机器人基础.docx
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机器人基础
机器人基础
第六章操作臂的控制
一、选择题
1.机器人控制系统在物理上分为两级,但在逻辑上一般分为如下三级:
1).PID控制器
2).位置控制器
3).作业控制器
4).运动控制器
5).驱动控制器
6).可编程控制器
2.在伺服电机的伺服控制器中,为了获得高性能的控制效果,一般具有3个反馈回路,分别是:
4).容易产生废品
二、简单题
1.机器人控制系统的基本单元有哪些?
2.从描述操作命令的角度看,机器人编程语言可分为哪几类?
3.仿人机器人的关键技术有哪些?
4.机器人控制的主要特点有哪些?
5.简述机器人基于关节坐标控制的基本思路。
6.机器人的控制层次分为哪几级?
7.机器人关节位置控制器的作用是什么。
三、分析题
试列出直流电机电压平衡方程式和转矩平衡方程式,并指出机械部分与电气部分的耦合关系。
第五章操作臂动力学
一、选择题(4选1)
1.动力学主要是研究机器人的:
1).动力源是什么 2).运动和时间的关系
3).动力的传递与转换 4).动力的应用
2.动力学的研究内容是将机器人的______________联系起来。
1).运动与控制 2).传感器与控制 3).结构与运动 4).传感系统与运动 3.机器人终端效应器(手)的力量来自哪里?
1).机器人的全部关节 2).机器人手部的关节
3).决定机器人手部位置的各关节 4).决定机器人手部位姿的各个关节
4.在θ--r操作机动力学方程中,其主要作用的是
1).哥氏项和重力项 2).重力项和向心项
3).惯性项和哥氏项 4).惯性项和重力项
二、简答题
1.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。
2.什么是广义坐标和广义力?
3.应用拉格朗日方程(函数)求解机器人动力学问题的优点是什么?
第四章操作臂的雅可比
一、简答题
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supportLists]-->1.
--[endif]-->速度雅可比矩阵与力雅可比矩阵有什么关系?
2.逆速度雅可比J-1出现奇异解的情况有哪些?
3.雅克比矩阵的力学意义是什么?
二、推导题
试利用虚功原理推导机器人关节力矢量τ与相应的广义操作力矢量F之间的关系。
三、计算题:
1.如图所示的两自由度机械手,手部沿固定坐标系在手上X0轴正向以1.0m/s的速度移动,杆长l1=l2=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J,且
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2.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FA=[fx 0]T或FB=[0 fy]T。
求对应的驱动力τA和τB。
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3.如下所式,T坐标系经过一系列微分运动后,其改变量为dT。
求微分变化量(dx,dy,dz,δx,δy,δz)以及相对T坐标系的微分算子。
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第三章操作臂运动学
一、名词解释题:
1.机器人运动学:
2.机器人动力学:
3.虚功原理:
二、简答题
1.描述机器人连杆的参数有哪些?
2.机器人学主要包含哪些研究内容?
3.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。
三、选择题(4选1)
1.对于转动关节而言,关节变量是D-H参数中的
1).关节角 2).杆件长度3).横距4).扭转角
2.对于移动(平动)关节而言,关节变量是D-H参数中的
1).关节角 2).杆件长度3).横距4).扭转角
3.运动正问题是实现如下变换:
1).从关节空间到操作空间的变换 2).从操作空间到迪卡尔空间的变换
3).从迪卡尔空间到关节空间的变换 4).从操作空间到关节空间的变换
4.运动逆问题是实现如下变换:
1).从关节空间到操作空间的变换 2).从操作空间到迪卡尔空间的变换
3).从迪卡尔空间到关节空间的变换 4).从操作空间到任务空间的变换
四、计算题
1.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。
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2..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。
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3.写出3R平面机械手的各连杆参数和运动学方程(末端相对于基件三臂长位1l、l2、l3)。
4.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A1,A2的变换矩阵
第二章数学基础
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supportLists]-->一、
--[endif]-->简答题:
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supportLists]-->1.
--[endif]-->解释刚体的位姿。
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supportLists]-->2.
--[endif]-->刚体姿态是怎样描述的?
3.齐次向量是怎样定义的?
试举例说明之。
4.描述刚体姿态的绕X-Y-Z轴转动的角度都称作为什么?
二、推导题
1.推导旋转变换通式。
三、计算分析题
1.有一个向量P=3i+5j+2k,按如下要求将其表示成矩阵形式:
(1)比例因子为2
(2)将它表示为方向的单位向量
2.已知坐标系{B}的初始位姿与{A}重合,首先{B}相对于{A}的ZA轴转30°,再沿{A}的XA轴移动12单位,并沿{A}的YA轴移动6单位.求位置矢量APB0和旋转矩阵
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--[endif]-->。
设点p在{B}坐标系中的位置为BP=[3,7,0]T,求它在坐标系{A}中的位置AP.
3.固连在坐标系(
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--[endif]-->)上的点P
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--[endif]-->经历如下变换,求出变换后该点相对于参考坐标系的坐标。
(1)绕z轴旋转90度;
(2)接着绕y轴旋转90度;
(3)接着再平移[4,-3,7]。
4.坐标系F沿参考坐标系的x轴移动9个单位,沿z轴移动5个单位。
求新的坐标系位置。
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5.坐标系B绕x轴旋转90°,然后沿当前坐标系a轴做了3英寸的平移,然后在绕z轴旋转90,最后沿当前坐标系o轴做5英寸的平移。
(a)写出描述该运动的方程。
(b)求坐标系中的点p(1,5,4)相对于参考坐标系的最终位置。
6.固连在坐标系(
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--[endif]-->)上的点P
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--[endif]-->经历如下变换,求出变换后该点相对于参考坐标系的坐标。
(1)绕z轴旋转90度;
(2)接着绕y轴旋转90度;
(3)接着再平移[4,-3,7]。
7.对于下列坐标系,求解所缺元素的值,并用矩阵来表示这个坐标系。
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--[endif]-->
8.坐标系B绕x轴旋转90°,然后沿当前坐标系a轴做了3英寸的平移,然后在绕z轴旋转90,最后沿当前坐标系o轴做5英寸的平移。
(a)写出描述该运动的方程。
(b)求坐标系中的点p(1,5,4)相对于参考坐标系的最终位置。
9.计算表示
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--[endif]-->的矩阵
10.计算如下变换矩阵的逆。
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11.一个具有六个自由度的机器人的第五个连杆上装有照相机,照相机观察物体并测定它相对于照相机坐标系的位置,然后根据以下数据来确定末端执行器要到达物体所必须完成的运动。
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12.已知转动变换矩阵
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--[endif]-->
试求:
等效转轴与转角。
13.设工件相对于参考系{u}的描述为
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--[endif]-->,机器人基座相对于参考系的描述为
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--[endif]-->,已知:
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--[endif]-->
求:
工件相对于基座的描述PTB.
14.求点P=(2,3,4)T绕x轴旋转45度后相对于参考坐标系的坐标。
第一章绪论
--[if!
supportLists]-->一、
--[endif]-->名词解释
1.自由度:
2.机器人工作载荷:
3.示教再现式机器人:
4.工作空间:
5.承载能力:
--[if!
supportLists]-->二、
--[endif]-->简单题
--[if!
supportLists]-->1.
--[endif]-->按坐标分类机器人可分为哪几类?
--[if!
supportLists]-->2.
--[endif]-->简述机器人的定义。
--[if!
supportLists]-->3.
--[endif]-->机器人的主要技术参数有哪些?
--[if!
supportLists]-->4.
--[endif]-->简述机器人的基本组成?
--[if!
supportLists]-->5.
--[endif]-->机器人可看成是由一系列( )通过( )串联起开的开式链。
--[if!
supportLists]-->6.
--[endif]-->试运用机器人常用关节运动功能符号绘制圆柱坐标机器人机构简图。
--[if!
supportLists]-->7.
--[endif]-->计算Stewart平台的自由度。
--[if!
supportLists]-->8.
--[endif]-->机器人常用的驱动方式有哪些?
--[if!
supportLists]-->9.
--[endif]-->常用机器人结构形式有哪些?
10.机器人是如何分代的?