2025年大学大三（机械电子工程）机器人技术综合测试试题及答案

2025年大学大三（机械电子工程）机器人技术综合测试试题及答案

（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。请将正确答案填写在题后的括号内。1.机器人运动学主要研究机器人的（）。A.运动原理B.运动轨迹规划C.运动部件的力学性能D.运动部件的材料特性答案：B2.机器人动力学主要研究机器人在运动过程中的（）。A.运动速度B.受力情况C.运动精度D.运动效率答案：B3.机器人视觉系统中，用于提取图像特征的算法是（）。A.边缘检测算法B.图像压缩算法C.图像增强算法D.图像滤波算法答案：A4.机器人控制系统中，能够实现机器人各关节协调运动的是（）。A.运动控制模块B.传感器模块C.人机交互模块D.电源模块答案：A5.机器人编程中，常用的编程语言是（）。A.C语言B.PythonC.JavaD.以上都是答案：D6.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.机器人在不同环境下的定位精度C.机器人在复杂任务中的定位精度D.机器人在高速运动时的定位精度答案：A第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。请将答案填写在题中的横线上。1.机器人的主要组成部分包括机械结构、控制系统、______和______。答案：传感器、执行机构2.机器人运动学中的正运动学是已知机器人各关节的______，求解机器人末端执行器的______。答案：运动参数、位姿3.机器人视觉系统中的图像预处理包括______、______和图像增强等操作。答案：图像滤波、图像二值化4.机器人编程中的示教编程方式是通过操作人员手动操作机器人，记录机器人的______，从而生成机器人的运动程序。答案：运动轨迹（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每小题10分。请简要回答问题。1.简述机器人运动学和动力学的区别与联系。答案：运动学主要研究机器人运动部件的位置、速度、加速度等运动参数之间的关系，侧重于运动的描述和规划；动力学则研究机器人在运动过程中所受的力以及力与运动的关系，侧重于分析机器人运动的原因。两者联系紧密，运动学为动力学提供运动状态信息，动力学为运动学提供实现运动的力的依据，共同为机器人的设计和控制提供理论基础。2.简述机器人视觉系统的工作原理。答案：机器人视觉系统通过摄像头等传感器获取外界图像信息，然后对图像进行预处理，如滤波、二值化等操作，以增强图像质量和提取有用特征。接着利用图像处理算法提取图像中的特征点、轮廓等信息，再通过模式识别等技术将这些信息与预先设定的模型或目标进行匹配，从而识别出物体的形状、位置、姿态等，为机器人的决策和行动提供依据。（三）材料分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：某机器人在执行任务时，出现了运动轨迹偏差的问题。经过检查发现，机器人的编码器出现了故障，导致反馈给控制系统的关节运动角度信息不准确。1.请分析编码器故障对机器人运动的具体影响。答案：编码器故障使得反馈给控制系统的关节运动角度信息不准确，这会导致机器人控制系统无法准确得知各关节的实际运动状态。从而使得机器人在执行运动指令时，实际运动轨迹与预期轨迹产生偏差，无法精确到达目标位置，严重影响机器人的工作精度和任务执行效果。2.针对编码器故障，提出可能的解决措施。答案：首先，可以尝试对编码器进行维修，检查是否有损坏的部件，如有则进行更换或修复。其次，备份编码器的数据，以防数据丢失影响机器人的正常运行。还可以增加编码器的冗余设计，采用多个编码器同时工作，互相校验，提高角度反馈的准确性。另外，对机器人的控制系统进行优化，使其能够更好地处理不准确的角度信息，通过算法对运动轨迹进行实时调整和修正。（四）论述题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。请详细论述问题。论述机器人技术在智能制造中的应用及发展趋势。答案：在智能制造中，机器人技术有着广泛应用。机器人可用于物料搬运，实现生产线上物料的自动输送和装卸，提高生产效率和物流自动化水平。在加工制造环节，机器人能精确执行各种加工任务，保证产品质量的稳定性和一致性。机器人还可参与质量检测，利用视觉等技术快速准确检测产品缺陷。其发展趋势方面，智能化程度将不断提高，具备更强的自主决策和适应能力。协作机器人会得到更广泛应用，能与人类更好地协同工作。机器人的柔性和通用性也将进一步提升，可适应更多种类的生产任务和复杂多变的生产环境。答案：1.B2.B3.A4.A5.D6.A1.传感器、执行机构2.运动参数、位姿3.图像滤波、图像二值化4.运动轨迹1.运动学主要研究机器人运动部件的位置、速度、加速度等运动参数之间的关系，侧重于运动的描述和规划；动力学则研究机器人在运动过程中所受的力以及力与运动的关系，侧重于分析机器人运动的原因。两者联系紧密，运动学为动力学提供运动状态信息，动力学为运动学提供实现运动的力的依据，共同为机器人的设计和控制提供理论基础。2.机器人视觉系统通过摄像头等传感器获取外界图像信息，然后对图像进行预处理，如滤波、二值化等操作，以增强图像质量和提取有用特征。接着利用图像处理算法提取图像中的特征点、轮廓等信息，再通过模式识别等技术将这些信息与预先设定的模型或目标进行匹配，从而识别出物体的形状、位置、姿态等，为机器人的决策和行动提供依据。1.编码器故障使得反馈给控制系统的关节运动角度信息不准确，这会导致机器人控制系统无法准确得知各关节的实际运动状态。从而使得机器人在执行运动指令时，实际运动轨迹与预期轨迹产生偏差，无法精确到达目标位置，严重影响机器人的工作精度和任务执行效果。2.首先，可以尝试对编码器进行维修，检查是否有损坏的部件，如有则进行更换或修复。其次，备份编码器的数据，以防数据丢失影响机器人的正常运行。还可以增加编码器的冗余设计，采用多个编码器同时工作，互相校验，提高角度反馈的准确性。另外，对机器人的控制系统进行优化，使其能够更好地处理不准确的角度信息，通过算法对运动轨迹进行实时调整和修正。在智能制造中，机器人技术有着广泛应用。机器人可用于物料搬运，实现生产线上物料的自动输送和装卸，提高生产效率和物流自动化水平。在加工制造环节，机器人能精确执行各种加工任务，保证产品质