東北大學機器人技術(shù)B試卷包含答案

1、東 北 大 學 繼 續(xù) 教 育 學 院 機器人技術(shù) 試 卷（作業(yè)考核 線上） B 卷學習中心： 院校學號： 姓名： （共 4 頁） 總分題號一二三四五六七八九十得分一、選擇題（4選1，多于4個的為多選題；共20分，每小題2分）打Ö1當代機器人主要源于以下兩個分支：1)計算機與數(shù)控機床 2)遙操作機與數(shù)控機床3)遙操作機與計算機 Ö 4)計算機與人工智能2運動學正問題是實現(xiàn)如下變換： 1)從操作空間到關(guān)節(jié)空間的變換 2)從操作空間到迪卡爾空間的變換 3)從迪卡爾空間到關(guān)節(jié)空間的變換 4)從關(guān)節(jié)空間到操作空間的變換Ö 3動力學的研究內(nèi)容是將機器人的_聯(lián)系起來。1)傳感

2、器與控制 2)運動與控制Ö 3)結(jié)構(gòu)與運動 4)傳感系統(tǒng)與運動4為了獲得非常平穩(wěn)的加工過程，希望作業(yè)啟動（位置為零）時： 1)速度恒定，加速度為零 2)速度為零，加速度恒定 3)速度為零，加速度為零Ö 4)速度恒定，加速度恒定5應用通常的物理定律構(gòu)成的傳感器稱之為1)結(jié)構(gòu)型Ö 2)物性型 3)一次儀表 4)二次儀表6測速發(fā)電機的輸出信號為 1)數(shù)字量 2)模擬量Ö 3)開關(guān)量 4)脈沖量7GPS全球定位系統(tǒng)，只有同時接收到_顆衛(wèi)星發(fā)射的信號，才可以解算出接收器的位置。1)2 2)3 3)4 Ö 4)68如果末端裝置、工具或周圍環(huán)境的剛性很高，那

3、么機械手要執(zhí)行與某個表面有接觸的操作作業(yè)將會變得相當困難。此時應該考慮： 1)PID控制 2)柔順控制Ö 3)模糊控制 4)最優(yōu)控制9諧波減速器特別適用于工業(yè)機器人的哪幾個軸的傳動？1)S軸 2)L軸 3)U軸4)R軸Ö 5)B軸 Ö 6)T軸Ö 10集控式足球機器人的智能主要表現(xiàn)在哪兩個子系統(tǒng)？ 1). 機器人小車子系統(tǒng) 2). 機器人視覺子系統(tǒng)Ö3). 機器人通信子系統(tǒng) 4). 機器人決策子系統(tǒng)Ö 5). 機器人總控子系統(tǒng)二、判斷題（回答Y/N，Y表示正確，N表示錯誤；共30分，每題2分）1復合運動齊次矩陣的建立是由全部簡單運動齊

4、次矩陣求和所形成的。（N ）2關(guān)節(jié)i的效應表現(xiàn)在i 關(guān)節(jié)的末端。（Y ）3增量式編碼器比起絕對式編碼器加工難、安裝嚴、體積大、價格高。（N ）4步進電動機一般作為閉環(huán)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。（N ）5示教-再現(xiàn)控制的給定方式中分直接示教和間接示教。直接示教便是操作人員通過手動控制盒上的按鍵，編制機器人的動作順序，確定位置、設(shè)定速度或限時。（ N ）6格林（格雷）碼被大量用在相對光軸編碼器中。（ N ）7東大牛牛機器人足球隊是中國第一支奪得世界杯冠軍的代表隊，填補了國內(nèi)空白。（Y ）8變位機的運動數(shù)（自由度）主要取決于被加工件的大小。（N ）9. 機器人的自由度數(shù)目就是機器人本體上所具有的轉(zhuǎn)軸數(shù)目。

5、（N ）10齊次變換矩陣的建立過程，便是在為機構(gòu)建立運動模型的過程。（ Y ）11串聯(lián)關(guān)節(jié)機器人的正運動學問題求解易，逆運動學問題求解難。（Y ）12在機器人動力學關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩表達式中，由于其重力項隨位姿變化很大，常常將其忽略。（ N ）13空間直線插補是在已知該直線始點、末點和中點的位置和姿態(tài)的條件下，進而求出軌跡上各點（插補點）的位置和姿態(tài)。（N ）14機器人分辨率分為編程分辨率與控制分辨率，統(tǒng)稱為系統(tǒng)分辨率。（Y ）15插補方式分為點位控制（PTP控制）和連續(xù)軌跡控制（CP控制），可是連續(xù)軌跡控制最終還是要實現(xiàn)點位控制。（ Y ）三、簡答題（共30分，每題6分） 1什么是機器人的內(nèi)部傳感器和

6、外部傳感器？舉例說明之。答：內(nèi)部傳感器是用來檢測機器人自身狀態(tài)（內(nèi)部信息）的機器人傳感器，如檢測關(guān)節(jié)位置、速度的光軸編碼器等。是機器人自身運動與正常工作所必需的；外部傳感器是用來感知外部世界、檢測作業(yè)對象與作業(yè)環(huán)境狀態(tài)（外部信息）的機器人傳感器。如視覺、聽覺、觸覺等。是適應特定環(huán)境，完成特定任務所必需的。2PWM調(diào)速特點有哪些？答：簡單，便于計算機實現(xiàn)，節(jié)能，調(diào)速，范圍大； 非線性嚴重，引入高頻干擾和損耗。3按照機器人的構(gòu)成機構(gòu)，機器人是如何進行分類的？ 答： 直角坐標機器人 圓柱坐標機器人 極坐標機器人多關(guān)節(jié)型機器人 串聯(lián)關(guān)節(jié)機器人 垂直關(guān)節(jié)機器人水平關(guān)節(jié)機器人 并聯(lián)關(guān)節(jié)機器人 串并聯(lián)關(guān)節(jié)機

7、器人4應用拉格朗日方程（函數(shù)）求解機器人動力學問題的優(yōu)點是什么？答：Lagrange 方程是以能量觀點建立起來的運動方程式，為了列出系統(tǒng)的運動方程式，只需要從兩個方面去分析，一個是表征系統(tǒng)運動的動力學量系統(tǒng)的動能和勢能，另一個是表征主動力作用的動力學量廣義力。由于理想約束反力不出現(xiàn)在方程組中，因此建立運動方程式時只需分析已知的主動力，而不必分析未知的約束反力。5氣動馬達相對于電動機的主要區(qū)別有哪些？答：1)、 單位功率尺寸小，重量輕適用于安裝在位置狹小的場合及手動工具上；2)、 馬達本身的軟特性使之能長期滿載工作，溫升較小，且有過載保護的性能。3)、 換向容易，操作簡單，可以實現(xiàn)無級調(diào)速，特別

8、適合頻繁啟動的場合；4)、 簡單的無級調(diào)速，從零到最大，操作靈活；5)、 有較高的起動轉(zhuǎn)矩，能帶載啟動；6)、 結(jié)構(gòu)簡單，氣動馬達使用壽命特別長；7)、 不受外部環(huán)境的影響，甚至在水中、多塵、潮濕、臟污等惡劣環(huán)境中；8)、 安全，防爆。但氣動馬達也具有輸出功率小，耗氣量大，效率低、噪聲大和易產(chǎn)生振動等缺點。四、分析與計算題（共20分，每題10分）1試對直流伺服方案和交流伺服方案進行比較解：直流伺服方案采用直流伺服電機，交流伺服方案采用交流伺服電機。由于變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，交流調(diào)速的可靠性與經(jīng)濟性不斷提高，因此交流伺服大有取代直流伺服的趨勢。直流電機由于整流子的存在，導致其制造、維護的困難，除在

9、特殊場合很少使用。交流伺服電動機除了不具有直流伺服電動機的缺點外，還具有轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)響應好，能在較寬的速度范圍內(nèi)保持理想的轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠等優(yōu)點。一般同樣體積下，交流電動機的輸出功率可比直流電動機高出10%70%。另外，交流電動機的容量可做得比直流電動機大，達到更高的轉(zhuǎn)速和電壓。目前在機器人系統(tǒng)中，90%的系統(tǒng)采用交流伺服電動機。 2機器人軌跡控制過程如圖所示。試列出各步的主要內(nèi)容。解： (1）通過示教過程得到機器人軌跡上特征點的位姿。對于直線需要得到起始點和終點，對于圓弧需要得到弧上三點； （2）根據(jù)軌跡特征（直線/園弧/其它）和插補策略（定時/定距/其它）進行相應的插補運算，求出該插補點的位姿值； （3）根據(jù)機器人逆運動學原理，求出手臂解，即對應于插