语言预先进行程序设计，而不是用示教的方法编程。

17. AUV ：无缆自治水下机器人，或自动海底车。

二、简答题：1.机器人学主要包含哪些研究内容？2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？ 4.机器人控制系统的基本单元有哪些？ 5.直流电机的额定值有哪些？6.常见的机器人外部传感器有哪些？7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。

8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？9.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？ 10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题：1.自由度：2.机器人工作载荷：3.柔性手：4.制动器失效抱闸：5.机器人运动学：6.机器人动力学：7.虚功原理：8.PWM驱动：9.电机无自转：10.直流伺服电机的调节特性：11.直流伺服电机的调速精度：12.PID控制：13.压电元件：14.图像锐化：15.隶属函数：16.BP网络：17.脱机编程：18.AUV：二、简答题：1.机器人学主要包含哪些研究内容？2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4.机器人控制系统的基本单元有哪些？5.直流电机的额定值有哪些？6.常见的机器人外部传感器有哪些？7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。

8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？9.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？10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。

11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？12.仿人机器人的关键技术有哪些？三、论述题：1.试论述机器人技术的发展趋势。

2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。

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。

4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。

5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的？6.试论述工业机器人的应用准则。

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。

xyzOuvwt2.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{x 0,y 0}下的运动学方程。

课程考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题:1、自由度:2、机器人工作载荷:3、柔性手:4、制动器失效抱闸:5、机器人运动学:6、机器人动力学:7、虚功原理:8、PWM驱动:9、电机无自转:10、直流伺服电机的调节特性:11、直流伺服电机的调速精度:12、PID控制:13、压电元件:14、图像锐化:15、隶属函数:16、BP网络:17、脱机编程:18、AUV:二、简答题:1、机器人学主要包含哪些研究内容？2、机器人常用的机身与臂部的配置型式有哪些？3、拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4、机器人控制系统的基本单元有哪些？5、直流电机的额定值有哪些？6、常见的机器人外部传感器有哪些？7、简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。

8、机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？9、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？10、请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。

11、从描述操作命令的角度瞧,机器人编程语言可分为哪几类？12、仿人机器人的关键技术有哪些？三、论述题:1、试论述机器人技术的发展趋势。

2、试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。

3、试论述轮式行走机构与足式行走机构的特点与各自适用的场合。

4、试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。

5、机器人单关节伺服控制中,位置反馈增益与速度反馈增益就是如何确定的？6、试论述工业机器人的应用准则。

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。

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。

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与θ2、P4、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F A= [ f x0 ]T或F B= [ 0f y ]T。

精选机器人基础考试试题重点(河南理工大学)资料资料word（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。

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题： 1.自由度： 2.机器人工作载荷： 3.柔性手：4.制动器失效抱闸： 5.机器人运动学： 6.机器人动力学： 7.虚功原理： 8.PWM 驱动： 9.电机无自转： 10.直流伺服电机的调节特性： 11.直流伺服电机的调速精度： 12.PID控制： 13.压电元件： 14.图像锐化： 15.隶属函数： 16.BP 网络： 17.脱机编程： 18.AUV：二、简答题： 1.机器人学主要包含哪些研究内容？图像预处理步骤？模糊控制器的轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合 2.如图所示具有三旋转关节的3R机械手， 3.如图所示为平面内的两旋转关节机械手 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τ B 。

5.如图所示的两自由度机械手，手部沿固定坐标系在手上X0轴正向以1.0m/s的速度移动，杆长1=l2=0.5m。

设在某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 6.如图所示参考答案一、名词解释题： 1.自由度：指描述物体运动所需要的独立坐标数。

2.机器人工作载荷：机器人在规定的性能范围内，机械接口处能承受的最大负载量（包括手部）。

3.柔性手：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。

4.制动器失效抱闸：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。

5.机器人运动学：从几何学的观点来处理手指位置与关节变量的关系称为运动学。

6.机器人动力学：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。

7.虚功原理：约束力不作功的力学系统实现平衡的必要且充分条件是对结构上允许的任意位移（虚位移）施力所作功之和为零。

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机器人学导论一、名词解释题：二、简答题：1.机器人学主要包含哪些研究内容？2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4.机器人控制系统的基本单元有哪些？三、论述题：1.试论述机器人技术的发展趋势。

2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。

4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。

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。

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。

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.P4.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 F A = [ f x 0 ]T 或F B = [ 0 f y ]T 。

求对应的驱动力 τA 和τB 。

0x f ⎤⎥⎦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 1.0m/s 的速度移动，杆长l 1=l 2=0.5m 。

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1121221211212212l s l s l s l c l c l c θθ---⎡⎤=⎢⎥+⎣⎦J6.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。

参考答案一、名词解释题： 二、简答题：1.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。