7月机器人1+X复习题+答案

7月机器人1+X复习题+答案一、选择题1.工业机器人的重复定位精度一般用（）来表示。A.毫米（mm）B.度（°）C.弧度（rad）D.百分比（%）答案：A解析：重复定位精度是指机器人重复到达某一位置的准确程度，通常用毫米（mm）作为单位来衡量其在空间位置上的偏差，故答案选A。2.以下哪种传感器不属于工业机器人常用的外部传感器（）。A.视觉传感器B.力传感器C.位置传感器D.触觉传感器答案：C解析：位置传感器通常属于机器人的内部传感器，用于检测机器人自身关节的位置等信息。而视觉传感器、力传感器、触觉传感器是用于感知机器人外部环境信息的，属于外部传感器，所以答案是C。3.机器人运动学主要研究（）。A.机器人的力和力矩B.机器人的运动轨迹和速度C.机器人的动力学特性D.机器人的控制系统答案：B解析：机器人运动学主要关注机器人的运动轨迹、速度、加速度等运动方面的问题，而研究力和力矩的是动力学，控制系统是关于机器人控制策略等内容，所以答案为B。4.示教编程的优点是（）。A.编程效率高B.适用于复杂任务编程C.不需要对机器人的运动学和动力学有深入了解D.程序可移植性强答案：C解析：示教编程是通过操作人员手动引导机器人运动并记录其位置等信息来完成编程，不需要操作人员对机器人的运动学和动力学有深入了解。其编程效率相对较低，不太适用于复杂任务编程，程序可移植性也较差，所以选C。5.工业机器人的自由度一般是（）。A.13个B.36个C.68个D.810个答案：B解析：工业机器人常见的自由度数量一般在36个，3个自由度可实现基本的平面运动，6个自由度可以实现较为复杂的空间运动，满足大多数工业应用场景，所以答案是B。二、判断题1.工业机器人的负载能力是指机器人能够承受的最大重量。（）答案：正确解析：负载能力就是指工业机器人在工作时能够承受的最大重量，包括抓取的工件、工具等的重量，所以该说法正确。2.机器人的零点校准只需要在机器人首次使用时进行。（）答案：错误解析：虽然首次使用时需要进行零点校准，但在机器人经历碰撞、维修、更换部件等情况后，也需要重新进行零点校准，以保证机器人的运动精度，所以该说法错误。3.视觉传感器可以为机器人提供目标物体的位置、形状和颜色等信息。（）答案：正确解析：视觉传感器通过图像采集和处理技术，能够识别目标物体的位置、形状，还可以区分物体的颜色等特征，为机器人的操作提供必要的信息，所以该说法正确。4.机器人的运动速度越快，其定位精度就越高。（）答案：错误解析：一般情况下，机器人运动速度越快，由于惯性等因素的影响，其定位精度会降低。通常需要在速度和精度之间进行平衡和优化，所以该说法错误。5.离线编程可以在不影响机器人正常生产的情况下进行编程。（）答案：正确解析：离线编程是在计算机上利用软件进行机器人程序的编制，不需要机器人处于运行状态，因此可以在不影响机器人正常生产的情况下进行，所以该说法正确。三、简答题1.简述工业机器人的主要应用领域。答案：工业机器人的主要应用领域包括：汽车制造：用于汽车零部件的焊接、涂装、装配等工序，提高生产效率和产品质量。电子制造：在电子产品的生产线上进行贴片、插件、检测等操作，实现高精度和高速度的生产。机械加工：如金属切削、磨削等加工过程中，机器人可以完成上下料、刀具更换等工作。食品饮料：用于食品的分拣、包装、搬运等环节，保证食品的卫生和生产的高效性。物流仓储：进行货物的码垛、搬运、分拣等操作，提高物流仓储的自动化程度。2.说明机器人示教编程的基本步骤。答案：机器人示教编程的基本步骤如下：准备工作：检查机器人的状态，确保其正常运行；准备好示教器和相关工具。确定初始位置：将机器人移动到起始工作位置，并记录该位置。示教运动轨迹：通过示教器手动操作机器人，使其按照预定的运动轨迹运动，每到达一个关键位置就记录下来。设置运动参数：如运动速度、加速度、运动方式（直线运动、圆弧运动等）。程序编辑：对记录的位置点和运动参数进行编辑和调整，添加必要的逻辑指令，如条件判断、循环等。程序调试：运行编写好的程序，检查机器人的运动是否符合要求，如有问题进行修改和优化。3.分析工业机器人使用视觉传感器的作用。答案：工业机器人使用视觉传感器具有以下重要作用：目标定位：视觉传感器可以精确识别目标物体的位置和姿态，为机器人提供准确的抓取或操作位置信息，提高机器人的操作精度。物体识别：能够识别不同形状、尺寸、颜色的物体，实现对不同类型工件的分类和处理，增加机器人的通用性和灵活性。质量检测：通过对物体表面的图像分析，检测物体是否存在缺陷、划痕、尺寸偏差等问题，保证产品质量。环境感知：帮助机器人感知周围环境，避免与障碍物发生碰撞，提高机器人工作的安全性。引导机器人运动：根据视觉传感器获取的信息，引导机器人进行路径规划和运动控制，使机器人能够适应不同的工作场景。四、计算题1.已知工业机器人的末端执行器在笛卡尔坐标系中的位置为（300，200，100）mm，若机器人的基坐标系相对于世界坐标系绕Z轴旋转30°，求末端执行器在世界坐标系中的位置。答案：首先，我们使用旋转矩阵来解决这个问题。绕Z轴旋转\(\theta\)角的旋转矩阵\(R_z(\theta)\)为：\[R_z(\theta)=\begin{bmatrix}\cos\theta&\sin\theta&0\\\sin\theta&\cos\theta&0\\0&0&1\end{bmatrix}\]已知\(\theta=30^{\circ}\)，\(\cos30^{\circ}=\frac{\sqrt{3}}{2}\)，\(\sin30^{\circ}=\frac{1}{2}\)，则旋转矩阵\(R_z(30^{\circ})\)为：\[R_z(30^{\circ})=\begin{bmatrix}\frac{\sqrt{3}}{2}&\frac{1}{2}&0\\\frac{1}{2}&\frac{\sqrt{3}}{2}&0\\0&0&1\end{bmatrix}\]设机器人末端执行器在基坐标系中的位置向量\(\vec{P}_{base}=\begin{bmatrix}300\\200\\100\end{bmatrix}\)，在世界坐标系中的位置向量\(\vec{P}_{world}\)可通过旋转矩阵计算得到：\[\vec{P}_{world}=R_z(30^{\circ})\vec{P}_{base}=\begin{bmatrix}\frac{\sqrt{3}}{2}&\frac{1}{2}&0\\\frac{1}{2}&\frac{\sqrt{3}}{2}&0\\0&0&1\end{bmatrix}\begin{bmatrix}300\\200\\100\end{bmatrix}\]\[\begin{align}\vec{P}_{world}&=\begin{bmatrix}\frac{\sqrt{3}}{2}\times300\frac{1}{2}\times200\\\frac{1}{2}\times300+\frac{\sqrt{3}}{2}\times200\\100\end{bmatrix}\\&=\begin{bmatrix}150\sqrt{3}100\\150+100\sqrt{3}\\100\end{bmatrix}\\&\approx\begin{bmatrix}150\times1.732100\\150+100\times1.732\\100\end{bmatrix}\\&=\begin{bmatrix}259.8100\\150+173.2\\100\end{bmatrix}\\&=\begin{bmatrix}159.8\\323.2\\100\end{bmatrix}\end{align}\]所以，末端执行器在世界坐标系中的位置约为（159.8，323.2，100）mm。2.某工业机器人的关节1的运动速度为\(30^{\circ}/s\)，要使关节1从初始角度\(10^{\circ}\)运动到目标角度\(100^{\circ}\)，求所需的运动时间。答案：首先，计算关节1需要运动的角度\(\Delta\theta\)：\(\Delta\theta=\theta_{target