机器人机械本体的使用性能和动态性能有什么重要意义？
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参考答案：答：机械本体的使用性能和动态性能,直接决
定了机器人的整体性能和可靠性。因此,目前
许多机器人的控制算法,大都是基于对机械本
体动态特性的研究。改善机械本体的动态特
性,将极大地简化控制软件的编制,提高机器
人的整体性能。
210分
立体车库停车对位系统是怎样实现的？
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参考答案：答：停车对位系统用于保证车辆停于准确的车
位，通过 4 个超声波模块实现，超声波模块
型号为 HC-SR04，主要包含超声波发送接收和
控制电路。在车位前方、左侧（或右侧）的合
适位置上各放置两个超声波模块，用于限制车
辆的左右、前后位置，当 4 个传感器模块都
检测到适当距离内有障碍物时，代表该车准
停；当 4 个传感器有一个没有检测到适当距
离内有障碍物或者障碍物离得太近时，控制面
板发出相应的 LED 灯光，表示车未准停，同
时暂停存车程序，并启动自适应调节模块来进
一步矫正，直至实现准停。
310分
请思考立体视觉技术未来的发展应用。
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参考答案：答：计算机视觉系统除了在视觉导航方面的应
用以外,在现代自动化Th产过程中还被广泛
地用于工况监视、成品检验和质量控制等领
域。在一些不适合人工作业的危险工作环境或
人工视觉难以满足要求的场合,常用计算机视
觉来替代人工视觉;同时在大批量工业Th产
过程中, 用人工视觉检查产品质量效率低且
精度不高,用计算机视觉检测方法可以大大提
高Th产效率和Th产的自动化程度。总之,在
现代Th产、Th活中,人们越来越认识到计算
机视觉的重要意义。虽然,目前还不能让计算
机或机器人具有像Th物那样高效、灵活的视
觉,但随着科学技术的发展,人类多年的夙愿
会逐渐变为现实。
410分
焊接机器人控制器的设计包含哪些内容？
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参考答案：答：采用上位机+控制器模式设计了控制焊接
机器人控制系统，建立 D-H 坐标系，然后用
Matlab 对焊接机器人各个关节进行一个周
期运动状态仿真，大大降低了设计成本和研发
周期。对于六自由度机器人的控制，需要控制
6 个伺服电机联动，同时还要与其他设备进
行联合控制。随着新一代伺服驱动器的出现，
伺服驱动器增加了指令控制的方式，驱动器通
过接收控制指令直接控制电机运动。采用指令
方式进行电机控制，脉冲计算及脉冲的稳定性
等问题将由驱动器解决，而且，驱动器与驱动
器之间可以互相通信，控制板只需要与一个驱
动器进行通信连接，与常见的控制器相比少了
PWM 模块，控制器的成本也会随之降低。就
目前众多的控制系统，实现多台电机的联动控
制技术已经成熟，但控制系统的标准化还未形
成，随着控制对象复杂性的增加，对控制系统
功能的多样性提出了更严格的要求。
510分
点位控制和连续轨迹控制各有什么特点?
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参考答案：答：机器人一般要求具备示教再现功能和运动
控制功能。按照控制形式轨迹控制可以分为点
位轨迹控制（PTP)和连续轨迹控制（CP)两种
方式。点位轨迹控制对机器人在两点间运动的
路径和姿态不作任何规定，只要求其快速准确
地实现两点间的运动连续轨迹控制则。要求能
够连续地控制机器人的末端执行器在空间的
位姿，即要求它严格按照预定的轨迹和速度
在一定的精度要求内运动，而且速度可控，轨
迹连续光滑，运动平稳。由于机器人在运动过
程中，每个关节对应于起始点的关节角度可通
过绝对码盘检测获得，同时通过对运动学的逆
解也可以得到终止点的关节角度，于是可用起
始点的关节角度与终止点的关节角度之间的
一个平滑插值函数来描述运动轨迹。一个完整
的运动轨迹可以用多个三次样条曲线表示，加
上角度、速度和加速度等的约束，可以解出样
条曲线的各项系数，得到机器人末端手爪的路
径运动规律。
610分
普通轮式和全方位式移动机器人的区别是什么? 各自有哪些优缺点?
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参考答案：普通的轮式机器人按照轮数分类，有三轮车、
四轮车等。三轮车主要是两轮驱动，一轮自位，
驱动方式又有左右轮独立驱动和通过差动齿
轮驱动。四轮车的驱动机构和运动，基本上与
三轮车差不多，也有独立驱动和差动驱动之
分，另两个自位轮可以前后安装，或并排安装
（如汽车方式）。普通车轮式机器人具有运动
平稳、操作简单的优点，但是在转向时候需要
整车转动，占用比较大的运动空间，如果工作
区域比较小的时候就限制了机器人的使用。在
车轮式移动机器人中，还有一类特殊的全方位
式车轮。全方位式车轮具有平面运动的全部三
个自由度，理论上可以在任何角度以任何速度
在机器人所处平面上运动，有效地避免了
普通车轮不能侧向运动带来的非完整性约束，
适合于工作在空间狭窄有限、对机器人的机动
性要求较高的场合。其中最具代表性的是由瑞
典麦克纳姆公司提出的麦克纳姆轮。麦克纳姆
轮结构紧凑、运动灵活，是很成功的一种全方
位式车轮，通过轮子的组合，可以实现机构的
全方位移动功能。但是，由于麦克纳姆轮的滚
轮是斜向分布，轮子受力方向与轮子前进方向
不一致，轮缘上的滚轮受力不好，轴向受力很
大，所以滚轮很容易损坏，并且轮子正常运动
时滚轮一般有滑动而并非纯滚动，容易磨损，
且运动时机构效率不高，承载能力不强，移
动轨迹的精确性也不高。因此国内外相关的研
究机构对其进行了一系列改进，设计出了应用
于不同场合的全方位式车轮。按照轮子的个
数，全方位移动式机器人主要有三轮式和四轮
式，从结构上来讲，三轮式稳定性相对较好，
由于比四轮机构少一个电动机及其相应配套
设备，三轮式更显得紧凑一些，也更经济一些，
但控制起来较由四轮组成的全方位移动式机
器人要困难一些。
710分
简述我国工学学科的划分情况。
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参考答案：答：在工学门类中共设有 32 个一级学科：
力学、机械工程、光学工程、仪器科学与技术、
材料科学与工程、冶金工程、动力工程及工
程热物理、电气工程、电子科学与技术、信息
与通讯工程、控制科学与工程、计算机科学
与技术、建筑学、土木工程、水利工程、测绘
