机器人技术及其应用-谢存禧测试试卷答案

1、机器人技术测试试卷班级：学号：姓名：分数:一、填空题(1分*10=10分)1、世界上第一台机器人于1954年诞生于美国,被称为世界第一的“机器人王国是日本国.2、大多数的机器人有四个共同的主要部件：1)机械局部,2)个或多个传感器,3)限制器,4)驱动源.3、要使机器人拥有智能,对环境变化做出反响,首先,必须使机器人具有感知环境的水平,用传感圈采集信息是机器人智能化的第一步；其次,如何采取适当的方法,将多个传感器获取的环境信息加以综合处理,限制机器人进行智能作业,那么是提升机器人智能程度的重要表达.4、机器人的的视觉应用可以大致分为3类：视觉检验,视觉导和过程捽恻,以及近年来迅速开展的移动机器

2、人视觉导航.其应用领域包括电子工业、汽车工业、航空工业,以及食品和制药等各个工业领域.二、选择题(2分*5=10分)1.当代机器人大军中最主要的机器人为：(1)1 ).工业机器人2),军用机器人3).效劳机器人4).特种机器人2 ,一个刚体在空间运动具有几个自由度(4)1) .3个2).4个3).5个4).6个3 .手部的位姿是由哪两局部变量构成的(2)1) .位置与速度2).姿态与位置3).位置与运行状态4).姿态与速度4.传感器在整个测量范围内所能区分的被测量的最小变化量,或者所能区分的不同被测量的个数,被称之为传感器的3o1).精度2).重复性3).分辨率4).灵敏度5.测速发电机的输出

3、信号为(1)1) .模拟量2).数字量3).开关量4).脉冲量三、名词解释题：(3分*5二15分)1 .自由度：指描述物体运动所需要的独立坐标数.2 .虚功原理：约束力不作功的力学系统实现平衡的必要且充分条件是对结构上允许的任意位移(虚位移)施力所作功之和为零.3 .直流伺服电机的调速精度：指调速装置或系统的给定角速度与带额定负教时的实际角速度之差,与给定转速之比.4 .压电元件：指某种物质上施加压力就会产生电信号,即产生压电现象的元件.5 .图像锐化：突出图像中的高频成分,使轮廓增强.四、简做题：5分*5=25分1 .机器人学主要包含哪些研究内容答：机器人研究的根底内容有以下几方面：1空间机

4、构学；2机器人运动学；3机器人静力学；4机器人动力学；5机器人限制技术；6机器人传感器；7机器人语言.2 .拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义答：拉格朗日运动方程式一般表示为：dL的dL雨式中,0是广义坐标；是广义力.£是拉格朗日算子,表示为L=K-P这里,?是动能；尸是位能.3 .机器人限制系统的根本单元有哪些答：构成机器人限制系统的根本要素包括：1电动机,提供驱动机器人运动的驱动力.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的流经电流较大,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的

5、位置、速度、加速度等参数.位限制系统的硬件,以计算机为根底,采用协调级与执行级的二级结构.6限制系统的软件,实现对机器人运动特性的计算、机器人的智能限制和机器人与人的信息交换等功能.4 .常见的机器人外部传感器有哪些答：常见的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.5 .为什么要做图像的预处理机器视觉常用的预处理步骤有哪些答：预处理的主要目的是清楚原始图像中各种噪声等无用的信息,改良图像的质量,增强兴趣的有用信息的可检测性.从而使得后面的分割、特征抽取和识别

6、处理得以简化,并提升其可靠性.机器视觉常用的预处理包括去噪、灰度变换和锐化等.五、解做题需写出计算步骤,无计算步骤不能得分：1 .点U的坐标为7,3,2丁,对点U依次进行如下的变换：1绕z轴旋转90°得到点y：2绕y轴旋转90°得到点即3沿x轴平移4个单位,再沿y轴平移-3个单位,最后沿z轴平移7个单位得到点七求u,%丽£各点的齐次坐标.L解：点u的齐次坐标为：7,3,2,1v=Rot(z,90°)u=t=Trans(4,-3,7)ww=Rot(y,90°)v=2 .如下图为具有三个旋转关节的3R机械手,求末端机械手在基坐标系跖%下的运动学方程

7、.%2.解：建立如图1的参考坐标系,那么G-m00c2-s20LjCj530L°n=MG00,7:S2c200JT产53c3000010一0010J001000010001_0001C123S2300一5123C12300o0104cl+LnCl2L1sl+七8201其中ci23=cosq+61+a,23=sinq+a+ej.3.如下图为平面内的两旋转关节机械手,机器人末端的坐标值x,y,试求其关节旋转变量0和.二.3.解：如图2所示,逆运动学有两组可能的解./图2第一组解：由几何关系得x=4cos8+L2cosa+ay=£1sin4+£2sinq+421式平方加2式平方得x2+y2=Z；+£；+2L1L2cos=>a=arccos行arctan-arctanj3叫x)L+L,cos02)-(f)+£+?第二组解：由余弦定理,a=arccos2al.(4一a)(y0=+arctan12x)4.如下图两自由度机械手在如图位置时0