2025 年大学工业机器人技术（机器人学）试题及答案

2025年大学工业机器人技术（机器人学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.工业机器人的自由度是指（）A.机器人关节的数量B.机器人能够独立运动的轴数C.机器人末端执行器的运动方向数量D.机器人的工作范围大小2.以下哪种坐标系不是工业机器人常用的坐标系（）A.直角坐标系B.圆柱坐标系C.球坐标系D.极坐标系3.机器人运动学主要研究（）A.机器人的动力来源B.机器人的运动轨迹规划C.机器人各关节的运动关系D.机器人的控制系统原理4.工业机器人的重复定位精度是指（）A.机器人重复到达同一目标位置的精确程度B.机器人在不同任务中定位的准确性C.机器人末端执行器的定位精度D.机器人运动速度的稳定性5.机器人运动控制中，PID控制算法的三个参数分别是（）A.比例、积分、微分B.位置、速度、加速度C.时间、角度、力度D.电压、电流、电阻6.下列关于机器人逆运动学的说法正确的是（）A.已知末端执行器位置求关节角度B.已知关节角度求末端执行器位置C.研究机器人的运动速度D.研究机器人的动力学特性7.工业机器人的手部通常由（）组成。A.手指和手腕B.手臂和肩部C.基座和腰部D.控制器和传感器8.机器人视觉系统主要用于（）A.检测机器人的运动状态B.识别物体的形状、位置和姿态C.控制机器人的关节运动D.监测机器人的电量消耗9.机器人动力学主要研究（）A.机器人的运动学原理B.机器人在力作用下的运动规律C.机器人的编程方法D.机器人的传感器应用10.工业机器人的示教编程方式是指（）A.通过编写程序代码来控制机器人运动B.由操作人员手动操作机器人，记录其运动轨迹，生成程序C.利用传感器反馈信息自动生成程序D.通过网络远程控制机器人运动二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填写在括号内，多选、少选、错选均不得分）1.工业机器人常用的驱动方式有（）A.电动驱动B.液压驱动C.气压驱动D.机械驱动2.机器人运动学中的运动方程包含以下哪些变量（）A.关节角度B.时间C.末端执行器位置D.机器人质量3.工业机器人的编程指令中，用于控制机器人运动轨迹的指令有（）A.直线运动指令B.圆弧运动指令C.关节运动指令D.绝对位置运动指令4.机器人视觉系统的组成部分包括（）A.图像采集设备B.图像处理软件C.光源D.机器人本体5.提高工业机器人工作效率的方法有（）A.优化运动轨迹B.提高机器人的重复定位精度C.增加机器人的负载能力D.合理安排工作任务顺序三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，在括号内打“√”或“×”）1.工业机器人的自由度越多，其运动灵活性越高，但控制难度也越大。（）2.机器人运动学只研究机器人的运动轨迹，不涉及运动速度和加速度。（）3.PID控制算法中，比例系数越大，系统响应越快，但可能会导致超调。（）4.工业机器人的手部设计只需要考虑抓取物体的能力，不需要考虑其他因素。（）5.机器人逆运动学问题一定有唯一解。（）6.机器人视觉系统只能识别二维平面上的物体，无法识别三维物体。（）7.工业机器人编程时，使用绝对位置运动指令可以精确控制机器人到达指定位置。（）8.机器人动力学分析主要是为了计算机器人的能耗。（）9.增加工业机器人的负载能力可以直接提高其工作效率。（）10.工业机器人的示教编程方式适用于简单任务，对于复杂任务则效率较低。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述工业机器人常用的坐标系及其特点。2.说明机器人运动控制中PID控制算法的工作原理。3.请阐述机器人视觉系统在工业生产中的主要应用场景。五、综合题（总共2题，每题15分，请结合所学知识，综合分析并回答下列问题）1.已知一个工业机器人的运动学模型，其末端执行器在笛卡尔坐标系下的位置为P(x,y,z)，试推导通过逆运动学求解关节角度的一般方法。2.某工厂计划引入工业机器人提高生产效率，现有一款六轴工业机器人，其重复定位精度为±0.05mm，负载能力为10kg，工作范围为1.5m×1.5m×1m。请分析该机器人在工厂中可能适用的工作场景，并说明理由。答案：一、选择题1.B2.D3.C4.A5.A6.A7.A8.B9.B10.B二、多项选择题1.ABC2.ABC3.ABCD4.ABC5.ABD三、判断题1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.×9.×10√四、简答题1.工业机器人常用坐标系有直角坐标系，便于在笛卡尔空间进行直线运动控制；圆柱坐标系，适合在圆柱空间内操作；球坐标系，能实现全方位运动。特点分别是直观的直线运动、便于圆柱形状物体操作、全方位灵活运动。2.PID控制算法中，比例环节根据偏差大小成比例调节输出，快速响应偏差；积分环节对偏差积分，消除稳态误差；微分环节根据偏差变化率调节，改善系统动态性能，三者结合使系统稳定准确跟踪目标。3.机器人视觉系统在工业生产中可用于产品检测，如检测表面缺陷；尺寸测量，精确获取产品尺寸；装配定位，确定零部件装配位置；引导机器人抓取，准确引导机器人抓取目标物体。五、综合题1.首先建立机器人运动学方程，将末端执行器位置P(x,y,z)与关节角度联系起来。然后通过一系列数学变换，如矩阵运算等，逐步求解出各个关节角度。具体过程涉及机器人连杆参数、运动学公式的运用，通过逆推关节角度与末端位置的关系来求解。2.该