工业机器人技术基础 课后习题及答案
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第一章测试1【单选题】(2分)机器人三原则是由谁提出的。
()A.森政弘B.托莫维奇C.阿西莫夫D.约瑟夫·英格伯格2【单选题】(2分)当代机器人大军中最主要的机器人为()。
A.服务机器人B.工业机器人C.特种机器人D.军用机器人3【单选题】(2分)世界上第一台机器人Unimate诞生于那年?()A.1987B.1955C.1961D.19734【单选题】(2分)1959年,第一台工业机器人诞生于()。
A.英国B.美国C.日本D.德国5【单选题】(2分)()型机器人通过沿三个互相垂直的轴线的移动来实现机器人手部空间位置的改变。
A.圆柱坐标B.直角坐标C.极坐标D.关节型6【单选题】(2分)允许机器人手臂各零件之间发生相对运动的机构称为()。
A.机座B.关节C.机身D.手腕7【单选题】(2分)机器人的英文单词是()。
A.boretB.robotC.rebotD.botre8【单选题】(2分)工业机器人的额定负载是指在规定范围内()所能承受的最大负载允许值。
A.手腕机械接口处B.机座C.末端执行器D.手臂9【单选题】(2分)工业机器人运动自由度数,一般()。
A.小于3个B.大于6个C.小于2个D.小于6个10【单选题】(2分)一般机器人操作机中,决定姿态的机构是()。
A.机座B.端拾器C.手腕D.手臂第二章测试1【判断题】(2分)焊接引入工业机器人以后,一切工作都是自动进行的。
A.对B.错2【判断题】(2分)规模大、完全无人化的机械生产方案是最合理的方案。
A.对B.错3【判断题】(2分)工业机器人的规格和外围设备的规格都是随着自动化规模的变化而变化的。
A.错B.对4【判断题】(2分)机器人编程就是针对机器人为完成某项作业进行程序设计。
A.对B.错5【判断题】(2分)工业机器人控制软件可以用任何语言来编制。
A.对B.错6【判断题】(2分)工业机器人的记忆方式中记忆的位置点越多,操作的动作就越简单。
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。
第三章课后习题: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 。
一、填空题1.根据气吸附式末端执行器按形成压力差的方法分类,可分为、和等三种基本类型。
2.机器人系统大致由、机械系统、和控制系统、感知系统、等部分组成。
3.机器人常用的减速器有和等两种主要类型。
4. 无固定轨迹式行走机构主要有、和等三种基本类型。
二、选择题1.滚转能实现360°无障碍旋转的关节运动,通常用()来标记。
A RB WC BD L2.RRR型手腕是()自由度手腕。
A 1B 2C 3D 43.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4.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C 高速比D 大转矩5.谐波传动的缺点是()。
A扭转刚度低 B 传动侧隙小C惯量低 D 精度高6.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D 触摸。
三、简答题1、夹持式末端执行器由哪些部分组成?各部分作用是什么?2、机器人腕部机构自由度及其组合方式有哪些?3、机器人机身与臂部机构配置有哪几类?各有何特点?4、常见的机器人的机身有哪几种?5、常间的机器人的传动杆方式有哪些?6、简述谐波传动的优缺点。
7、机器人的机械结构由哪几部分组成?8、试论述车轮式行走机构、履带式行走机构和足形式行走机构的特点和各自适用的场合?答案:一、填空题1. 真空吸附、气流负压吸附、挤压排气负气压吸附2. 驱动系统、人机交互系统、机器人-环境交互系统3.谐波减速器 RV减速器4.车轮式行走机构、履带式行走机构、足式行走机构二、选择题1-5 AADCB 6 C三、简答题1.一般由手指(手爪)、驱动机构、传动机构、连接与支承元件组成.手指是直接与工件接触的构件,通过手指的张开和闭合来实现工件的松开和夹紧。
驱动装置是向传动机构提供动力的装置。
驱动源的驱动力通过传动机构驱动手指开合并产生夹紧力。
2.臂转、手转、腕摆3.横梁式、立柱式、机座式、屈伸式横梁式: 占地面积小、能有效利用空间、直观等优点。
第一章绪论一、填空 1、手臂、下肢运动2、示教再现机器人、感知机器人、智能机器人3、日系、欧系二、选择1、D2、D3、C三、判断1、√2、√3、×第二章工业机器人的机械结构和运动控制一、填空1、自由度2、操作机、控制器、示教器、末端执行器、操作机、控制器、示教器 3、点位运动PTP、连续路径运动CP、CP4、正向二、选择1、D2、D三、判断1、√2、√3、×第三章手动操纵工业机器人一、填空 1、机器人轴、基座轴、基座轴、外部轴 2、工具 3、点动二、选择1、D2、D三、判断1、×2、×3、√4、×5、√四、综合应用表3-6手动移动机器人要领第四章初识工业机器人的作业编程一、填空 1、示教、程序、再现 2、跟踪 3、离线编程二、选择1、B2、D3、D三、判断1、√2、√3、×4、×5、√四、综合应用表4-6直线轨迹作业示教第五章搬运机器人的作业编程一、填空 1、龙门式搬运机器人、悬臂式搬运机器人、侧壁式搬运机器人、摆臂式搬运机器人 2、吸附式、夹钳式、仿人式 3、机器人控制柜、示教器、气体发生装置、气吸附手爪二、选择1、D2、D三、判断1、√2、√3、√四、综合应用略第六章码垛机器人的作业编程一、填空 1、龙门式码垛机器人、摆臂式码垛机器人 2、吸附式、夹板式、抓取式、组合式 3、操作机、机器人控制柜、示教器、真空发生装置、气体发生装置 4、一进一出、一进两出、两进两出二、选择1、A2、A三、判断1、×2、×3、√四、综合应用略第七章焊接机器人的作业编程一、填空 1、关节式 2、C 型、伺服3、弧焊、示教器、焊枪、操作机、弧焊电源4、双、双、H 二、选择1、B2、D3、D三、判断1、√2、√3、√四、综合应用1第八章 喷涂机器人的作业编程一、填空1、 5~6、手臂、2~32、 球型手腕、非球型手腕、非球型手腕3、 喷房、操作机、安全围栏、机器人控制器 二、选择1、D2、C3、D 三、判断1、×2、×3、√表7-13 圆弧轨迹作业示教四、综合应用表 5-13汽车顶盖轨迹作业示教一、填空 1、直角式、关节式2、吸附式、夹钳式、组合式3、操作机、控制系统、装配系统、传感系统二、选择1、C2、D三、判断1、×2、×3、√四、综合应用略。
2. 机器人发展的三个阶段:①示教再现机器人第一代工业机器人是示教再现型。
这类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。
②感知机器人第二代工业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。
③智能机器人第三代工业机器人称为智能机器人,具有发现问题,并且能自主的解决问题的能力,尚处于实验研究阶段。
作为发展目标,这类机器人具有多种传感器,不仅可以感知自身的状态,比如所处的位置、自身的故障状况等,而且能够感知外部环境的状态,比如自动发现路况、测出协作机器的相对位置、相互作用的力等。
更为重要的是,能够根据获得的信息,进行逻辑推理、决策判断,在变化的内部状态与变化的外部环境中,自主决定自身的行为。
这类机器人具有高度的适应性和自治能力。
6.SCARA机器人,即Selective Compliance AssemblyRobot Arm,又名水平多关节机器人,是工业机器人应用非常广泛的构型。
SCARA机器人有3个旋转关节,其轴线相互平行,在平面内进行定位和定向。
另一个关节是移动关节,用于完成末端件在垂直于平面的运动。
SCARA机器人的特点是负载小、速度快,主要应用在快速分拣、精密装配等3C行业、食品行业等领域。
3.3.液压伺服系统主要由液压源、驱动器、伺服阀、传感器、控制器等组成。
液压传动的特点是转矩与惯量比大,不需要其他动力就能连续维持力。
6.Delta机器人可分为回转驱动型和直线驱动型。
回转驱动型Delta机器人,控制容易、动态特性好,但其作业空间较小、承载能力较低,故多用于高速、轻载的场合。
直线驱动型Delta机器人作业空间大、承载能力强,但其操作和控制性能、运动速度等不及旋转型Delta机器人,多用于并联数控机床等场合。
8.RV减速器的特点:①传动比范围大,传动效率高。
②扭转刚度大。
③在额定转矩下,弹性回差误差小。
④传递同样转矩与功率时,RV减速器较其他减速器体积小。
1. 机器人传感器有多种分类方法,如接触式传感器或非接触式传感器,内传感器或外传感器等。
第1章一、填空题1、按坐标形式分类,机器人可分为、、球面坐标型和四种基本类型。
2、作为一个机器人,一般由三个部分组成,分别是、和。
3、机器人主要技术参数一般有、、、重复定位精度、、最大工作速度和承载能力等。
4、自由度是指机器人所具有的的数目,不包括的开合自由度。
5、机器人分辨率分为和,统称为。
6、重复定位精度是关于的统计数据。
二、选择题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 D 连杆机构的挠性3、当代机器人大军中最主要的机器人为:()A 工业机器人B 军用机器人C 服务机器人D 特种机器人4、下面哪个国家被称为“机器人王国”?()A 中国B 英国C 日本D 美国5.机器人的定义中,突出强调的是()。
A具有人的形象B模仿人的功能C像人一样思维D感知能力很强三、判断题(对划“√”,错划“×”)1、机械手亦可称之为机器人。
Y ()2、关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。
()3、到目前为止,机器人已发展到第四代。
()4、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。
()5、关节空间是由全部关节参数构成的。
()四、简答题1、简述工业机器人的定义及特点。
2、简述工业机器人的基本组成。
3、工业机器人按坐标形式可以分为几类?每一类有什么特点?4、工业机器人的主要技术参数有哪些?5、什么叫冗余自由度机器人?6、工业机器人按控制方式怎样分类?7、简述机器人的主要应用场合及其特点?8、未来机器人技术将向哪些方向发展?答案:一、填空题1. 直角坐标机器人、柱面坐标机器人、多关节型机器人2.机器人本体、控制器与控制系统、示教器3. 自由度、定位精度、分辨率、工作范围4.所具有的独立坐标轴运动的数目末端执行器的开合自由度5.编程分辨率控制分辨率分辨率6. 指对同一指令位置从同一方向重复响应n次后实到位置的一致程度二、选择题1-5 BCACC三、判断题1-5 √√×√√四、简答题1.工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
一、填空题1、示教器是与的接口操作装置。
2、示教点是指中的某个位置点。
GR-C系统用表示一个示教点,其中 X,Y,Z 是指该位置点在笛卡尔坐标系中的具体位置值,W,P,R 是指机器人TCP端点在该位置时的方位,也称为。
二、判断题1、ABB机器人运行状态切换旋钮,右边的为自动运行,中间的为手动限速运行,左侧为手动全速运行。
()2、对机器人各轴进行操作的键,可以按住两个或更多的键操作更多的轴。
()3、机器人执行用户程序,完成各种预定动作和任务的过程,可选择运行程序,查看各种监控信息,也能执行程序的编辑或系统参数设置的操作。
()三、单选题1、()运动指令的功能是以点到点(PTP)方式移动到指定位姿。
A MOVJB MOVLC MOVCD PULSE2、按下()按键,光标在“菜单区”和“通用显示区”移动。
A [选择]B [主菜单]C [区域]3、()坐标系固定于机器人法兰上。
A WORLDB ROBROOTC BASED FLANGE四、简答题1、在ABB机器人中如何进入想要调试的程序?2、简述示教模式、再现模式、远程模式的概念。
答案:一、填空题1.主管应用工具软件用户(机器人)2.机器人运动过程中记录 MOV 角度二、判断题1-3 √×√三、单选题1-3 ACD四、简答题1.(1)机器人开机:机器人通电,旋转开关到ON,等待系统启动完成。
进入机器人系统主界面。
(2)进入控制面板:依次点击点击菜单---控制面进入控制面板画面(3)进入配置画面:点击配置进入配置画面。
(4)选择配置控制器(5)选择配置系统事件(6)添加系统事件(7)配置系统事件(8)确定重启:配制完成后点击确定按钮,会弹出一个提示对话框,可以选择是或者否,一般配置完所有的才重启,没有必要每次都重启。
但是生效是在重启后才生效。
2.(1)示教模式手动移动机器人或示教、编写、修改运行程序或者进行各种参数设置和文件操作,但必须获得相应的权限;(2)再现模式机器人执行用户程序,完成各种预定动作和任务的过程,可选择运行程序,查看各种监控信息,但不能执行程序的编辑或系统参数设置的操作;(3)远程模式可通过外部输入信号指定进行接通伺服电源、启动、暂停、急停、调出主程序等有关操作。
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。
0.7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 ,30)=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000010000866.05.0005.0866.0 平移算子Trans (11.0,-3.0,9.0)=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-10000.91000.30100.110011.2 有一旋转变换,先绕固定坐标系Z 0 轴转45,再绕其X 0轴转30,最后绕其Y 0轴转60,试求该齐次坐标变换矩阵。
解:齐次坐标变换矩阵R=Rot(Y ,60)Rot (X ,30)Rot(Z ,45)=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-1000010000707.0707.000707.0707.010000866.05.0005.0866.000001100005.00866.000100866.005.0=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡----10000433.0436.0436.005.0612.0612.00750.0047.0660.0 1.3 坐标系{B}起初与固定坐标系{O}相重合,现坐标系{B}绕Z B 旋转30,然后绕旋转后的动坐标系的X B 轴旋转45,试写出该坐标系{B}的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。
选择题1.C;2.B;3.A;4.A;5.A判断题1.√;2.×;3.√;4.×;5.√;6.√填空题1.阿西摩夫;2.日本;3.通用;4. Motoman;5. ABB、库卡、发那科和安川电机。
简答题1.工业机器人主要应用于汽车及汽车零部件制造业、电子电气行业、金属制品业(包括机械)、橡胶及塑料工业和食品工业等范畴。
2.工业机器人技术发展趋势主要为:结构模块化和可重构化;控制技术的开放化、PC化和网络化;伺服驱动技术的数字化和分散化;多传感器融合技术的实用化等方面。
同时工业机器人也在不断向智能化方向发展,以适应“敏捷制造”,满足多样化、个性化的需要,并适应多变的非结构环境作业,向非制造领域进军。
选择题1.A;2.B;3.A判断题1.√;2.√;3.╳;4.√;5.√;6.√;7.╳;8.√;9.√;10.╳;11.√;12.╳填空题1. 直角、3;2. 圆柱、2 、1 ;3.1、2;4.俯仰、回转;5.关节、平行、共面。
简答题1.根据工业机器人机械结构对应的运动链的拓扑结构,可以将机器人结构分为三类:串联、并联和混合结构。
串联机器人具有结构简单,成本低,控制简单,运动空间大等优点,有的已经具备快速、高精度和多功能化等特点。
并联结构承载能力强,与串联机构相比刚度大,结构稳定;运动负荷小;在位置求解上,并联机构正解困难,反解却非常容易。
但目前的并联机器人机构普遍存在工作空间小,结构尺寸偏大、传动环节过多,工作空间内可能存在奇异位形。
混联机构即有并联机构刚度好的优点,又有串联机构工作空间大的优点,能充分发挥串、并联机构各自的优点, 进一步扩大机器人的应用范围, 提高机器人的性能。
2.从上到下,从左到右,依次是:直角坐标型机器人,圆柱坐标型机器人(R2P),球坐标型机器人(2RP),关节坐标型机器人,SCARA机器人。
第三章工业机器人的组成和技术参数习题答案选择题1.D;2.E;3.A;4.B判断题1. ×;2.√;3.√;4.×;5.√;6.×;7.√;8.×;9.×填空题1. 重复性;2.旋转关节、移动关节、球面关节、虎克铰关节;3. R、P 。
工业机器人技术基础甘宏波课后答案1、当代机器人大军中最主要的机器人为()。
A、工业机器人B、军用机器人C、服务机器人D、特种机器人答案:A1、以下哪个选项是“制动闸释放按钮”安全标识的含义A、A。
可能造成人员挤压伤害风险B、B。
对于大型工业机器人,点击对应关节轴的制动闸释放按钮,对应的电机抱闸会打工C、C。
起到定位作用或限位作用D、D。
一个紧固件,其主要作用是起吊工业机器人答案:对于大型工业机器人,点击对应关节轴的制动闸释放按钮,对应的电机抱闸会打开2、任何了解工业机器人的人员都可以安装、维护、操作工业机器人。
A:正确B:错误答案:错误3、安装、维护、操作工业机器人时操作人员必须有意识地对自身安全进行保护,必须主动穿戴安全帽、安全工作服、安全鞋。
答案:√1、下面哪个是与人身及工业机器人安全直接相关的安全知识A、危险:警告,如果不依照说明操作,就会发生事故,并导致严重或致命的人员伤害和严重的产品损坏。
B、警告:警告如果不依照说明操作,可能会发生事故,造成严重的伤害(可能致命)或重大的产品损坏。
C、电击:针对可能会导致严重的人身伤害或死亡的电气危险的警告。
D、小心:警告如果不依照说明操作,可能会发生能造成伤害或产品损坏的事故。
答案:危险:警告,如果不依照说明操作,就会发生事故,并导致严重或致命的人员伤害和严重的产品损坏。
;警告:警告如果不依照说明操作,可能会发生事故,造成严重的伤害(可能致命)或重大的产品损坏。
;电击:针对可能会导致严重的人身伤害或死亡的电气危险的警告。
;小心:警告如果不依照说明操作,可能会发生能造成伤害或产品损坏的事故。
2、任何了解工业机器人的人员都可以安装、维护、操作工业机器人。
A:正确B:错误答案:错误3、安装、维护、操作工业机器人时操作人员必须有意识地对自身安全进行保护,必须主动穿戴安全帽、安全工作服、安全鞋。
答案:√1、当代机器人大军中最主要的机器人为A、工业机器人B、军用机器人C、服务机器人D、特种机器人答案:A2、以下哪个选项是“制动闸释放按钮”安全标识的含义A、可能造成人员挤压伤害风险B、对于大型工业机器人,点击对应关节轴的制动闸释放按钮,对应的电机抱闸会打开C、起到定位作用或限位作用D、一个紧固件,其主要作用是起吊工业机器人答案:对于大型工业机器人,点击对应关节轴的制动闸释放按钮,对应的电机抱闸会打开3、下面哪个是与人身及工业机器人安全直接相关的安全知识?A、危险:警告,如果不依照说明操作,就会发生事故,并导致严重或致命的人员伤害和严重的产品损坏。
第1章一、填空题1、按坐标形式分类,机器人可分为、、球面坐标型和四种基本类型。
2、作为一个机器人,一般由三个部分组成,分别是、和。
3、机器人主要技术参数一般有、、、重复定位精度、、最大工作速度和承载能力等。
4、自由度是指机器人所具有的的数目,不包括的开合自由度。
5、机器人分辨率分为和,统称为。
6、重复定位精度是关于的统计数据。
二、选择题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 D 连杆机构的挠性3、当代机器人大军中最主要的机器人为:()A 工业机器人B 军用机器人C 服务机器人D 特种机器人4、下面哪个国家被称为“机器人王国”?()A 中国B 英国C 日本D 美国5.机器人的定义中,突出强调的是()。
A具有人的形象B模仿人的功能C像人一样思维D感知能力很强三、判断题(对划“√”,错划“×”)1、机械手亦可称之为机器人。
Y ()2、关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。
()3、到目前为止,机器人已发展到第四代。
()4、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。
()5、关节空间是由全部关节参数构成的。
()四、简答题1、简述工业机器人的定义及特点。
2、简述工业机器人的基本组成。
3、工业机器人按坐标形式可以分为几类?每一类有什么特点?4、工业机器人的主要技术参数有哪些?5、什么叫冗余自由度机器人?6、工业机器人按控制方式怎样分类?7、简述机器人的主要应用场合及其特点?8、未来机器人技术将向哪些方向发展?答案:一、填空题1. 直角坐标机器人、柱面坐标机器人、多关节型机器人2.机器人本体、控制器与控制系统、示教器3. 自由度、定位精度、分辨率、工作范围4.所具有的独立坐标轴运动的数目末端执行器的开合自由度5.编程分辨率控制分辨率分辨率6. 指对同一指令位置从同一方向重复响应n次后实到位置的一致程度二、选择题1-5 BCACC三、判断题1-5 √√×√√四、简答题1.工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
特点:①可编程。
生产自动化的进一步发展是柔性启动化。
工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程,因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用,是柔性制造系统中的一个重要组成部分。
②拟人化。
工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。
此外,智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”,如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。
传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。
③通用性。
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。
比如,更换工业机器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可执行不同的作业任务。
2.机器人本体: 工业机器人的工作主体,是完成各种作业的执行机构控制器与控制系统: 工业机器人的神经中枢或控制中心,由计算机硬件、软件和一些专用电路、控制器、驱动器等构成。
示教器:人机交互的一个接口,也称示教盒或示教编程器,主要是由液晶屏和可触摸操作按键组成3.①直角坐标机器人直角坐标机器人结构简单,定位精度高,空间轨迹易于求解;但其动作范围相对较小,设备的空间因数较低,实现相同的动作空间要求时,机体本身的体积较大。
②柱面坐标机器人结构简单、刚性好,但缺点是在机器人动作范围内,必须有沿轴线前后方向的移动空间,空间利用率较低。
③球面坐标机器人结构紧凑,所占空间体积小于直角坐标和柱面坐标机器人。
④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,应用范围越来越广。
4.工业机器人的主要技术参数有以下几种:自由度、定位精度和重复定位精度、分辨率、工作范围、最大运动速度和承载能力等。
5.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6.按照控制方式可把机器人分为非伺服控制机器人和伺服控制机器人两种。
7.①输送线。
机器人系统:通过机器人在特定工位上准确、快速完成部件的装配,能使生产线达到较高的自动化程度;机器人可遵照一定的原则相互调整,满足工艺点的节拍要求;备有与上层管理系统的通信接口。
机器人及输送线物流自动化系统可应用于建材、家电、电子、化纤、汽车、食品等行业。
②涂胶。
机器人涂胶工作站是机器人中心研制开发的机器人应用系统,主要包括机器人、供胶系统、涂胶工作台、工作站控制系统及其它周边配套设备。
为了提高系统的可靠性,涂胶工作站中的机器人和供胶系统,一般采用国外产品,根据用户的需求,进行工作台、控制柜及周边配套设备的设计制造,并完成涂胶系统的集成。
该工作站自动化程度高,适用于多品种、大批量生产,可广泛地应用于汽车风挡、汽车摩托车车灯、建材门窗、太阳能光伏电池涂胶等行业。
③焊接。
随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展,自动弧焊机器人工作站,从60年代开始用于生产以来,其技术已日益成熟。
④自动装箱。
机器人自动装箱、码垛工作站是一种集成化的系统,它包括工业机器人、控制器、编程器、机器人手爪、自动拆/叠盘机、托盘输送及定位设备和码垛模式软件等。
它还配置自动称重、贴标签和检测及通讯系统,并与生产控制系统相连接,以形成一个完整的集成化包装生产线。
⑤自动焊接。
转轴自动焊接工作站用于以转轴为基体(上置若干悬臂)的各类工件的焊接,它由焊接机器人、回转双工位变位机(若干个工位)及工装夹具组成,在同一工作站内通过使用不同的夹具可实现多品种的转轴自动焊接,焊接的相对位置精度很高。
由于采用双工位变位机,焊接的同时,其他工位可拆装工件,极大地提高了效率。
8.①工业机器人操作机结构的优化设计技术。
探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载-自重比,同时机构向着模块化、可重构方向发展。
②机器人控制技术。
重点研究开放式、模块化控制系统,人机界面更加友好,语言、图形编程界面正在研制之中。
机器人控制器的标准化和网络化以及基于PC机网络式控制器已成为研究热点。
③多传感系统。
为进一步提高机器人的智能和适应性,多种传感器的使用是其问题解决的关键。
其研究热点在于有效可行的多传感器融合算法,特别是在非线性及非平稳、非正态分布的情形下的多传感器融合算法。
④机器人遥控及监控技术,机器人半自主和自主技术。
多机器人和操作者之间的协调控制,通过网络建立大范围内的机器人遥控系统,在有时延的情况下,建立预先显示进行遥控等。
⑤虚拟机器人技术。
基于多传感器、多媒体和虚拟现实以及临场感应技术,实现机器人的虚拟遥控操作和人机交互。
⑥多智能体控制技术。
这是目前机器人研究的一个崭新领域。
主要对多智能体的群体体系结构、相互间的通信与磋商机理,感知与学习方法,建模和规划、群体行为控制等方面进行研究。
⑦微型和微小机器人技术。
这是机器人研究的一个新的领域和重点发展方向。
过去的研究在该领域几乎是空白,因此该领域研究的进展将会引起机器人技术的一场革命,并且对社会进步和人类活动的各个方面产生不可估量的影响,微型机器人技术的研究主要集中在系统结构、运动方式、控制方,法、传感技术、通信技术以及行走技术等方面。
⑧软机器人技术。
主要用于医疗、护理、休闲和娱乐场合。
传统机器人设计未考虑与人紧密共处,因此其结构材料多为金属或硬性材料,软机器人技术要求其结构、控制方式和所用传感系统在机器人意外地与环境或人碰撞时是安全的,机器人对人是友好的。
⑨仿人和仿生技术。
这是机器人技术发展的最高境界,目前仅在某些方面进行一些基础研究。
第2章一、填空题1.根据气吸附式末端执行器按形成压力差的方法分类,可分为、和等三种基本类型。
2.机器人系统大致由、机械系统、和控制系统、感知系统、等部分组成。
3.机器人常用的减速器有和等两种主要类型。
4. 无固定轨迹式行走机构主要有、和等三种基本类型。
二、选择题1.滚转能实现360°无障碍旋转的关节运动,通常用()来标记。
A RB WC BD L2.RRR型手腕是()自由度手腕。
A 1B 2C 3D 43.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4.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C 高速比D 大转矩5.谐波传动的缺点是()。
A扭转刚度低 B 传动侧隙小C惯量低 D 精度高6.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D 触摸。
三、简答题1、夹持式末端执行器由哪些部分组成?各部分作用是什么?2、机器人腕部机构自由度及其组合方式有哪些?3、机器人机身与臂部机构配置有哪几类?各有何特点?4、常见的机器人的机身有哪几种?5、常间的机器人的传动杆方式有哪些?6、简述谐波传动的优缺点。
7、机器人的机械结构由哪几部分组成?8、试论述车轮式行走机构、履带式行走机构和足形式行走机构的特点和各自适用的场合?答案:一、填空题1. 真空吸附、气流负压吸附、挤压排气负气压吸附2. 驱动系统、人机交互系统、机器人-环境交互系统3.谐波减速器 RV减速器4.车轮式行走机构、履带式行走机构、足式行走机构二、选择题1-5 AADCB 6 C三、简答题1.一般由手指(手爪)、驱动机构、传动机构、连接与支承元件组成.手指是直接与工件接触的构件,通过手指的张开和闭合来实现工件的松开和夹紧。
驱动装置是向传动机构提供动力的装置。
驱动源的驱动力通过传动机构驱动手指开合并产生夹紧力。
2.臂转、手转、腕摆3.横梁式、立柱式、机座式、屈伸式横梁式: 占地面积小、能有效利用空间、直观等优点。
横梁可设计成固定的或行走的,一般横梁安装在厂房原有建筑的柱梁或有关设备上,也可从地面架设。
立柱式:一般臂部都可在水平面内回转,具有占地面积小、工作范围大的特点。
立柱可固定安装在空地上,也可以固定在床身上。
立柱式结构简单,服务于某种主机,承担上、下料或转运等工作。
机座式:可以随意安放和搬动,也可以具有行走机构,如沿地面上的专用轨道移动,以扩大其活动范围。
屈伸式:可以实现平面运动,也可以做空间运动。
4.回转与升降机身和回转与俯仰机身。
5.机器人常采用轴承传动、丝杆传动、齿轮传动、链条(带)传动、绳传动等。
6.谐波齿轮减速器优点:①传动速比大。
②承载能力高。
③传动精度高。