2016哈工大机器人技术复习题

1、机器人三原则，机器人之父。按照从低级到级的发展程度机器人可分为哪三类？机器人主要由执行机构、驱动和传动装置、传感器和控制器四大部分构成。工业机器人的主要技术参数一般都应有：自由度、定位精度、重复定位精度、工作范围、最大工作速度、承载能力等。定位精度、重复定位精度的概念。机器人手抓夹持工件的方式有钳爪式和吸附式，吸附式分为磁吸式和气吸式，气吸式手部主要分为真空式吸盘、气流负压式吸盘、挤气负压式吸盘。两自由度、三自由度机械传动的腕部结构，腕部的俯仰运动和回转运动，俯仰运动引起的诱起运动等。地面移动机能的行走机构有几种，那种常见？运动学正问题、运动学逆问题定义。关节空间和操作空间定义，与运动学正逆解

2、的关系。齐次坐标的定义，3 5 1 0T的意义。齐次变换矩阵中四个子矩阵的意义。平移旋转的计算。注意左乘还是右乘。机器人的规划是分层次的，从高层到最后有哪些规划。点位控制(PTP控制)和连续轨迹控制(CP控制)的定义。点位控制（PTP）下的轨迹规划和连续轨迹控制（CP）下的轨迹规划如何实现？定时插补与定距插补区别。三次多项式、有中间点的三次多项式、抛物线过渡的线性插值的计算，第四章例题。静力学和动力学雅克比计算。何为动力学正问题和动力学逆问题？动力学研究方法有哪些？示教编程方式有哪两类? 各有什么特点？按利用的能源来分类，机器人系统中的执行装置主要可分哪几种？各有何特点？直流电机和交流电机结构

3、有何不同？有何优缺点？它们如何调速？PWM 控制的概念，如何实现直流电机调速的？有何特点？直流电机启动和制动方法。步进电机驱动的优缺点？分类？步进电机的相关术语：相数、拍数、步距角、失步、低频振荡、保持转距、定位转矩。步进电机如何实现细分？驱动器细分后的主要优点。 液压驱动与气压驱动各有何特点？其它驱动器有哪些？何为直接驱动？其特点是什么？磁致伸缩驱动器原理？机器人伺服系统的主要组成部分，伺服系统的作用，伺服机构按驱动动力源分可分为几类。根据对信号的处理方法分类，电气伺服可分为几种，有何特点。伺服系统为获得高性能的控制效果，一般具有哪3个反馈回路？在机器人控制中, 试分析半闭环系统比全闭环系统

4、应用更为广泛的理由。何为内传感器？何为外传感器？举出常用的触觉、力觉、接近觉、滑觉等传感器例子，说明原理。光电编码器分类、原理、精度、优缺点，如何检测位置和速度。简述一种人工皮肤的原理，简图。计算题1) 用拉格朗日法推导题下图所示两自由度机器人手臂的运动方程。连杆质心位于连杆中心，其转动惯量分别为I1和I2。2) 如图所示，一个三自由度机械手，其末端夹持一质量m=10 kg的重物，l1=l2=0.8 m，1=60，2=60，3=90。若不计机械手的质量，求机械手处于平衡状态时的各关节力矩。3) 如图所示二自由度机械手，杆长l1=l2=0.5 m，求下面三种情况时的关节瞬时速度1、2。vX/(m

5、/s)1.001.0vY/(m/s)01.01.0q1303030q 260120304)如图所示三自由度平面关节机械手，其手部握有焊接工具，若已知各个关节的瞬时角度及瞬时角速度，求焊接工具末端A的线速度vX、vY。5) 设机械手的某个关节的起始关节角015，并且机械手原来是静止的。要求在3秒钟内平滑地运动到f=75时停下来(即要求在终端时速度为零)。规划出满足上述条件的平滑运动的三次多项式轨迹，并画出关节角位置、角速度及角加速度随时间变化的曲线。6) 设一机器人具有6个转动关节，其关节运动均按三次多项式规划，要求经过两个中间路径点后停在一个目标位置。试问欲描述该机器人关节的运动，共需要多少个独立的三次多项式?要确定这些三次多项式，需要多少个系数?7)单连杆机器人的转动关节，从q=5静止开始运动，要想在4s内使该关节平滑地运动到q=+80的位置停止。试按下述要求确定运动轨迹： (1) 关节