機(jī)器人期末測(cè)試含部分答案

1、工業(yè)機(jī)器人期末測(cè)試機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)1.關(guān)節(jié)型機(jī)器人結(jié)構(gòu)如圖所示。已知關(guān)節(jié)變量值i 90 , 20 , 390 , 45690 , a2 431.8mm, d2 149.09mm,d4 433.07mm,d6 56.25mm。求各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)變換的齊次變換矩陣T。解（1）： D-H坐標(biāo)系的建立按D-H方法建立各連桿坐標(biāo)系，如圖所示。忽略機(jī)器人 高度的影響，將00系設(shè)在關(guān)節(jié)1的軸線上，00與01重合,00X0代表機(jī)器人的橫方向，初始位置與肩關(guān)節(jié)軸線相 同，o0y0代表機(jī)器人手臂的正前方，O0Z0代表機(jī)器人身高 方向。01x1軸在水平面內(nèi)，02x2軸沿大臂軸線方向，03x3軸與小臂軸線垂直,o4x4 II

2、o5x5 II 06x6。坐標(biāo)原點(diǎn) 。2、o3軸與小臂軸線垂直,T1c1 s1 0000-10s1c1000001c2s200s2c2000010a2 c2 a2 s2d21T3c3s30T1c1 s1 0000-10s1c1000001c2s200s2c2000010a2 c2 a2 s2d21T3c3s3000010s3c3000001T4c4s40000-10s4 c4000 0 cL1T5c5s5s5c5c6s6s6c6d61(2)確定各連桿的D-H參數(shù)連桿a心%2=0Q-90。*也一02=3名0Q.q小0-90i=5A0。90i=C0(3)求兩桿之間的位姿矩陣Ti2.如圖二自由度平面

3、機(jī)械手，已知手部中心坐標(biāo)值為Xi,yi。求該機(jī)械手運(yùn)動(dòng)方程的逆解i及diV2.如圖二自由度平面機(jī)械手，已知手部中心坐標(biāo)值為Xi,yi。求該機(jī)械手運(yùn)動(dòng)方程的逆解i及diV進(jìn)價(jià)tfoadIe, | o0020 I 0dr0幅也立如圖所示的里麻系 州和關(guān)節(jié)姆UR5向00(10IIU(I4=7owe(也.0,0)=Iu000 04I 0 00 1 00 0 1機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方程式:ws& - slh0 出834sin 6.cogHi0 tl, sin 0.= 4=11210010545d/ a二明0??； =44 -工用Q西由嗚和*0010Q016&01Q0配幽第h比叫外和笫二行第四列分別相等,& =皿2

4、煙rnruij4二獨(dú)培一4 I就所以， X，口。時(shí))1 Y C.XCCM)心土依*即4 =依+嚴(yán)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)1.如圖二自由度平面機(jī)械手，已知桿長(zhǎng)li I2 0.5m,相關(guān)參數(shù)如TM14 MM*ki? kn. MWnlUL MWnlUL TMi 風(fēng)III $ L，* I * I I I I .Ft*11產(chǎn)而條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因仍在西聯(lián)關(guān)節(jié)的迎演M 330、帖町timU- %w樂(lè)g rad/i! JIsfl良=$潮叫2.已知二自由度平面機(jī)械手的雅可比矩陣為I1s

5、in 1 Lsin 2 Lsin 2。若忽略重力，當(dāng)手部端點(diǎn)力 l1 cos 1 l2cos 2 l2 cos 2F 10T時(shí)，求與此力相應(yīng)的關(guān)節(jié)力矩。解：因?yàn)檠趴杀染仃嚍镴解：因?yàn)檠趴杀染仃嚍镴11 sin 1 l2 sin 2 l2sin 211 cos 1 l2 cos 2 l2cos 2則該二自由度機(jī)械手力雅可比為：J1根據(jù),t二JF得此力相應(yīng)的關(guān)節(jié)力煒為:三、機(jī)器人的智能控制簡(jiǎn)述機(jī)器人人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的原理及方法。答：基本原理：神經(jīng)元是以生物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細(xì)胞為基礎(chǔ)的生 物模型，在人們對(duì)生物神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行研究以探討人工智能的機(jī)制 時(shí)，把神經(jīng)元數(shù)學(xué)化，從而產(chǎn)生神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型。機(jī)器人的

6、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)控制方法中，典型的是計(jì)算力矩控制和分解 運(yùn)動(dòng)加速度控制，前者在關(guān)節(jié)空間閉環(huán) ，后者在直角坐標(biāo)空間閉 環(huán).在基于模型計(jì)算力矩控制結(jié)構(gòu)中，關(guān)鍵是逆運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，為實(shí)現(xiàn) 實(shí)時(shí)計(jì)算和避免參數(shù)不確定性，可通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入輸出的非 線性關(guān)系.對(duì)多自由度的機(jī)器人手臂，輸入?yún)?shù)多，學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)，為 了減少訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本的個(gè)數(shù)，可將整個(gè)系統(tǒng)分解為多個(gè)子系統(tǒng)，分別 對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣就會(huì)減少網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí) 控制.四、機(jī)器人的控制基礎(chǔ)交流伺服電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方式，請(qǐng)分別說(shuō)明其原理。答：交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法很多，有調(diào)壓調(diào)速、斬波調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻 調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、滑差調(diào)速、變頻調(diào)速等

7、。但是從本質(zhì)上講，由異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式可知，交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 方法實(shí)際上只有兩類；在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速度恒定的情況下調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率，屬于耗能的低效調(diào)速方法。原理是，在電源電壓一定時(shí)，從電源輸入的功率就 是一定的，通過(guò)電樞中串電阻調(diào)速，就是在電阻上產(chǎn)生一部分損耗， 使電動(dòng)機(jī)的功率減少，轉(zhuǎn)速降低。調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速度，屬于高效的調(diào)速方法。原理是， 改變電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，隨著電壓的降低，輸入功率降低，輸出功率 當(dāng)然也下降，于是轉(zhuǎn)速下降，這里不斷增加損耗，所以是一種高效的 調(diào)速方法。機(jī)器人科普知識(shí)題判斷題：.地標(biāo)的作用是什么？A.觀賞用 B.提供機(jī)器人輔助信息.機(jī)器人比賽需要人控制嗎？A.需

8、要B.不需要.機(jī)器人身上的燈有什么用處？A,裝飾用 B,控制及裝飾.今年舉行的江蘇省科普機(jī)器人大賽是第幾屆?A. 21B. 6.索尼生產(chǎn)的機(jī)器狗的名字叫做什么？A.愛寶 B.阿西莫. RoboCup是什么意思？A.機(jī)器人足球世界杯B.機(jī)器人足球表演賽.機(jī)器人一般采用什么電池作為能源？A.鋰電池 B.燃料電池. RoboCup的目標(biāo)是什么？A.戰(zhàn)勝人類足球世界杯冠軍隊(duì)伍B.開發(fā)具有人類智能的機(jī)器人.四足機(jī)器人身上的耳朵和尾巴有什么用處？A.裝飾和美觀 B,充當(dāng)傳遞信號(hào)使用的天線.目前的機(jī)器人足球比賽中，機(jī)器人怎么得到球的信息？A.通過(guò)機(jī)器人配備的攝像機(jī) B,通過(guò)機(jī)器人配備的無(wú)線紅外測(cè)量?jī)x.機(jī)器人

9、能理解競(jìng)賽場(chǎng)地信息的含義嗎？A.能B.不能.機(jī)器人之間能通信嗎？A.能 B.不能.目前普及型機(jī)器人之間的通信方式是什么A.通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)B.通過(guò)藍(lán)牙、紅外等無(wú)線手段.機(jī)器人一定會(huì)有“手”A .對(duì)B.錯(cuò).機(jī)器人一定會(huì)有“腦”A .對(duì)B.錯(cuò).只有人型的機(jī)器人才能被叫做“機(jī)器人”A .對(duì)B.錯(cuò).齒輪除了可以改變扭矩外還可以改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向A .對(duì)B.錯(cuò).制作理想的機(jī)器人是一個(gè)循環(huán)反復(fù)的過(guò)程，通常分為幾個(gè)步驟，分別是 （）。A :設(shè)計(jì)搭建，編程，程序輸入，調(diào)試運(yùn)行B :搭建，編程.觸覺傳感器一般是應(yīng)變片、壓阻元件、導(dǎo)電橡膠、微動(dòng)開關(guān)等，它能 感應(yīng)（）。A:分布、接觸力、滑動(dòng)狀態(tài)B:圖像、聲音.聽覺傳感器可將

10、聲音、超聲等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，它可能是（）。A :麥克風(fēng)、超聲波傳感器B :形狀、機(jī)械動(dòng)作.機(jī)器人是一種在生產(chǎn)中能靈活完成特定操作，并有多種功能的機(jī)器，用 它來(lái)代替（）。A:人的腦力勞動(dòng)B:人的體力勞動(dòng).機(jī)器人為人類承擔(dān)了大量的艱苦、繁重、危險(xiǎn)的工作和單調(diào)、重復(fù)的勞 動(dòng)，那是因?yàn)椋ǎ :把人類從這些環(huán)境中解放出來(lái)，使人類可以從事只有人類才能做的創(chuàng)造 性勞動(dòng)B :人類做不好這些事.有的機(jī)器人有眼睛會(huì)看，靠的是（）。A:視覺傳感器如攝像頭、超聲波、雷達(dá)等 B:照相機(jī)鏡頭.有的機(jī)器人會(huì)聽會(huì)說(shuō)，靠的是（）。A:由語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)來(lái)聽（一般采用話筒），由語(yǔ)音合成系統(tǒng)來(lái)說(shuō)。由這些 聲音傳感器配以相應(yīng)的軟件來(lái)完

11、成B :人為操縱.機(jī)器人最常采用的基本傳感器有（）。A:視覺傳感器、力覺傳感器、觸覺傳感器、位移傳感器、速度傳感器、加 速度傳感器等B :照相機(jī)、溫度計(jì).機(jī)器人的檢測(cè)系統(tǒng)是指（）A:機(jī)器人身上的各種傳感器B:機(jī)器人的外殼.機(jī)器人的執(zhí)行（運(yùn)動(dòng)）部分主要指（）A:機(jī)器人用于完成任務(wù)的機(jī)體裝置B:機(jī)器人手臂.機(jī)器人的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)主要有（）A:電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)B:靠人力驅(qū)動(dòng).有精度要求的機(jī)器人的控制系統(tǒng)應(yīng)是（）A :閉環(huán)控制系統(tǒng)B:開環(huán)控制系統(tǒng).機(jī)器人的控制系統(tǒng)包括（）A :控制電腦和伺服控制器B:工作人員選擇題:1、在機(jī)器人系統(tǒng)中，我們經(jīng)常會(huì)用到一些傳感器，請(qǐng)問(wèn)下列傳感器中用來(lái)測(cè)量 光線強(qiáng)弱的是（）

12、。A、光敏電阻 B、熱敏電阻 C、接觸開關(guān) D、氣敏傳感器2、在機(jī)器人滅火項(xiàng)目中，用來(lái)探測(cè)火源的傳感器是（）。A、接觸開關(guān) B、聲音傳感器 C、濕度傳感器 D、光傳感器3、機(jī)器人的聽覺是來(lái)自（）A、接觸開關(guān) B、電子指南針 C、光電傳感器 D、麥克風(fēng)4、請(qǐng)問(wèn)電機(jī)配合減速齒輪組的好處在于（）。A、加快運(yùn)動(dòng)速度 B、增加扭矩 C、減小扭矩 D、沒(méi)作用5、電子指南針模塊也稱電子羅盤，它在機(jī)器人足球賽中的作用是（）A、增加重量 B、判斷球門方向 C、裝飾 D、沒(méi)作用6、Robot 一詞的來(lái)源是（）A、美國(guó) B、日本 C、捷克 D、英國(guó)7、機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？A、電路控制、程序控制、智能控制B、程序控制、智能控制、電路控制C、程序控制、仍是程序控制、智能控制D、電路控制、程序控制、仍是程序控制8、機(jī)器人長(zhǎng)了哪些器官？A、控制系統(tǒng)