机器人技术及其应用-谢存禧测试试卷答案

机器人技术测试卷类别：类别编号：名称：分数：一、填空问题(1分钟*10=10分钟)世界上第一个机器人1954年出生于美国，世界上第一个被称为“机器人王国”的是日本国。2、许多机器人有四个共同的主要部件：1)机械部分；2 )一个或多个传感器；3 )控制器；4 )驱动源。3 .要使机器人具有智能，对环境的变化作出反应，首先，使机器人具有感知环境的能力，用传感器收集信息是机器人智能化的第一步。接着，如何以合适的方法综合处理多个传感器取得的环境信息，控制机器人进行智能作业，是机器人的智能化的第一步4 .机器人视觉应用大致可分为三大类：视觉检测、视觉引导和过程控制，以及近年来发展迅速的移动机器人视觉导航。 其应用领域包括电子工业、汽车工业、航空工业、食品和制药等各个工业领域。二、选择题(两点*5=10分)1 .现代机器人军队中最主要的机器人是： (1)1 ) .工业机器人2 ) .军用机器人3 ) .服务机器人4 ) .特殊机器人2 .刚体对空间运动有多少自由度？ (4)1).3个2).4个3).5个4).6个3 .手的姿势由哪两个部分变量组成？ (2)1 ) .位置和速度2 ) .姿势和位置3 ) .位置和运转状态4 ) .姿势和速度4 .传感器在整个测量范围内能够判别的测量出的最小变化量，或者能够判别的测量出的个数的不同，称为传感器的_ _ _ _ _ _ _ _ _3_ _ _。1 ) .精度2 ) .再现性3 ) .分辨率4 .灵敏度5 .速度发电机的输出信号为(1)1 ) .模拟2 ) .数字量3 ) .开关量4 ) .脉冲量三、名词解释问题： (3分*5=15分)1 .自由度：描述物体运动所需的独立坐标数。2 .虚功原理：无约束力作用的力学系统需要平衡，充分的条件是作用于结构上允许的任意位移(虚位移)力的功之和为零。3 .直流伺服电动机的调速精度：调速装置或系统的规定角速度与有额定负载时的实际角速度之差与规定转速之比。4 .压电元件：对某物质施加压力时产生电信号，即压电现象的元件。5 .图像锐化：强调图像中的高频成分，强调轮廓。四、简单解答： (5分*5=25分)1 .机器人学主要包括哪些研究内容？a :机器人研究的基础内容有以下几点： (1)空间机械构造学(2)机器人的运动学(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。2 .拉格朗日运动方程式的一般表现形式和各变量的意思是？答：拉格朗日运动方程一般表示如下：式中，q是广义坐标是广义的力。 l是拉格朗日算子，表示为其中k是动能，p是势能。3 .机器人控制系统的基本单元是什么？a :构成机器人控制系统的基本要素是： (1)提供电动机、驱动机器人运动的驱动力。 (2)减速机为了增加驱动转矩，降低运动速度。 (3)由于流过直流伺服电机和交流伺服电机的电流较大，因此驱动电路多采用脉冲宽度调制(PWM )方式驱动机器人。 (4)检测机器人运动的位置、速度、加速度等参数的运动特性检测传感器。 (5)控制系统的硬件以计算机为基础，采用协调水平和执行水平的二次构造。 (6)控制系统的软件实现了机器人运动特性的计算、机器人的智能控制、机器人与人之间的信息交换等功能。4 .常见的机器人外部传感器是什么？答：常见的外部传感器包括触觉传感器，分为接触感应器、压力传感器、滑动感应器和力觉传感器。 距离传感器有超声波传感器、接近传感器、视觉传感器、听觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器等。为什么要对图像进行预处理？机器视觉中常用的预处理步骤是什么？答：预处理的主要目的是查明原图像中各种噪声等无用信息，改善图像质量，提高感兴趣的有用信息的检测性。 由此，简化后述的分割、特征提取、识别处理，提高可靠性。 机器视觉常用的预处理包括去噪、灰度转换、锐化等。五、答题(需要写计算程序，没有计算程序不能得分):1 .已知点u的坐标为 7，3，2 t，点u依次进行如下变换： (1)绕z轴旋转90周而得到点v； (2)绕y轴旋转90转点w (3)沿x轴偏移4个单位，沿y轴偏移-3个单位，最后沿z轴偏移7个单位得到点t。 求出u、v、w、t各点的一次坐标.1 .解：点u的一次坐标如下：v=Rot(z，90)u=w=Rot(y，90)v=t=Trans(4，- 3，7 ) w=2 .如图所示，使用具有三个旋转关节的3R机器人，求出末端机器人在基础坐标系x0，y0上的运动学方程式。2 .解：创建如图1所示的参照坐标系时=，=，=，=图1=其中包括3 .如图所示，利用平面内两旋转关节机器人，知道机器人末端的坐标值x，y，求出该关节旋转变量1和2 .3 .解：如图2所示，反向运动学有两组可能的解。图2第一组解：由几何关系得出(1)(2)(1)式平方加法(2)式平方加法