2025年大学大三（机械电子工程）机器人技术基础阶段测试题及答案

2025年大学大三（机械电子工程）机器人技术基础阶段测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填在题后的括号内。1.机器人运动学主要研究机器人的（）A.运动原理B.运动规划C.运动轨迹D.运动部件2.机器人动力学分析的目的是为了建立机器人各关节力、力矩与（）之间的关系。A.机器人重量B.机器人速度C.机器人加速度D.机器人负载3.机器人视觉系统中，用于提取图像中物体轮廓信息的是（）A.图像增强算法B.边缘检测算法C.图像滤波算法D.特征提取算法4.机器人编程中，能够实现机器人重复执行一系列动作的指令是（）A.条件判断指令B.循环指令C.赋值指令D.输入输出指令5.机器人的手部通常具有的功能是（）A.握持B.旋转C.伸缩D.摆动6.机器人控制系统中，负责将计算机发出的控制信号转换为驱动机器人各关节运动的信号的是（）A.传感器B.控制器C.驱动器D.减速器第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5个空，每空2分。请将答案填在题中的横线上。1.机器人的自由度是指机器人______________________所具有的独立运动参数的数目。2.机器人运动学中的正运动学问题是已知______________________，求机器人末端执行器的位姿。3.机器人视觉系统中的摄像头主要由镜头、______________________和图像传感器组成。4.机器人编程中的编程语言主要分为动作级编程语言、对象级编程语言和______________________编程语言。5.机器人的机身结构形式主要有横梁式、立柱式、______________________和屈伸式等。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4题，每题5分。简要回答问题。1.简述机器人运动学正运动学和逆运动学的区别。2.机器人视觉系统的主要功能有哪些？3.机器人编程中常用的编程方法有哪些？4.机器人的驱动方式主要有哪几种？（三）分析题（共20分）答题要求：本大题共2题，每题10分。分析以下问题。1.分析机器人在工业生产中应用的优势和面临的挑战。2.当机器人在执行任务时出现故障，从机器人技术基础的角度分析可能的原因及解决方法。（四）材料分析题（共10分）答题材料：随着智能制造的发展，机器人在制造业中的应用越来越广泛。某汽车制造企业引入了一批机器人用于汽车零部件的焊接工作。在焊接过程中，机器人能够精确地控制焊接速度、焊接电流等参数，保证了焊接质量的稳定性。但在实际使用中，发现部分机器人在焊接复杂形状的零部件时，出现焊接轨迹偏差的问题。答题要求：本大题共2题，每题各5分。根据上述材料，回答以下问题。1.请分析机器人在该汽车制造企业焊接工作中体现的优势。2.针对机器人焊接复杂形状零部件时出现的焊接轨迹偏差问题，提出可能的解决措施。（五）设计题（共10分）答题要求：本大题共1题，10分。设计一个简单的机器人应用场景，说明机器人的功能、工作流程及应用的机器人技术基础。答案：第I卷答案1.C2.C3.B4.B5.A6.C第II卷答案（一）填空题答案1.末端执行器2.关节变量3.快门4.任务级5.机座式（二）简答题答案1.正运动学是已知关节变量求末端执行器位姿，逆运动学是已知末端执行器位姿求关节变量。2.目标识别与定位、视觉测量、视觉检测、视觉引导等。3.示教编程、离线编程、自主编程等。4.液压驱动、气压驱动、电动驱动、新型驱动等。（三）分析题答案1.优势：提高生产效率、保证产品质量稳定性、可在恶劣环境工作等。挑战：成本较高、编程复杂、维护困难、与人类协作安全问题等。2.原因可能有传感器故障、运动学模型不准确、驱动器故障等。解决方法：检查传感器并更换故障部件，重新校准运动学模型，维修或更换驱动器等。（四）材料分析题答案1.优势：能精确控制焊接参数，保证焊接质量稳定性。2.措施：优化焊接轨迹规划算法，增加传感器实时监测并反馈调整，对机器人进行更精确的标定等。（五）设计题答案示例：设计一个用于仓库货物分拣的机器人场景。机器人功能是识别货物并将其分拣到指定区域。工作流程：通过