工業(yè)機器人技術(shù)試卷 答案及評分標準

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1、 學院名稱 專業(yè)班級： 姓名： 學號： 我 密 封 線 內(nèi) 不 要 答 題 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 密 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 封 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 線 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 工業(yè)機器人技術(shù) 試卷B卷 答案及評分標準 出卷教師： 適應(yīng)班級： 考試方式： 本試卷考試分數(shù)占學生總評成績

2、的70 % 題號 一 二 三 四 五 總分 核分人 得分 復查總分 總復查人 得分 評卷人 （本題36分）一、簡答(每小題6分，共36分) 1．簡述工業(yè)機器人的主要應(yīng)用場合。 1) 惡劣工作環(huán)境及危險工作，如：壓鑄車間及核工業(yè)等領(lǐng)域的作業(yè)環(huán)境。(2分) 2) 特殊作業(yè)場合和極限作業(yè)，如：火山探險、深海探密和空間探索等領(lǐng)域。(2分) 3) 自動化生產(chǎn)領(lǐng)域，如：焊接機器人、

3、材料搬運機器人、檢測機器人、裝配機器人、噴漆和噴涂機器人。(2分) 2．說明工業(yè)機器人的基本組成部分。 工業(yè)機器人由三大部分六個子系統(tǒng)組成。 三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。 六個子系統(tǒng)是驅(qū)動系統(tǒng)(1分)、機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(1分)、感受系統(tǒng)(1分)、機器人－環(huán)境交互系統(tǒng)(1分)、人機交互系統(tǒng)(1分)和控制系統(tǒng)。(1分) 3．簡述工業(yè)機器人關(guān)節(jié)制動器的作用。 許多機器人的機械臂都需要在各關(guān)節(jié)處安裝制動器, 其作用是: 在機器人停止工作時, 保持機械臂的位置不變; 在電源發(fā)生故障時, 保護機械臂和它周圍的物體不發(fā)生碰撞。(6分) 4．機器人的新

4、型驅(qū)動方式有哪些？新型驅(qū)動方式有什么優(yōu)點？ 磁致伸縮驅(qū)動、壓電晶體驅(qū)動器、形狀記憶金屬、靜電驅(qū)動器(4分)。新型驅(qū)動方式可以實現(xiàn)驅(qū)動元件的簡單化和微型化，更適宜于機器人的使用。(2分) 5．試述運用D-H方法建立機器人運動學方程時，如何建立連桿坐標系？ 建立連桿坐標系的規(guī)則如下:  　?、?連桿n坐標系的坐標原點位于n+1關(guān)節(jié)軸線上,是關(guān)節(jié)n+1的關(guān)節(jié)軸線與n和n+1關(guān)節(jié)軸線公垂線的交點。(2分) 　?、?Z軸與n+1關(guān)節(jié)軸線重合。(2分) 　?、?X軸與公垂線重合;從n指向n+1關(guān)節(jié)。(1分) 　?、?Y軸按右手螺旋法則確定。(1分) 6．工業(yè)機器人控制系

5、統(tǒng)的特點有哪些？ (1) 機器人的控制與機構(gòu)運動學及動力學密切相關(guān)。(2分) (2) 是一個多變量控制系統(tǒng)，要求系統(tǒng)具有一定的智能性。(1分) (3) 是一個復雜的計算機控制系統(tǒng)。(1分) (4) 描述機器人狀態(tài)和運動的數(shù)學模型是一個非線性模型,各變量之間還存在耦合。(1分) (5) 機器人的動作往往可以通過不同的方式和路徑來完成, 因此存在一個“最優(yōu)”的問題。(1分) 得分 評卷人 （本題10分）二、有一旋轉(zhuǎn)變換，先繞固定坐標系軸轉(zhuǎn)30°，再繞軸轉(zhuǎn)60°，最后沿軸移動10，試求其變換矩陣。(列出A的計算式4分，列出齊次變換矩陣4分，得出答案2分) 解： 《工業(yè)

6、機器人技術(shù)》試卷B 第1頁（共4頁） 《工業(yè)機器人技術(shù)》試卷B 第2頁（共4頁） 得分 評卷人 學院名稱 專業(yè)班級： 姓名： 學號： 我 密 封 線 內(nèi) 不 要 答 題 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 密 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 封 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ 線 ┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃ （本題15分）三、三自由度平面關(guān)節(jié)機械手如圖所示, 手部握有焊接工具。 已

7、知: ，，求焊接工具末端A點的線速度及的值。 解：機構(gòu)的運動學方程為： (5分) 根據(jù)速度雅可經(jīng)公式可得： (5分) 末端執(zhí)行器的速度為： (3分) 將已知條件代入可得：Vx=-0.067(m/s)，Vy=0.093(m/s) (2分) 得分 評卷人 （本題15分）四、簡述具有視覺焊縫對中的弧焊機器人的工作原理。 《工業(yè)機器人技術(shù)》試卷B 第4頁（共4頁） 《工業(yè)機器人技術(shù)》試卷B 第3頁（共4頁） 圖像傳

8、感器直接安裝在機器人末端執(zhí)行器。焊接過程中,圖像傳感器對焊縫進行掃描檢測,獲得焊前區(qū)焊縫的截面參數(shù)曲線，計算機根據(jù)該截面參數(shù)計算出末端執(zhí)行器相對焊縫中心線的偏移量Δ,然后發(fā)出位移修正指令,調(diào)整末端執(zhí)行器直到偏移量Δ=0為止。弧焊機器人裝上視覺系統(tǒng)后給編程帶來了方便, 編程時只需嚴格按圖樣進行。在焊接過程中產(chǎn)生的焊縫變形、裝卡及傳動系統(tǒng)的誤差均可由視覺系統(tǒng)自動檢測并加以補償。 得分 評卷人 （本題24分）五、試舉出一例目前仍為人工作業(yè)，但其工作特性更適合運用機器人來工作的場合，并根據(jù)該工作環(huán)境要求，設(shè)計可應(yīng)用于該工作場合的機器人機構(gòu)（說明設(shè)計思路）。 敘述清楚，功能模塊齊全，技術(shù)方案切實可行性，機構(gòu)設(shè)計合理、新穎、有創(chuàng)意。（17-24分） 敘述清楚，功能模塊基本齊全，具有一定的可行性，機構(gòu)設(shè)計合理。（9-16分） 敘述不清楚，設(shè)計方案不可行，機構(gòu)設(shè)計不合理。（0-8分）