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机器人技术基础(课后习题答案)

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时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 0.1 简述产业机械人的定义,说明机械人的主要特点.之马矢奏春创作

时间：二O二一年七月二十九日

答：机械人是一种用于移动各类材料、零件、器械、或专用装配,经由过程可编程动作来实行种

种责任并具有编程才能的多成效机械手.

1.机械人的动作机关具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的成效.

2.机械人具有通用性,责任种类多样,动作程序灵活易变.

3.机械人具有不合程度的智能性,如记忆、感知、推理、决定筹划、进修等.

4.机械人具有自力性,完整的机械人系统在责任中可以不依靠于人的干与.

0.2产业机械人与数控机床有什么差别？

答：1.机械人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链；

2.产业机械人一般具有多关节,数控机床一般无关节且均为直角坐标系统；

3.产业机械人是用于产业中各类作业的自动化机械而数控机床应用于冷加工.

4.机械人灵活性好,数控机床灵活性差. 时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 0.5简述下面几个术语的含义：自有度、频频定位精度、责任范围、责任速度、承载才能.

答：自由度是机械人所具有的自力坐标运动的数目,不包含手爪（末尾实行器）的开合自由度.

频频定位精度是关于精度的统计数据,指机械人频频到达某一确定地位准确的几率,

是频频统一地位的范围,可以用各次不合地位平均值的误差来暗示.

责任范围是指机械人手臂末尾或手腕中央所能到达的所有点的集合,也叫责任区域.

责任速度一般指最大责任速度,可所以指自由度上最大的稳定速度,也可以定义为

手臂末尾最大的合成速度（常日在技能参数中加以说明）.

承载才能是指机械人在责任范围内的任何位姿上所能辞谢的最大质量.

0.6什么叫冗余自由度机械人？

答： 从运动学的不雅点看,完成某一特定作业时具有多余自由度的机械人称为冗余自由度机械人.

0.7题0.7图所示为二自由度平面关节型机械人机械手,图中L1=2L2,关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的责任范围（画图时可以设L2=3cm）.

1.1 点矢量v为]00.3000.2000.10[T,相对参考系作如下齐次坐标时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 变换：

A=10000.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0

写出变换后点矢量v的表达式,并说明是什么性质的变换,写出扭转算子Rot及平移算子Trans.

解：v,=Av=10000.9000.1000.0000.00.3000.0866.0500.00.11000.0500.0866.0100.3000.2000.10=13932.1966.9

属于复合变换：

扭转算子Rot（Z,30̊）=1000010000866.05.0005.0866.0

平移算子Trans（11.0,-3.0,9.0）=10000.91000.30100.11001

1.2 有一扭改动换,先绕固定坐标系Z0轴转45̊,再绕其X0轴转30̊,最后绕其Y0轴转60̊,试求该齐次坐标变换矩阵.

解：齐次坐标变换矩阵R=Rot(Y,60̊）Rot（X,30̊）Rot(Z,45̊）

=1000010000707.0707.000707.0707.010000866.05.0005.0866.000001100005.00866.000100866.005.0=

10000433.0436.0436.005.0612.0612.00750.0047.0660.0 时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 1.3 坐标系{B}起先与固定坐标系{O}相重合,现坐标系{B}绕ZB扭转30̊,然后绕扭转后的动坐标系的XB轴扭转45̊,试写出该坐标系{B}的肇端矩阵表达式和最后矩阵表达式.

解：肇端矩阵：B=O=1000010000100001

最后矩阵：B´=Rot(Z,30̊）B Rot（X,45̊）=10000707.0707.000612.0612.05.000353.0866.0

1.4 坐标系{A}及{B}在固定坐标系{O}中的矩阵表达式为

{A}=10000.20866.0500.0000.00.10500.0866.0000.00.0000.0000.0000.1

{B}=10000.3866.0433.0250.00.3500.0750.0433.00.3000.0500.0866.0

画出它们在{O}坐标系中的地位和姿态；

A=Trans（0.0,10.0,-20.0）Rot（X,30̊）O 时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 B=Trans(-3.0,-3.0,3.0）Rot(X,30̊）Rot（Z,30̊）O

1.5 写出齐次变换阵HAB,它暗示坐标系{B}中断相对固定坐标系{A}作以下变换：

（1）绕AZ轴扭转90̊.

（2）绕AX轴扭转-90̊.

（3）移动T973.

解：HAB=Trans（3,7,9）Rot（X,-90̊）Rot（Z,90̊）=100001000001001010000010010000011000910070103001=10000100000100101000901071003001=1000900171003010

1.6 写出齐次变换矩阵HBB,它暗示坐标系{B}中断相对自身运动坐标系{B}作以下变换：

（1）移动T973.

（2）绕BX轴扭转90̊..

（3）绕BZ轴转-90̊..

HBB=Trans（3,7,9）Rot（X,90̊）Rot（Z,90̊）=

100001000001001010000010010000011000910070103001= 时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 100090017100301010000100000100101000901071003001

1.7 对于1.7图（a）所示的两个楔形物体,试用两个变换序列辨别暗示两个楔形物体的变换过程,使最后的状态如题1.7图（b)所示.

(a)

(b)

解：A=111111220000004400111111 B=111111220000559955111111

A´=Trans(2,0,0）Rot（Z,90̊）Rot（X,90̊）Trans（0,-4,0）A=

1000010040100001100000100100000110000100000100101000010000102001111111220000004400111111=1000401000012100111111220000004400111111=111111440044111111002222

B´=Rot（X,90̊）Rot（Y,90̊）Trans（0,-5,0）B= 时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 100001005010000110000001001001001000001001000001111111220000559955111111=10000100501000011000001000010100111111220000559955111111=1000501000010100111111220000559955111111=111111004400111111220000

1.8 如题1.8图所示的二自由度平面机械手,关节1为迁徙改变关节,关节变量为θ1；关节2为移动关节, 关节变量为d2.试：

（1）建立关节坐标系,并写出该机械手的运动方程式.

（2）按下列关节变量参数求出手部中央的地位值.

解：建立如图所示的坐标系

参数和关节变量

连杆 θ α а d

1 θ1 0 0 0

2 0 0 d2 0

机械手的运动方程式：

当θ1=0̊,d2=0.5时：

手部中央地位值1000000000105.0001B

当θ1=30̊,d2=0.8时 θ1 0̊ 30̊ 60̊ 90̊

d2/m 0.50 0.80 1.00 0.70 时间：二O二一年七月二十九日

时间：二O二一年七月二十九日 手部中央地位值 100000004.00866.05.0433.005.0866.0B

当θ1=60̊,d2=1.0时

手部中央地位值10000000866.005.0866.05.00866.05.0B

当θ1=90̊,d2=0.7时

手部中央地位值100000007.00010010B

1.11 题1.11图所示为一个二自由度的机械手,两连杆长度均为1m,试建立各杆件坐标系,求出1A,2A的变换矩阵.

解：建立如图所示的坐标系

参数和关节变量

连杆 θ α а d

1 1 1 0 0

2 2 1 0 0

A1=Rot(Z, θ1) Trans(1,0,0) Rot(X, 0º)=100001000cossin0sincos111111sc

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工业机器人技术课后题答案

工业机器人技术课后题答案

范文 第一章课后习题：

3、说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。

答：工业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－环境交互系统、人机交互系统和控制系统。各部分之间的关系可由下图表明：

4、简述工业机器人各参数的定义：自由度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。

答：自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目,不应包括手爪(末端操作器)的开合自由度。

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)。

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。

工作速度一般指工作时的最大稳定速度。

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范文 大质量。承载能力不仅指负载, 而且还包括了机器人末端操作器的质量。

第二章课后习题：

1、

答：工业上的机器人的手一般称之为末端操作器, 它是机器人直接用于抓取和握紧(吸附)专用工具(如喷枪、扳手、 焊具、 喷头等)进行操作的部件。具有模仿人手动作的功能, 并安装于机器人手臂的前端。大致可分为以下几类: (1) 夹钳式取料手；(2) 吸附式取料手；(3) 专用操作器及转换器；(4) 仿生多指灵巧手。

4、

答：R关节是一种翻转(Roll)关节。B关节是一种折曲(Bend)关节。Y关节是一种偏转(Yaw)关节。具有俯仰、 偏转和翻转运动, 即RPY运动。

5、

答：行走机构分为固定轨迹式和无固定轨迹式。无固定轨迹式又分为与地面连续接触（包括轮式和履带式）和与地面间断接触（步行式）。轮式在平地上行驶比较方便，履带式可以在泥泞道路上和沙漠中行驶。 步行式有很大的适应性, 尤其在有障碍物的通道(如管道、 台阶或楼梯)上或很难接近的工作场地更有优越性。

工业机器人技术与应用习题与参考答案

工业机器人技术与应用习题与参考答案

工业机器人技术与应用习题与参考答案

一、判断题（共100题，每题1分，共100分）

1.机器人一般由操作机、移动机构、控制系统、驱动系统、检测机构组成。

A、正确

B、错误

正确答案：A

2.机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。

A、正确

B、错误

正确答案：A

3.机器人关机操作可以直接关闭控制器上的开关旋钮。

A、正确

B、错误

正确答案：B

4.工业机器人精度是指定位精度和重复定位精度。

A、正确

B、错误

正确答案：A

5.ABB 机器人新建的工具坐标，重量值为﹣1，必须修改为正值后才能调用例行程序测量工具重心。

A、正确

B、错误

正确答案：A

6.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：A

7.R-30iB和R-30iA控制柜之间的示教盒是可以互换使用的。 A、正确

B、错误

正确答案：B

8.伺服系统是输出量以一定准确度随时跟踪输入量变化的控制系统，因此也称作随动系统。

A、正确

B、错误

正确答案：A

9.在手动示教的过程中，发现机器人运动路径上有物体则需立即松开使能开关，强制停止机器人。

A、正确

B、错误

正确答案：B

10.用SIMATIC重新接线时，必须关闭LAD/STL/FBD Editor 以便确实没有块在处理。

A、正确

B、错误

正确答案：A

11.安川MA1400机器人包括机器人本体、DX100控制柜、示教器组成。

A、正确

B、错误

正确答案：A

12.熔断器的熔体熔断时间与所保护线路的短路电流大小没有关系。

A、正确

B、错误

正确答案：B

13.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。 A、正确

B、错误

正确答案：A

14.异步电动机的转速和定子旋转磁场的转速相同时，仍能正常转动。

A、正确

B、错误

正确答案：B

15.喷漆机器人属于非接触式作业机器人。（ ）。

A、正确

B、错误

正确答案：A

(完整版)机器人技术习题集答案

(完整版)机器人技术习题集答案

《机器人技术》习题集答案 东北大学网络教育学院

1 《机器人技术》习题集答案

第1章 绪论

一、选择题（4选1）

1—2）；2—1）；3—3）；4—3）；5—2）

二、判断题（Y/N）

1—Y；2—Y；3—Y；4—N；5—N；6—Y；7—Y；8—Y；9—Y；10—Y

三、简答题

1．

机器人学是关于研究、设计、制造和应用机器人的一门科学。一般包括：机器人结构、机器人坐标系统、机器人运动学、机器人动力学、机器人控制、机器感知、机器视觉、机器人语言、决策与规划等。相比机器人技术研究的更为概括、抽象和理论一些。

2．

一般将机器人分为三代。

* 第一代为示教再现型机器人。由操作人员预先给出（示教）机器人的运动轨迹，然后机器人准确地重复再现这种轨迹。

* 第二代为感觉判断型机器人，亦称为感知融合智能机器人。机器人带有一些可感知环境的装置，通过反馈控制，使机器人能在一定程度上适应变化的环境。

* 第三代为自主感知型机器人，亦称为自主感知思维智能机器人。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，可在作业环境中独立行动；具有发现问题且能自主地解决问题的能力。

3．

直角坐标机器人

圆柱坐标机器人

极坐标机器人

多关节型机器人

串联关节机器人

垂直关节机器人

水平关节机器人

并联关节机器人

串并联关节机器人

4．

优点：结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，工作空间最大，能与其他机器人协调工作，

避障性好

缺点：位置精度较低，有平衡问题，控制存在耦合，设计与控制比较复杂

5． 《机器人技术》习题集答案 东北大学网络教育学院

工业机器人技术(第三版)课后答案 郭洪红主编

工业机器人技术(第三版)课后答案 郭洪红主编

第一章课后习题

１、工业机器人定义：是机器人的一种，由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重

复编程、能在三维空间内完成各种作业的机电一体化的自动化生产设备。

２、工业机器人应用场合及其特点：①恶劣工作环境及危险工作（有害健康并可能危及生命，或不安全因素大不宜于人去从事的作业）

②特殊作业场合和极限作业（对人类力所不及的作业）③自动化生产领域（早期工业机器人再生产主要用于上下料、点焊和喷漆，随

柔性自动化出现扮演更重要角色）

３、说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。

答：工业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—环境交互系统、人机交互系统

和控制系统。关系由右图表明：

４、简述工业机器人各参数的定义：自由度、重复定位精度、工 作范围、工作速度、承

载能力。

答：自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不应包括手爪（末端操作器）的

开合自由度。

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）。

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。

工作速度一般指工作时的最大稳定速度。

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。承载能力不仅指负载，而且还包括了机器人末端操作器的质

量。

５、按坐标形式分类及特点：

①直角坐标型（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, 很容易通过计算机控制

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。工作范围是立方体型）