2025年大学机器人工程（机器人技术研发）试题及答案

2025年大学机器人工程（机器人技术研发）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.机器人运动学主要研究机器人的A.运动原理B.运动轨迹规划C.运动部件设计D.运动性能分析2.机器人动力学中，用于描述力与运动关系的基本方程是A.牛顿第一定律B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律D.能量守恒定律3.机器人视觉系统的核心部件是A.摄像头B.图像传感器C.图像处理软件D.光源4.机器人编程中，常用的编程语言不包括A.C++B.PythonC.JavaD.HTML5.机器人的机械结构设计需要考虑的因素不包括A.强度B.刚度C.美观度D.重量6.机器人的传感器按照测量原理可分为A.接触式传感器和非接触式传感器B.内部传感器和外部传感器C.有源传感器和无源传感器D.数字传感器和模拟传感器7.机器人的运动控制方式不包括A.开环控制B.闭环控制C.自适应控制D.智能控制8.机器人的编程语言中，适合初学者的是A.汇编语言B.机器语言C.高级语言D.图形化编程语言9.机器人的应用领域不包括A.工业制造B.医疗服务C.教育教学D.农业生产10.机器人的发展趋势不包括A.智能化B.小型化C.复杂化D.网络化第II卷（非选择题共70分）二、填空题（每题3分，共15分）1.机器人的自由度是指机器人____________的数目。2.机器人的末端执行器是指机器人____________的工具。3.机器人的运动学逆解是指已知机器人____________，求解各关节变量。4.机器人的动力学正解是指已知机器人____________，求解各关节的受力和力矩。5.机器人的视觉系统主要包括____________、图像处理和图像分析三个部分。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述机器人运动学的主要研究内容。2.简述机器人动力学的基本方程及其应用。3.简述机器人视觉系统的工作原理。四、材料分析题（共15分）材料：随着人工智能技术的不断发展，机器人在各个领域的应用越来越广泛。在工业制造领域，机器人可以完成各种复杂的加工任务，提高生产效率和质量。在医疗服务领域，机器人可以协助医生进行手术、护理等工作，提高医疗水平。在教育教学领域，机器人可以作为教学工具，帮助学生更好地学习。但是，机器人的应用也带来了一些问题，如就业岗位减少、伦理道德问题等。问题：请结合材料，分析机器人应用带来的影响，并提出相应的对策。五、设计题（共20分）设计一个简单的机器人控制系统，要求包括机器人的运动控制、传感器检测和数据处理等功能。请简述设计思路和主要步骤。答案：一、选择题1.B2.B3.B4.D5.C6.A7.D8.D9.D10.C二、填空题1.独立运动的关节2.末端操作3.末端位姿4.关节变量和外力5.图像采集三、简答题1.机器人运动学主要研究机器人各关节的运动关系，包括运动学正解和逆解。运动学正解是已知关节变量求解末端位姿，运动学逆解是已知末端位姿求解关节变量。还研究机器人的轨迹规划、速度分析等内容。2.机器人动力学基本方程是牛顿第二定律。应用包括分析机器人运动时各关节的受力和力矩，为机器人的结构设计和控制提供依据，如优化关节驱动电机选型，设计合理的控制算法以实现精确运动控制。3.机器人视觉系统工作原理：图像采集部分通过摄像头等设备获取外界图像，然后将图像传输到图像处理模块进行去噪、增强、滤波等处理，最后图像分析模块提取图像中的特征信息，如物体形状、位置、颜色等，为机器人决策提供数据支持。四、影响：积极影响在于提高生产效率、医疗水平，辅助教学等。消极影响是导致就业岗位减少，引发伦理道德问题。对策：加强职业培训，提升劳动者技能以适应新岗位需求；建立健全伦理道德准则和监管机制，规范机器人应用。五、设计思路：采用单片机作为核心控制单元，通过传感器获取机器人运动