工業(yè)機器人-復(fù)習題

習題11簡述工業(yè)機器人的定義?！肮I(yè)機器人是一種可以反復(fù)編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機；或者為了執(zhí)行不一樣的任務(wù)而具有可變化的和可編程動作的專門系統(tǒng)”。機器人是指替代本來由人直接或間接作業(yè)的自動化機械。什么是自由度？答:人們把構(gòu)建相對于參照系具有的獨立運動參數(shù)的數(shù)目稱為自由度。機器人技術(shù)參數(shù)有哪些？各參數(shù)的意義是什么？答:機器人技術(shù)參數(shù)有:自由度、精度、工作范圍、速度、承載能力

1）自由度：是指機器人所具有的獨立坐標軸的數(shù)目，不包括手爪（末端操作器）的開合自由度。在三維空間里描述一種物體的位置和姿態(tài)需要六個自由度。不過，工業(yè)機器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計的，也也許不不小于六個自由度，也也許不小于六個自由度。

2）精度：工業(yè)機器人的精度是指定位精度和反復(fù)定位精度。定位精度是指機器人手部實際抵達位置與目的位置之間的差異。反復(fù)定位精度是指機器人反復(fù)定位其手部于同一目的位置的能力，可以用原則偏差這個記錄量來表達，它是衡量一列誤差值的密集度（即反復(fù)度）。

3）工作范圍：是指機器人手臂末端或手腕中心所能抵達的所有點的集合，也叫工作區(qū)域。

4）速度；速度和加速度是表明機器人運動特性的重要指標。

5)承載能力：是指機器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。承載能力不僅取決于負載的質(zhì)量，并且還與機器人運行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)。為了安全起見，承載能力這一技術(shù)指標是指高速運行時的承載能力。一般，承載能力不僅指負載，并且還包括機器人末端操作器的質(zhì)量6.

何謂軌跡規(guī)劃？簡述軌跡規(guī)劃的措施并闡明其特點。答：機器人的軌跡泛指工業(yè)機器人在運動過程中的運動軌跡，即運動點位移，速度和加速度。

軌跡的生成一般是先給定軌跡上的若干個點，將其經(jīng)運動學反解映射到關(guān)節(jié)空間，對關(guān)節(jié)空間中的對應(yīng)點建立運動方程，然后按這些運動方程對關(guān)節(jié)進行插值，從而實現(xiàn)作業(yè)空間的運動規(guī)定，這一過程一般稱為軌跡規(guī)劃.（1）示教—再現(xiàn)運動。這種運動由人手把手示教機器人，定期記錄各關(guān)節(jié)變量，得到沿途徑運動時各關(guān)節(jié)的位移時間函數(shù)q(t)；再現(xiàn)時，按內(nèi)存中記錄的各點的值產(chǎn)生序列動作。

（2）關(guān)節(jié)空間運動。這種運動直接在關(guān)節(jié)空間里進行。由于動力學參數(shù)及其極限值直接在關(guān)節(jié)空間里描述，因此用這種方式求最短時間運動很以便.（3）空間直線運動。這是一種直角空間里的運動，它便于描述空間操作，計算量小，合適簡樸的作業(yè)。

（4）空間曲線運動。這是一種在描述空間中用明確的函數(shù)體現(xiàn)的運動。2.機器人常用的機身和臂部的配置型式有哪些？

答：目前常用的有如下幾種形式：(1)

橫梁式。機身設(shè)計成橫梁式，用于懸掛手臂部件，具有占地面積小，能有效地運用空間，直觀等長處。(2)

立柱式。多采用回轉(zhuǎn)型、俯仰型或屈伸型的運動型式，一般臂部都可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)，具有占地面積小而工作范圍大的特點。(3)

機座式?？梢允仟毩⒌?、自成系統(tǒng)的完整裝置，可隨意安放和搬動。也可以具有行走機構(gòu)，如沿地面上的專用軌道移動，以擴大其活動范圍。(4)

屈伸式。臂部由大小臂構(gòu)成，大小臂間有相對運動，稱為屈伸臂，可以實現(xiàn)平面運動，也可以作空間運動。4.機器人控制系統(tǒng)的基本單元有哪些？

答;構(gòu)成機器人控制系統(tǒng)的基本要素包括：

(1)

電動機，提供驅(qū)動機器人運動的驅(qū)動力。(2)

減速器，為了增長驅(qū)動力矩、減少運動速度。(3)

驅(qū)動電路，由于直流伺服電動機或交流伺服電動機的流經(jīng)電流較大，機器人常采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）方式進行驅(qū)動。(4)

運動特性檢測傳感器，用于檢測機器人運動的位置、速度、加速度等參數(shù)。(5)

控制系統(tǒng)的硬件，以計算機為基礎(chǔ)，采用協(xié)調(diào)級與執(zhí)行級的二級構(gòu)造。(6)

控制系統(tǒng)的軟件，實現(xiàn)對機器人運動特性的計算、機器人的智能控制和機器人與人的信息互換等功能。1.2機器人應(yīng)具有哪三大特性？1、擬人功能2可編程3、通用性6.

機器人手腕有幾種？試述每種手腕構(gòu)造。

答：機器人的手臂按構(gòu)造形式分可分為單臂式，雙臂式及懸掛式按手臂的運動形式辨別，手臂有直線運動的。如手臂的伸縮，升降及橫向移動，有回轉(zhuǎn)運動的如手臂的左右回轉(zhuǎn)上下擺動有復(fù)合運動如直線運動和回轉(zhuǎn)運動的組合。2直線運動的組合2回轉(zhuǎn)運動的組合。手臂回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)，實現(xiàn)機器人手臂回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有葉片是回轉(zhuǎn)缸，齒輪轉(zhuǎn)動機構(gòu)，鏈輪傳動和連桿機構(gòu)手臂俯仰運動機構(gòu)，一般采用活塞油（氣）缸與連桿機構(gòu)聯(lián)用來實現(xiàn)手臂復(fù)合運動機構(gòu)，多數(shù)用于動作程度固定不變的專用機器人。并聯(lián)機器人特點：1.6直角坐標式機器人特點？其長處是剛度好，多做成龍門式或框架式構(gòu)造，位置精度高、運動學求解簡樸、控制無耦合、控制簡樸。但其構(gòu)造較龐大，動作范圍小、運動靈活性較差且占地面積較大。1.2工業(yè)機器人四大部分？機器人機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)。1.4人的手臂（包括肩、肘、腕）有幾種自由度？人的手臂(大臂、小臂、手腕)共有七個自由度2.機器人學重要包括哪些研究內(nèi)容？機器人研究的基礎(chǔ)內(nèi)容有如下幾方面：(1)

空間機構(gòu)學；(2)

機器人運動學；(3)

機器人靜力學；(4)

機器人動力學；(5)

機器人控制技術(shù)；(6)

機器人傳感器；(7)

機器人語言。工業(yè)機器人對臂部設(shè)計有什么基本規(guī)定？

答：（1）手臂應(yīng)具有足夠的承載能力和剛度。

（2）導(dǎo)向性要好。

（3）重量和轉(zhuǎn)動慣量