《工业机器人》.doc

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西南大学网络与继续教育学院课程考试答题卷

题号

一

二

三

四

五

总分

评卷人

得分

（横线以下为答题区）

一、名词解释题

1自由度

答：

自由度是描述物体运动所需要的独立坐标数。

2机器人工作载荷

答：

机器人在规定的性能范围内，机械接口处能承受的的最大负载量（包括手部）。

3柔性手

答：

可对不同外形物体实施抓取，并使物体表面受力比较均匀的机器人手部结构。

4制动器失效抱闸

答：

指要放松制动器就必须接通电源，否则，各关节不能产生相对运动。

二、简答题

5.机器人学主要包含哪些研究内容？

答：

机器人研究的基础内容有以下几方面：

（1）空间机构学

（2）机器人运动学（3）机器人静力学（4）机器人动力学（5）机器人控制技术（6）机器人传感器（7）机器人语言。

6.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？

答：

目前常用的有如下几种形式：

（1）横梁式。

机身设计成横梁式�用于悬挂手臂部件，具有占地面积小，能有效地利用空间�直观等优点。

（2）立柱式。

多采用回转型、俯仰型或屈伸型的运动型式，一般臂部都可在水平面内回转，具有占地面积小而工作范围大的特点。

（3）机座式。

可以是独立的、自成系统的完整装置，可随意安放和搬动。

也可以具有行走机构，如沿地面上的专用轨道移动，以扩大其活动范围。

（4）屈伸式。

臂部由大小臂组成，大小臂间有相对运动，称为屈伸臂，可以实现平面运动，也可以作空间运动。

7拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？

8.机器人控制系统的基本单元有哪些？

答：

构成机器人控制系统的基本要素包括：

（1）电动机，提供驱动机器人运动的驱动力。

（2）减速器，为了增加驱动力矩、降低运动速度。

（3）驱动电路，由于直流伺服电动机或交流伺服电动机的流经电

流较大，机器人常采用脉冲宽度调制，PWM，方式进行驱动。

（4）运动特性检测传感器，用于检测机器人运动的位置、速度、加速度等参数。

（5）控制系统的硬件，以计算机为基础􀋄采用协调级与执行级的二级结构。

（6）控制系统的软件，实现对机器人运动特性的计算、机器人的智能控制和机器人与人的信息交换等功能。

9.直流电机的额定值有哪些？

答：

直流电动机的额定值有以下几项:

（1）额定功率，是指按照规定的工作方式运行时所能提供的输出功率。

对电动机来说􀋄额定功率是指轴上输出的机械功率􀋄单位为kW。

（2）额定电压，是电动机电枢绕组能够安全工作的最大外加电压或输出电压􀋄单位为V。

（3）额定电流，是指电动机按照规定的工作方式运行时，电枢绕组允许流过的最大电流􀋄单位为A。

（4）额定转速，指电动机在额定电压、额定电流和输出额定功率的情况下运行时，电动机的旋转速度，单位为r/min。

10.常见的机器人外部传感器有哪些？

答：

常见的外部传感器包括触觉传感器，分为接触觉传感器、压觉传感器、滑觉传感器和力觉传感器。

距离传感器，包括超声波传感器，接近觉传感器，以及视觉传感器、听觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器等。

三、设计题

11.已知点u的坐标为[7,3,2]T，对点u依次进行如下的变换：

（1）绕z轴旋转90°得到点v；

（2）绕y轴旋转90°得到点w；（3）沿x轴平移4个单位，再沿y轴平移-3个单位，最后沿z轴平移7个单位得到点t。

求u,v,w,t各点的齐次坐标。

12.如图所示为具有三个旋转关节的3R机械手，求末端机械手在基坐标系{x0,y0}下的运动学方程。