机器人复习题及参考资料

课程考试复习题及参考答案
机器人学导论
一、名词解释题：
1.自由度：
2.机器人工作载荷：
3.柔性手：
4.制动器失效抱闸：
5.机器人运动学：
6.机器人动力学：
7.虚功原理：
8.PWM驱动：
9.电机无自转：
10.直流伺服电机的调节特性：
11.直流伺服电机的调速精度：
12.PID控制：
13.压电元件：
14.图像锐化：
15.隶属函数：
16.BP网络：
17.脱机编程：
18.AUV：
二、简答题：
1.机器人学主要包含哪些研究内容？
2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？
3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？
4.机器人控制系统的基本单元有哪些？
5.直流电机的额定值有哪些？
6.常见的机器人外部传感器有哪些？
7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。

8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？
9.为什么要做图像的预处理？机器视觉常用的预处理步骤有哪些？
10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。

11.从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？
12.仿人机器人的关键技术有哪些？
三、论述题：
1.试论述机器人技术的发展趋势。

2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。

3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。

4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。

5.机器人单关节伺服控制中，位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的？
6.试论述工业机器人的应用准则。

四、计算题：（需写出计算步骤，无计算步骤不能得分）：
1.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。

2.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。

3.如图所示为平面内的两旋转关节机械手，已知机器人末端的坐标值{x,y}，
试求其关节旋转变量θ1和θ2.
P
4.如图所示两自由度机械手在如图位置时（θ1= 0 , θ2=π/2），生成手爪力 F A = [ f x 0 ]T 或F B = [ 0 f y ]T 。

求对应的驱动力 τA 和τB 。

0x f ⎤⎥⎦
5.如图所示的两自由度机械手，手部沿固定坐标系在手上X 0轴正向以1.0m/s 的速度移动，杆长l 1=l 2=0.5m 。

设在某时刻θ1=30°，θ2=-60°，求该时刻的关节速度。

已知两自由度机械手速度雅可比矩阵为
11212
21211212
212l s l s l s l c l c l c θθ---⎡⎤
=⎢
⎥+⎣⎦
J
6.如图所示的三自由度机械手（两个旋转关节加一个平移关节，简称RPR机
械手），求末端机械手的运动学方程。