3机器人运动学-机器人技术基础(熊有伦)

工业机器人应用技术课程标准

《工业机器人应用技术》课程标准 课程名称：工业机器人应用技术 课程性质：职业技术课 学分：2 计划学时：32 1前言 《工业机器人应用技术》课程是机电一体化各专业方向的一门专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解，培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。 1.1课程定位 本课程的教学以高等职业教育培养目标为依据，遵循“结合理论联系实际，应知、应会”的原则，以拓展学生专业知识覆盖面为重点；注重培养学生的专业思维能力。重点通过对主流工业机器人产品的讲解，使学生对当前工业机器人的技术现状有较为全面的了解，对工业机器人技术的发展趋势有一个明确的认识，为学生进入社会做前导；把创新素质的培养贯穿于教学中。采用行之有效的教学方法，注重发展学生专业思维和专业应用能力，通过简单具体的实例深入浅出地讲解专业领域的知识。 1.2设计思路

以点带面，讲解授课为主的教学方式。课程主要可以分为机械、运动、控制、感觉等几个部分，内容较多。课堂教学上，我们使用重点突破的方法，讲解一个或者两个典型的实例，让学生触类旁通，举一反三，从而带动整个知识面的学习。 我们让学生联系已学各门科目的知识点，达到温故知新的目的。由于涉及的已学课程较多，学生由于基础薄弱，前面课程的遗忘率不容忽视，所以在讲解的过程中，对一些重要的知识点，我们还要做一个较为详细的说明，从而可以加强学生的知识储备，为本课程的学习扫清障碍。 传统的教学手段与现代教育技术手段灵活运用：板书、实物模型、多媒体课件等。尤其是在机械部分，考虑到学生的立体思维能力较为薄弱，多媒体和实物模型的使用能更好地帮助学生理解工业机器人各部分的工作原理。 2课程目标 2.1总体目标 《工业机器人应用技术》是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的专业课，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论。通过本课程的学习，使学生掌握工业机器人基本概念、机器人运动学理论、工业机器人机械系统设计、工业机器人控制等方面的知识。 2.2具体目标 2.2.1知识目标 1．了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。 2．了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。

《工业机器人技术基础》课程标准

《工业机器人技术基础》课程标准 1.课程性质和任务 课程性质:《工业机器人技术基础》是工业机器人技术专业课程体系中的职业基础课程之一，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容，是学生职业发展中第一门与工业机器人直接关联的基础课程。是在科学分析确定学院办学定位、明确我院工业机器人技术专业发展方向的前提下，通过对工业机器人技术职业与职业岗位进行整体化的调研与分析形成的一门具有很强的综合性的专业基础课程。 课程任务：主要是引导学生通过对工业机器人本体的认知，掌握工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。掌握工业机器人的一般知识和基本技能，培养学生专业能力及职业能力，为他们走上工业机器人生产第一线的工作岗位做好准备。 2.学习领域描述 工业机器人涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术，其集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，是工业自动化水平的最高体现。任何从事工业机器人相关岗位的员

工，都有必要预先系统地了解掌握工业机器人的相关知识，包括工业机器人的分类、组成，结构，性能参数，控制技术，传感系统以及典型应用等等，才能够妥善的应对自身职业体系中可能出现的各种问题。 模拟企业新员工的认知流程，学生以小组或独立的工作方式，结合工业机器人认知实训设备，对上述技术要点进行系统的接触、分析、了解和掌握。 3.先修课程和后续课程 先修课程：《电路与电工技术》、《机械制图与CAD》 后续课程：《工业机器人拆装与维护》、《工业机器人离线编程》、《工业机器人操作与编程》 4.课程目标 掌握工业机器人的工作原理和结构知识，掌握六自由度工业机器人的特点及其相关参数知识，能使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。 学习完本课程后，学生应当能具备从事工业机器人企业生产第一线的生产与管理等相关工作的基础知识和能力储备，包括： （1）了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。 （2）了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿

全国青少年机器人技术等级考试试卷B(一级)

全国青少年机器人技术等级考试试卷B（一级） 一、单选题（每题2分，共60分） 1. 下列人物形象中，哪一个是机器人？（） 2.机器人的英文单词是（） A.botre B.boret C.robot D.rebot 3.下图中，沿着哪个斜面向上拉动小车最省力（）

4.使用滑轮组工作是因为它能（） A.省力但不能改变力的方向 B.能改变力的方向但不能省力 C.既能改变力的方向又能省力 D.以上答案都不对 5.木工师傅使用斧头作为工具，是利用（）能省力的原理。 A.滑轮 B.轮轴 C.斜面 D.杠杆 6.当阻力点到支点的距离大于动力点到支点的距离时，杠杆（） A.省力 B.费力 C.既不省力也不费力 D.以上答案都不对 7.如下图中，动滑轮有（）个。 A.1 B.2 C.3 D.0 8.日常生活或生产实践中使用的机械，能抽象为斜面的是（） A.汽车方向盘 B.吊杆 C.盘山公路 D.门把手 9.关于简单机械，下列说法不正确的是（） A.起重机的起重臂是一个杠杆 B.省力的机械一定会省距离 C.定滑轮、动滑轮和轮轴都是变形的杠杆 D.使用轮轴不一定会省力 10.下列图片中，哪个不是机器人（）

11.在下列日常生活中用到的工具中，具有传动链的是（） A.电视机 B.自行车 C.滑板车 D.缝纫机 12.下列简单的机械中，既可以省力，同时又可以改变力的方向的是（） A.定滑轮 B.动滑轮 C.斜面 D滑轮组 13.下列说法不正确的是（） A.利用机械既可以减轻体力劳动，又可以提高工作效率 B.杠杆是一种简单的机械，杆的形状可以使直的，也可以使弯曲的 C.滑轮是属于杠杆变形的一种简单机械 D.以上说法均不正确 14.当代机器人大军中，最主要的机器人为（） A.工业机器人 B.军用机器人 C.服务机器人 D.特种机器人 15.有一对相互啮合传动的齿轮，大齿轮带动小齿轮转动时，此齿轮传动的作用是（） A.升速 B.降速 C.匀速 D.不确定 16.如下图齿轮组所示，齿轮1的直径是20,转速为100rpm，齿轮2的直径是40，齿轮3的直径是10，当齿轮1为主动轮时，齿轮3 的转速为（） A.50 B.100 C.200 D.150 17.下列说法正确的是（） A.只要是利用杠杆原理的，都是省力杠杆。 B.千斤顶利用了杠杆原理，为了省力。 C.推拉货车下边四个小轮子利用了杠杆原理。 D.生活中无费力杠杆。

机器人技术基础知识总结

坐标系ouvw 除绕坐标系oxyz的坐标轴旋转外， 还可以绕它本身的坐标轴旋转。如果坐标系ouvw 绕坐标系oxyz 的坐标轴旋转， 则可对旋转矩阵左乘相应的基本旋转 矩阵； 如果ouvw 绕本身的坐标轴旋转，则可对旋转矩阵右乘相应 的基本旋转矩阵。 2目前机器人的运动学和动力学研究主要向下面所述的几个方 面深人发展： 1.机器人的轨迹规划。 2.切实可行的设计和评价机器人的动力学方法。 3.适应机器人的实时计算，减少计算时间，提高 计算效率。 4.解决控制系统的反馈、稳定等方面的问题。 5.随着机器人以高速、高精度发展，考虑构件弹性及振动影响的动力学研究。 6.改进和完善动力学建模方法。 3国内主要采用open GL软件实现机器人仿真 4运动学和动力学模型简化条件 (1) 假设机器人各杆件是刚性的；忽略各杆件的变形，都当作 刚性构件来处理； (2) 各构件的摩擦忽略不计； 目前，已经能够对一般结构的六自由度串联机器人进行逆运动 学求解，但是要获得显式解，只有满足下列两个充分条件之一： a．3 个相邻关节轴交于一点。 b．3 个相邻关节轴平行。 5假定坐标系oxyz 是三维空间中的固定坐标系(在机器人运动学中为总体坐标系)，坐标系ouvw 固定在机器人杆件上并随杆件一起运动(此坐标系为附体坐标系) 6齐次坐标是用n+1 维坐标来描述n 维空间的位置 7在机器人杆件关节上建立坐标系有两种方法：一是把杆件坐标 系建立在每个杆件的下关节处；二是把杆件坐标系建立在每个杆件 的上关节处。 8 i 杆件的坐标系设置在i+1 号关节上，并固定i 关节， 坐标系{i}与杆件i 无相对运动 这种传递矩阵是把i 杆件的坐标系设置在i 号关节上，并固定i关节， 坐标系{i}与杆件i 无相对运动

《工业机器人技术基础》教学大纲

《工业机器人技术基础》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：工业机器人技术基础 学时：48 适用对象: 工业机器人技术专业、电气自动化技术专业、机电一体化技术专 业 考核方式：考查 二、课程简介 机器人学是一门高度交叉的前沿学科，机器人技术是集力学、机械学、生物学、人类学、计算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成，是一项综合性很强的新技术。通过该课程的学习， 使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况，为今后从事工业机器人的操作管 理、维护维修、系统安装调试和集成设计的工作打下基础。 三、课程性质与教学目的 本课程是专业基础课，通过本课程的学习，使学生了解机器人及其应用，掌 握机器人系统组成、机构、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器 人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、 控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有 一个全面、深入的认识。培养学生综合运用所学基础理论和专业知识分析问题解 决问题的能力。 第1章概述 机器人的基本概念，机器人的组成原理、机器人应用与外部的关系、机器人应用技术的现状 第2章机器人的基础知识 机器人的分类、机器人的基本术语与图形符号、机器人的技术参数、机器人的运动学基础、机器人的动力学基础 第3章机器人的机械结构系统 机器人的机械结构系统、机器人的腕部机构、机器人的手部机构、机器人的行走机构

第4章机器人的驱动系统 机器人的驱动系统概述、电动机及其特性、液压驱动系统及其特性 第5章机器人的控制系统 机器人的控制系统、伺服控制系统及其参数、交流伺服电动机的调速、机器人控制系统结构、机器人控制的示教再现、机器人控制系统举例 第6章机器人的感觉系统 机器人的传感技术、机器人的内部传感器、机器人的外部传感器、机器人的视觉系统、机器人传感器的选择 第7章机器人的语言系统 机器人的语言系统概述、常用的机器人语言简介、机器人的离线编程、机器人的编程示例 第8章工业机器人及其应用 工业机器人概述、焊接机器人、搬运机器人、喷涂机器人、装配机器人 四、各教学环节学时分配 教学环节 教学时数课程内容讲课实验 其他教学 环节 第一章概述 4 第二章机器人的基础知识 4 第三章机器人的机械结构系统 6 1 第四章机器人的驱动系统8 第五章机器人的控制系统8 第六章机器人的感觉系统8 1 第七章机器人的语言系统 6 第八章工业机器人及其应用12

《工业机器人技术与应用》试卷A

（）9．离线编程是工业机器人目前普遍采用的编程方式。 《工业机器人技术与应用》试卷（A）（）10．根据车间场 地面积，在有利于提高生产节拍的前提下，搬运机器人工作站可采用 L 型、环 状、“品”字、“一”字等布局。 一、填空（每空1分，共30分）封三、选择（每题2分，共20分） -- 人、1．按 照机器人的技术发展水平，可以将工业机器人分为三代 ___ _ ___ 机器 1．通常所说的焊接机器人主要指的是（）。 --- 机器人。 ____ __ _ 机器人和 ___ ____ ①点焊机器人；②弧焊机器人；③等离子 焊接机器人；④激光焊接机器人 --- __________ 、__________。2．机器人行业所说的四巨头是__________ 、 __________ 、- A. ①② B. ①②④ C. ①③ D. ①②③④ - --三种基本_____ _ ____、 ____ __和______ ____ 3．机器人常用的驱动方式主要有2．工业机器人一般具有的 基本特征是（）。 --- 类型。①拟人性；②特定的 机械机构；③不同程度的智能；④独立性；⑤通用性 ---和工装轴，、 _ 4．一般来说，机器人运动轴按其功能可划分为 __ ____ -A. ①②③④ B. ①②③⑤ C. ①③④⑤ D. ②③④⑤ --- 和工 装轴统称 _______。________ 3．按基本动作机构，工业机器人通常可分为（）。 --- 、、5．从结构形式上看，搬运机器人可分为 __________ __________ 、 __________ ①直角坐标机器人；②柱面坐标机器人；③球面坐标机器人；④关 节型机--- __________ 和关节式搬运机器人。-器人 ---___ __ 6．码垛 机器人工作站按进出物料方式可分为 __ ___ 、 _____ __ 、A. ① ② B. ①②③ C. ①③ D. ①②③④ --- __ 和四进四出等形式。4．操作机是工业机器人的机械主体，是用于完成各种作 业的执行机构。它主--密___ __ 、__ ___ 7．装配机器人常见的 末端执行器主要有、 _____ __ 要哪由几部分组成？（） - -- 。__ 和①机械臂；②驱动装置；③ 传动单元；④内部传感器 ---和气瓶、送丝机、8．弧 焊系统是完成弧焊作业的核心装备，主要由 A. ①② B. ①②③ C. ①③ D. ①②③④ --- 等组成。-5．工业机器人 常见的坐标系有（）。 --- 9．目前工业生产应用中较为普遍的涂 装机器人按照手腕构型分主要有两种：①关节坐标系；②直角坐标系；③工具 坐标系；④用户坐标系 ---，手腕涂 装机器人和涂装机器人其中A. ①② B. ①②③ C. ①③④ D. ①②③④ -- -机器人更适合用于涂装作业。-6．对工业机器 人进行作业编程，主要内容包含（）。 --- 2二、判断（每题分，共分）20 ①运动轨迹；②作业条件；③作业顺序；④插补方式 --- ）（ 1）通常设 在喷枪的末端中心处。．涂装机器人的工具中心点（ TCP A. ①② B. ①②③ C. ①③ D. ①②③④ --- ）（ 2．一个完整的点焊机器人系统由操作机、 控制系统和点焊焊接系统几部分组成。-．依据压力差不同，可将气吸附分为

机器人技术基础(课后习题答案)

简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。 答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。 1.机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。 2.机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。 3.机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。 4.机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。 工业机器人与数控机床有什么区别 答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链； 2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统； 3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。 4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。 简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。 重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率，是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。 工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。 工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为 手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。 承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 什么叫冗余自由度机器人 答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。 题图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作范围（画图时可以设L2=3cm）。

工业机器人基础复习题知识讲解

1、机器人安应用类型可以分为工业机器人、极限作业机器人和娱乐机器人。2﹑机器人按照控制方式可分为点位控制方式、连续轨迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。 3、工业机器人的坐标形式主要有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。 4、直角坐标机器人的工作范围是长方形形状；圆柱坐标机器人的工作范围是圆柱体形状；球坐标机器人的工作范围是球面一部分状。 5、工业机器人的参考坐标系主要有关节坐标系、工具参考坐标系、全局参考系坐标系。 6、工业机器人的传动机构是向手指传递运动和动力，该机构根据手指的开合动作特点可以分为回转型和移动型。 7、吸附式取料手靠吸附力取料，根据吸附力的不同分为磁吸附和气吸附两种。 8、气吸附式取料手是利用吸盘内的压力和大气压之间的压力差而工作。按形成压力差的方法，可分为真空吸盘吸附、气流负压气吸附、挤压排气负压气吸附几种。 9、手臂是机器人执行机构的重要部件，它的作用是支待手腕并将被抓取的工件运送到指定位置上，一般机器人的手臂有3个自由度，即手臂的伸缩升降及横向移动、回转运动和复合运动。 10、机器人的底座可分为固定式和移动式两种。 11、谐波齿轮传动机构主要有柔轮、刚轮和波发生器三个主要零件构成。 12、谐波齿轮通常将刚轮装在输入轴上，把柔轮装在输出轴上，以获得较大的齿轮减速比。 13、机器人的触觉可以分为接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉五种。 14、机器人接触觉传感器一般由微动开关组成，根据用途和配置不同，一般用于探测物体位置，路径和安全保护。 二、选择题 1、世界上第一台工业机器人是（B ） A、Versatran B、Unimate C、Roomba D、AIBO 2、通常用来定义机器人相对于其它物体的运动、与机器人通信的其它部件以及运动部件的参考坐标系是（ C ） A、全局参考坐标系 B、关节参考坐标系 C、工具参考坐标系 D、工件参考坐标系 3、用来描述机器人每一个独立关节运动参考坐标系是（ B ） A、全局参考坐标系 B、关节参考坐标系 C、工具参考坐标系 D、工件参考坐标系 4、夹钳式取料手用来加持方形工件，一般选择（A ）指端。 A、平面 B、V型 C、一字型 D、球型 5、夹钳式取料手用来加持圆柱形工件，一般选择（ B ）指端。 A、平面 B、V型 C、一字型 D、球型 6、夹钳式手部中使用较多的是（ D ） A、弹簧式手部 B、齿轮型手部 C、平移型手部 D、回转型手部 7、平移型传动机构主要用于加持（ C ）工件。

全国青少年机器人技术等级考试(一级)2017年全年真题集及标准答案

全国青少年机器人技术等级考试 （一级）2017年全年真题集 全国青少年机器人技术等级考试（一级 [所属分类]:各种题型测试 1. 下列人物形象中，哪一个是机器人？ A. B. C. D. 答案:D 题型:单选题 分数:2 2.车轮上有凹凸不平的花纹的作用是 A.装饰好看 B.增加摩擦力 C.省油耐用 D.乘坐舒适答案:B 题型:单选题 分数:2 3.下图中，沿着哪个斜面向上拉动小车最省力 A. B. C. D. 答案:D 题型:单选题 分数:2 4.使用滑轮组工作是因为它能 A.省力当但不能改变力的方向 B.能改变力的方向但不能省力 C.既能改变力的方向又能省力 D.以上答案都不对 答案:C 题型:单选题 分数:2 5.木工师傅使用斧头作为工具，是利用（）能省力的原理。

A.滑轮 B.轮轴 C.斜面 D.杠杆 答案:C 题型:单选题 分数:2 6.当阻力点到支点的距离大于动力点到支点的距离时，杠杆 A.省力 B.费力 C.既不省力也不费力 D.以上答案都不对 答案:B 题型:单选题 分数:2 7.如下图中，动滑轮有（）个。 A.1 B.2 C.3 D.0 答案:A 题型:单选题 分数:2 8.在山区常见到的盘山公路。修建盘山公路是利用我们所学的哪种简单机械 A.滑轮 B.杠杆 C.斜面 D.轮子 答案:C 题型:单选题 分数:2 9.关于简单机械，下列说法不正确的是 A.起重机的起重臂是一个杠杆 B.省力的机械一定会省距离 C.定滑轮、动滑轮和轮轴都是变形的杠杆 D.使用轮轴不一定会省力 答案:B 题型:单选题 分数:2 10.下列图片中，哪个不是机器人 A. B. C. D. 答案:D

3)机器人逆运动学实验

实验（3）机器人逆运动学实验 一、实验目的： 1）基于robotics机器人库构建机器人； 2）对构建的机器人进行逆运动学分析； 3）了解和熟悉机器人逆运动学的作用。 二、机器人连杆关系图： 图1 机器人连杆关系图 连杆变换矩阵： 参数含义：

三、基本函数介绍 （1）2连杆机器人实例 图2连杆机器人坐标系1）建立机器人DH参数表 2）根据D-H参数创建机器人连杆对象

3）根据连杆对象，建立机器人 4）观测建立机器人的情况 正运动学函数： 1）正运动学函数的使用 T=two_link.fkine([pi/4 pi/4]) T = 0.0000 -1.0000 0 0.7071 1.0000 0.0000 0 1.7071 0 0 1.0000 0 0 0 0 1.0000 2）观测计算结果的情况，三维显示 two_link.plot([pi/4 pi/4])

3）逆运动学函数 q=two_link.ikine(T,[0 0],[1 1 0 0 0 0]) q =0.7854 0.7854 ikine 函数的参数说明： Q = R.ikine(T, Q0, M, OPTIONS) Q0为求解的初始值； M 为自由度数，也就是有运动关节，对应有关节的为1。 （2）对于六自由度机器人求解的逆解，以puma560为例。 1）函数ikine6s 使用方法Q = R.ikine6s(T, CONFIG) 其中T 为机器人位姿矩阵。CONFIG 为臂型 'l' arm to the left (default) 'r' arm to the right 'u' elbow up (default) 'd' elbow down 'n' wrist not flipped (default) 'f' wrist flipped (rotated by 180 deg) X Y Z

全国青少年机器人技术等级考试二级模拟试题

全国青少年机器人技术等级考试 二级模拟试题 下列人物中，哪位发明了电灯？ A.牛顿 B.熊大 C.爱迪生 D.爱因斯坦 题型:单选题 答案:C 分数:1 首届机器人世界杯足球赛在哪里举办？ A.日本 B.荷兰 C.美国 D.意大利 题型:单选题 答案:A 分数:1 机器人控制系统从基本原理和系统结构上可以分成哪两类？ A.非伺服型系统和伺服型系统。 B. Windows系统和苹果系统。 C.非仿真型系统和非仿真型系统。 D.大系统和小系统。 题型:单选题 答案:A 分数:1 下列说法正确的是？ A.凸轮机构一般有凸轮、从动件和机架三个构件组成。 B.凸轮机构一般有凸轮、主动从件和机架三个构件组成。 C.凸轮机构一般有凸轮、从动件和主动件三个构件组成。 D.凸轮机构一般有圆轮、从动件和主动件三个构件组成。 题型:单选题 答案:A 分数:1 下列事物中，有曲柄装置的是? A.自行车 B.自动晾衣架 C.电视机 D.以上都有 题型:单选题 答案:A 分数:1

一个人在匀速直线行驶的火车里向上跳起，发现仍落回原地，这是因为？ A.人跳起厚，车厢内空气推着他向前运动。 B.人跳起到落地时间过短，偏后的距离看不出来。 C.人跳起到落地，在水平方向上人与车有相同的速度。 D.人跳起瞬间，地板给人一个向前的力，推着他一起向前运动。 题型:单选题 答案:C 分数:1 在机器人历史上，被称为“工业机器人之父”的是？ A.阿西莫夫 B.英格伯格 C.诺伯特 D.弗里茨 题型:单选题 答案:B 分数:1 下面哪个不是机器人系统的基本结构？ A.机械本体 B.人 C.计算机控制系统 D.传感系统 题型:单选题 答案:B 分数:1 工业机器人出现是在（）世纪。 A. 18 B. 19 C. 20 D. 21 题型:单选题 答案:C 分数:1 （）决定了从动件预定的运动规律。 A.凸轮转速 B.凸轮大小 C.凸轮轮廓曲线 D.凸轮形状 题型:单选题 答案:C 分数:1 一节普通干电池电压是多少伏？ A. 0.8 B. 1.0 C. 1.5

机器人技术基础试卷

考试科目:机器人技术基础考试时间：120分钟试卷总分IQG分 题号■一--二二三四五六总分 得分 评卷 教师 一、简答题（本大题共3小题，每小题5分，总计15分） 1?示教再现式机器人 答：先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其他信息存储起来，然后让机器人重现这些动作。（5分） 2?机器人系统结构由哪几个部分组成 答：通常由四个相互作用的部分组成：机械手、环境、任务和控制器。 3?为了将圆柱形的零件放在平板上，机器人应具有几个自由度答：一共需要5个：定位3个，放平稳2个。（5分） （10分）下面的坐标系矩阵B移动距离d=（5 , 2, 6）T: Q 1 Q 2 1 Q Q 4 B = 0 0-16 .0 0 。 1 一 求该坐标系相对于参考坐标系的新位置。 解： （5分） -1 0 0 B neW = 0 1 0 0 0 1 .QQQ 5「0 1 0 21 2 1 0 0 4 6 0 0 -1 6 1 一 00 0 1 一（10 分） （10 分）求点P=（2, 3, 0 ~1 6 12 1 4）T绕X轴旋转45度后相对于参考坐标系的坐标。

第2页共4页 U T B ,已知: 求：工件相对于基座的描述 B T P 0 10-2 0 0-1-3 -10 0 -9 .0 0 0 1 六、（15分）写出3R 平面机械手的各连杆参数和运动学方程（末端相对于基件三臂长位 l 1 、 I 2 、 l 3 ） O 解：各连杆参数如下: 可^1 H 解：P=ROt （X,45） 3=0 久卫 -0.707 3 = -0.707 0.707 - 4_ I I 4.95 一 （10 分） 四、（15分）写出齐次变换矩阵 {A}作以下变换: 绕Z 轴转90o ;（ b ）再绕X 轴转-90o ；（ C ）最后做移动（3，7，9） 0 -1 0 3 解：AT = 0 0 1 7 -1 0 0 9 - 0 0 1 （15 分） {u}的描述为U T P ,机器人基座相对于参考系的描述为 - 0 1 0 -H U TP = 0 0 -1 2 -1 0 0 0 - 0 1 一 - 1 0 0 们 ，U TB = 0 1 0 5 0 0 1 9 [ 0 0 0 1 一 解： B B U U -1 u T P = T U T P =[ T B ] T P [1 0 0 -1「0 1 1 0 -5 0 0 -1 2 0 I 0 1 -9 —1 0 0 0 0 0 1 一 0 0 0 1 一 （10 分） （5分） 0 0.707 0.707 0 Pl - 2 B T ,它表示相对固定坐标系 （a 五、（15分）设工件相对于参考系

机器人技术基础期末考试复习资料

第一章 1机器人组成系统的4大部分： 机构部分、传感器组、控制部分、信息处理部分 2机器人学的主要研究内容：研究机器人的控制与被处理物体间的相互关系 3机器人的驱动方式：液压、气动、电动 4机器人行走机构的基本形式：足式、蛇形式、轮式、履带式 5机器人的定义：由各种外部传感器引导的、带有一个或多个末端执行器、通过可编程运动，在其工作空间内对真实物体进行操作的软件可控的机械装置 6机器人的分类：1工业机器人2极限环境作业机器人3医疗福利机器人 7操作臂工作空间形式：1直角坐标式机器人2圆柱坐标式机器人3球坐标式机器人 4 scara 机器人5关节式机器人 8机器人三原则 第一条：机器人不得伤害人类. 第二条：机器人必须服从人类的命令，除非这条命令与第一条相矛盾。 第三条：机器人必须保护自己，除非这种保护与以上两条相矛盾。 第二章 1、什么是位姿：刚体参考点的位置和姿态 2、RPY 角与欧拉角的共同点：绕固定轴旋转的顺序与绕运动轴旋转的顺序相反并且旋转角度相同，能得到相同的变换矩阵，都是用三个变量描述。欧拉角为左乘RPY 角为右乘。 RPY 中绕x 旋转为偏转绕y 旋转为俯仰绕z 旋转为回转 3 、矩阵的左乘与右乘：左乘（变换从右向左）—指明运动相对于固定坐标系 右乘（变换从左向右）—指明运动相对于运动坐标系 4、齐次变换 T A B ：表示同一点相对于不同坐标系{B}和{A}的变换，描述{B}相对于{A}的位姿 5、自由矢量：完全由他的维数、大小、方向，三要素所规定的矢量 6、线矢量：由维数、大小、方向、作用线，四要素所规定的矢量 7、齐次变换矩阵 ?? ????=1000 0B A A B A B P R T 8、其次坐标变换?? ??????????=??????11000 10P P R P B B A A B A R A B 为旋转矩阵0B A P 为{B}的原点相对{A}的位置矢量 9、旋转矩阵：绕x 轴??????????-a a a a cos sin 0sin cos 0001y 轴??????????-a a a a cos 0sin 010sin 0cos z 轴?? ?? ? ?????-1000cos sin 0sin cos a a a a 10、变换矩阵求逆：?? ? ???-=10 0B A T A B T A B B A P R R T 已知B 相对于A 的描述求A 相对于B 的描述

机器人技术基础期末考试复习(熊有伦主编)解析

第一章 1机器人组成系统的4大部分：机构部分、传感器组、控制部分、信息处理部分 2机器人学的主要研究内容：研究机器人的控制与被处理物体间的相互关系 3机器人的驱动方式：液压、气动、电动 4机器人行走机构的基本形式：足式、蛇形式、轮式、履带式 5机器人的定义：由各种外部传感器引导的、带有一个或多个末端执行器、通过可编程运动，在其工作空间内对真实物体进行操作的软件可控的机械装置 6机器人的分类：1工业机器人2极限环境作业机器人3医疗福利机器人 7操作臂工作空间形式：1直角坐标式机器人2圆柱坐标式机器人3球坐标式机器人 4 scara 机器人5关节式机器人 8机器人三原则 第一条：机器人不得伤害人类. 第二条：机器人必须服从人类的命令，除非这条命令与第一条相矛盾。 第三条：机器人必须保护自己，除非这种保护与以上两条相矛盾。 第二章 1、什么是位姿：刚体参考点的位置和姿态 2、RPY 角与欧拉角的共同点：绕固定轴旋转的顺序与绕运动轴旋转的顺序相反并且旋转角度相同，能得到相同的变换矩阵，都是用三个变量描述。欧拉角为左乘RPY 角为右乘。 RPY 中绕x 旋转为偏转绕y 旋转为俯仰绕z 旋转为回转 3 、矩阵的左乘与右乘：左乘（变换从右向左）—指明运动相对于固定坐标系 右乘（变换从左向右）—指明运动相对于运动坐标系 4、齐次变换 T A B ：表示同一点相对于不同坐标系{B}和{A}的变换，描述{B}相对于{A}的位姿 5、自由矢量：完全由他的维数、大小、方向，三要素所规定的矢量 6、线矢量：由维数、大小、方向、作用线，四要素所规定的矢量 7、齐次变换矩阵 ?? ????=1000 0B A A B A B P R T 8、其次坐标变换?? ??????????=???? ??11000 10P P R P B B A A B A R A B 为旋转矩阵0B A P 为{B}的原点相对{A}的位置矢量 9、旋转矩阵：绕x 轴??????????-a a a a cos sin 0sin cos 0001y 轴??????????-a a a a cos 0sin 010sin 0cos z 轴?? ?? ? ?????-1000cos sin 0sin cos a a a a 10、变换矩阵求逆：?? ? ? ??-=10 0B A T A B T A B B A P R R T 已知B 相对于A 的描述求A 相对于B 的描述

机器人技术基础[课后习题答案解析]

0.1 简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。 答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。 1.机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。 2.机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。 3.机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。 4.机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。 0.2工业机器人与数控机床有什么区别？ 答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链； 2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统； 3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。 4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。 0.5简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。 重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率，是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。 工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。 工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为 手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。 承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 0.6什么叫冗余自由度机器人？ 答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。 0.7题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作范围（画图时可以设L2=3cm）。

机器人技术基础测试题

学号：姓名： 1. 简述工业机器人的定义和分类方法 P5：工业机器人是在工业中使用的机器人的机器人总称，主要用于完成工业生产者中的某些作业，根据具体应用目的的不同，又常常以其主要用途命名——焊接机器人；装配机器人；喷涂机器人；搬运、上下料、码垛机器人；其他用途机器人等。 2. 已知A坐标空间一点A P = 3i + 4j -5k，若对该点作如下坐标变换： Trans (-1, 2, 3 ) Rot (x, 90o) Rot (z, 45o) 试求出变换后该点在原坐标的位置，并绘制出变换图。 Trans (-1, 2, 3 )——平移变换 Trans（ΔX，ΔY，ΔZ）== Rot (x, 90o) ——旋转变换，绕X转90° Rot (x, θ)= Rot(x, 90o) = Rot (z, 45o)——旋转变换，绕Z转45° Rot (z, θ)= Rot (z, 45o) = A'= Trans (-1, 2, 3 ) Rot (x, 90o) Rot (z, 45o)A= =

3. PUMA250工业机器人结构及连杆参数如图1及表1所示。（1）根据图1及表1，设置并画出各连杆坐标； （2）求出各连杆的齐次变换矩阵A i (i=1,2…,6)； （3）求出该机械手的运动学方程。 表1 PUMA250连杆参数 连杆关节变量α a d 1 θ 190ο0 0 2 θ 20ο8 b b 12 + 3 θ 390ο0 0 4 θ 4-90ο0 8 5 θ 5-90ο0 0 6 θ 60ο0 b 3 图1 PUMA250机器人结构图ai连杆长度（Zi-1和Zi距离） αi连杆扭角（Zi-1和Zi夹角）； di连杆距离（沿着关节i轴线两公垂线距离Xi-1和Xi） θi连杆夹角（垂直关节i轴线两公垂线夹角Zi-1和Xi-1） A i=

《工业机器人技术基础》课程试卷A卷 参考答案

xxxxxxxxx职业学院 xxxxxx学年第xx学期期末考试 《工业机器人技术基础》课程试卷A卷 （适用于工业机器人技术专业） 考试形式：闭卷答题时间：90 分钟 一、填空题（1～10题，每空1分，共20分） 1．从体系结构来看，工业机器人可以分为三大部分：机器人本体、控制器与控制系统、示教器。 2. 机器人本体一般包含互相连接的机械臂、驱动与传动装置、各种内外部传感器。其中机械臂 主要由机座、腰部、臂部、手腕等组成。 3. 按结构特征来分，工业机器人通常可以分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机 器人、多关节机器人、并联机器人。 4．机器人运动学是研究末端执行器的位置和姿态与关节变量之间的关系，而与产生该位姿所需的力或力矩无关。 5. 机器人臂部是为了让机器人的末端执行器达到任务所要求的位置。机器人腕部是臂部和手部 的连接部件，起支承手部和改变手部姿态的作用。 6. 工业机器人动力系统按动力源不同可分为液压动力系统、气动动力系统和电动动力系统 三大类。 7．机器人内部传感器主要包括位置和位移传感器、速度传感器、力传感器。 8. 机器人控制系统按其控制方式可分为集中控制系统、主从控制系统、分散控制系 统。 9. 工业机器人控制器的功能包括多任务功能、网络功能、操作历史记录功能、海量存储、用户接口丰富。 10. 机器人语言系统包括三个基本状态：监控状态、编辑状态、执行状态。二、选择题（11～20题，每小题2分，共20分） 11．（ A ）是指机器人在作业范围内的任何位姿上所能承受的最大重量。 A. 承载能力 B. 作业范围 C. 重复定位精度 D. 定位精度12．1959年由德沃尔与美国发明家约瑟夫.英格柏联手制造的世界上第一台工业机器人，其名字叫（ B ）。 A. Versatran B. Unimate C. SCARA D. PUMA562 13. 有关方向余弦阵的性质，下列说法错误的是（ C ）。 A. 若两坐标系完全重合则它们的方向余弦阵为一三阶单位阵 B. 方向余弦阵为一正交阵 C. 两个不同列或不同行中对应的元素的乘积之和为1 D. 矩阵中每行和每列中元素的平方和为1 14．坐标变换中相对固系或动系的变换说法正确的有（D）。 A. 若相对固系变换则变换矩阵需依次右乘 B. 若相对动系变换则变换矩阵需依次左乘 C. 相对固系或动系变换其矩阵相乘顺序不变 D. 若相对动系变换则变换矩阵需依次右乘 15. 绝对式光电编码器其分辨率取决于二进制编码的（A）。 A. 位数 B. 码道 C. 0 D. 1 16. 假设检测角度精度为0.1，则增量式光电编码器的透光缝隙数不少于（B ）。 A. 500； B. 3600； C. 6000； D.无法确定。 17. 下列传感器不可归于机器人外部传感器的有（C ）。 A. 触觉传感器 B. 应力传感器 C. 力学传感器 D. 接近度传感器 18. 对现有工业机器人控制器存在的问题表述正确的是（ D ）。 A. 软件兼容性好 B. 软件容错性高 C. 软件扩展性好 D. 开放性差 19. 工业机器人常用的编程方式是：（ A ）。 A. 示教编程和离线编程 B. 示教编程和在线编程 C. 在线编程和离线编程 D.示教编程和软件编程 20. 典型的工业机器人动作级编程语言是（ B ）。 A. AML B. AL C. AUTOPASS D. KUKA

机器人技术基础试卷

考试科目:机器人技术基础 考试时间:120分钟 试卷总分100分 一、简答题(本大题共3小题,每小题5分,总计15分) 1.示教再现式机器人 答:先由人驱动操作机,再以示教动作作业,将示教作业程序、位置及其她信息存储起来,然后让机器人重现这些动作。(5分) 2.机器人系统结构由哪几个部分组成 答:通常由四个相互作用的部分组成:机械手、环境、任务与控制器。(5分) 3.为了将圆柱形的零件放在平板上,机器人应具有几个自由度 答:一共需要5个:定位3个,放平稳2个。(5分) 二、(10分)下面的坐标系矩阵B 移动距离d=(5,2,6)T : ? ? ??? ? ??? ???-=1000 6100400120 1 0B 求该坐标系相对于参考坐标系的新位置。 解: ?? ??????????-=? ? ??? ? ? ?? ???-????????? ???=100 012100600170 1010006100 400120 1 1000610020105001new B (10分) 三、(10分)求点P=(2,3,4)T 绕x 轴旋转45度后相对于参考坐标系的坐标。

解:???? ??????-=????????????????????-=??????????=95.4707.02432707.0707.00707.0707.00001 432)45(，x Rot P H (10分) 四、(15分)写出齐次变换矩阵T A B ,它表示相对固定坐标系{A}作以下变换: （a ） 绕Z 轴转90o;(b)再绕X 轴转-90o;(c)最后做移动(3,7,9)T 。 解:?? ??? ? ? ?? ???--=1000900171003010T A B (15分) 五、(15分)设工件相对于参考系{u}的描述为P u T ,机器人基座相对于参考系的描述为B u T ,已知: ?? ??????? ???---=1000 0001210010 1 0P u T ,? ? ??? ? ? ?????=1000 910050101001 B u T 求:工件相对于基座的描述P B T 解: P B T =u B T P u T =[B u T ]-1P u T =? ? ??????? ???---100091005010 1001? ? ??? ???????---1000000121001010 (10分) =? ? ??? ???????-----1000 900131002010 (5分) 六、(15分)写出3R 平面机械手的各连杆参数与运动学方程(末端相对于基件三臂长位1l 、 2l 、3l )。 解: