工业机器人技术试卷 答案及评分标准Word格式文档下载.doc
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一
二
三
四
五
总分
核分人
得分
复查总分总复查人
评卷人
(本题36分)一、简答(每小题6分,共36分)
1.简述工业机器人的主要应用场合。
1)恶劣工作环境及危险工作,如:
压铸车间及核工业等领域的作业环境。
(2分)
2)特殊作业场合和极限作业,如:
火山探险、深海探密和空间探索等领域。
3)自动化生产领域,如:
焊接机器人、材料搬运机器人、检测机器人、装配机器人、喷漆和喷涂机器人。
2.说明工业机器人的基本组成部分。
工业机器人由三大部分六个子系统组成。
三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。
六个子系统是驱动系统(1分)、机械结构系统(1分)、感受系统(1分)、机器人-环境交互系统(1分)、人机交互系统(1分)和控制系统。
(1分)
3.简述工业机器人关节制动器的作用。
许多机器人的机械臂都需要在各关节处安装制动器,其作用是:
在机器人停止工作时,保持机械臂的位置不变;
在电源发生故障时,保护机械臂和它周围的物体不发生碰撞。
(6分)
4.机器人的新型驱动方式有哪些?
新型驱动方式有什么优点?
磁致伸缩驱动、压电晶体驱动器、形状记忆金属、静电驱动器(4分)。
新型驱动方式可以实现驱动元件的简单化和微型化,更适宜于机器人的使用。
5.试述运用D-H方法建立机器人运动学方程时,如何建立连杆坐标系?
建立连杆坐标系的规则如下:
①连杆n坐标系的坐标原点位于n+1关节轴线上,是关节n+1的关节轴线与n和n+1关节轴线公垂线的交点。
(2分)
②Z轴与n+1关节轴线重合。
③X轴与公垂线重合;
从n指向n+1关节。
(1分)
④Y轴按右手螺旋法则确定。
6.工业机器人控制系统的特点有哪些?
(1)机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。
(2)是一个多变量控制系统,要求系统具有一定的智能性。
(3)是一个复杂的计算机控制系统。
(4)描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,各变量之间还存在耦合。
(5)机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成,因此存在一个“最优”的问题。
(本题10分)二、有一旋转变换,先绕固定坐标系轴转30°
,再绕轴转60°
,最后沿轴移动10,试求其变换矩阵。
(列出A的计算式4分,列出齐次变换矩阵4分,得出答案2分)
解:
《工业机器人技术》试卷B第1页(共4页)
《工业机器人技术》试卷B第2页(共4页)
(本题15分)三、三自由度平面关节机械手如图所示,手部握有焊接工具。
已知:
,,求焊接工具末端A点的线速度及的值。
机构的运动学方程为:
(5分)
根据速度雅可经公式可得:
(5分)
末端执行器的速度为:
(3分)
将已知条件代入可得:
Vx=-0.067(m/s),Vy=0.093(m/s)(2分)
(本题15分)四、简述具有视觉焊缝对中的弧焊机器人的工作原理。
《工业机器人技术》试卷B第4页(共4页)
《工业机器人技术》试卷B第3页(共4页)
图像传感器直接安装在机器人末端执行器。
焊接过程中,图像传感器对焊缝进行扫描检测,获得焊前区焊缝的截面参数曲线,计算机根据该截面参数计算出末端执行器相对焊缝中心线的偏移量Δ,然后发出位移修正指令,调整末端执行器直到偏移量Δ=0为止。
弧焊机器人装上视觉系统后给编程带来了方便,编程时只需严格按图样进行。
在焊接过程中产生的焊缝变形、装卡及传动系统的误差均可由视觉系统自动检测并加以补偿。
(本题24分)五、试举出一例目前仍为人工作业,但其工作特性更适合运用机器人来工作的场合,并根据该工作环境要求,设计可应用于该工作场合的机器人机构(说明设计思路)。
叙述清楚,功能模块齐全,技术方案切实可行性,机构设计合理、新颖、有创意。
(17-24分)
叙述清楚,功能模块基本齐全,具有一定的可行性,机构设计合理。
(9-16分)
叙述不清楚,设计方案不可行,机构设计不合理。
(0-8分)