电子教案-工业机器人技术基础+许文稼+课程大纲、习题答案-工业机器人技术基础许文稼习题答案

第一章工业机器人概述习题答案选择题C；2.B；3.A；4.A；5.A判断题√；2.×；3.√；4.×；5.√；6.√填空题阿西摩夫；日本；通用；Motoman；ABB、库卡、发那科和安川电机。简答题工业机器人主要应用于汽车及汽车零部件制造业、 电子电气行业、金属制品业（包括机械）、橡胶及塑料工业和食品工业等范畴。工业机器人技术发展趋势主要为：结构模块化和可重构化；控制技术的开放化、PC化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化等方面。同时工业机器人也在不断向智能化方向发展，以适应“敏捷制造”，满足多样化、个性化的需要，并适应多变的非结构环境作业，向非制造领域进军。第二章工业机器人的分类习题答案选择题A；2.B；3.A判断题√；2.√；3.╳；4.√；5.√；6.√；7.╳；8.√；9.√；10.╳；11.√；12.╳填空题直角、3；圆柱、2、1；3.1、2；4.俯仰、回转；5.关节、平行、共面。简答题根据工业机器人机械结构对应的运动链的拓扑结构，可以将机器人结构分为三类：串联、并联和混合结构。串联机器人具有结构简单 ,成本低,控制简单,运动空间大等优点，有的已经具备快速、高精度和多功能化等特点。并联结构承载能力强，与串联机构相比刚度大，结构稳定；运动负荷小;在位置求解上，并联机构正解困难，反解却非常容易。但目前的并联机器人机构普遍存在工作空间小，结构尺寸偏大、传动环节过多，工作空间内可能存在奇异位形。混联机构即有并联机构刚度好的优点，又有串联机构工作空间大的优点，能充分发挥串、并联机构各自的优点,进一步扩大机器人的应用范围,提高机器人的性能。从上到下，从左到右，依次是：直角坐标型机器人，圆柱坐标型机器人（ R2P），球坐标型机器人（2RP），关节坐标型机器人，SCARA机器人。第三章工业机器人的组成和技术参数习题答案第三章工业机器人的组成和技术参数习题答案选择题D；2.E；3.A；4.B判断题×；2.√；3.√；4.×；5.√；6.×；7.√；8.×；9.×填空题重复性；旋转关节、移动关节、球面关节、虎克铰关节；R、P。简答题手部、腕部、臂部、腰部（立柱）和机座等工业机器人的驱动系统包括驱动器和传动机构两部分，它们通常与执行机构连成机器人本体。驱动器通常有：1)电机驱动：直流伺服电机、步进电机、交流伺服电机；2)液压驱动：液压马达、液压缸；3)气动驱动：气动马达、气缸。传动机构通常有：连杆机构、滚珠丝杆、链、带、各种齿轮系、谐波减速器以及RV减速器等。外部检测系统检测机器人所处环境、外部物体状态或机器人与外部物体的关系。主要的传感器有：视觉传感器、光学测距传感器、超声测距传感器、触觉传感器、电容传感器、电磁感应传感器、限位传感器、压敏导电橡胶、弹性体加应变片等。内部检测系统的作用就是通过各种检测器，检测执行机构的运动境况，根据需要反馈给控制系统，与设定值进行比较后对执行机构进行调整以保证其动作符合设计要求。主要的传感器有：微动开关、光电开关、差动变压器、编码器、电位计、旋转变压器、测速发电机、加速度计、陀螺、倾角传感器、力（或力矩）传感器。自由度，缩写为DOF，又称坐标轴数（轴数），是指描述物体运动所需要的独立坐标数。手指的开、合，以及手指关节的自由度一般不包括在内。第四章工业机器人运动学基础习题答案选择题C；2.A；3.B；4.B判断题×；2.√；3.×；4.×；5.×；6.√；7.√；8.√填空题1.位置、姿态；刚体；位置、姿态；4；工件。简答题1.工业机器人坐标变换一般分为平移变换、旋转变换、坐标综合变换三种2.100Rot(x,)0CS0SC3.cos0sinR(Y,)010sin0cos4.cossin0R(Z,)sincos0001第五章工业机器人的机械结构习题答案选择题1.D；2.B；3.B；4.A；5.C；6.A；7.B判断题1.√；2.√；3.×；4.√；5.√；6.√填空题1.外圈、内圈、滚动体；等截面薄壁、叉滚子轴承；斜齿轮、直齿轮、人字齿轮；转速、反、。简答题1.根据夹持方式，末端操作器可分为外夹式、内撑式和内外夹持式。外夹式：手部与被夹件的外表面相接触。内撑式：手部与工件的内表面相接触。内外夹持式：手部与工件的内、外表面相接触。工业机器人的驱动器有三类：电动驱动器(电动机)、液压驱动器和气动驱动器。电动驱动方式控制精度高，能精确定位，反应灵敏，可实现高速、高精度的连续轨迹控制；适用于中小负载，要求具有较高的位置控制精度，速度较高的机器人。液压驱动系统具有控制精度较高、可无极调速、反应灵敏、可实现连续轨迹控制；操作力大、功率体积比大，适合于大负载、低速驱动。但液压驱动系统对密封的要求较高，且不宜在高温或低温的场合工作，要求的制作精度较高，快速反应的伺服阀成本也非常高，漏夜以及复杂的维护也限制了液压驱动机器人的应用。气动驱动器：由于气体压缩性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，难以实现伺服控制，能效比较低，但其结构简单，成本低。适用于轻负载，快速驱动，精度要求较低的有限点位控制的工业机器人中。以上运动形式表示圆柱坐标型的机器人、极坐标型的机器人、直角坐标型的机器人和关节坐标型的机器人第六章工业机器人传感器习题答案选择题1.A；2.B；3.A；4.C；5.A判断题1.√；2.×；3.√；4.×；5.√；6.√；7.×；8.×填空题1.内部传感器、外部传感器；物理量、电；光电效应；应变片。简答题1.内部传感器帮助机器人了解自身状态，具体检测的对象有关节的线位移、角位移等几何量，速度、角速度、加速度等运动量，还有马达扭矩等物理量。外部传感器检测机器人所处环境、外部物体状态或机器人与外部物体的关系,帮助机器人了解周边环境，通常跟目标识别、作业安全等因素有关。灵敏度、线性度、精度、测量范围、分辨率、响应时间、抗干扰能力。六维腕力传感器。它具有八个窄长的弹性梁，每个梁的颈部只传递力，扭矩作用力很小，梁的另一头贴有应变片。第七章工业机器人的控制技术习题答案选择题1.C；2.A；3.A；4.B；5.D判断题1.√；2.√；3.×；4.×；5.√填空题1.示教再现；位姿、速度、加速度；示教、存储、再现；点位控制方式、连续轨迹控制。简答题1.工业机器人的各个关节的运动是独立的，为了实现末端点的运动轨迹，需要多关节的运动协调，与普通的控制系统相比要复杂的多。机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。工业机器人的控制是一个多变量控制系统。机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。控制机器人仅利用位置闭环是不够的，还要利用速度甚至加速度闭环。5.机器人的控制需要根据传感器和模式识别的方法获得对象及环境的工况，按照给定的指标要求，自动地选择最佳的控制规律。控制系统的软件部分主要是指控制软件，它包括运动轨迹规划算法和关节伺服控制算法与相应的动作程序。控制软件可以用任何语言来编制，但由通用语言模块化而编制形成的专用工业语言越来越成为工业机器人控制软件的主流。工作人员先通过示教器或利用示教手柄引导末端操作器进行示教，将动作顺序、运动速度、位置等信息用一定的方法预先教给工业机器人，比如利用传感器检测出工业机器人个关节处的坐标值，控制系统将操作过程自动记录在存储器中，当需要再现操作时，重放存储器中存储的内容即可。或者操作人员把作业程序内容编制成程序，输入到记忆装置中，在外部给出启动命令后，机器人从记忆装置中读出信息并传送到控制装置，发出控制信号，由驱动机构控制机械手的运动，在一定精度范围内按照记忆装置中的内容完成给定的动作。第八章工业机器人的编程技术习题答案选择题1.B；2.C；3.A；4.B；5.C判断题1.×；2.×；3.√；4.√；5.×填空题1.用户、任务；在线编程、离线编程；数据存储、动作再现机器人配套系统；离线编程软件。简答题1.示教器示教可以分4步：第一步，根据任务的需要通过示教器把机器人末端操作器按一定姿态移动所需要的位置，然后把每一位置的姿态存储起来，第二步，编辑修改示教过的动作；第三步，程序的存储&机器人重复运行示教过程。2.将机器人特定的连贯动作拆分出几个关键动作序列，我们称之为“动作节点”。MOVJ以关节运动方式运动，MOVL以直线运动方式运动。第九章工业机器人的典型应用习题答案选择题1.C；2.D判断题1.√；2.√；3.×；4.√；5.√；6.√；7.√；8.√填空题1.点焊机器人、弧焊机器人；2.机械手、焊接系统；液压喷