工业机器人考试题库

《工业机器人》复习题

一、判断题

1.机械手亦可称之为机器人。（Y）

2.完成某一特定作业时具有多余自由度得机器人称为冗余自由度机器人。（Y）

3.关节空间就就是由全部关节参数构成得。（Y）

4.任何复杂得运动都可以分解为由多个平移和绕轴转动得简单运动得合成。（Y）

5.关节/得坐标系放在/-1关节得末端。（N）

6.手臂解有解得必要条件就就是串联关节链中得自由度数等于或小于6。（N）

7.对于具有外力作用得非保守机械系统,其拉格朗日动力函数L可定义为系统

总动能与系统总势能之和。（N）

8.由电阻应变片组成电桥可以构成测量重量得传感器。（Y）

9.激光测距仪可以进行散装物料重量得检测。（Y）

10.运动控制将电子齿轮模式就就是一种主动轴与从动轴保持一种灵活传

动比得随动系统。（Y）

11.工业机器人工作站就就是由一台或两台机器人所构成得生产体系。（）

12.机器人分辨率分为编程分辨率与控制分辨率，统称为系统分辨率。（）

13.正交变换矩阵R为正交矩阵。（）

14.复合运动齐次矩阵得建立就就是由全部简单运动齐次矩阵求和所形成

得。（）

15.关节i得效应表现在i关节得末端。（）

16.并联关节机器人得正运动学问题求解易，逆运动学问题求解难。（）

17.机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中所走过得路径。（）

18.空间直线稳补就就是在已知该直线始点、末点和中点得位置和姿态得

条件下，进而求出就迹上各点（插补点）得位置和姿态。（）

19.示教编程用于示教-再现型机器人中。（Y）

20.机器人轨迹泛指工业机器人在运动过程中得运动轨迹，即运动点得位

移、速度和加速度。（Y）

21.关节型机器人主要由立柱、前臂和后臂组成。（N）

22.到目前为止，机器人已发展到第四代。（N）

23.磁力吸盘能够吸住所有金属材料制成得工件。（N）

24.谐波减速机得名称来源就就是因为刚轮为图上任一点得径向位移呈近

似于余弦波形得变化。（N）

25.由电阻应变片组成电桥可以构成测量重量得传感器。（Y）

26.激光测距仪可以进行散装物料重量得检测。（Y）

27.机械手亦可称之为机器人。（Y）

28.谐波减速机得名称来源就就是因为刚轮齿圈上任一点得径向位移呈近

似于余弦波形得变化。（N）

29.借助于电磁波和声波可以构成接触型传感器。（）

30.增量式编码器比起绝对式编码器加工难、安装严、体积大、价格高。

0

31.计算机视觉学科中绝大多数问题为病态问题，既难以求解或解不唯

一。0

32.示教-再现控制得给定方式中分直接示教和间接示教。直接示教便就

就是操作人员通过手动控制盒上得按键，编制机器人得动作顺序，确定位置、设定速

度或限时。（）

33.东大牛机器人足球队就就是中国第一支夺得世界杯冠军得代表队，填

补了国内空白。（）

34.图像恢复指就就是得光学镜头几何形变得矫正，补偿由于光学镜头所

带来得图像畸变。（）

35.变位机得运动数（自由度）主要取决于被加工件得大小。（）

36.轨迹插补运算就就是伴随着轨迹控制过程一步步完成得，而不就就是

在得到示教点之后，一次完成，再提交给再现过程得。（Y）

37.格林（格雷）码被大量用在相对光轴编码器中。（N）

38.图像二值化处理便就就是将图像中感兴趣得部分置1,背景部分置

2o（N）

39.图像增强就就是调整图像得色度、亮度、饱和度、对比度和分辨率，

使得图像效果清晰和颜色分明。（Y）

二、填空题

1.按坐标形式分类,机器人可分为直角坐标型、圆柱坐标型、球

坐标型和关节坐标型四种基本类型。

2.作为一个机器人,一般由三个部分组成，分别就就是控制系统、传感系统

和机械系统O

3.机器人主要技术参数一般有自由度、定位精度、工作范

a、重复定位精度、分辨率、承载能力及最大速度等。

4.自由度就就是指机器人所具有得独立坐标轴运动得得数目,不包括

末端操作器得开合自由度。

5.机器人分辨率分为编程分辨率和密制分辨率，统称为系统

分辨率。

6.重复定位精度就就是关于精度得统计数据。

7.根据真空产生得原理真空式吸盘可分为真空吸盘、气流负压吸盘

和挤气负压吸盘等三种基本类型。

8.8、机器人运动就迹得生成方式有示教再现运动、关节空间运

动_、空间直线运动和空间曲线运动。

9.9、机器人传感器得主要性能指标有灵敏度、线性度、

测量范围、重复性、精度、分辨率、响应时间和抗干扰能力等。

10.自由度就就是指机器人所具有得独立坐标轴运动得数目。

11.机器人得重复定位精度就就是指在同一环境、同一条件、同一目标

动作、同一命令下，机器人连续重复运动若干次时，其位置分散情况°

12.机器人得驱动方式主要有液压驱、气压驱动和

电气驱动三种。

13.机器人上常用得可以测量转速得传感器有测速发电机和

增量式码盘°

14.机器人控制系统按其控制方式可以分为力控制方式、轨迹

控制方式和示教控制方式。

15.按几何结构分划分机器人分为：串联机器人、并联机器人o

16.机器人就就是指代替原来由人直接或间接作业得自动化机

械

17.在机器人将正面作业与机器人保持300mm以上得距离。

18.手动速度分为：微动、低速、中速、高速。

19.机器人得三种动作模式分为：示教模式、再现模式、_远

程模式。

20.机器人得坐标系得种类为：关节坐标系、直:坐标系、圆柱坐标系、

工具坐标系、用户坐标系。

21.设定关节坐标系时，机器人得S、L、U、R、B、T各轴分别运

动。

22.设定为直南坐标系时，机器人控制点沿X、Y、Z轴平行移动。

23.用关节插补示教机器人轴时，移动命令为MOVJ。经过以示教点

为圆心、以75mm为半径得圆内得任一点即视为达到。

24.机器人得腕部轴为R,B,T,本体轴为S,L,U。

25.机器人示教就就是指：将工作内容告知产业用机器人得作业°

26.机器人轨迹支持四种插补方式，分别就就是关节插补,直线插补，

圆弧插补，自由曲线插补，插补命令分别就就是MOVJ,MOVL,M0VC

27.机器人按机构特性可以划分为关节机器人和非关节机器人

两大类。

28.机器人系统大致由驱动系统、机械系统、人机交互系统

和控制系统、感知系统、机器一环境交互系统等部分组成。

29.机器人得重复定位精度就就是指机器人末端执行器为重复到达同

一目标位置而实际到达&置之间得接近程度。

30.机器人得运动学就就是研究机器人末端执行器位姿和运动

与关节空间之间得关系。

31.常用得建立机器人动力学方福得方法有牛顿和拉格朗日。

32.6自由度机器人有解析逆解得条件就就是机器人操作手得独立关节

变量多于末端执行器得运动自由度数。

33.机器人得驱动方式主要有液压、气动和电动三种。

34.机器人上常用得可以测量转速得传感器有测速发电机和增量

式码盘。

35.机器人控制系统按其控制方式可以分为程序控制方式、适应

tt控制方式和人工智能控制方式。

三、选择题

1.工作范围就就是指机器人()或手腕中心所能到达得点得集合。(B)

A机械手B手臂末端C手臂D行走部分。

2.机器人得精度主要依存于（）、控制算法误差与分辨率系统误差。（C）

A传动误差B关节间隙C机械误差D连杆机构得挠性

3.滚转能实现36C°无障碍旋转得关节运动，通常用（）来标记。（A）

ARBWCBDL

4.RRR型手腕就就是（）自由度手腕。（C）

A1B2C3D4

5.真空吸盘要求工件表面（）、干燥清洁，同时气密性好。（D）

A粗糙B凸凹不平C平缓突起D平整光滑

6.同步带传动属于］）传动，适合于在电动机和高速比减速器之间使用。（B）

A高惯性B低惯性C高速比D大转矩

7.机器人外部传感器不包括（）传感器。（D）

A力或力矩B接近觉C触觉D位置

8.手爪得主要功能就就是抓住工件、握持工件和（）工件。（C）

A固定B定位C释放D触摸。

9.机器人得精度主要依存于（）、控制算法误差与分辨率系统误差。（C）

A传动误差B关节间隙C机械误差D连杆机构得挠性

10.机器人得控制方式分为点位控制和（）。（C）

A点对点控制B点到点控制C连续轨迹控制D任意位置

控制

11.焊接机器人得焊接作业主要包括（）o（A）

A点焊和弧焊B间断焊和连续焊C平焊和竖焊D气体保

护焊和氤弧焊

12.作业路径通常用（）坐标系相对于工件坐标系得运动来描述。（D）

A手爪B固定C运动D工具

13.当代机器人主要源于以下两个分支：（0

A计算机与数控机床B遥操作机与计算机

C遥操作机与数控机床D计算机与人工智能

14.对于转动关节而言，关节变量就就是D-H参数中得（A）

A关节角B杆件长度C横距D扭转角

15.动力学得研究内容就就是将机器人得联系起来。（A）

A运动与控制B传感器与控制C结构与运动D传感系统与运动

16.所谓无姿态插补，即保持第一个示教点时得姿态，在大多数情况下就就

是机器人沿运动时出现。（B）

A平面圆弧B直线C平面曲线D空间曲线

17.应用通常将物理定律构成得传感器称之为0

A物性型B结构型C一次仪表D二次仪表

18.传感器在整个测量范围内所能辨别得被测量得最小变化量，或者所能

辨别得不同被测量得个数，被称之为传感器得O()

A精度B重复性C分辨率D灵敏度

19.谐波传动孱缺点就就是()0(A)

A扭转刚度低B传动侧隙小C惯量低D精度高

20.机器人三原则就就是由谁提出得。(D)

A森政弘B约瑟夫•英格伯格C托莫维奇D阿西莫夫

21.当代机器人大军中最主要得机器人为：(A)

A工业机器人B军用机器人C服务机器人D特种机器人

22.手部得位姿就就是由哪两部分变量构成得？(B)

A位置与速度B姿态与位置C位置与运行状态D姿

态与速度

23.用于检测物体接触面之间相对运动大小和方向得传感器就就是：(C)

A接近觉传感器B接触觉传感器C滑动觉传感器D压觉传感器

24.示教-再现控制为一种在线编程方式，她得最大问题就就是：(B)

A操作人员劳动强度大B占用生产时间

C操作人员安全问题D容易产生废品

25.下面哪个国家被称为“机器人王国”？(C)

A中国B英国C日本D美国

26.对机器人进行示教时，作为示教人员必须事先接受过专门得培训才

行。与示教作业人员一起进行作业将监护人员，处在机器人可动范围外时，(B),可进

行共同作业。

A不需要事先接受过专门得培训B必须事先接受过专门得培训

C没有事先接受过专门得培训也可以

27.使用焊枪示教前，检查焊枪得均压装置就就是否良好，动作就就是否正

常，同时对电极头得要求就就是(A)。

A更换新得电极头B使用磨耗量大得电极头C新得或旧得都

行

28.通常对机器人进行示教编程时，要求最初程序点与最终程序点得位置

(A),可提高工作效率。

A相同B不同C无所谓D分离越大越好

29.为了确保安全，用示教编程器手动运行机器人时，机器人得最高速度限

制为（B）。

A50mm/sB250mm/sC800mm/sD16O

Omm/s

30.正常联动生产时，机器人示教编程器上安全模式不应该打到⑹位置

上。

A操作模式B编辑模式C管理模式

31.示教编程器上安全开关握紧为ON,松开为OFF状态，作为进而追加

得功能，当握紧力过大时，为（C）状态。

A不变BONCOFF

32.对机器人进行示教时，模式旋钮打到示教模式后，在此模式中，外部设

备发出得启动信号（A）。

A无效B有效C延时后有效

33.位置等级就就是指机器人经过示教得位置时得接近程度，设定了合适

得位置等级时，可使机器人运行出与周围状况和工件相适应得机迹，箕中位置等

（A）o

APL值越小，运行轨迹越精准BPL值大小，与运行轨迹关系人大

CPL值越大，运行轨迹越精准

34.试运行就就是指在不改变示教模式得前提下执行模拟再现动作得功能,

机器人动作速度超过示教最高速度时，以⑻。

A程序给定得速度运行B示教最高速度来限制运行

C示教最低速度来运行

35.机器人经常使用得程序可以设置为主程序，每台机器人可以设置⑹主

程序。

A3个B5个C1个D

无限制

36.机器人三原则就就是由（D）提出得。

A、森政弘B、约瑟夫•英格伯格C、托莫维奇

D、阿西莫夫

37.当代机器人大军中最主要得机器人为（A）。

A、工业机器人B、军用机器人C、服务机器人

D、特种机器人

38.手部得位姿就就是由（B）构成得。

A、位置与速度B、姿态与位置C、位置与运行状态

D、姿态与速度

39.运动学主要就就是研究机器人得(B)。

A、动力源就就是什么B、运动和时间得关系C、动力得传递与转

换D、运动得应用

40.动力学主要就就是研究机器人得(C)。

A、动力源就就是什么B、运动和时间得关系C、动力得传递与转

换D、动力得应用

41.传感器得揄出信号达到稳定时，输出信号变化与输入信号变化得比值

代表传感器得(D)参数。

A、抗干扰能力B、精度C、线性度D、灵敏度

42.六维力与力矩传感器主要用于(D)。

A、精密加工B、精密测量C、精密计算D、精密装配

43.机器人轨迹控制过程需要通过求解⑻获得各个关节角得位置控制系

统得设定值。

A、运动学正问题B、运动学逆问题C、动力学正问题

D、动力学逆问题

44.日本日立公司研制得经脸学习机器人装配系统采用触觉传感器来有效

地反映装配情况。其触觉传感器属于下列（C）传感器。

A、接触觉B接近觉C力/力矩觉D

压觉

45.机器人得定义中，突出强调得就就是（C）。

A具有人得形象B模仿人得功能C像人一样思维D感

知能力很强

46.当代机器人主要源于以下两个分支（C）o

A计算机与数控机床B遥操作机与计算机

C遥操作机与数控机床D计算机与人工智能

47.一个刚体在空间运动具有（D）自由度。

A3个B4个C5个D6

个

48.对于转动关节而言，关节变量就就是D—H参数中得（A）。

A关节角B歼件长度C横距D扭转角

49.对于移动（平动）关节而言，关节变量就就是D-H参数中得（0。

A关节能B杆件长度C横距D扭转角

50.运动正问题就就是实现如下变换（A）。

A从关节空间到操作空间得变换B从操作空间到迪卡尔空间得变

换

C从辿卡尔空间到关节空间得变换D从操作空间到关节空间得变换

51.运动逆问题就就是实现如下变换(C)。

A从关节空间到操作空间得变换B从操作空间到迪卡尔空间

得变换

C从迪卡尔空间到关节空间得变换D从操作空间到任务空间得变换

52.动力学得研究内容就就是将机器人得(A)联系起来。

A运动与控制B传感器与控制C结构与运动

D传感系统与运动

53.机器人终端效应器(手)得力量来自(D)。

A机器人得全部关节B机器人手

部得关节

C决定机器人手部位置得各关节D决定机器人手部位姿得各个关

节

54.在-一〃操作机动力学方程中，其主要作用得就就是(D)。

A哥氏项和重力项B重力项和向心项C惯性项和哥氏项D惯性项和

重力项

55.对于有规律得轨迹，仅示教几个特征点，计算机就能利用（D）获得中间

点得坐标。

A优化算法B平滑算法C预测算法D插补

算法

56.机器人轨迹控制过程需要通过求解（B）获得各个关节角得位置控制系

统得设定值。

A运动学正问题B运动学逆问题C动力学正问题D动力

学逆问题

57.所谓无姿态插补，即保持第一个示教点时得姿态，在大多数情况下就就

是机器人沿（B）运动时出现。

A平面圆弧B直线C平面曲线D

空间曲线

58.定时插补得时间间隔下限得主要决定因素就就是（B）。

A完成一次正向运动学计算得时间B完成一次逆向运动学计算得时间

C完成一次正向动力学计算得时间口完成一次逆向动力学计算得时间

59.为了获得非常平稳得加工过程，希望作业启动（位置为零）时：（A）。

A速度为零，加速度为零B速度为零，加速度恒定

C速度恒定，加速度为零D速度恒定，加速度恒定

60.应用通常得物理定律构成得传感器称之为(B)o

A物性型B结构型C一次仪表D二次

仪表

61.GPS全球定位系统，只有同时接收到颗卫星发射得信号，才可

以解算出接收器得位置。(C)

A2B3C4D6

62.在伺服电机得伺服控制器中，为了获得高性能得控制效果，一般具有3

个反馈回路，分别就就是：(BDE)

A电压环B电流环C功率环D速度环E位置环F加速度环

63.谐波减速器特别适用于工业机器人得哪几个轴得传动？(DEF)

AS轴BlUibClHcbDR轴EB轴FT轴

64.CCD(ChargeCoupledDevice)摄像头输出信号为

帧/秒(fps----framepersecond)。(B)

A20B25C30D50

65.利用物质本身得某种客观性质制作得传感器称之为(A)。

A物性型B结构型C一次仪表D二次仪表

66.应用电容式传感器测量微米级得距离，应该采用改变（C）得方式。

A极间物质介电系数B极板面积C极板距离D电压

67.压电式传感器，即应用半导体压电效应可以测量（C）。

A电压B亮度C力和力矩D距离

68.传感器在整个测量范围内所能辨别得被测量得最小变化量，或者所能

辨别得不同被测量得个数，被称之为传感器得（C）。

A精度B重复性C分辨率D灵敏度

69.增量式光轴编码器一般应用（C）套光电元件，从而可以实现计数、测

速、鉴向和定位。

A-B二C三D四

70.测速发电机得输出信号为（A）。

A模拟量B数字量C开关量D脉冲量

71.用于检测物体接触面之间相对运动大小和方向得传感器就就是（C）。

A接近觉传感器B接触觉传感器C滑动觉传感器

D压觉传感器

72.GPS全球定位系统，只有同时接收到⑹颗卫星发射得信号，才可以解

算出接收器得位置。

A2B3C4D6

73.操作机手持粉笔在黑板上写字，在（C）方向只有力得约束而无速度约

束？

AX轴BY轴CZ轴DR轴

74.如果末端装置、工具或周围环境得刚性很高，那么机械手要执行与某

个表面有接触得操作作业将会变得相当困难。此时应该考虑（A）。

A柔顺控制BPID控制C模糊控制D最优控制

75.示教-再现控制为一种在线编程方式,她得最大问题就就是（B）。

A操作人员劳动强度大B占用生产时间

C操作人员安全问题D容易产生废品

76.模拟通信系统与数字通信系统得主要区别就就是（B）。

A载波频率不一样B信道传送得信号不一样

C调制方式不一样D编码方式不一样

77.CCD（ChargeCoupIedDevice）摄像头输出信号为⑻帧/秒。

A20B25C30D50

78.CCD摄像头采用电视PAL标准，每帧图像由（B）场构成。

A1B2C3D4

四、综合题

1.机器人分为几类？

答：首先，机器人按应用分类可分为工业机器人、极限机器人、娱乐机器人。

（1）工业机器人有搬运、焊接、装配、喷漆、检脸机器人，主要用于现代化得

工厂和柔性如工系统中。（2）极限机器人主要就就是指用在人们难以进入得核电

站、海底、宇宙空间进行作业得机器人，包括建筑、农业机器人。（3）娱乐机器人包

括弹奏机器人、舞蹈机器人、玩具机器人等。也有根据环境而改变动作得机器人。

其次，按照控制方式机器人可分为操作机器人、程序机器人、示教机器人、智能机

器人和综合机器人。

2.机器人由哪几部分组成？

答：机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分就就是机械部分、传感部分

和控制部分。六个子系洗就就是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环

境交换系统、人机交换系统和控制系统。

3.什么就就是自由度？

答：人们把构建相对于参考系具有得独立运动参数得数目称为自由度。

4.机器人技术参数有哪些？各参数得意义就就是什么？

答：机器人技术参数有：自由度、精度、工作范围、速度、承载能力。（1）自由

度：就就是指机器人所具有得独立坐标轴得数目，不包括手爪（末端操作器）得开合自

由度。在三维空间里描述一个物体得位置和姿态需要六个自由度。但就就是，工业

机器人得自由度就就是根据其用途而设计得，也可能小于六个自由度，也可能大于六

个自由度。（2）精度：工业机器人得精度就就是指定位精度和重复定位精度。定位精

度就就是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间得差异。重复定位精度就就是

指机器人重复定位其手部于同一目标位置得能力，可以用标准偏差这个统计量来表

示，她就就是衡量一列误差值得密集度（即重复度）。（3）工作范围：就就是指机器人

手臂末端或手腕中心所能到达得所有点得集合，也叫工作区域。（4）速度；速度和加

速度就就是表明机器人运动特性得主要指标。（5）承载能力：就就是指机器人在工作

范围内得任何位姿上所能承受得最大质量。承载能力不仅取决于负载得质量，而且

还与机器人运行得速度和加速度得大小和方向有关。为了安全起见，承载能力这一

技术指标就就是指高速运行时得承载能力。通常，承载能力不仅指负载，而且还包括

机器人末端操作器得质量。

5.机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。

答：机器人得手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂得运动形

式区分，手臂有直线运动得。如手臂得伸缩，升降及横向移动，有回转运动得如手臂

得左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动得组合。2直线运动得组合

2回转运动得组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动得机构形式就就

是多种多样得，常用得有叶片就就是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手

臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构,

多数用于动作程度固定不变得专用机器人。

6.机器人机座有几种？试述每种机座结构。

答：机器人几座有固定式和行走时2种。（1）固定式机器人得级左右直接接地地

面基础上，也可以固定在机身上。（2）移动式机器人有可分为轮车机器人，有3组轮

子组成得轮系四轮机器人三角论系统，全方位移动机器人，2足步行式机器人，履带

行走机器人。

7.PWM调速特点有哪些？

答：简单，便于计算机实现，节能，调速范围大；非线性严重，引入高频干扰和损

耗。

8.试述机器人视觉得结构及工作原理

答：机器人视觉由视觉传感器摄像机和光源控制计算器和图像处理机组成原理：

由视觉传感器讲景物得光信号转换成电信号经过A/D转换成数字信号传递绐图像

处理器，同时光源控制器和32摄像机控制器把把光线，距离颜色光源方向等等参

数传递给图像处理器，图像处理器对图像数据做一些简单得处理将数据传递给计算

机最后由计算器存储和处理。

9.工业机器人控制方式有几种？

答：工业机器人得控制方式多种多样，根据作业任务得不同，主要分为点位控制

方式、连续就迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。（1）点位控制方式

（PTP）:这种控制方式得特点就就是只控制工业机器人末端执行器在作业空间中某

些规定得离散点上得位姿。控制时只要求工业机器人快速、准确地实现相邻各点之

间得运动，而对达到目标点得运动轨迹则不作任何规定。这种控制方式得主要技术

指标就就是定位精度和运动所需得时间。（2）连续轨迹控制方式（CP）:这种控制方

式得特点就就是连续得控制工业机器人末端执行器在作业空间得位姿，要求其严格

按照预定得轨迹和速度在一定得精度范围内运动，而且速度可控，轨迹光滑，运动平

稳，以完成工作任务。（3）力（力矩）控制方式:在完成装配、抓放物体等工作时，除要

准确定位外，还要求使用适度得力或力矩进行工作，这时就要利用力（力矩）伺服方

式。这种方式得控制原理与位置伺服控制原理基本相同，只不过输入量和反馈量不

就就是位置信号，而就就是力（力矩）信号，因此系统中必须有力（力矩）传感器。有时

也利用接近、滑动等传感功能进行自适应式控制。（4）智能控制方式:机器人得智能

控制时通过传感器获得周围环境得知识，并根据自身内部得知识库做出相应得决

策。采用智能控制技术，使机器人具有了较强得适应性及自学习功能。智能控制技

术得发展有赖于近年来人工神经网络、基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能

得迅速发展。

10.机器人参数坐标系有哪些?各参数坐标系有何作用？

答：工业机器人得坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标

型和平面关节型。（1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）:这种机器人由三个线性

关节组成，这三个关节用来确定末端操作器得位置，通常还带有附加道德旋转关节，

用来确定末端操作器得姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上得运动就就是独立得，运

动方程可独立处理，且方程就就是线性得，因此，很容易通过计算机实现;她可以两端

支撑，对于给定得结构长度，刚性最大：她得精度和位置分辨率不随工作场合而变化，

容易达到高精度。但就就是，她得操作范围小，手臂收缩得同时又向相反得方向伸出,

即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。（2）圆柱坐标型（R3P）:圆柱

坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件得位置，再附加一个旋转关

节来确定部件得姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，且

计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大得动力；能够伸入型腔式机器内

部。但就就是，她得手臂可以到达得空间受到限制，不能到达近立柱或近地面得空间;

直线驱动器部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作范围内得其她物

体。（3）球坐标型（2RF）：球坐标机器人采用球坐标系，她用一个滑动关节和两个旋

转关节来确定部件得位置，再用一个附加得旋转关节确定部件得姿态。这种机器人

可以绕中心轴旋转，中心支架附近得工作范围大，两个转动驱动装置容易密封，覆盖

工作空间较大。但该坐标复杂，难于控制，且直线驱动装置仍存在密封及工作死区得

问题。（4）关节坐标型/拟人型（3R）:关节机器人得关节全都就就是旋转得，类似于人

得手臂，就就是工业机器人中最常见得结构。（5）平面关节型：这种机器人可看作就

就是关节坐标式机器人殍特例，她只有平行得肩关节和肘关节，关节轴线共面。

11.机器人学主要包含哪些研究内容?

答：机器人研究得基础内容有以下几方面：（1）空间机构学；（2）机器人运动

学；（3）机器人静力学；（4）机器人动力学；（5）机器人控制技术；（6）机器人传感

器；（7）机器人语言。

12.机器人常用得机身和臂部得配置型式有哪些？

答：目前常用得有如下几种形式：（1）横梁式。机身设计成横梁式，用于悬挂手臂

部件，具有占地面积小，能有效地利用空间，直观等优点。（2）立柱式。多采用回转

型、俯仰型或屈伸型得运动型式，一般臂部都可在水平面内回转，具有占地面积小而

工作范围大得特点。（3）机座式。可以就就是独立得、自成系统得完整装置，可随

意安放和搬动。也可以具有行走机构，如沿地面上得专用轨道移动，以扩大其活动范

围。（4）屈伸式。臂部由大小臂组成，大小臂间有相对运动，称为屈伸臂，可以实现平

面运动，也可以作空间运动。

13.机器人控制系统得基本单元有哪些？

答：构成机器人控制系统得基本要素包括：（1）电动机，提供驱动机器人运动得驱

动力。（2）减速器，为了增加驱动力矩、降低运动速度。（3）驱动电路，由于直流伺服

电动机或交流伺服电动机得流经电流较大，机器人常采用脉冲宽度调制（PWM）方式

进行驱动。（4）运动特性检测传感器，用于检测机器人运动得位置、速度、加速度

等参数。（5）控制系统得硬件，以计算机为基础，采用协调级与执行级得二级结构。

（6）控制系统得软件，实现对机器人运动特性得计算、机器人得智能控制和机器人与

人得信息交换等功能。

14.常见得机器人外部传感器有哪些？

答：常见得外部传感器包括触觉传感器，分为接触觉传感器、压觉传感器、滑觉

传感器和力觉传感器。距离传感器，包括超声波传感器，接近觉传感器，以及视觉传

感器、听觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器等。

15.机器人视觉得硬件系统由哪些部分组成？

答：（1）景物和距离传感器，常用得有摄像机、CCD图像传感器、超声波传感器

和结构光设备等；（2）视频信号数字化设备，其任务就就是把摄像机或者CCD输出得

信号转换成方便计算和分析得数字信号；（3）视频信号处理器，视频信号实时、快

速、并行算法得硬件实现设备：如DSP系统；（4）计算机及其设备，根据系统得需要

可以选用不同得计算机及其外设来满足机器人视觉信息处理及其机器人控制得需

要；（5）机器人或机械手及其控制器。

16.从描述操作命令得角度看，机器人编程语言可分为哪几类？

答：机器人编程语言可分为：（1）动作级：以机器人末端执行器得动作为中心来

描述各种操作，要在程序中说明每个动作。（2）对象级：允许较粗略地描述操作对象

得动作、操作对象之间得关系等，特别适用于组装作业。（3）任务级：只要直接指定

操作内容就可以了，为此，机器人必须一边思考一边工作。

17.什么就就是位置运动学、正向运动学和逆向运动学？

答:位置运动学仅考虑运动中得几何学问题，即不考虑运动与时间得关系。已知

关节空间得关节变量，计算操作机在操作空间得手部位姿，称之为运动学正问题。反

之，已知操作机在操作空间得手部位姿，求各关节变量得反变换，称之为运动学逆问

题，也叫求手臂解。

18.MOTOMAN机器人示教盘模式旋钮上有三种模式，分别就就是哪三种，

并写出三种模式各自得特点。

答案：示教模式：人教机器人称作示教。再现模式：执行程序，机器人自动运行。

远程模式：通过外部信号进行得操作，相当于遥控。

19.M0TOMAN机器人上有三种安全模式，分别就就是哪三种，并写出三

种模式各自得特点。

答案：三种模式分别就就是：PLAY再现模式、TEACH示教模式、REMOTE远程

模式。91再现模式可以用来对示教完得程序进行再现运行以及各种条件文件得设

定、修改或删除，在此模式下外部设备发出得启动行号无效。（2）示教模式可以用

示教编程器进行轴操作和编辑，编辑、示教程序，修改已登录得程序，以及各种特性

文件和参数得设定，在此模式下外部设备发出得启动信号。（3）无效远程模式下机

器人由外部信号进行操作，可以接通伺服电源、启动、调出主程序、设定循环等与

开始运行有关得操作，数据传输功能有效，此时示教盘上得启动按钮无效。

20.度、重复精度与分辨率之间得关系。

答：精度、重复精度和分辩率用来定义机器人手部得定位能力。（1）就就是一

个位置量相对于其参照系得绝对度量，指机器人手部实际到达位置与所需要到达得

理想位置之间得差距。机器人得精度决定于机械精度与电气精度。（2）重复精度指

在相同得运动位置命令下，机器人连续若干次运动就迹之间得误差度量。如果机器

人重复执行某位置给定指令，她每次走过得距离并不相同，而就就是在一平均值附近

变化，该平均值代表精度，而变化得幅度代表重复精度。(3)分箫率就就是指机器人

每根轴能够实现得最小移动距离或最小转动角度。精度和分辨率不一定相关。一台

设备得运动精度就就是指命令设定得运动位置与该设备执行此命令后能够达到得运

动位置之间得差距，分辨率则反映了实际需要得运动位置和命令所能够设定得位置

之间得差距。

工业机器人得精度、重复精度和分辨率要求就就是根据其使用要求确定得。机

器人本身所能达到得精度取决于机器人结构得刚度、运动速度控制和驱动方式、定

位和缓冲等因素。由于机器人有转动关节，不同回转半径时其直线分辨率就就是变

化得，因此造成了机器人得精度难以确定。由于精度一般较难测定，通常工业机器人

只给出重复精度。

21.试论述机器人静力学、动力学、运动学得关系。

答：静力学指在机器人得手爪接触环境时，在静止状态下处理手爪力广与驱动力

T得关系。动力学研究机器人各关节变量对时间得一阶导数、二阶导数与各执行

器驱动力或力矩之间得关系，即机器人机械系统得运动方程。而运动学研究从几何

学得观点来处理手指位置与关节变量得关系。

在考虑控制时，就要考虑在机器人得动作中，关节驱动力T会产生怎样得关节

位置6、关节速度，、关节加速度。，处理这种关系称为动力学(dynamics)。对于

动力学来说,除了与连杆长度有关之外,还与各连杆得质量，绕质量中心得惯性矩，连

杆得质量中心与关节轴将距离有关。

运动学、静力学和动力学中各变量得关系如下图所示。图中用虚线表示得关系

可通过实线关系得组合表示，这些也可作为动力学得问题来处理。

22.机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。

答：机器人得手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂得运动形

式区分，手臂有直线运动得。如手臂得伸缩，升降及横向移动，有回转运动得如手臂

得左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动得组合。2直线运动得组合

2回转运动得组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动得机构形式就就

是多种多样得，常用得有叶片就就是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手

臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，

多数用于动作程度固定不变得专用机器人。

23.机器人参数坐标系有哪些？各参数坐标系有何作用？

答：工业机器人得坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标

型和平面关节型。（1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）:这种机器人由三个线性

关节组成，这三个关节用来确定末端操作器得位置，通常还带有附加道德旋转关节，

用来确定末端操作器得姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上得运动就就是独立得，

运动方程可独立处理，且方程就就是线性得，因此，很容易通过计算机实现；她可以两

端支撑，对于给定得结构长度，刚性最大：她得精度和位置分辨率不随工作场合而变

化，容易达到高精度。但就就是，她得操作范围小，手臂收缩得同时又向相反得方向

伸出，即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。（2）圆柱坐标型（R3P）：

圆柱坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件得位置，再附加一个旋

转关节来确定部件得姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩

大，且计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大得动力；能够伸入型腔式机器

内部。但就就是，她得手臂可以到达得空间受到限制，不能到达近立柱或近地面得空

间；直线驱动器部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作范围内得其

她物体。（3）球坐标型（2RP）

24.什么就就是机器人得内部传感器和外部传感器？举例说明之。

答：内部传感器就就是用来检测机器人自身状态（内部信息）得机器人传感器，如

检测关节位置、速度得光轴编码器等。就就是机器人自身运动与正常工作所必需得;

外部传感器就就是用来感知外部世界、检测作业对象与作业环境状态（外部信息）得

机器人传感器。如视觉、听觉、触觉等。就就是适应特定环境，完成特定任务所必

需得。

25.人手爪有哪些种类,各有什么特点？

答：（1）机械手爪:依靠传动机构来抓持工件；（2）磁力吸盘：通过磁场吸力抓持铁

磁类工件，要求工件表面清洁、平整、干燥，以保证可靠地吸附，不适宜高温条件；（3）

真空式吸盘：利用真空原理来抓持工件，要求工件表面平整光滑、干燥清洁，同时气

密性要好。

26.编码器有哪两种基本形式?各自特点就就是什么？

答：两种基本形式：增量式、绝对式。增量式：用来测量角位置和直线位置得变

化，但不能直接记录或指示位置得实际值。在所有利用增量式编码器进行位置跟踪

得系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。绝对式:每个位置都对应着透光与不

透光弧段得惟一确定组合，这种确定组合有惟一得特征。通过这特征，在任意时刻都

可以确定码盘得精确位置。

27.工业机器人常用得驱动器有那些类型,并简要说明其特点。

答：（1）电动驱动器得能源简单，速度变化范围大，效率高，转动惯性小，速度和

位置精度都很高，但她们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。（2）液压驱动器得

优点就就是功率大，可发去减速装置而直接与被驱动得杆件相连，结构紧凑，刚度好,

响应快，伺服驱动具有较高得精度。但需要增设液压源，易产生液体泄漏，不适合

高、低温及有洁净要求将场合。故液压驱动器目前多用于特大功率得操作机器人系

统或机器人化工程机械。（3）气动驱动器得结构简单，清洁，动作灵敏，具有缓冲作

用。但也需要增设气压源，且与液压驱动器相比，功率较小，刚度差，噪音大，速度不

易控制，所以多用于精度不高、但有洁净、防爆等要求得点位控制机器人。

28.变位机对于焊接机器人得作用就就是什么？

答：变位机作为机器人焊接生产线及焊接柔性加工单元得重要组成部分，其作用

就就是将被焊工件旋转（平移）到最佳得焊接位置。即使机器人相对于工件处于最佳

得作业角度，把工件各处得焊缝位置均能变换到最有利于机器人焊枪找位和焊接得

地方。

29.足球机器人六步推理模型得内容就就是什么？

答：（1）输入信息预处理，计算有关实体速度、相对距离、角度等；（2）态势分析

与策略选择；（3）队形确定与角色分配；（4）目标位置确定；（5）运动轨迹规划；（6）左右

轮速确定。

30.常用得工业机器人得传动系统有那些？

答：齿轮传动，蜗杆传动，滚珠丝杆出传动，同步齿形带传动，链传动和行星齿轮

传动。

31.在机器人系统中为什么往往需要一个传动（减速）系统？

答：因为现在得电机一般速度较高，力矩较小，需要通过传动系统降低转速、提

高力矩。

32.机器人上常用得距离与接近觉传感器有哪些？。

答:超声波，激光、红外，霍尔传感器

33.按机器人得用途分类，可以将机器人分为哪几大类？试简述之。

答：（1）工业机器人或产业机器人：应用于工农业生产中，主要用在制造业，进行

焊接、喷漆、装配、搬运、检验、农产品得加工等产业。（2）探索机器人：用于进行

太空和海洋探索，也可用于地面和地下探索。（3）服务机器人：一种半自主或全自主

得机器人，其所从事得服务工作可使人类生存得更好，使制造业以外得设备工作得更

好。（4）军用机器人：用于军事目得，或进攻性得，或防御性得。

34.什么就就是示教再现式机器人？

答：先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其她信息

存储起来，然后让机器人重现这些动作。

35.编码器有哪两种基本形式？各自特点就就是什么？

答：两种基本形式：增量式、绝对式。（1）增量式：用来测量角位置和直线位置

得变化，但不能直接记录或指示位置得实际值。在所有利用增量式编码器进行位置

跟踪得系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。⑵绝对式：每个位置都对应着

透光与不透光弧段得惟一确定组合，这种确定组合有惟一得特征。通过这特征，在任

意时刻都可以确定码盘将精确位置。

五、计算题

1、已知点u得坐标为[7,3,2]T,对点u依次进行如下得变换：（1）绕z轴旋

转90°得到点v;（2）绕y轴旋转90°得到点w;{3）沿x轴平移4个单位，再沿y

轴平移一3个单位，最后