机器人期末测试含部分答案

1、工业机器人期末测试机器人运动学1.关节型机器人结构如图所示。已知关节变量值i 90 , 20 , 390 , 45690 , a2 431.8mm, d2 149.09mm,d4 433.07mm,d6 56.25mm。求各关节运动变换的齐次变换矩阵T。解（1）： D-H坐标系的建立按D-H方法建立各连杆坐标系，如图所示。忽略机器人 高度的影响，将00系设在关节1的轴线上，00与01重合,00X0代表机器人的横方向，初始位置与肩关节轴线相 同，o0y0代表机器人手臂的正前方，O0Z0代表机器人身高 方向。01x1轴在水平面内，02x2轴沿大臂轴线方向，03x3轴与小臂轴线垂直,o4x4 II

2、o5x5 II 06x6。坐标原点 。2、o3轴与小臂轴线垂直,T1c1 s1 0000-10s1c1000001c2s200s2c2000010a2 c2 a2 s2d21T3c3s30T1c1 s1 0000-10s1c1000001c2s200s2c2000010a2 c2 a2 s2d21T3c3s3000010s3c3000001T4c4s40000-10s4 c4000 0 cL1T5c5s5s5c5c6s6s6c6d61(2)确定各连杆的D-H参数连杆a心%2=0Q-90。*也一02=3名0Q.q小0-90i=5A0。90i=C0(3)求两杆之间的位姿矩阵Ti2.如图二自由度平面

3、机械手，已知手部中心坐标值为Xi,yi。求该机械手运动方程的逆解i及diV2.如图二自由度平面机械手，已知手部中心坐标值为Xi,yi。求该机械手运动方程的逆解i及diV进价tfoadIe, | o0020 I 0dr0幅也立如图所示的里麻系 州和关节姆UR5向00(10IIU(I4=7owe(也.0,0)=Iu000 04I 0 00 1 00 0 1机械手的运动方程式:ws& - slh0 出834sin 6.cogHi0 tl, sin 0.= 4=11210010545d/ a二明0丁； =44 -工用Q西由呜和*0010Q016&01Q0配幽第h比叫外和笫二行第四列分别相等,& =皿2

4、烟rnruij4二独培一4 I就所以， X，口。时)1 Y C.XCCM)心土依*即4 =依+严机器人动力学1.如图二自由度平面机械手，已知杆长li I2 0.5m,相关参数如TM14 MM*ki? kn. MWnlUL MWnlUL TMi 风III $ L，* I * I I I I .Ft*11产而条t同4此Ai： k：幻UM：卜M心i： 4叫山：一川!?, = - -radA大 radAU 03 R Mt ffl f_.k-4tad/sIM, 4 6因仍在西联关节的迎演M 330、帖町timU- %w乐g rad/i! JIsfl良=$潮叫2.已知二自由度平面机械手的雅可比矩阵为I1s

5、in 1 Lsin 2 Lsin 2。若忽略重力，当手部端点力 l1 cos 1 l2cos 2 l2 cos 2F 10T时，求与此力相应的关节力矩。解：因为雅可比矩阵为J解：因为雅可比矩阵为J11 sin 1 l2 sin 2 l2sin 211 cos 1 l2 cos 2 l2cos 2则该二自由度机械手力雅可比为：J1根据,t二JF得此力相应的关节力炜为:三、机器人的智能控制简述机器人人工神经网络控制技术的原理及方法。答：基本原理：神经元是以生物神经系统的神经细胞为基础的生 物模型，在人们对生物神经系统进行研究以探讨人工智能的机制 时，把神经元数学化，从而产生神经元数学模型。机器人的

6、神经网络动力学控制方法中，典型的是计算力矩控制和分解 运动加速度控制，前者在关节空间闭环 ，后者在直角坐标空间闭 环.在基于模型计算力矩控制结构中，关键是逆运动学计算，为实现 实时计算和避免参数不确定性，可通过神经网络来实现输入输出的非 线性关系.对多自由度的机器人手臂，输入参数多，学习时间长，为 了减少训练数据样本的个数，可将整个系统分解为多个子系统，分别 对每个子系统进行学习，这样就会减少网络的训练时间，可实现实时 控制.四、机器人的控制基础交流伺服电动机有哪几种调速方式，请分别说明其原理。答：交流电动机的调速方法很多，有调压调速、斩波调速、转子串电阻 调速、串级调速、滑差调速、变频调速等

7、。但是从本质上讲，由异步电动机的转速公式可知，交流电动机的调速 方法实际上只有两类；在电动机旋转磁场的同步速度恒定的情况下调节转差率，属于耗能的低效调速方法。原理是，在电源电压一定时，从电源输入的功率就 是一定的，通过电枢中串电阻调速，就是在电阻上产生一部分损耗， 使电动机的功率减少，转速降低。调节电动机旋转磁场的同步速度，属于高效的调速方法。原理是， 改变电动机的输入电压，随着电压的降低，输入功率降低，输出功率 当然也下降，于是转速下降，这里不断增加损耗，所以是一种高效的 调速方法。机器人科普知识题判断题：.地标的作用是什么？A.观赏用 B.提供机器人辅助信息.机器人比赛需要人控制吗？A.需

8、要B.不需要.机器人身上的灯有什么用处？A,装饰用 B,控制及装饰.今年举行的江苏省科普机器人大赛是第几届?A. 21B. 6.索尼生产的机器狗的名字叫做什么？A.爱宝 B.阿西莫. RoboCup是什么意思？A.机器人足球世界杯B.机器人足球表演赛.机器人一般采用什么电池作为能源？A.锂电池 B.燃料电池. RoboCup的目标是什么？A.战胜人类足球世界杯冠军队伍B.开发具有人类智能的机器人.四足机器人身上的耳朵和尾巴有什么用处？A.装饰和美观 B,充当传递信号使用的天线.目前的机器人足球比赛中，机器人怎么得到球的信息？A.通过机器人配备的摄像机 B,通过机器人配备的无线红外测量仪.机器人

9、能理解竞赛场地信息的含义吗？A.能B.不能.机器人之间能通信吗？A.能 B.不能.目前普及型机器人之间的通信方式是什么A.通过无线网络B.通过蓝牙、红外等无线手段.机器人一定会有“手”A .对B.错.机器人一定会有“脑”A .对B.错.只有人型的机器人才能被叫做“机器人”A .对B.错.齿轮除了可以改变扭矩外还可以改变转动方向A .对B.错.制作理想的机器人是一个循环反复的过程，通常分为几个步骤，分别是 （）。A :设计搭建，编程，程序输入，调试运行B :搭建，编程.触觉传感器一般是应变片、压阻元件、导电橡胶、微动开关等，它能 感应（）。A:分布、接触力、滑动状态B:图像、声音.听觉传感器可将

10、声音、超声等转换成电信号，它可能是（）。A :麦克风、超声波传感器B :形状、机械动作.机器人是一种在生产中能灵活完成特定操作，并有多种功能的机器，用 它来代替（）。A:人的脑力劳动B:人的体力劳动.机器人为人类承担了大量的艰苦、繁重、危险的工作和单调、重复的劳 动，那是因为（）。A :把人类从这些环境中解放出来，使人类可以从事只有人类才能做的创造 性劳动B :人类做不好这些事.有的机器人有眼睛会看，靠的是（）。A:视觉传感器如摄像头、超声波、雷达等 B:照相机镜头.有的机器人会听会说，靠的是（）。A:由语音识别系统来听（一般采用话筒），由语音合成系统来说。由这些 声音传感器配以相应的软件来完

11、成B :人为操纵.机器人最常采用的基本传感器有（）。A:视觉传感器、力觉传感器、触觉传感器、位移传感器、速度传感器、加 速度传感器等B :照相机、温度计.机器人的检测系统是指（）A:机器人身上的各种传感器B:机器人的外壳.机器人的执行（运动）部分主要指（）A:机器人用于完成任务的机体装置B:机器人手臂.机器人的动力驱动主要有（）A:电动、气动、液压驱动B:靠人力驱动.有精度要求的机器人的控制系统应是（）A :闭环控制系统B:开环控制系统.机器人的控制系统包括（）A :控制电脑和伺服控制器B:工作人员选择题:1、在机器人系统中，我们经常会用到一些传感器，请问下列传感器中用来测量 光线强弱的是（）

12、。A、光敏电阻 B、热敏电阻 C、接触开关 D、气敏传感器2、在机器人灭火项目中，用来探测火源的传感器是（）。A、接触开关 B、声音传感器 C、湿度传感器 D、光传感器3、机器人的听觉是来自（）A、接触开关 B、电子指南针 C、光电传感器 D、麦克风4、请问电机配合减速齿轮组的好处在于（）。A、加快运动速度 B、增加扭矩 C、减小扭矩 D、没作用5、电子指南针模块也称电子罗盘，它在机器人足球赛中的作用是（）A、增加重量 B、判断球门方向 C、装饰 D、没作用6、Robot 一词的来源是（）A、美国 B、日本 C、捷克 D、英国7、机器人的发展经历了哪几个阶段？A、电路控制、程序控制、智能控制B、程序控制、智能控制、电路控制C、程序控制、仍是程序控制、智能控制D、电路控制、程序控制、仍是程序控制8、机器人长了哪些器官？A、控制系统