机器人学及其智能控制

机器人学及其智能控制

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

第一章

一、填空题

1. 国际标准化组织采纳了美国机器人协会于１979年给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程的专门系统。”

2. 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类,即工业机器人和特种机器人。

３. 工业机器人由机械本体、驱动系统和控制系统3个基本部分组成。

4. 工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。

5. 机器人系统的组成大体上可分为三部分：机械系统、传感系统和控制系统。

6. 控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号 ,支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。

7.工业机器人的主要技术参数一般都应有自由度、定位精度和重复精度、工作范围、最大工作速度、承载能力等。

—、填空题

１. 丝杠传动有滑动式、滚珠式和静压式等。机器人传动用的丝杠具备结构紧凑、间隙小和传动效率高等特点。

2. 机器人中常用的齿轮传动机构是行星齿轮传动机构和谐波传动机构。

3.谐波发生器是在椭圆形凸轮的外周嵌入薄壁轴承制成的部件。

4.移动机器人的移动机构形式主要有车轮式移动机构、履带式移动机构、足式移动机构。

５.履带式机构称为无限轨道方式 ,其最大特征是将圆环状的无限轨道履带卷绕在多个车轮上,使车轮不直接与路面接触。

６. 机器人常用的驱动方式主要有液压驱动、气压驱动、电气驱动 3种基本类型。

7．用电磁阀控制ﻩ的直线液压缸是最简单和最便宜的开环液压驱动装置。

一、填空题

1.机器人是否能够准确无误地正常工作,往往取决于传感器的测量精度。

2．机器人传感器的稳定性和可靠性是保证机器人能够长期稳定可靠地工作的必要条件。

3．机器人传感器的工作环境比较恶劣,它应当能够承受强电磁干扰 ,并能够在—定的高温、高压、高污染环境中正常工作。

4．装配机器人对传感器的要求类似于搬运机器人，也需要视觉、力觉和

触觉等感觉能力。通常,装配机器人对工作位置的要求更高。

5.焊接机器人包括点焊机器人和弧焊机器人两类。

6.所谓编码器即是将某种物理量转换为数字格式的装置。

7.绝对型编码器有绝对位置的记忆装置，能测量旋转轴或移动轴的绝对位置,因此在机器人系统中得到大量应用。

8.液体式倾斜角传感器分为气泡位移式、电容式、电解液式和磁流体式等。

９.接近度与距离传感器是机器人用以探测自身与周围物体之间相对位置

和距离的传感器。

一、填空题

１.移动机器人控制系统是以计算机控制技术为核心的实时控制系统，它的任务就是根移动机器人所要完成的功能,结合移动机器人的本体结构和运动

方式，实现移动器人的工作目标。

２.所谓软件伺服控制，是指利用计算机软件编程的办法，对机器人控制器进行改进。如设计一个先进的控制算法,或对系统中的非线性进行补偿。

—、填空题

1.机器人运动学是一门研究物体运动规律的科学。它在研究中不考虑产生运动的力和力矩而只研究运动物体的位置、速度、加速度和位置变量对时间(或其他变量）的高阶导数：

2.机器人的雅可比矩阵是由机械手的操作速度与关节的运动速度的线性变换构成。

一、填空题

1.机器人的控制方式可以分为动作控制方式和示教控制方式。

２. 机器人的按照被控对象可以分为位置控制、速度控制、加速度控制、力矩控制、力／位混合控制等。

3．工业机器人位置控制的目的,就是要使机器人各关节实现预先所规划的运动，最终验证工业机器人末端执行器沿预定轨迹运行。

４.工业机器人的结构多采用串接的连杆形式,其动态特性具有高度的非线性。

5．控制系统根据预先制定的控制策略对这些力信息作出处理后，控制机器人在不确定环境下进行与该环境相适应的操作,从而使机器人完成复杂的作业任务。

6.机器人动力学模型存在非线性和不确定因素,这些因素包括未知的系统参数、非线性特性以及环境因素等。

一、填空题

1．在直角坐标空间中进行轨迹规划，是指将末端执行器位置、速度和加速度表示为时间的函数,而相应的关节位置、速度和加速度由末端执行器信息导出。

2．一般情况下,关节空间的规划方法便于计算，并且由于关节空间与笛卡儿坐标空间之间并不存在连续的对应关系,因而不会发生机构的奇异性问题。

3.直角坐标空间轨迹规划必须反复求解逆运动学方程来计算关节角。

二、简答题

1.机器人按照控制方法的不同可以划分为几种？

(１）顺序型：这类机器人拥有规定的程序动作控制系统。

（2）沿轨迹作业型:这类机器人执行某种移动作业，如焊接、喷漆等。

(3)远距作业型：比如在月球上自动工作的机器人。

(4)智能型：这类机器人具有感知、适应以及思维和人机通信机能。

2.机器人按照功能可以划分为几种?

(1）操作型机器人：能自动控制，可重复编程,多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。

(2)程控型机器人：按预先要求的顺序及条件,依次控制机器人的机械动作。

（3)示教再现型机器人：通过引导或其他方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。

（４)数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。

（５)感觉控制型机器人:利用传感器获取的信息控制机器人的动作。

(6)适应控制型机器人：机器能适应环境的变化,控制其自身的行动。