机器人控制技术基础2

最新全国青少年机器人技术等级考试模拟题( 二级)机器人二级理论考试（A卷）（满分100 分）一、单选题（每题 2 分，共30 题）1.下列人物中，哪位发明了电灯？（ C.爱迪生）A. 牛顿B. 熊大C. 爱迪生D. 爱因斯坦2.首届机器人世界杯在哪举办？（日本名古屋）A. 法国B. 日本C. 美国D. 英国3.机器人控制系统从基本原理和系统结构上可以分成哪两类？（A）A. 非伺服型系统和伺服型系统。

B. Windows 系统和苹果系统。

C. 仿真型系统和非仿真型系统。

D. 大系统和小系统。

4.下列说法正确的是？（A）A. 凸轮机构一般有凸轮、从动件和机架三个构件组成。

B. 凸轮机构一般有凸轮、主动从件和机架三个构件组成。

C. 凸轮机构一般有凸轮、从动件和主动件三个构件组成。

D. 凸轮机构一般有圆轮、从动件和主动件三个构件组成。

5.下列事物中，有曲柄装置的是（A）A. 自行车B. 自动晾衣架C. 电视机D. 以上都有6.火车在长直的轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回原地，这是因为？（C）A. 人跳起厚，车厢内空气推着他向前运动。

B. 人跳起到落地时间过短，偏后的距离看不出来。

C. 人跳起到落地，在水平方向上人与车有相同的速度。

D. 人跳起瞬间，地板给人一个向前的力，推着他一起向前运动。

7.（ B ）被称为“工业机器人之父”。

A. 阿西莫夫B. 英格伯格C. 诺伯特D. 弗里茨8.下面哪个不是机器人系统的基本结构？（B）（基本结构有：机械本体、驱动伺服单元、计算机控制系统、传感器系统、输出输出系统接口）A. 机械本体。

B. 人。

C. 计算机控制系统。

D. 传感系统。

9.工业机器人出现是在（C）世纪。

A. 18B. 19C. 20D. 2110.（ C ）决定了从动件预定的运动规律。

A. 凸轮转速。

B. 凸轮大小。

C. 凸轮轮廓曲线。

D. 凸轮形状。

11.一节普通干电池电压是多少伏？（ C. 1.5V）A. 0.8B. 1.0C. 1.5D. 2.012.机器人三定律由谁提出？（美国科幻作家艾萨克?阿西莫夫）A. 美国科幻家艾萨克?阿西莫夫。

复习提问：RAPID程序的组成？项目名称：基本图形编程练习课题引入：通过观看示教板零件编程的视频，提出工业机器人常用的运动指令，进行示教板零件的编程。

本节重点：掌握机器人直线、圆弧、关节指令的含义，学会采用机器人对示教板上典型零件的编程，按照小组（2人）方式进行，布置任务，完成任务后在课程平台提交本单元的相关任务。

第一步：提出问题：1、工业机器人在喷涂及焊接等领域应用特别的广泛，提出机器人基本的编程指令，提出利用基本常用的指令对示教板零件进行编程。

第二步：自主学习学生根据教材的内容和视频资料等资料，进行自主学习，记录在学习过程中存在的问题,并进行小组和老师的讨论。

（对媒体辅助法、讨论法）（1）关节运动指令关节运动指令是对路径精度要求不高的情况下，工业机器人的工具中心点TCP从一个位置移动到另一个位置，两个位置之间的路径不一定是直线，如图5-1。

图5-1 关节运动MoveJ指令解析见表5-2：MoveJ p10, v1000, z50, tool1\Wobj:=wobj1;表5-2 MoveJ指令解析参数含义p10 目标点位置数据关节运动适合机器人大范围运动时使用，不容易在运动过程中出现关节轴进入机械死点的问题。

目标点位置数据定义机器人TCP点的运动目标，可以在示教器中单击“修改位置”进行修改。

运动速度数据定义速度（mm/s），转弯区数据定义转变区的大小mm，工具坐标数据定义当前指令使用的工具，工件坐标数据定义当前指令使用的工件坐标。

（2）线性运动指令线性运动是机器人的TCP从起点到终点之间的路径始终保持为直线。

一般如焊接、涂胶等应用对路径要求高的场合使用此指令，如图5-2所示。

（3）圆弧运动指令圆弧路径是在机器人可到达的控件范围内定义三个位置点，第一个点是圆弧的起点，第二个点用于圆弧的曲率，第三个点是圆弧的终点，如图5-3所示。

图5-3 圆弧运动MoveC指令解析见表5-3：MoveL p10, v1000, fine, tool1\Wobj:=wobj1;MoveC p30, p40, v1000, z1, tool1\Wobj:=wobj1;表5-3 MoveC指令解析参数含义p10 圆弧的第一个点p30 圆弧的第二个点p40 圆弧的第三个点fine\z1 转弯区数据第三、四步：任务设计与实施（多媒体辅助法，讨论法）（1）五角星编程及调试（2）直线图形编程及调试（3）风扇叶片编程及调试第五步：反馈评价各组上交任务书，并进行小组汇报（由老师随即进行抽查），最后老师进行总结，提出本次任务在执行中的优点和存在的共性问题，提醒大家注意，同时布置下节课内容，要求学生自己观看视频资料。

机器人技术基础黄俊杰答案单选题，每题1分1、下列人物中，哪位发明了电灯？ [单选题] *A.牛顿B.熊大C.爱迪生(正确答案)D.爱因斯坦2、首届机器人世界杯足球赛在哪里举办？ [单选题] *A.日本(正确答案)B.荷兰C.美国D.意大利3、机器人控制系统从基本原理和系统结构上可以分成哪两类？ [单选题] *A.非伺服型系统和伺服型系统。

(正确答案)B. Windows系统和苹果系统。

C.非仿真型系统和非仿真型系统。

D.大系统和小系统。

4、下列说法正确的是？ [单选题] *A.凸轮机构一般有凸轮、从动件和机架三个构件组成。

(正确答案)B.凸轮机构一般有凸轮、主动从件和机架三个构件组成。

C.凸轮机构一般有凸轮、从动件和主动件三个构件组成。

D.凸轮机构一般有圆轮、从动件和主动件三个构件组成。

5、下列事物中，有曲柄装置的是? [单选题] *A.自行车(正确答案)B.自动晾衣架C.电视机D.以上都有6、一个人在匀速直线行驶的火车里向上跳起，发现仍落回原地，这是因为？ [单选题] *A.人跳起厚，车厢内空气推着他向前运动。

B.人跳起到落地时间过短，偏后的距离看不出来。

C.人跳起到落地，在水平方向上人与车有相同的速度。

(正确答案)D.人跳起瞬间，地板给人一个向前的力，推着他一起向前运动。

7、在机器人历史上，被称为“工业机器人之父”的是？ [单选题] *A.阿西莫夫B.英格伯格(正确答案)C.诺伯特D.弗里茨8、下面哪个不是机器人系统的基本结构？ [单选题] *A.机械本体B.人(正确答案)C.计算机控制系统D.传感系统9、工业机器人出现是在（）世纪。

[单选题] *A. 18B. 19C. 20(正确答案)D. 2110、（）决定了从动件预定的运动规律。

[单选题] *A.凸轮转速B.凸轮大小C.凸轮轮廓曲线(正确答案)D.凸轮形状11、一节普通干电池电压是多少伏？ [单选题] *A. 0.8B. 1.0C. 1.5(正确答案)D. 2.012、机器人三定律由谁提出？ [单选题] *A.美国科幻家艾萨克•阿西莫夫(正确答案)B.乔治•德沃尔C.意大利作家卡洛•洛伦齐尼D.捷克剧作家卡尔•恰佩克13、下列用到凸轮结构的是？ [单选题] *A.发动机(正确答案)B.跷跷板C.显示器D.拉杆箱14、机器人的英文单词是？ [单选题] *A. BoterB. RebotC. Robot(正确答案)D. Botre15、随着电子技术的发展，想实现机器人精密控制，对电机的要求是？ [单选题] *A.体积大B.体积小、高速高精度(正确答案)C.价格昂贵D.没什么要求16、下列做法正确的是？ [单选题] *A.用湿手触摸电器。

机器人及自动控制技术练习题二一、填空题1. 转动关节的位移变量是关节角。

2. 操作臂自由度的数目是操作臂中具有独立位置变量的数目，这些位置变量确定了机构中所有部件的位置。

3. 如果规定由小到大为标准次序，在排列32514中，其逆序数是5。

4. )det(ij a 是行列式的记号。

5. 四阶行列式中含有因子2311a a 的项有44322311a a a a -和42342311a a a a 。

6. 设计位置控制系统首先需要考虑的是，自动补偿由于系统参数引起的误差，以及抑制引起系统偏离期望轨迹的扰动。

7．机器人三原则：第一条，机器人不得伤害人类；第二条，机器人必须服从人类的命令，除非这条命令与第一条相矛盾；第三条，机器人必须保护自己，除非这种保护与以上两条相矛盾。

8．操作臂运动学涉及所有与运动有关的几何参数和时间参数。

9．讨论机器人的操作臂不仅仅到静态位置问题，还要研究刚体线速度和角速度的表示方法并且运用这些概念去分析操作臂的运动。

10．《中国大百科全书》 对机器人的定义为：能灵活地完成特定的操作和运动任务，并可再编程序的多功能操作器。

而对机械手的定义为：一种模拟人手操作的自动机械，它可固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。

11．一般把任务定义为环境的两种状态（初始状态和目标状态）的差别，必须用适当的程序设计语言来描述这些任务，并把它们存入机器人控制系统的的控制计算机中去。

12. 行列式与它的转置行列式相等。

13. R A B 的作用是将相对于坐标系｛A ｝描述的P B 映射到P A ，其公式是P R P B A B A =。

R A B又称旋转矩阵。

14. 如果行列式有两行完全相同，则行列式为0。

15. 行列式的某一行（列）中所有的元素都乘以同一个倍数k ，等于用数k 乘以此行列式。

16. 若将1-理解成行列式，则1-＝－1；若将1-理解成绝对值，则1-＝1。

17. 操作臂的非线性控制技术比简单的线性控制方法具有更好的性能。

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。

0。

7题0。

7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜，画出该机械手的工作范围（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，写出旋转算子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：旋转算子Rot （Z,30̊）=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000010000866.05.0005.0866.0平移算子Trans （11。

机器人技术基础作业学院：电气与信息工程班级：电子信息工程1302姓名：唐佳伟学号：A191301501.工业机器人的末端操作器有哪些种类？答：工业机器人的手部也叫末端操作器，它直接装在工业机器人的手腕上用于夹持工件或让工具按照规定的程序完成指定的工作。

可以具有手指，也可以不具有手指；可以有手爪，也可以是专用工具。

用在工业上的机器人的手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。

它具有模仿人手动作的功能, 并安装于机器人手臂的前端。

由于被握工件的形状、尺寸、重量、材质及表面状态等不同,因此工业机器人末端操作器是多种多样的2.夹钳式取料手由哪几部分组成，每部分的作用是什么？答：夹钳式手部与人手相似，是工业机器人广为应用的一种手部形式。

它一般由手爪和驱动结构，传动机构，及连接与支撑原件组成，如图，能通过手爪的开闭动作实现对物体的夹持。

（1）.手指手指是直接与工件接触的部件，手部松开和夹紧工件，就是通过手指的张开与闭合实现的，机器人的手部一般有两个手指，也有三个或多个手指，其结构形式常取决于北京加持弓箭的形状和特性。

指端的形状：V型指和平面指。

如图所示的三种V型的形状，用来夹持圆柱形工件，平面指为夹钳式手的指端，一般用于加持正方形，板形或细小棒。

3.试绘制一种的结构件图，并简单描述其工作原理？夹钳式手部与人手相似, 是工业机器人广为应用的一种手部形式。

它一般由手指(手爪)和驱动机构、传动机构及连接与支承元件组成, , 能通过手爪的开闭动作实现对物体的夹持。

3.吸附式取料手有哪些种类，适用范围如何？答：电磁吸盘电磁吸盘的结构：a)主要由磁盘、防尘盖、线圈、壳体等组成。

工作原理：b)夹持工件：i.线圈通电→空气间隙的存在→线圈产生大的电感和启动电流→周围产生磁场（通电导体一定会在周围产生磁场）→吸附工件c)放开工件：i.线圈断电→磁吸力消失→工件落位适用范围：适用于用铁磁材料做成的工件；不适合于由有色金属和非金属材料制成的工件。

《机器人技术基础》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：机器人技术基础英文名称：Robotic Technology Foundation二、课程编码及性质课程编码：0801051课程性质：选修课三、学时与学分总学时：32学分：2.0四、先修课程机械原理、机械设计、材料加工工程、工业控制五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供机械科学与工程专业和机电一体化专业学生选修。

六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心选修课程之一，其教学目的主要包括：1. 系统全面掌握机器人技术专业知识，具备应用这些知识分析、解决机器人应用中的系统集成及其自动化控制等复杂问题的能力；2. 掌握机器人概况、机器人学的数学基础、机器人运动学、机器人动力学、机器人控制原则与方法、机器人在材料成型加工中的应用以及人工智能，具备针对不同需求设计机器人集成制造/加工系统的能力；3. 理解不同机器人系统架构的特点与共性问题，掌握机器人路径规划与离线仿真分析方法，具备机器人集成系统的性能分析与评价能力；4. 了解机器人技术的发展前沿，掌握其在机械制造、材料成型、医疗、电子、航空航天与资源开发等行业的发展特点与动向，具备研发机器人制造/加工的基础与能力。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）机器人应用范围非常广泛，其形式与结构等也多种多样，本课程以介绍机器人系统结构、设计与控制为主体，以讲述机器人集成制造/加工系统为重点；2）在全面了解与掌握机器人系统种类及结构特点的基础上，重点学习机器人系统设计与控制技术、机器人路径规划、离线仿真以及集成系统设计与实现；3）课程将重点或详细介绍机器人在机械制造、材料加工工程、先进制造中的典型应用，而对较普遍应用的系统仅作简要介绍或自学。

4）重点学习的章节内容包括：第3章“机器人运动学与动力学”（4学时）、第4章“机器人的驱动与控制”（4学时）、第5章“机器人轨迹规划及离线仿真”（4学时）第6章“工业机器人应用”（8学时）第7章“机器人系统集成技术”（4学时）。