工业机器人技术课后题答案

1、第一章课后习题：3、说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。答：工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人环境交互系统、人机交互系统和控制系统。各部分之间的关系可由下图表明：4、简述工业机器人各参数的定义：自由度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。答：自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目 ,不应包括手爪(末端操作器)的开合自由度。重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力, 可以用标准偏差这个统计量来表示, 它是衡量一列误差值的密集度(即重复度)。工作范围是指机器人手臂末端

2、或手腕中心所能到达的所有点的集合, 也叫工作区域。工作速度一般指工作时的最大稳定速度。承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最精选文库精选文库- PAGE 4大质量。承载能力不仅指负载, 而且还包括了机器人末端操作器的质量。第二章课后习题：1、, 接用于抓取和握紧(吸附)专用工具(等), (1) 夹钳式取料手；(2) 式取料手；(3) 专用操作器及转换器；(4) 仿生多指灵巧手。4、答：R 关节是一种翻转(Roll)关节。B 关节是一种折曲(Bend)关节。Y 关节是一种偏转(Yaw)关节。具有俯仰、 偏转和翻转运动, 即RPY 运动。5、（包括轮式和履带式（步行式。轮式在平地上

3、行驶比较方便，履带式可以在泥泞道路上和沙漠中行驶。 步行式有很大的适应性, 尤其在有障碍物的通道()第三章课后习题：1、点矢量 v 为10.00 变换：20.0030.00 T，相对参考系作如下齐次坐标0.8660.5000.00011.00.5000.8660.0003.0A=0.0000.0001.0009.0 0001v Rot 。0.8660.5000.00011.0 10.00 9.660.5000.8660.0003.0 20.00解 =0.0000.0001.0009.0 30.00 390 001 0 11属于复合变换：0.8660.5 0.50.8660000旋转算子Rot（

4、Z，30）= 0010000100平移算子100Trans（11.0，-3.0，9.0）= 00011.0103.0019.0 000102、有一旋转变换，先绕固定坐标系Z轴转45，再绕其X 轴转0030Y 60，试求该齐次坐标变换矩阵。0解：齐次坐标变换矩阵 R=Rot(Y，60）Rot（X，30）Rot(Z，45）0.500= 0.86600.866010010000.8660.500.5000.50.86600.7070.70700.7070.7070000000=10000100100100 0.6600.0470.7500 0.6120.6120.500.4360.4360.4330

5、1000103、坐标系B起初与固定坐标系O相重合，现坐标系B绕Z旋BX B系B的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。10解：起始矩阵：B=O= 0000001000100010.8660.353000.50.50.612 0.61200.7070.707最后矩阵：B=Rot(Z，30）Rot（X，45）=0011004、如题图所示的二自由度平面机械手，关节 1 为转动关节，关节变量为1；关节 2 为移动关节， 关节变量为d2。试：建立关节坐标系，并写出该机械手的运动方程式。按下列关节变量参数求出手部中心的位置值。110306090d/m20.500.801.000.70精选文库参数和关节变量连杆连

6、杆转连杆扭角连杆长连杆角度离 d10001200d02cossin00100d 1sin11cos000102A Rot(Z , )11Trans(d,0,0)0110010200012001010001机械手的运动方程式：cossin0dcos 12sin112cos01 T A A 1d sin1212120010当010001=0.5 时：21000.50100 手部中心位置值B 0010 0001 -5精选文库精选文库- PAGE 8当=30d1=0.80.8660.5 0.50.86600.43300.4 手部中心位置值B 0010000100当=60d1=1.0 0.50.8660

7、0.5 0.8660.5手部中心位置值B 0000.86610000100当=90d1=0.7011000 00.7手部中心位置值B 0010 0001 661m，AA12及该机械手的运动学逆解。解：建立如图所示的坐标系Y1X1Y2Y0X2X00X0Z01;1X1Z12;该二自由度机械手运动学方程式为：T A A，其中A Rot (Z1, )Trans (1,0,0)1212A Rot(Z ,21)Trans(1,0,0)2所以，该二自由度机械手运动学方程式为：c c s s c s s c0c c s c 121 121 12121212121T sc 2c 1s 22121212121ssc1210sccs21212s 1 200100001根据该运动学方程为：noap n xxxnT yoyayx py A Ap2noap 12 zzzz 0001 cs0111 00 11用A1 s 1c 1 左乘上式，即100100001 cs01noap 11 11