機器人技術及其應用測試試卷答案

1、機器人技術測試試卷班級：學號：姓名：分數：一、填空題(1分*10=10分)1、世界上第一臺機器人于1954年誕牛于美國.被稱為世界第一的“機器人王國”是日本國。2、大多數的機器人有四個共同的主要部件：1)機械部分，2)一個或多個傳感器,3)控制器，4)驅動源。3、要使機器人擁有智能，對環(huán)境變化做出反應，首先，必須使機器人具有感知環(huán)境的能力,用傳感器采集信息是機器人智能化的第一步;其次，如何采取適當的方法，將多個傳感器獲取的環(huán)境信息加以綜合處理，控制機器人進行智能作業(yè)，則是提高機器人智能程度的重要體現。4、機器人的的視覺應用可以大致分為3類：視覺檢驗.視覺導引和過程控趙，以及近年來迅速發(fā)展的移動

2、機器人視覺導航。其應用領域包括電子工業(yè)、汽車工業(yè)、航空工業(yè)，以及食品和制藥等各個工業(yè)領域。二、選擇題(2分*5=10分)1 .當代機器人大軍中最主要的機器人為：(1)1) .工業(yè)機器人2).軍用機器人3).服務機器人4).特種機器人2 .一個剛體在空間運動具有幾個自由度(4)1) .3個2).4個3).5個4).6個3 .手部的位姿是由哪兩部分變量構成的(2)1).位置與速度2).姿態(tài)與位置3).位置與運彳T狀態(tài)4).姿態(tài)與速度4 .傳感器在整個測量范圍內所能辨別的被測量的最小變化量，或者所能辨別的不同被測量的個數，被稱之為傳感器的3o1) .精度2).重復性3).分辨率4).靈敏度5 .測速

3、發(fā)電機的輸出信號為(1)1) .模擬量2).數字量3).開關量4).脈沖量三、名詞解釋題：(3分*5=15分)1 .自由度：指描述物體運動所需要的獨立坐標數。2 .虛功原理：約束力不作功的力學系統實現平衡的必要且充分條件是對結構上允許的任意位移(虛位移)施力所作功之和為零。3 .直流伺服電機的調速精度：指調速裝置或系統的給定角速度與帶額定負載時的實際角速度之差，與給定轉速之比。4 .壓電元件：指某種物質上施加壓力就會產生電信號，即產生壓電現象的元件。5 .圖像銳化：突出圖像中的高頻成分，使輪廓增強。四、簡答題：(5分*5=25分)1 .機器人學主要包含哪些研究內容答：機器人研究的基礎內容有以下

4、幾方面：(1)空間機構學；(2)機器人運動學;(3)機器人靜力學；(4)機器人動力學；(5)機器人控制技術；(6)機器人傳感器;(7)機器人語言。2 .拉格朗日運動方程式的一般表示形式與各變量含義答：拉格朗日運動方程式一般表示為：dLLdt&qr式中，q是廣義坐標；t是廣義力。L是拉格朗日算子，表示為LKP這里，K是動能；P是位能。3 .機器人控制系統的基本單元有哪些答：構成機器人控制系統的基本要素包括：(1)電動機,提供驅動機器人運動的驅動力。(2)減速器,為了增加驅動力矩、降低運動速度。(3)驅動電路,由于直流伺服電動機或交流伺服電動機的流經電流較大，機器人常采用脈沖寬度調制(PW

5、M)方式進行驅動。(4)運動特性檢測傳感器、用于檢測機器人運動的感置、速度、加速度等參數。(5)控制系統的硬件,以計算機為基礎，采用協調級與執(zhí)行級的二級結構。(6)控制系統的軟件,實現對機器人運動特性的計算、機器人的智能控制和機器人與人的信息交換等功能。4 .常見的機器人外部傳感器有哪些答：常見的外部傳感器包括觸覺傳感器，分為接觸覺傳感器、壓覺傳感器、滑覺傳感器和力覺傳感器。距離傳感器，包括超聲波傳感器，接近覺傳感器，以及視覺傳感器、聽覺傳感器、嗅覺傳感器、味覺傳感器等。5 .為什么要做圖像的預處理機器視覺常用的預處理步驟有哪些答：預處理的主要目的是清楚原始圖像中各種噪聲等無用的信息，改進圖像

6、的質量，增強興趣的有用信息的可檢測性。從而使得后面的分割、特征抽取和識別處理得以簡化，并提高其可靠性。機器視覺常用的預處理包括去噪、灰度變換和銳化等。五、解答題(需寫生計算步驟，無計算步驟不能得分)1.已知點u的坐標為7,3,2T,對點u依次進行如下的變換：(1)繞z軸旋轉90°得到點v;(2)繞y軸旋轉90°得到點w;(3)沿x軸平移4個單位，再沿y軸平移-3個單位，最后沿z軸平移7個單位得到點to求u,v,w,t各點的齊次坐標。zi2.如圖所示為具有三個旋轉關節(jié)的3R機械手，求末端機械手在基坐標系xo,yo1.解：點u的齊次坐標為：7,3,2,1010073100037

7、v=Rot(z,90°)u=001022000111001032010077w=Rot(y,90°)v=100023000111100426010374t=Trans(4,-3,7)w=0017310000111下的運動學方程932.解：建立如圖1的參考坐標系，則c1sl00c20Tsic1001Ts2Ti=,T2=0010000010S20L1c3s30L2c2002s3c300,T3=0100010001000120T3=0,22AS；3L2s12。230L1S101其中C123cos123,S123sin123x,y,3.如圖所示為平面內的兩旋轉關節(jié)機械手,已知機器人末端的坐標值試求其關節(jié)旋轉變量01和82.3.解：如圖2所示，逆運動學有兩組可能的解。P/圖2第一組解：由幾何關系得xL1cos1L2cos12(1)yL1sin1L2sin12(2)(1)式平方加(2)式平方得X2y2L2L22L1L2cos2Fa2x2arccosy2l2l22LiL2y1arctan一arctanx第二組解：由余弦定理,arctan2LzSin2L1L2cos222xyarccos2LiL24.如圖所示兩自由度機械手在如圖位置時（8fx0或FB=0fyT。求對應的驅動力1=0,02=T