工业机器人技术基础 习题及答案 （姚屏 版）第4章 工业机器人传感系统

1、一、选择题1、用于确定机器人在其自身坐标系内的姿态位置，完成机器人运动控制（驱动 系统及执行机械所必需的传感器是（）。A外部传感器B内部传感器C接触式传感器 D非接触式传感器2、在实际应用中，使用最多的旋转角度传感器是（）oA旋转编码器B电容式传感器 C电阻式传感器 D电位计式传感器3、主要用于检测机械转速，能把机械转速变换为电压信号是（）oA位移传感器B速度传感器C测速发电机 D旋转编码器4、对机器人的指、肢和关节等运动中所受力的感知，用于感知夹持物体的状态 是（）。A触觉 B接近觉 C感觉 D力觉5、以下不属于传感器静态特性主要指标的是（）A线性度 B灵敏度 C迟滞 D频率响应函数二、判断

2、题1、机器人视觉与文字识别或图像识别的区别在于：机器人视觉系统一般需要处 理三维图像，不仅需要了解物体的大小、形状，还要知道物体之间的关系。（）2、机器人触觉可分为：接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉五种。（）3、位置传感器和速度传感器是工业机器人最起码的感觉要求，没有它们机器人 将不能正常工作。（）4、超声波传感器发射超声波脉冲信号，测量回波的返回时间可得到到达物体表 面的距离。如果安装多个接收器，根据相位差无法得到物体外表的倾斜状态信 息。（）三、问答题1、什么是传感器？传感器由几局部组成？2、传感器的静态特性是什么？3、传感器的动态特性是什么？4、请列举一些非接触式传感器。5、内部传感器有

3、哪些？请举例说明它们的实际应用。6、外部传感器有哪些？请举例说明它们的实际应用。7、机器人视觉的作用是什么？8、机器人视觉可以分为哪三个局部？9、工业机器人视觉系统的基本原理是什么？10、传感器可以如何分类？11、传感器的一般要求是什么？12、传感器的选择要求有哪些？13、工业机器人的视觉系统由哪些局部组成？各局部有什么作用？14、工业机器人的触觉传感器有哪些？试举例说明触觉传感器的应用。15、具有多感受传感系统的智能机器人一般由哪些局部组成？试举例说明。16、试举例说明工业机器人的位置及位移传感器有哪些，并说明各自的特点。四、计算分析题1、假设检测角度精度为0.1 ,试问绝对式光电编码器的码

4、道个数是多少？2、假设检测角度精度为0.1 ,试问增量式光电编码器的码道个数是多少？答案：一、选择题1-5 BACDD二、判断题 1-4 V V XX三、问答题传感器是一种能把特定的被测信号，按一定规律转换成某种“可用信号”输出的 器件或装置，以满足信息传输、处理、记录、显乏和控制的要求。传感器主要由敏感元件(sensitive element) 转换元件(transduction element)及 转换电路(transduction circuit)三局部组成。传感器的静态特性，是指传感器转换的被测量(输入信号)数值是常量(处于稳 定状态)或变化极为缓慢时，传感器的输出与输入之间的关系。衡

5、量传感器静态特性的主要指标有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、最小 检测量和分辨率、零点漂移，温漂等。实际测量中，许多被测量是随时间变化的动态信号，这就要求传感器的输出 不仅能精确地反映被测量的大小，还要能正确地再现被测量随时间变化的规律。 传感器的动态性能指标有时域指标和频域指标两种。对于线性系统的动态响应研 究，最广泛使用的模型是常系数线性微分方程。力传感器、嗅觉传感器、视觉传感器、压力传感器、位置传感器、温度传感器、位置检测传感器、运动检测传感器内部传感器用于确定机器人在其自身坐标系内的姿态位置，是完成机器人运 动控制(驱动系统及执行机械)所必需的传感器，多数是用于测量位移、速度、加 速度

6、和应力的通用型传感器，是构成机器人不可缺少的基本元件。如：为测量回 转关节位置的轴角编码器、测量速度以控制其运动的测速计。力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器为更高层次的机器人控制提供大得多的适应能力，也就是给工业机器人增加了自 动检测的能力。一些特殊领域应用的机器人还可能需要具有温度、湿度、压力、 滑动量、化学性质等感觉能力方面的传感器。(1)可靠性非接触测量不仅满足狭小空间装配过程的检测，同时提高了系统 平安性。(2)精度高可提高测量精度，人工目测受测量人员主观意识的影响，而机器 视觉这种精确的测量仪器排除这种干扰，提高了测量结果的准确性。(3)灵活性 视觉系统能够进行各种测量

7、。当使用环境变化后，只需软件做相 应变化或者升级以适应新的需求即可。(4)自适应性 机器视觉可以不断获取屡次运动后的图像信息，反应给运动控 制器，直至最终结果准确，实现自适应闭环控制。光学采集成像、图像采集处理、控制执行模块首先，利用光源照射被测物体，通过光学成像系统采集视频图像，相机和 图像采集卡将光学图像转换为数字图像；然后，计算机通过图像处理软件对图 像进行处理，分析获得其中的有用信息，这是整个机器视觉系统的核心；最 后，图像处理获得的信息最终用于对对象（被测物体、环境）的判断，并形成 相应的控制指令，发送给相应的机构。工业机器人传感器可按多种方法进行分类，比方：分为接触式传感器和非接触

8、传 感器、内部传感器和外部传感器、无源传感器和有源传感器、无扰动传感器和扰 动传感器等。（1）精度高、重复性好（2）稳定性好，可靠性高（3）抗干扰能力强（4）重量轻、体积小、安装方便可靠（5）价格廉价，平安性能好 12.（1）根据机器人对传感器的需求选择（2）根据加工任务的要求选择（3）根据机器人控制的要求选择（4）从辅助工作的要求选择（5）从平安方面要求选择（1）工业机器人的视觉系统包括：视觉传感器、摄像机和光源控制、计算机， 图像处理机、听觉传感器和平安传感器等局部。（2）各局部作用：视觉传感器，将景物的光信号转换成电信号的器件，利用照相机对目标图 像信息进行收集与处理，然后计算出目标图像

9、的特征，如：位置、数量、形状 等，并将数据和判断结果输出到传感器中；摄像机和光源，取景局部应当能根据具体情况自动调节光圈的焦点，以便 得到一张容易处理的图像；计算机，由视觉传感器得到的图像信息通过计算机存储和处理，根据各种 目的输出处理结果；图像处理，只是对图像数据做一些简单、重复的预处理，数据进入计算机 后，再进行各种运算；听觉传感器，机器人对人发出的各种声音进行检测，执行向其发出的命 令，如果是在危险时发出的声音，机器人还必须对此产生回避的行动；平安传感器，是能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转换成可用 信号输出的器件或装置，它由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输 出的转换元件以及相应电子电路组成。机器人触觉包括：（1）力觉传感器（2）接触觉传感器（3）压觉传感器（4）滑 觉传感器等。举例：触头可装配在机器人的手指上，用来判断工作中各种状 况。具有多感觉的传感系统的智能机器人，一般包括：视觉传