东北大学机器人技术B试卷包含答案

1、东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 机器人技术 试 卷（作业考核 线上） B 卷学习中心： 院校学号： 姓名： （共 4 页） 总分题号一二三四五六七八九十得分一、选择题（4选1，多于4个的为多选题；共20分，每小题2分）打Ö1当代机器人主要源于以下两个分支：1)计算机与数控机床 2)遥操作机与数控机床3)遥操作机与计算机 Ö 4)计算机与人工智能2运动学正问题是实现如下变换： 1)从操作空间到关节空间的变换 2)从操作空间到迪卡尔空间的变换 3)从迪卡尔空间到关节空间的变换 4)从关节空间到操作空间的变换Ö 3动力学的研究内容是将机器人的_联系起来。1)传感

2、器与控制 2)运动与控制Ö 3)结构与运动 4)传感系统与运动4为了获得非常平稳的加工过程，希望作业启动（位置为零）时： 1)速度恒定，加速度为零 2)速度为零，加速度恒定 3)速度为零，加速度为零Ö 4)速度恒定，加速度恒定5应用通常的物理定律构成的传感器称之为1)结构型Ö 2)物性型 3)一次仪表 4)二次仪表6测速发电机的输出信号为 1)数字量 2)模拟量Ö 3)开关量 4)脉冲量7GPS全球定位系统，只有同时接收到_颗卫星发射的信号，才可以解算出接收器的位置。1)2 2)3 3)4 Ö 4)68如果末端装置、工具或周围环境的刚性很高，那

3、么机械手要执行与某个表面有接触的操作作业将会变得相当困难。此时应该考虑： 1)PID控制 2)柔顺控制Ö 3)模糊控制 4)最优控制9谐波减速器特别适用于工业机器人的哪几个轴的传动？1)S轴 2)L轴 3)U轴4)R轴Ö 5)B轴 Ö 6)T轴Ö 10集控式足球机器人的智能主要表现在哪两个子系统？ 1). 机器人小车子系统 2). 机器人视觉子系统Ö3). 机器人通信子系统 4). 机器人决策子系统Ö 5). 机器人总控子系统二、判断题（回答Y/N，Y表示正确，N表示错误；共30分，每题2分）1复合运动齐次矩阵的建立是由全部简单运动齐

4、次矩阵求和所形成的。（N ）2关节i的效应表现在i 关节的末端。（Y ）3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。（N ）4步进电动机一般作为闭环伺服系统的执行机构。（N ）5示教-再现控制的给定方式中分直接示教和间接示教。直接示教便是操作人员通过手动控制盒上的按键，编制机器人的动作顺序，确定位置、设定速度或限时。（ N ）6格林（格雷）码被大量用在相对光轴编码器中。（ N ）7东大牛牛机器人足球队是中国第一支夺得世界杯冠军的代表队，填补了国内空白。（Y ）8变位机的运动数（自由度）主要取决于被加工件的大小。（N ）9. 机器人的自由度数目就是机器人本体上所具有的转轴数目。

5、（N ）10齐次变换矩阵的建立过程，便是在为机构建立运动模型的过程。（ Y ）11串联关节机器人的正运动学问题求解易，逆运动学问题求解难。（Y ）12在机器人动力学关节转矩表达式中，由于其重力项随位姿变化很大，常常将其忽略。（ N ）13空间直线插补是在已知该直线始点、末点和中点的位置和姿态的条件下，进而求出轨迹上各点（插补点）的位置和姿态。（N ）14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。（Y ）15插补方式分为点位控制（PTP控制）和连续轨迹控制（CP控制），可是连续轨迹控制最终还是要实现点位控制。（ Y ）三、简答题（共30分，每题6分） 1什么是机器人的内部传感器和

6、外部传感器？举例说明之。答：内部传感器是用来检测机器人自身状态（内部信息）的机器人传感器，如检测关节位置、速度的光轴编码器等。是机器人自身运动与正常工作所必需的；外部传感器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）的机器人传感器。如视觉、听觉、触觉等。是适应特定环境，完成特定任务所必需的。2PWM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。3按照机器人的构成机构，机器人是如何进行分类的？ 答： 直角坐标机器人 圆柱坐标机器人 极坐标机器人多关节型机器人 串联关节机器人 垂直关节机器人水平关节机器人 并联关节机器人 串并联关节机

7、器人4应用拉格朗日方程（函数）求解机器人动力学问题的优点是什么？答：Lagrange 方程是以能量观点建立起来的运动方程式，为了列出系统的运动方程式，只需要从两个方面去分析，一个是表征系统运动的动力学量系统的动能和势能，另一个是表征主动力作用的动力学量广义力。由于理想约束反力不出现在方程组中，因此建立运动方程式时只需分析已知的主动力，而不必分析未知的约束反力。5气动马达相对于电动机的主要区别有哪些？答：1)、 单位功率尺寸小，重量轻适用于安装在位置狭小的场合及手动工具上；2)、 马达本身的软特性使之能长期满载工作，温升较小，且有过载保护的性能。3)、 换向容易，操作简单，可以实现无级调速，特别

8、适合频繁启动的场合；4)、 简单的无级调速，从零到最大，操作灵活；5)、 有较高的起动转矩，能带载启动；6)、 结构简单，气动马达使用寿命特别长；7)、 不受外部环境的影响，甚至在水中、多尘、潮湿、脏污等恶劣环境中；8)、 安全，防爆。但气动马达也具有输出功率小，耗气量大，效率低、噪声大和易产生振动等缺点。四、分析与计算题（共20分，每题10分）1试对直流伺服方案和交流伺服方案进行比较解：直流伺服方案采用直流伺服电机，交流伺服方案采用交流伺服电机。由于变频技术的迅速发展，交流调速的可靠性与经济性不断提高，因此交流伺服大有取代直流伺服的趋势。直流电机由于整流子的存在，导致其制造、维护的困难，除在

9、特殊场合很少使用。交流伺服电动机除了不具有直流伺服电动机的缺点外，还具有转动惯量小，动态响应好，能在较宽的速度范围内保持理想的转矩，结构简单，运行可靠等优点。一般同样体积下，交流电动机的输出功率可比直流电动机高出10%70%。另外，交流电动机的容量可做得比直流电动机大，达到更高的转速和电压。目前在机器人系统中，90%的系统采用交流伺服电动机。 2机器人轨迹控制过程如图所示。试列出各步的主要内容。解： (1）通过示教过程得到机器人轨迹上特征点的位姿。对于直线需要得到起始点和终点，对于圆弧需要得到弧上三点； （2）根据轨迹特征（直线/园弧/其它）和插补策略（定时/定距/其它）进行相应的插补运算，求出该插补点的位姿值； （3）根据机器人逆运动学原理，求出手臂解，即对应于插