xxxxxxxxx职业学院
xxxxxx学年第xx学期期末考试
（适用于工业机器人技术专业）
考试形式： 闭 卷 答题时间： 90 分钟
| 题 号 | 一 | 二 | 未载入sso登录模块三 | 四 | 五 | 总 分 |
核分人 | 题 分 | | | | | | |
复查人 | 格兰注塑机射咀头得 分 | | | | | | |
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一、填空题（1～10题，每空1分，共20分）
1．工业机器人是由 仿生机械结构 、电动机、减速机和 控制系统 组成的，用于从事工业生产，能够自动执行工作指令的机械装置。
2. 目前，国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、OTC、松下和发那科。欧系中主要有德国的 KUKA 、CLOOS、瑞士的 ABB 、意大利的COMAU，英国的Autotech Robotics。
3. 按作业任务的不同，工业机器人通常可以分为焊接、 搬运 、装配、 码垛 、喷涂等类型机器。
4．机器人运动学是研究末端执行器的位置和姿态与 关节变量 之间的关系，而与产生该位姿所需的 力或力矩 无关。
5. 在机器人学科里经常用 考坐标系 和 关节坐标系 来描述空间机器人的位姿。
6. 机器人臂部是为了让机器人的末端执行器达到任务所要求的 位置 。机器人腕部是臂部和手部的连接部件，起支承手部和改变手部 姿态 的作用。
7. 夹钳式是工业机器人最常用的一种手部形式。夹钳式一般由 手指 、驱动装置、 传动机构 和支架等组成。
8. 目前应用于工业机器人的减速器产品主要有三类，分别是 谐波减速器 、RV减速器和 摆线针轮减速器 三大类。
9. 机器人控制系统按其控制方式可分为 集中控制系统 、主从控制系统、 分散控制系统 。
10. 机器人语言系统包括三个基本状态： 监控状态 、编辑状态、 执行状态 。
二、选择题（11～20题，每小题2分，共20分）
11．（ A ）是指机器人末端执行器的实际位置和目标位置之间的偏差，由机械误差、控制算法与系统分辨率等部分组成。
A. 定位精度 B. 作业范围 C. 重复定位精度 D. 承载能力
12．下列所述的（ B ）项为水平多关节机器人。
A. Versatran B. SCARA C. Unimate D. PUMA562
13. 刚体在三维空间中的位姿可用（ C ）来描述。
A. 由位置矢量和方向余弦阵组成的3x4矩阵 B. 由位置矢量组成的3x1矩阵
C. 由位置矢量和方向余弦阵组成的4x4矩阵 D. 由方向余弦阵组成的3x3矩阵
14．坐标变换中相对固系或动系的变换说法正确的有（ D ）。
A. 若相对固系变换则变换矩阵需依次右乘 B. 若相对动系变换则变换矩阵需依次左乘
C. 相对固系或动系变换其矩阵相乘顺序不变 D. 若相对动系变换则变换矩阵需依次右乘
15. D-H法规定：{n}系变换到{n+1}系的核心变换步骤为：（ A ）。
A. zn转→zn移→xn移→xn转 B. zn转→xn转→zn移→xn移爬墙式
C. zn移→xn移→ zn转→xn转 D. xn转→z火力发电厂土建结构设计技术规定n转→zn移→xn移
16. 对选择工业机器人传感器需要考虑的因素表述错误的有（ B ）。 A. 传感器选择需要考虑其灵敏度、线性度 B. 传感器选择仅需要考虑其价格和响应时间
C. 传感器选择需要考虑其分辨率、重复性 D. 传感器选择需要考虑其测量范围、测量精度
17. 假设检测角度精度为0.1，则增量式光电编码器的透光缝隙数不少于（ C ）。
A. 500； B. 1800； C. 3600； D.无法确定。
18. 下列传感器不可归类于机器人外部传感器的有（ D ）。
A. 触觉传感器 B. 应力传感器 C. 接近度传感器 D. 力学传感器
19. 新型机器人控制器应具有不属于（ D工艺拖鞋 ）项所描述的特。
A. 系统结构开放 B. 模块化设计合理 C. 任务划分有效 D. 实时性少任务要求
20 工业机器人常用的编程方式是：（ A ）。
A. 示教编程和离线编程 B.示教编程和在线编程C. 在线编程和离线编程 D.示教编程和软件编程
三、名词解释（21～25题，每小题3分，共 15分）
21. 工业机器人自由度
工业机器人自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不包括末端执行器的开合自由度。
22. 机器人正运动学
已知机器人各杆件几何参数和关节角向量，求解机器人末端执行器相对参考坐标系的位置和姿态的科学。
23. 传感器灵敏度
传感器灵敏度是指传感器的输出信号稳定时，输出信号变化与输入信号变化的比值。
24. 机器人正动力学
已知机器人各关节执行器的驱动力或力矩，求解机器人各关节的位置、速度和加速度的科学。
25. PWM驱动
脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）驱动。
四、简答题（26～28题，每小题5分，共15分）
26. 简述工业机器人的基本组成及其技术参数有哪些？
答：工业机器人主要由机器人本体、控制器和控制系统、示教器等组成。其中机器人本体又由机械臂、驱动与传动装置、传感器等组成。
工业机器人技术参数主要有：自由度、分辨率、定位精度和重复定位精度、作业范围、运动速度、承载能力等。
27. 机器人控制系统的基本单元有哪些？各自有何作用？
答：构成机器人控制系统的基本单元有： (1) 电动机，提供驱动机器人运动的驱动力。(2) 减速器，增加驱动力矩、降低运动速度。(3) 驱动电路，由于直流伺服电动机或交流伺服电动机的流经电流较大，机器人常采用脉冲宽度调制（PWM）方式进行驱动。(4) 运动特性检测传感器，用于检测机器人运动的位置、速度、加速度等参数。(5) 控制系统的硬件，以计算机为基础。(6) 控制系统的软件，实现对机器人运动特性的计算、机器人的智能控制和机器人与人的信息交换等功能。
28. 工业机器人的典型机器视觉系统由哪些部分组成？
答：典型机器视觉系统由光源、光学成像系统、相机、图像采集卡、图像处理硬件平台、
图像和视觉信息处理软件及通信模块等组成。
五、计算题（29～30题，29小题10分，30小题20分，共30分）
29. 写出齐次变换矩阵，它表示相对固定坐标系{A}作以下变换：首先绕Z轴转90º；然后再绕X轴转-90º；最后做移动（3，7，9）。
解：（表述计算正确拉长虾得2.5分）（表述计算正确得2.5分）
（表述计算正确得2.5分）
（表述计算正确得2.5分）
（每点的齐次坐标计算正确各得2.5分）
30. 对于如图所示的SCARA型机器人： 建立D-H法的坐标系。填写D-H法参数表。
写出所有的变换矩阵。
题30图
解：根据D-H法对坐标系的z轴和x轴定义，在题30图上作出各关节坐标轴。
题30 图解（表述正确得5分）
再填写D-H参数，见表。
题30表 SCARA机器人的D-H参数表
关节 | θz | dz | dx | θx |
0-1 | θ1 | d1 | 0 | 0 |
1-2 | θ2 | d2 | d3 | 0 |
2-3 | θ3 | 0 | d4 | 0 |
3-4 | 0 | d5 | 0 | 0 |
| | | | |
（数据表述正确得5分）
写出机器人的正运动学方程：
（每项表述正确得2.5分）
