奥鹏东北大学机器人技术离线作业模板

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。东北大学继续教育学院机器人技术试卷(作业考核线上)B卷学习中心:院校学号姓名:(共4页)总分题号一二三四五六七八九十得分一、选择题(4选1,多于4个的为多选题;共20分,每小题2分)打1．当代机器人主要源于以下两个分支: 1)．计算机与数控机床2)．遥操作机与数控机床 3)．遥操作机与计算机4)．计算机与人工智能2．运动学正问题是实现如下变换:1)．从操作空间到关节空间的变换2)．从操作空间到迪卡尔空间的变换3)．从迪卡尔空间到关节空间的变换4)．从关节空间到操作空间的变换 3．动力学的研究内容是将机器人的______联系起来。1)．传感器与控制2)．运动与控制 3)．结构与运动4)．传感系统与运动 4．为了获得非常平稳的加工过程,希望作业启动(位置为零)时: 1)．速度恒定,加速度为零2)．速度为零,加速度恒定 3)．速度为零,加速度为零4)．速度恒定,加速度恒定 5．应用一般的物理定律构成的传感器称之为 1)．结构型2)．物性型3)．一次仪表4)．二次仪表6．测速发电机的输出信号为 1)．数字量2)．模拟量3)．开关量4)．脉冲量 7．GPS全球定位系统,只有同时接收到____颗卫星发射的信号,才能够解算出接收器的位置。 1)．22)．33)．44)．68．如果末端装置、工具或周围环境的刚性很高,那么机械手要执行与某个表面有接触的操作作业将会变得相当困难。此时应该考虑:1)．PID控制2)．柔顺控制3)．模糊控制4)．最优控制 9．谐波减速器特别适用于工业机器人的哪几个轴的传动? 1)．S轴2)．L轴3)．U轴 4)．R轴5)．B轴6)．T轴10．集控式足球机器人的智能主要表现在哪两个子系统?1).机器人小车子系统 2).机器人视觉子系统 3).机器人通信子系统4).机器人决策子系统 5).机器人总控子系统二、判断题(回答Y/N,Y表示正确,N表示错误;共30分,每题2分)1．复合运动齐次矩阵的建立是由全部简单运动齐次矩阵求和所形成的。(N)2．关节i的效应表现在i关节的末端。(Y)3．增量式编码器比起绝对式编码器加工难、安装严、体积大、价格高。(N)4．步进电动机一般作为闭环伺服系统的执行机构。(N)5．示教-再现控制的给定方式中分直接示教和间接示教。直接示教便是操作人员经过手动控制盒上的按键,编制机器人的动作顺序,确定位置、设定速度或限时。(N)6．格林(格雷)码被大量用在相对光轴编码器中。(N)7．东大牛牛机器人足球队是中国第一支夺得世界杯冠军的代表队,填补了国内空白。(Y)8．变位机的运动数(自由度)主要取决于被加工件的大小。(N)9.机器人的自由度数目就是机器人本体上所具有的转轴数目。(N)10．齐次变换矩阵的建立过程,便是在为机构建立运动模型的过程。(Y)11．串联关节机器人的正运动学问题求解易,逆运动学问题求解难。(Y)12．在机器人动力学关节转矩表示式中,由于其重力项随位姿变化很大,常常将其忽略。(N)13．空间直线插补是在已知该直线始点、末点和中点的位置和姿态的条件下,进而求出轨迹上各点(插补点)的位置和姿态。(N)14．机器人分辨率分为编程分辨率与控制分辨率,统称为系统分辨率。(Y)15．插补方式分为点位控制(PTP控制)和连续轨迹控制(CP控制),可是连续轨迹控制最终还是要实现点位控制。(Y)三、简答题(共30分,每题6分) 1．什么是机器人的内部传感器和外部传感器?举例说明之。答:内部传感器是用来检测机器人自身状态(内部信息)的机器人传感器,如检测关节位置、速度的光轴编码器等。是机器人自身运动与正常工作所必须的;外部传感器是用来感知外部世界、检测作业对象与作业环境状态(外部信息)的机器人传感器。如视觉、听觉、触觉等。是适应特定环境,完成特定任务所必须的。 2．PWM调速特点有哪些? 答:简单,便于计算机实现,节能,调速,范围大;非线性严重,引入高频干扰和损耗。3．按照机器人的构成机构,机器人是如何进行分类的?答:直角坐标机器人圆柱坐标机器人极坐标机器人多关节型机器人串联关节机器人垂直关节机器人水平关节机器人并联关节机器人串并联关节机器人4．应用拉格朗日方程(函数)求解机器人动力学问题的优点是什么?答:Lagrange方程是以能量观点建立起来的运动方程式,为了列出系统的运动方程式,只需要从两个方面去分析,一个是表征系统运动的动力学量—系统的动能和势能,另一个是表征主动力作用的动力学量—广义力。由于理想约束反力不出现在方程组中,因此建立运动方程式时只需分析已知的主动力,而不必分析未知的约束反力。5．气动马达相对于电动机的主要区别有哪些?答:1)、单位功率尺寸小,重量轻．适用于安装在位置狭小的场合及手动工具上;2)、马达本身的软特性使之能长期满载工作,温升较小,且有过载保护的性能。3)、换向容易,操作简单,能够实现无级调速,特别适合频繁启动的场合;4)、简单的无级调速,从零到最大,操作灵活;5)、有较高的起动转矩,能带载启动;6)、结构简单,气动马达使用寿命特别长;7)、不受外部环境的影响,甚至在水中、多尘、潮湿、脏污等恶劣环境中;8)、安全,防爆。但气动马达也具有输出功率小,耗气量大,效率低、噪声大和易产生振动等缺点。四、分析与计算题(共20分,每题10分)1．试对直流伺服方案和交流伺服方案进行比较解:直流伺服方案采用直流伺服电机,交流伺服方案采用交流伺服电机。由于变频技术的迅速发展,交流调速的可靠性与经济性不断提高,因此交流伺服大有取代直流伺服的趋势。直流电机由于整流子的存在,导致其制造、维护的困难,除在特殊场合很少使用。交流伺服电动机除了不具有直流伺服电动机的缺点外,还具有转动惯量小,动态响应好,能在较 宽的速度范围内保持理想的转矩,结构简单,运行可靠等优点。一般同样体积下,交流电动机的输出功率可比直流电动机高出10%～70%。另外,交流电动机的容量可做得比直流电动机大,达到更高的转速和电压。当前在机器人系统中,90%的系统采用交流伺服电动机。2．机器人轨迹控制过程如图所示。试列出各步的主要内容。解:(1)经过示教过程得到机器人轨迹上特征点的位姿。对于直线需要得到起始点和终点,对于圆弧需要得到弧上三点;(2)根据轨迹特征(直线/园弧/其它)和插补策略(定时/定距/其它)进行相应的插补运算,求出该插补点的位姿值;(3)根据机器人逆运动学原理,求出手臂解,即对应