工业机器人技术课后题答案Word格式.docx
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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。
承载能力不仅指负载,而且还包括了机器人末端操作器
的质量。
第二章课后习题：
1、
工业上的机器人的手一般称之为末端操作器,它是机器人直
接用于抓取和握紧（吸附）专用工具（如喷枪、扳手、焊具、喷头
等）进行操作的部件。
具有模仿人手动作的功能,并安装于机器人
手臂的前端。
大致可分为以下几类:
（1）夹钳式取料手；
（2）吸附
式取料手；
（3）专用操作器及转换器；
（4）仿生多指灵巧手。
4、
R关节是一种翻转（Roll）关节。
B关节是一种折曲（Bend）关节。
Y关节是一种偏转（Yaw）关节。
具有俯仰、偏转和翻转运动,即
RPY运动。
5、
行走机构分为固定轨迹式和无固定轨迹式。
无固定轨迹式又
分为与地面连续接触（包括轮式和履带式）和与地面间断接触（步
行式）。
轮式在平地上行驶比较方便，履带式可以在泥泞道路上
和沙漠中行驶。
步行式有很大的适应性,尤其在有障碍物的通
道（如管道、台阶或楼梯）上或很难接近的工作场地更有优越性。
第三章课后习题：
1、点矢量v为[10.0020.0030.00]
T，相对参考系作如下齐次坐标
变换：
1.8660.5000.00011.0
A=
1.500
1.000
0.866
0.1
1.1
3.1
9.1
0001
写出变换后点矢量v的表达式，并说明是什么性质的变换，写出
旋转算子Rot及平移算子Trans。
0.8660.5000.00011.010.009.66
，=Av=
解：
v
0.500
20.1
30.1
=
19.32
39
000111
属于复合变换：
0.8660.500
旋转算子Rot（Z，30）?
=
0.5
1.866
1
10011.0
平移算子Trans（11.0，-3.0，9.0）=
2、有一旋转变换，先绕固定坐标系Z0轴转45?
，再绕其X0轴转
30，?
最后绕其Y0轴转60?
，试求该齐次坐标变换矩阵。
齐次坐标变换矩阵R=Rot（Y，60?
）Rot（X，30?
）Rot（Z，45?
）
0.500.866010000.7070.70700
0.707
000100010001
2.0.0470.7500
2.0.6120.50
2.0.4360.4330
3、坐标系{B}起初与固定坐标系{O}相重合，现坐标系{B}绕ZB旋
转30，?
然后绕旋转后的动坐标系的XB轴旋转45，?
试写出该坐标
系{B}的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。
1000
起始矩阵：
B=O=
0.8670.35300
最后矩阵：
B′=Rot（Z，30）?
Rot（X，45）?
0.2
2.
1.2
3.2
9.2
4、如题图所示的二自由度平面机械手，关节1为转动关节，关
节变量为θ1；
关节2为移动关节，关节变量为d2。
试：
（1）建立关节坐标系，并写出该机械手的运动方程式。
（2）按下列关节变量参数求出手部中心的位置值。
θ10306090
d2/m0.50
0.8671.000.70
建立如图所示的坐标系
参数和关节变量
连杆连杆转连杆扭角连杆长连杆距
角θ度а
α
离d
1θ1000
200d20
cossin00100
11
d
2
A1Rot（Z,）
sin
cos
A
Trans（d
0,0）
00010001
机械手的运动方程式：
cossin0dcos
1121
T2AA
12
当θ1=0，d2=0.5时：
1000.5
手部中心位置值
B
当θ1=30，d2=0.8时
0.8660.500.433
3.
0.868
当θ1=60，d2=1.0时
0.8690.86600.5
0.3866
1.3866
当θ1=90，d2=0.7时
0100
3.3
6、题6图所示为一个二自由度的机械手，两连杆长度均为1m，
试建立各杆件坐标系，求出
A，A2及该机械手的运动学逆解。
Y1
X1
Y2
Y0
X2
X0
对于关节1：
{1}系相对于{0}系X0轴平移1m，然后绕Z0轴旋转
θ1;
对于关节2：
{2}系相对于{1}系X1轴平移1m，然后绕Z1轴旋转
θ2;
该二自由度机械手运动学方程式为：
T2AA，其中
A1Rot（Z0,1）Trans（1,0,0）
A2Rot（Z1,2）Trans（1,0,0）
所以，该二自由度机械手运动学方程式为：
c
s
css
T
根据该运动学方程为：
n
x
o
a
p
y
z
AA
cs01
用
sc00
111
A左乘上式，即
0010
将其左右两边元素对比，对应元素相等，可得
22
pp
xy
arctg（）
xy2
21
（1）
2
arctg
21
（
1）
arctg（）2
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