机器人复习题及参考答案.pdf

机器人学导论 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。 z t v w O y x u \6. 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。 L2 L3 d2 θ 3 θ L1 1 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。 1 2. 答：目前常用的有如下几种形式： (1) 横梁式。机身设计成横梁式，用于悬挂手臂部件，具有占地面积小，能有效地利用空间，直观等优点。 (2) 立柱式。多采用回转型、俯仰型 或屈伸型的运动型式，一般臂部都可在水平面内回转，具有占地面积小而工作范围大的特点。 (3) 机座式。可以是独立的、自成系统的完整装置，可随意安放和搬动。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。 (4) 屈伸式。臂部由大小臂组成，大小臂间有相对运动，称为屈伸臂，可以实现平面运动，也可以作空间运动。 3. 答：拉格朗日运动方程式一般表示为： d L L τ dt q q 式中，