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文檔簡介

1、機器人課程考試復習題庫機器人課程復習、名詞解釋 工作空間:工業(yè)機器人執(zhí)行任務時,其腕軸交點能在空 間活動的范圍 剛體自由度:物體能夠?qū)ψ鴺讼颠M行獨立運動的數(shù)目 機器人的自由度:機器人末端構(gòu)件所具有的獨立運動的 數(shù)目。機器人工作載荷:機器人在規(guī)定的性能范圍內(nèi),機械接 口處能承受的最大負載量(包括手部) 。 機器人運動學正、逆問題:機器人正動力學問題 已知機器人各關(guān)節(jié)驅(qū)動力或力矩, 求機器人各關(guān)節(jié)軌跡或末端執(zhí)行器(位姿)軌跡。 機器人逆動力學問題 已知機器人各關(guān)節(jié)軌跡或末端執(zhí) 行器(位姿)軌跡,求機器人各關(guān)節(jié)驅(qū)動力或力矩。雅可比矩陣:研究機器人操作空間速度與關(guān)節(jié)空間速度 間的線性映射關(guān)系即雅克比矩

2、陣機器人運動學:從幾何學的觀點來處理手指位置與關(guān)節(jié) 變量的關(guān)系稱為運動學。機器人動力學:機器人各關(guān)節(jié)變量對時間的一階導數(shù)、 二階導數(shù)與各執(zhí)行器驅(qū)動力或力矩之間 的關(guān)系,即機器人機械系統(tǒng)的運動方程。PWM 驅(qū)動:脈沖寬度調(diào)制( Pulse Width Modulation )驅(qū)動 直流伺服電機的調(diào)節(jié)特性:是指轉(zhuǎn)矩恒定時,電動機的 轉(zhuǎn)速隨控制電壓變化的關(guān)系。給定轉(zhuǎn)速之直流伺服電機的調(diào)速精度:指調(diào) 帶置額或定系負之差,與 示教再現(xiàn):一種可重復再現(xiàn)通過示教編程存儲起來的作業(yè)程序的機器人。示教有直接示教和間接示教 兩種方法。直接示教是操作人員使用插入機器 人手臂內(nèi)的操作桿,按給定運動順序示教動作 內(nèi)容,

3、機器人自動把順序、 位置和時間等具體 數(shù)值記錄在存儲器中。 再現(xiàn)時,依次讀出存儲 的信息,重復示教的動作過程。 間接示教是采 用示教盒 (或稱示教器 )示教。操作者通過示教 盒按鍵操縱完成空間作業(yè)軌跡點及其有關(guān)速 度等信息的示教,然后用操作盤對機器人語言 命令進行用戶工作程序的編輯, 并存儲在示教 數(shù)據(jù)區(qū)。再現(xiàn)時,機器人的計算機控制系統(tǒng)自 動逐條取出示教命令與位置數(shù)據(jù),進行解讀、 運算并作出判斷,將各種控制信號送到相應的 驅(qū)動系統(tǒng)或端口 ,使機器人忠實地再現(xiàn)示教動 作。PID 控制:指按照偏差的比例( P, proportional )、積 分( I, integral )、微分( D, de

4、rivative ) 進行控制。脫機編程:指用機器人程序語言預先進行程序設(shè)計,而 不是用示教的方法編程。二、填空題1、機器人按機構(gòu)特性可以劃分為(關(guān)節(jié)機器人) 和 (非關(guān)節(jié)機器人) 兩大類。2、機器人系統(tǒng)大致由 (驅(qū)動系統(tǒng)) 、 (機 械系統(tǒng)) 、 (感知系統(tǒng)) 和 (人機交互系統(tǒng)、 機器 -環(huán)境交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。3、機器人的重復定位精度是指 (機器人末端執(zhí)行 器為重復到達同一目標位置(理想位置)而實際到達位 置之間的接近程度) 。4、齊次坐標 0 0 1 0T 表示的內(nèi)容是z 方向。5、機器人的運動學是研究機器人末端執(zhí)行器 位姿 和 運動 與關(guān)節(jié)空間之間的關(guān)系。6、如果機器人相鄰

5、兩關(guān)節(jié)軸線相交, 則聯(lián)接這兩個 關(guān)節(jié)的連桿長度為 零 。7、常用的建立機器人動力學方程的方法有牛頓和 拉格朗日 。8、6 自由度機器人有解析逆解的條件是機器人操作手的獨立關(guān)節(jié)變量多于末端執(zhí)行器的運動自由度 數(shù)。9、機器人的驅(qū)動方式主要有 (液壓) 、 (氣動) 和 (電動) 三種。10、機器人上常用的可以測量轉(zhuǎn)速的傳感器有 測速發(fā)電機 和 增量式碼盤 。11、機器人控制系統(tǒng)按其控制方式可以分為程序 控制方式、 適應性 控制方式和 人工智能 控 制方式。三、選擇題( 4 選 1)1、機器人三原則是由誰提出的。 (D)(A )森 政 弘( B)約 瑟 夫 英 格 伯 格( C)托莫維奇(D)阿西莫

6、夫2、當代機器人大軍中最主要的機器人為: (A) (A )工業(yè)機器人(B)軍 用機器人( C)服務機器人( D)特種機器人3、手部的位姿是由哪兩部分變量構(gòu)成的?( B)( A )位置與速度 (B )姿態(tài)與位置 ( C)位置與運行狀態(tài)(D)姿態(tài)與速度4、運動學主要是研究機器人的: (B)(A )動力源是什么( B )運動和時間的關(guān)系( C)動力的傳遞與轉(zhuǎn)換(D)運動的應用5、動力學主要是研究機器人的: (C)(A )動力源是什么( B )運動和時間的關(guān)系( C)動力的傳遞與轉(zhuǎn)換(D)動力的應用6、傳感器的基本轉(zhuǎn)換電路是將敏感元件產(chǎn)生的易測 量小信號進行變換,使傳感器的信號輸出符合具體工業(yè) 系統(tǒng)的

7、要求。一般為: (A)(A)420mA 、55V(B)020mA 、05V (C)-20mA 20mA 、55V (D)-20mA 20mA、05V7、傳感器的輸出信號達到穩(wěn)定時, 輸出信號變化與 輸入信號變化的比值代表傳感器的 參數(shù)。(D)(A )抗干擾能力(B)精度(C)線性度(D)靈敏度86 維力與力矩傳感器主要用于( D)(A )精密加工(B)精密測量(C)精密計算( D)精密裝配9、機器人軌跡控制過程需要通過求解 獲得各個關(guān)節(jié)角的位置控制系統(tǒng)的設(shè)定值。 (B)(A )運動學正問題(B)運動學逆問題(C)動力學正問題( D)動力學逆問題10模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)的主要區(qū)別是什 么?

8、(B)(A )載波頻率不一樣( B)信道傳送的信號不一樣(C)調(diào)制方式不一樣( D)編碼方式不一樣四、判斷題(回答 Y/N ) 1機械手亦可稱之為機器人。 Y2完成某一特定作業(yè)時具有多余自由度的機器人稱 為冗余自由度機器人。 Y3、關(guān)節(jié)空間是由全部關(guān)節(jié)參數(shù)構(gòu)成的。 Y4、任何復雜的運動都可以分解為由多個平移和繞軸 轉(zhuǎn)動的簡單運動的合成。 Y5、關(guān)節(jié) i 的坐標系放在 i-1 關(guān)節(jié)的末端。 N6手臂解有解的必要條件是串聯(lián)關(guān)節(jié)鏈中的自由度 數(shù)等于或小于 6。 N7對于具有外力作用的非保守機械系統(tǒng), 其拉格朗 日動力函數(shù) L 可定義為系統(tǒng)總動能與系統(tǒng)總勢能之和。 N8由電阻應變片組成電橋可以構(gòu)成測量

9、重量的傳感 器。Y9激光測距儀可以進行散裝物料重量的檢測。 Y10運動控制的電子齒輪模式是一種主動軸與從動 軸保持一種靈活傳動比的隨動系統(tǒng)。 Y11諧波減速機的名稱來源是因為剛輪齒圈上任一 點的徑向位移呈近似于余弦波形的變化。 N9五、簡答題 /問答題1、國內(nèi)外機器人技術(shù)的發(fā)展有何特點?答: 1、傳感器智能機器人發(fā)展較快2、新型智能技術(shù)的概念和應用研究正醞釀著新 的突破 3、采用模塊化設(shè)計技術(shù)4、機器人工程系統(tǒng)呈上升趨勢5、微型機器人的研究有所突破 6、應用領(lǐng)域向非 制造業(yè)和服務業(yè)擴展7、行走機器人研究引起重視 8、開發(fā)敏捷制造生產(chǎn)系 統(tǒng) 9 、軍事機器人將裝備部隊2、有哪幾種機器人分類方法?

10、是否還有其他的分類 方法?答: 1、按機械手的幾何結(jié)構(gòu)來分2、按機器人的控制方式分3、按機器人控制器的信息輸入方式分 4、按機器人的智能程度分 5、按機器人的移動性分6、按機器人的用途分103、什么叫做 “機器人三守則 ”?它的重要意義是什 么?4、工業(yè)機器人和智能機器人的定義分別是什么? 工業(yè)機器人 是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié) 機械手 或多自由度 的機器人。 工業(yè)機器人 是自動執(zhí)行工作的機器裝置,是 靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。它 可以接受人類指揮,也可以按照預先編排的程序運行, 現(xiàn)代的 工業(yè)機器人 還可以根據(jù) 人工智能 技術(shù)制定的原則 綱領(lǐng)行動。 到目前為止,在世界范圍內(nèi)還沒

11、有一個統(tǒng)一的 智能機器 人定義。大多數(shù)專家認為 智能機器人 至少要具備以下三 個要素:一是感覺要素,用來認識周圍環(huán)境狀態(tài);二是 運動要素,對外界做出反應性動作;三是思考要素,根 據(jù)感覺要素所得到的信息,思考出采用什么樣的動作。115、智能機器人的含義是什么?智能機器人具備形形色色的內(nèi)部信息傳感器和外部 信息傳感器,如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺。除具有感受 器外,它還有效應器,作為作用于周圍環(huán)境的手段。這 就是筋肉, 或稱自整步電動機, 它們使手、腳、長鼻子、 觸角等動起來。由此也可知,智能機器人至少要具備三 個要素:感覺要素,運動要素和思考要素。6、分析一個空間激光切割機械手至少需要多少自由 度?

12、要求能使激光束的焦點定位,并可切割任意曲面。 定位需要三個自由度,切割曲面需要三個自由度,共計 六個7、機器人的靈活度、 自由度和冗余度的概念及其相 互關(guān)系是什么?靈活度 =自由度 +冗余度8、為了將圓柱形的零件放在平板上,機器人至少應 具有幾個自由度?答:一共需要 5個:定位3 個,放平穩(wěn) 2個129、機器人的精度、重復精度及空間分辨度的含義及 其區(qū)別? 答:精度、重復精度和分辨率用來定義機器人手部的定 位能力。精度是一個位置量相對于其參照系的絕對度量,指 機器人手部實際到達位置與所需要到達的理想位置之間 的差距。機器人的精度決定于機械精度與電氣精度。重復精度指在相同的運動位置命令下,機器人

13、連續(xù) 若干次運動軌跡之間的誤差度量。如果機器人重復執(zhí)行 某位置給定指令,它每次走過的距離并不相同,而是在 一平均值附近變化,該平均值代表精度,而變化的幅度 代表重復精度。分辨率是指機器人每根軸能夠?qū)崿F(xiàn)的最小移動距離 或最小轉(zhuǎn)動角度。精度和分辨率不一定相關(guān)。一臺設(shè)備 的運動精度是指命令設(shè)定的運動位置與該設(shè)備執(zhí)行此命 令后能夠達到的運動位置之間的差距,分辨率則反映了 實際需要的運動位置和命令所能夠設(shè)定的位置之間的差 距。工業(yè)機器人的精度、重復精度和分辨率要求是根據(jù) 其使用要求確定的。機器人本身所能達到的精度取決于 機器人結(jié)構(gòu)的剛度、運動速度控制和驅(qū)動方式、定位和 緩沖等因素。13由于機器人有轉(zhuǎn)動關(guān)

14、節(jié),不同回轉(zhuǎn)半徑時其直線分辨 率是變化的,因此造成了機器人的精度難以確定。由于 精度一般較難測定,通常工業(yè)機器人只給出重復精度。10、機器人學主要包含哪些研究內(nèi)容?答 :機器人研究的基礎(chǔ)內(nèi)容有以下幾方面: (1)空 間機構(gòu)學; (2)機器人運動學; (3)機器人靜力學; (4)機器 人動力學; (5)機器人控制技術(shù); (6)機器人傳感器; (7) 機器人語言。11、機器人運動分析的一般過程是什么?為什么要進 行機器人的動力學分析?答: 1、建立坐標系2、確定連桿參數(shù) 3、寫出各個齊次矩陣4、寫方程機器人動力學研究目的,建立力、質(zhì)量和加速度 之間以及力矩、慣量和角速度之間的關(guān)系。確定力和力矩,計

15、算每個驅(qū)動器所需的驅(qū)動力, 以便在機器人連桿和關(guān)節(jié)上產(chǎn)生期望的加速度。根據(jù)有關(guān)方程并考慮機器人的外部載荷計算出驅(qū) 動器可能承受的最大載荷, 設(shè)計出能提供足夠力14及力矩的驅(qū)動器。研究機器人不同部件之間的關(guān)系,合理地設(shè)計出機器人的部件。12、簡述建立工業(yè)機器人運動學方程的方法、 步驟。 建立各連桿坐標系, 確定各連桿 D-H 參數(shù),寫出各齊 次矩陣(利用式 i 和 D-H 參數(shù)計算各連桿之間的 D-H 矩 陣),寫運動學方程(根據(jù) Tn 1. i. n 建立機器人機構(gòu)的 運動學方程)13、方向余弦矩陣的特點都有那些“方向余弦矩陣”是由兩組不同的標準正交基的基 底向量之間的方向余弦所形成的矩陣。方

16、向余弦矩陣可 以用來表達一組標準正交基與另一組標準正交基之間的 關(guān)系,也可以用來表達一個向量對于另一組標準正交基 的方向余弦。方向余弦矩陣為正交矩陣,其中每列或每行中各元素 平方之和為一,而兩個不同列或不同行中對應元素的乘 積之和則為零。1514、機器人雅可比矩陣的含義是什么? 關(guān)節(jié)空間和操作空間的方程系數(shù)矩陣( X? J ? )15、什么是機器人的奇異狀態(tài)? 機器人的雅克比矩陣的行列式等于零時的狀態(tài),自由 度會減少,母線運動受限制16、簡述齊次變換矩陣的物理含義。x xwxpxy wy py z wz pz 001答: 1、起到坐標變換的作用。 2、代表物體的位置姿態(tài)17、工業(yè)機器人常用的驅(qū)

17、動器有那些類型,并簡要 說明其特點。(1)電動驅(qū)動器的能源簡單, 速度變化范圍大, 效率高,轉(zhuǎn)動慣性小,速度和位置精度都很高,但它們多16與減速裝置相聯(lián),直接驅(qū)動比較困難。( 2)液壓驅(qū)動器的優(yōu)點是功率大, 可省去減速裝置而直 接與被驅(qū)動的桿件相連,結(jié)構(gòu)緊湊,剛度好,響應快, 伺服驅(qū)動具有較高的精度。但需要增設(shè)液壓源,易產(chǎn)生 液體泄漏,不適合高、低溫及有潔凈要求的場合。故液 壓驅(qū)動器目前多用于特大功率的操作機器人系統(tǒng)或機器 人化工程機械。( 3)氣動驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)簡單, 清潔,動作靈敏, 具有緩 沖作用。但也需要增設(shè)氣壓源,且與液壓驅(qū)動器相比, 功率較小,剛度差,噪音大,速度不易控制,所以多用

18、于精度不高、但有潔凈、防爆等要求的點位控制機器人。18、常用的工業(yè)機器人的傳動系統(tǒng)有那些? 齒輪傳動,蝸桿傳動,滾珠絲桿出傳動,同步齒形帶 傳動,鏈傳動和行星齒輪傳動19、在機器人系統(tǒng)中為什么往往需要一個傳動(減 速)系統(tǒng)?17因為現(xiàn)在的電機一般速度較高,力矩較小,需要通過傳 動系統(tǒng)降低轉(zhuǎn)速、提高力矩。20、機器人常用的機身和臂部的配置型式有哪些?答 :目前常用的有如下幾種形式: ( 1)橫梁式。機身設(shè)計成橫梁式,用于懸掛手臂部件,具有占地面積小,能有效地利用空間,直觀等優(yōu)點。 (2)立柱式。多采用回轉(zhuǎn)型、俯仰型或屈伸型的運動型式,一般臂部都可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn),具有占地面積小而工作范圍大的特點。

19、( 3)機座式。可以是獨立的、自成系統(tǒng)的完整裝置,可隨意安放和搬動。也可以具有行走機構(gòu),如沿地面上的專用軌道移動,以擴大其活動范圍。(4)屈伸式。臂部由大小臂組成,大小臂間有相對運動,稱為屈伸臂,可以實現(xiàn)平面運動,也可以作空間運動。21、直流電機的額定值有哪些? 答 :直流電動機的額定值有以下幾項: (1) 額定功率,是指按照規(guī)定的工作方式運行時所能提供的輸出功率。對電動機來說,額定功率是指軸 上輸出的機械功率,單位為 kW 。 (2)額定電壓,是電動機電樞繞組能夠安全工作的最大外加電壓或輸出電壓,單位為V。(3)額定電流,是指電動機按照規(guī)定的工作方式運行時,電樞繞組允許流過的最大電流,單位為

20、A。 (4)額定轉(zhuǎn)速,指電動機在額定電壓、額定電流和輸出額定功率的情況下運行時,電動機的旋轉(zhuǎn)速度,單位為 r/min 。22、機器人上常用的距離與接近覺傳感器有哪些?。 超聲波,激光、紅外,霍爾傳感器23、常見的機器人外部傳感器有哪些?答 :常見的外部傳感器包括觸覺傳感器,分為接觸覺傳感器、壓覺傳感器、滑覺傳感器和力覺傳感器。距離傳感器,包括超聲波傳感器,接 近覺傳感器,以及視覺傳感器、聽覺傳感器、嗅覺傳感器、味覺傳感器等。24、機器人視覺的硬件系統(tǒng)由哪些部分組成?答 :(1) 景物和距離傳感器,常用的有攝像機、 CCD 圖像傳感器、超聲波傳感器和結(jié)構(gòu)光設(shè)備等; (2) 視頻信號數(shù)字化設(shè)備,其

21、任務是把攝像 機或者 CCD 輸出的信號轉(zhuǎn)換成方便計算和分析的數(shù)字信號; (3) 視頻信號處理器,視頻信號實時、快速、并行算法的硬件實現(xiàn)設(shè)備:如 DSP 系統(tǒng); (4) 計算機及其設(shè)備, 根據(jù)系統(tǒng)的需要可以選用不同的計算機及其外設(shè)來滿足機器人視覺信息處理及其機器人控制的需要; (5) 機器人或機械手及其 控制器。25、機器人控制系統(tǒng)的基本單元有哪些?答 :構(gòu)成機器人控制系統(tǒng)的基本要素包括: (1) 電動機,提供驅(qū)動機器人運動的驅(qū)動力。 (2) 減速器,為了增加驅(qū)動力矩、降低運動速度。 (3) 驅(qū)動電路, 由于直流伺服電動機或交流伺服電動機的流經(jīng)電流較大, 機器人常采用脈沖寬度調(diào)制 (PWM )

22、方式進行驅(qū)動。 (4) 運動特性檢測傳感器, 用于檢測機器人運動的位置、 速度、 加速度等參數(shù)。 (5) 控制系統(tǒng)的硬件, 以計算機為基礎(chǔ), 采用協(xié)調(diào)級與執(zhí)行級的二級結(jié)構(gòu)。 (6) 控制系統(tǒng)的軟件, 實現(xiàn)對機器人運動特性的計算、機器人的智能控制和機器人與人的信息交換等功能。26、請簡述模糊控制器的組成及各組成部分的用途。(1) 模糊化:將檢測輸入變量值變換成相應的論域,將答 :模糊邏輯控制器由 4 個基本部分組成,即模糊化、知識庫、推理算法和逆模糊化18輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成合適的語言值。 (2) 知識庫:包含應用領(lǐng)域的知識和控制目標,它由數(shù)據(jù)和模糊語言控制規(guī)則組成。 (3) 推理算法:從一些模糊前提

23、 條件推導出某一結(jié)論,這種結(jié)論可能存在模糊和確定兩種情況。 (4) 逆模糊化:將推理所得到的模糊值轉(zhuǎn)換為明確的控制訊號,作為系統(tǒng)的輸入值。27、從描述操作命令的角度看,機器人編程語言可 分為哪幾類?答 :機器人編程語言可分為: (1) 動作級:以機器人末端執(zhí)行器的動作為中心來描述各種操作,要在程序中說明每個動作。 (2) 對象級:允許 較粗略地描述操作對象的動作、操作對象之間的關(guān)系等,特別適用于組裝作業(yè)。 (3) 任務級:只要直接指定操作內(nèi)容就可以了,為此,機器人必須 一邊思考一邊工作。28、什么是變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)?為什么要采用變結(jié)構(gòu)控 制? 一個系統(tǒng)的數(shù)學模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)是隨位置、時間變化而 變化的

24、;因為機器人是典型的非線性變參數(shù)系統(tǒng)模型。29、試述機器人滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本原理。滑模變結(jié)構(gòu)控制的原理,是根據(jù)系統(tǒng)所期望的動態(tài)特 性來設(shè)計系統(tǒng)的切換超平面,通過滑動模態(tài)控制器使系 統(tǒng)狀態(tài)從超平面之外向切換超平面收束。系統(tǒng)一旦到達 切換超平面,控制作用將保證系統(tǒng)沿切換超平面到達系 統(tǒng)原點,這一沿切換超平面向原點滑動的過程稱為滑模 控制。30、自適應控制器有哪幾種結(jié)構(gòu)形式?試簡介其工作原理19機器人自適應控制分為三類:模型參考自適應控制、自校正自適應控制和線性攝動自適應控制等。(a)模型參考自適應控制器 ;它的基本設(shè)計思想是: 為機器人機械手的狀態(tài)方程(傳動)綜合一個控制信號u,或為狀態(tài)方程(動

25、力學)綜合一個輸入 F 。這種控制 信號將以一定的由參考模型所規(guī)定的期望方式,迫使系 統(tǒng)具有需要特性。(b) 自校正自適應控制器 ;它與 MRAC 方法的主要區(qū) 別在于: STAC 用線性離散模型來表示操作機器人系統(tǒng) 的動力學特性,因而其控制器為一數(shù)字控制器。這種離 散模型必須借助系統(tǒng)辨識技術(shù), 應用采樣輸入 -輸出數(shù)據(jù) 來建立。20線性攝動自適應控制器 六、論述題 /綜合題1、試論述機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢。答:科學技術(shù)水平是機器人技術(shù)的基礎(chǔ), 科學與技術(shù)的發(fā)展將會使機器人技術(shù)提高到一個更高的水平。 未來機器人技術(shù) 的主要研究內(nèi)容集中在以下幾個方面: (1) 工業(yè)機器人操作機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。

26、探索新的高強度輕質(zhì)材料,進一步提高 負載 -自重比,同時機構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。(2) 機器人控制技術(shù)。重點研究開放式、模塊化控制系統(tǒng),人機界面更加友好, 語言、圖形編程界面正在研制之中。 機器人控制器的標準化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于 PC 機網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究 熱點。 (3) 多傳感系統(tǒng)。為進一步提高機器人的智能和適應性,多種傳感器的使用是其問題解決的關(guān)鍵。其研究熱點在于有 效可行的多傳感器融合算法,特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算法。 (4) 機器人遙控及監(jiān)控 技術(shù),機器人半自主和自主技術(shù)。多機器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制,通過網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機器人遙控系統(tǒng),

27、在有時 延的情況下,建立預先顯示進行遙控等。 (5) 虛擬機器人技術(shù)。基于多傳感器、多媒體和虛擬現(xiàn)實以及臨場感應技術(shù),實現(xiàn) 機器人的虛擬遙控操作和人機交互。 (6) 多智能體控制技術(shù)。這是目前機器人研究的一個嶄新領(lǐng)域。主要對多智能體的群體 體系結(jié)構(gòu)、相互間的通信與磋商機理,感知與學習方法,建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進行研究。 (7) 微型和微小機器 人技術(shù)。這是機器人研究的一個新的領(lǐng)域和重點發(fā)展方向。過去的研究在該領(lǐng)域幾乎是空白,因此該領(lǐng)域研究的進展將會 引起機器人技術(shù)的一場革命,并且對社會進步和人類活動的各個方面產(chǎn)生不可估量的影響,微型機器人技術(shù)的研究主要集 中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運動方式、控制

28、方,法、傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及行走技術(shù)等方面。 (8) 軟機器人技術(shù)。主要用于醫(yī)療、護 理、休閑和娛樂場合。傳統(tǒng)機器人設(shè)計未考慮與人緊密共處,因此其結(jié)構(gòu)材料多為金屬或硬性材料,軟機器人技術(shù)要求其 結(jié)構(gòu)、控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機器人意外地與環(huán)境或人碰撞時是安全的,機器人對人是友好的。 (9) 仿人和仿生技術(shù)。 這是機器人技術(shù)發(fā)展的最高境界,目前僅在某些方面進行一些基礎(chǔ)研究。2、試論述精度、重復精度與分辨率之間的關(guān)系。答:精度、重復精度和分辨率用來定義機器人手部的定位能力。 精度是一個位置量相對于其參照系的絕對度量,指機器人手部實際到達位置與所需要到達的理想位置之間的差距。機 器人的精度決定于機

29、械精度與電氣精度。重復精度指在相同的運動位置命令下,機器人連續(xù)若干次運動軌跡之間的誤差度量。如果機器人重復執(zhí)行某位置給定 指令,它每次走過的距離并不相同,而是在一平均值附近變化,該平均值代表精度,而變化的幅度代表重復精度。21分辨率是指機器人每根軸能夠?qū)崿F(xiàn)的最小移動距離或最小轉(zhuǎn)動角度。精度和分辨率不一定相關(guān)。一臺設(shè)備的運動精度 是指命令設(shè)定的運動位置與該設(shè)備執(zhí)行此命令后能夠達到的運動位置之間的差距,分辨率則反映了實際需要的運動位置和 命令所能夠設(shè)定的位置之間的差距。工業(yè)機器人的精度、重復精度和分辨率要求是根據(jù)其使用要求確定的。機器人本身所能達到的精度取決于機器人結(jié)構(gòu) 的剛度、運動速度控制和驅(qū)動

30、方式、定位和緩沖等因素。由于機器人有轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié),不同回轉(zhuǎn)半徑時其直線分辨率是變化的,因此造成了機器人的精度難以確定。由于精度一般 較難測定,通常工業(yè)機器人只給出重復精度。3、試論述工業(yè)機器人的應用準則。 答:設(shè)計和應用工業(yè)機器人時,應全面考慮和均衡機器人的通用性、環(huán)境的適應性、耐久性、可靠性和經(jīng)濟性等因素, 具體遵循的準則如下。(1) 從惡劣工種開始采用機器人 機器人可以在有毒、風塵、噪聲、振動、高溫、易燃易爆等危險有害的環(huán)境中長期穩(wěn)定地工作。在技術(shù)、經(jīng)濟合理的 情況下,采用機器人逐步把人從這些工作崗位上代替下來,將從根本上改善勞動條件。(2) 在生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量落后的部門應用機器人 現(xiàn)代化的大

31、生產(chǎn)分工越來越細,操作越來越簡單,勞動強度越來越大。機器人可以高效地完成一些簡單、重復性的工 作,使生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量獲得明顯的改善。(3) 要估計長遠需要 一般來講,人的壽命比機械的壽命長,不過,如果經(jīng)常對機械進行保養(yǎng)和維修,對易換件進行補充和更換,有可能使 機械壽命超過人。另外;工人會由于其自身的意志而放棄某些工作,造成辭職或停工,而工業(yè)機器人沒有自己的意愿,因 此機器人的使用不會在工作中途因故障以外的原因停止工作,能夠持續(xù)從事所交給的工作,直至其機械壽命完結(jié)。(4) 機器人的投入和使用成本 雖說機器人可以使人類擺脫很臟、很危險或很繁重的勞動,但是工廠經(jīng)理們極關(guān)心的是機器人的經(jīng)濟性。在經(jīng)濟

32、方面 所考慮的因素包括勞力、材料、生產(chǎn)率、能源、設(shè)備和成本等。可以用償還期 Y 定量地衡量機器人使用的合理性。如果機器人的使用壽命大于其償還期,使用機器人是有效益的。(5) 應用機器人時需要人 在應用工業(yè)機器人代替工人操作時,要考慮工業(yè)機器人的現(xiàn)實能力以及工業(yè)機器人技術(shù)知識的現(xiàn)狀和未來給予預測。 用現(xiàn)有的機器人原封不動地取代目前正在工作的所有工人,并接替他們的工作,顯然是不可能的。在平均能力方面,與工人相比,工業(yè)機器人顯得過于遜色;但在承受環(huán)境條件的能力和可靠性方面,工業(yè)機器人比人 優(yōu)越。因此要把工業(yè)機器人安排在生產(chǎn)線中的恰當位置上,使它成為工人的好助手。4、如果讓你設(shè)計一個機器人, 你最希望

33、制作一個什 么樣的機器人?它由哪幾部分組成?制作它主要需要完 成些什么工作? 答:機器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由機器人的機構(gòu)部分、 傳感器組、22控制部分及信息處理部分組成。 機器人的外貌有的像人, 有的卻并不具有人的模樣,但其組成與人很相似。機構(gòu) 部分包括機械手和移動機構(gòu),機械手相當于人手一樣, 可完成各種工作;移動機構(gòu)相當于人的腳,機器人靠它 來 走路 。感知機器人自身或外部環(huán)境變化信息的傳 感 器是它的感覺器官,相當于人的眼、耳、皮膚等,它包 括內(nèi)傳感器和外傳感器。電腦是機器人的指揮中心,相 當于人腦或中樞神經(jīng),它能控制機器人各部位協(xié)調(diào)動 作;信息處理裝置 (電子計算機),是人與機器人溝通的 工具,

34、可根據(jù)外界的環(huán)境變化、靈活變更機器人的動作5、試論述機器人靜力學、動力學、運動學的關(guān)系。 答:靜力學指在機器人的手爪接觸環(huán)境時, 在靜止狀態(tài)下處理手爪力 F 與驅(qū)動力 的關(guān)系。 動力學研究機器人各關(guān)節(jié)變 量對時間的一階導數(shù)、 二階導數(shù)與各執(zhí)行器驅(qū)動力或力矩之間的關(guān)系,即機器人機械系統(tǒng)的 運動方程。而運動學研究從幾何學的觀點來處理手指位置與關(guān)節(jié)變量的關(guān)系。在考慮控制時,就要考慮在機器人的動作中,關(guān)節(jié)驅(qū)動力 會產(chǎn)生怎樣的關(guān)節(jié)位置 、 關(guān)節(jié)速度 &、關(guān)節(jié)加速度 &,處理這種關(guān)系稱為動力學( dynamics )。對于動力學來說,除 了與連桿長度有關(guān)之外,還與各連桿的質(zhì)量,繞質(zhì)量中心的慣性矩,連桿的質(zhì)

35、量中心與關(guān)節(jié) 軸的距離有關(guān)。運動學、靜力學和動力學中各變量的關(guān)系如下圖所示。圖中用虛線表示的關(guān)系可通過實線關(guān)系的組合表示,這些也可 作為動力學的問題來處理。6、試論述輪式行走機構(gòu)和足式行走機構(gòu)的特點和各 自適用的場合。答:輪式行走機器人是機器人中應用最多的一種機器人,在相對平坦的地面上,用車輪移動方式行走是相當優(yōu)越的。車輪的形狀或結(jié)構(gòu)形式取決于地面的性質(zhì)和車輛的承載能力。在軌道上運行的多采用實心鋼輪,室外路面行駛的采用充氣 輪胎,室內(nèi)平坦地面上的可采用實心輪胎。足式行走對崎嶇路面具有很好的適應能力,足式運動方式的立足點是離散的點,23可以在可能到達的地面上選擇最優(yōu)的支撐點,而輪式行走工具必須面

36、臨最壞的地形上的幾乎所有點;足式運動方式還具有主動隔震能力,盡管地面高低不平,機身的運動仍然可以相當平穩(wěn);足式行走在不平地面和松軟地面上的運動速度較高, 能耗較少7、機器人軌跡控制過程如圖所示。 試列出各步的主要內(nèi)容解:( 1)通過示教過程得到機器人軌跡上特征點的位姿。對于直線需要得到起始點和終點,對于圓弧需要得到弧上三點;(2)根據(jù)軌跡特征(直線 /園弧 /其它)和插補策略(定時 / 定距 /其它)進行相應的插補運算,求出該插補點的位姿值;(3)根據(jù)機器人逆運動學原理,求出手臂解,即對應于插補點位姿的全部關(guān)節(jié)角( 1, , n);(4)以求出的關(guān)節(jié)角為相應關(guān)節(jié)位置控制系統(tǒng)的設(shè)定值,分別控制n

37、 個關(guān)節(jié)驅(qū)動電機;(5)和關(guān)節(jié)驅(qū)動電機同軸連接的光軸編碼器給出該關(guān)節(jié)當前實際位置值,進行反饋, 位置控制系統(tǒng)根據(jù)此位置誤差 (設(shè)定值 反饋值)實施控制以消除誤差,使機器人達到所要求的位姿。8、機器人學是一門綜合性的學科, ( 1)試論述機器 人學重要的研究內(nèi)容及其所需要解決的問題(至少 3 個 方面)。答:機器人學【 robotics 】與機器人設(shè)計、制造和應用相 關(guān)的科學。機器人學又稱為機器人技術(shù)或機器人工程學, 主要研究機器人的控制與被處理物體之間的相互關(guān)系。 機器人學涉及的科目很多, 主要內(nèi)容有運動學和動力學、24系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、行動規(guī)劃和應用工程 等。隨著工業(yè)自動化和計算

38、機技術(shù)的發(fā)展,到六十年代 機器人開始進入大量生產(chǎn)和實際應用階段。爾后由于自 動裝備海洋開發(fā)空間探索等實際問題的需要,對機器人 的智能水平提出了更高的要求。特別是危險環(huán)境,人們 難以勝任的場合更迫切需要機器人,從而推動了智能機 器人的研究。機器人學的研究推動了許多人工智能思想的發(fā)展, 有一些技術(shù)可在人工智能研究中用來建立世界狀態(tài)的模 型和描述世界狀態(tài)變化的過程。關(guān)于機器人動作規(guī)劃生 成和規(guī)劃監(jiān)督執(zhí)行等問題的研究,推動了規(guī)劃方法的發(fā) 展。此外由于機器人是一個綜合性的課題,除機械手和 步行機構(gòu)外,還要研究機器視覺觸覺聽覺等信感技術(shù), 以及機器人語言和智能控制軟件等。可以看出這是一個 設(shè)計精密機械信息

39、傳感技術(shù)人工智能方法智能控制以及 生物工程等學科的綜合技術(shù)。這一課題研究有利于促進 各學科的相互結(jié)合,并大大推動人工智能技術(shù)的發(fā)展。1、傳感器與感知系統(tǒng) 2、驅(qū)動、建模與控制 3、 自動規(guī)劃與調(diào)度 4、計算機系統(tǒng) 5、應用研究9、方向余弦矩陣是進行機器人運動學分析和動力學25分析的基礎(chǔ),試論述方向余弦矩陣的性質(zhì)和特點,并通 過具體的實例分析給予驗證。答:“方向余弦矩陣”是由兩組不同的標準正交基的 基底向量之間的方向余弦所形成的矩陣。方向余弦矩陣 可以用來表達一組標準正交基與另一組標準正交基之間 的關(guān)系,也可以用來表達一個向量對于另一組標準正交 基的方向余弦。方向余弦矩陣為正交矩陣,其中每列或每

40、行中各元素 平方之和為一,而兩個不同列或不同行中對應元素的乘 積之和則為零。“方向余弦矩陣”是由兩組不同的標準正交基的基底 向量之間的方向余弦所形成的矩陣。方向余弦矩陣可以 用來表達一組標準正交基與另一組標準正交基之間的關(guān) 系,也可以用來表達一個向量對于另一組標準正交基的 方向余弦。2610、對(工業(yè))機器人進行位置和力的控制時,試比 較關(guān)節(jié)空間控制器設(shè)計和操作空間控制器設(shè)計的不同 點,并畫出一個機器人單關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)空間控制器和操作 空間控制器的控制系統(tǒng)框圖。27解:答:關(guān)節(jié)空間控制器再輸入與反饋的時候無正解 與反解,而操作空間控制器輸入與反饋時要有正解與反 解,如下圖所示。畫出一個機器人單關(guān)節(jié)

41、的關(guān)節(jié)空間控制器和操作空間控制器的控制系統(tǒng)框圖如下11、以多自由度工業(yè)機器人為例,分析討論機器人 的控制:28(1)分析討論工業(yè)機器人的位置控制、速度控制、 加速度控制和力控制的特點及其區(qū)別;答:位置控制:工業(yè)機器人位置控制的目的,就是要 使機器人各關(guān)節(jié)實現(xiàn)預先所規(guī)劃的運動,最終保證工業(yè) 機器人終端 (手爪 )沿預定的軌跡運行。這類運動控制的 特點是連續(xù)控制工業(yè)機器人手爪 (或工具 )的位姿軌跡 一般要求速度可控、軌跡光滑且運動平穩(wěn)。軌跡控制的 技術(shù)指標是軌跡精度和平穩(wěn)性。速度控制意味著各個關(guān) 節(jié)馬達的運動聯(lián)合進行,并以不同的速度同時運行以保 證夾手沿著笛卡爾坐標軸穩(wěn)定運動。分解運動速度控制

42、先把期望的夾手運動分解為各個關(guān)節(jié)的期望速度,然后 對各個關(guān)節(jié)實行速度伺服控制。加速度控制分解運動加 速度控制首先計算出工具的控制加速度,然后把它分解 為相應的各個關(guān)節(jié)加速度,再按照動力學方程計算出控 制力矩。力控制除了在一些自由度方向進行位置控制外, 還需要在另一些自由度方向進行力控制。(2)給出操作空間及驅(qū)動空間的單個關(guān)節(jié)的機器人 控制框圖,并說明其控制過程。29機器人控制器的控制結(jié)構(gòu)形式,常見的有:集中控制、 分散控制和遞階控制等。如圖表示 PUMA 機器人兩級遞階控制的結(jié)構(gòu)圖。機器人控制系統(tǒng)以機器人作為控制對象,它的設(shè)計方 法及參數(shù)選擇,仍可參照一般計算機 /嵌入式控制系統(tǒng)。 現(xiàn)有的工業(yè)

43、機器人大多采用獨立關(guān)節(jié)的 PID 控制。如圖 所示 PUMA 機器人的控制結(jié)構(gòu)即為一典型。 由于獨立關(guān) 節(jié) PID 控制未考慮被控對象(機器人)的非線性及關(guān)節(jié)間的耦合作用,因而控制精度和速度的提高受到限制斯坦福機械手具有反饋控制,其一個關(guān)節(jié)控制方框圖如圖所示。從圖可見,它有個光學編碼器,與測速發(fā)電機30起組成位置和速度反饋。這種工業(yè)機器人是一種定位 裝置,它的每個關(guān)節(jié)都有一個位置控制系統(tǒng)。要提高響應速度,通常是要提高系統(tǒng)的增益以及由電動 機傳動軸速度負反饋把某些阻尼引入系統(tǒng),以加強反電 勢的作用。要做到這一點,可以采用測速發(fā)電機,或者計算一定時 間間隔內(nèi)傳動軸角位移的差值。傳遞函數(shù):要提高響應

44、速度,通常是要提高系統(tǒng)的增益以及由電動 機傳動軸速度負反饋把某些阻尼引入系統(tǒng),以加強反電 勢的作用。要做到這一點,可以采用測速發(fā)電機,或者 計算一定時間間隔內(nèi)傳動軸角位移的差值。由于機器人 機械手是通過工具進行操作作業(yè)的,所以其末端工具的 動態(tài)性能將直接影響操作質(zhì)量。又因末端的運動是所有 關(guān)節(jié)運動的復雜函數(shù),因此,即使每個關(guān)節(jié)的動態(tài)性能 可行,而末端的動態(tài)性能則未必能滿足要求。(3)比較關(guān)節(jié)空間控制器設(shè)計和操作空間控制 器設(shè)計的不同點。答:操作空間控制器設(shè)計涉及運動學的正、反解3132七、計算題(需寫出計算步驟)1、已知 R 為旋轉(zhuǎn)矩陣, b 為平移向量, 試寫出相應3b25的齊次矩陣。100

45、R 0 0 10 1 0解 :齊次矩陣為10030 0 1 2 A0 1 0 500012、矩陣x 0 1 0y 0 0 1z 1 0 2w001代表齊次坐標變換,求其中的未知元素值 x、y、z、w(第一列元素 )333、寫出齊次變換矩陣 BAT ,它表示相對固定坐標系 A 作以下變換:(a)繞 zA 軸轉(zhuǎn) 900; (b)再繞 xA 軸轉(zhuǎn) 900; (c) 最后作移動 (3,7,9)T。解:ABH =Trans(37,9)Rot(X,-90)?Rot(Z,90)?10031000010010030100010700101000001710000019010000100109001000010

46、00100010001000101030 0 1 71 0 0 90 0 0 14、寫出齊次變換矩陣 BAT ,它表示相對運動坐標系 B 作以下變換:(a)移動(3,7,9)T; (b)再繞 xB 軸轉(zhuǎn)900; (c) 繞 zB 軸轉(zhuǎn) 900 。答: BAH =Rot(Z,90)? Rot (X , -90)? Trans(3,7,9)340 0 1 91 0 0 30 1 0 70 0 0 15、求下面齊次變換0 1 0 100121 0 0 00 0 0 1的逆變換 T-1nxnynz解:1oxT=oyozaxayaz000p?n00-10p?o1001p?a = 0-102100016、

47、矢量 Ap 軸繞 ZA 軸旋轉(zhuǎn) 300 角,然后繞 XA 軸旋轉(zhuǎn) 450 角。試給出依次按上述次序完成旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)矩陣。解:7、坐標系 B 的位置變化如下: 初始時,坐標系 A與B重合,讓坐標系 B繞 ZB 軸旋轉(zhuǎn) 300 角;然后再35繞 XB 軸旋轉(zhuǎn) 450 角。給出把對矢量 Bp 的描述變?yōu)閷?Ap描述的旋轉(zhuǎn)矩陣。8、面的坐標系矩陣 B 移動距離 d=(5,2,6)T:0 1 0 21 0 0 4 B0 0 1 60 0 0 1求該坐標系相對于參考坐標系的新位置解:10050102Bnew010210040016001600010001010710060011200019、求點 P=(2,

48、3,4)T 繞 x 軸旋轉(zhuǎn) 45 度后相對于參36考坐標系的坐標。1002200.7070.70730.70700.7070.70744.952解: HP Rot( x,45) 3 410、寫出齊次變換矩陣 ABT ,它表示相對固定坐標系A(chǔ) 作以下變換:后做移動( 3,7,9)a) 繞 Z 軸轉(zhuǎn) 90o;(b)再繞 X 軸轉(zhuǎn) -90o;(c)最解:依題意,ABTTran (3,7,9) T ? xRot( x90o) ? zRot( z90o)1003T0107Tran (3,7,9) T 001900010103解得 BAT 0101710090001T11* 、如圖所示為二自由度機械手,已

49、知各桿長度 分別為 d1,d2。( 1)進行機器人運動學分析的步驟有那些?結(jié)合如圖所示的二自由度機械手,通過建立坐標系及坐標變換矩題 21 圖 二連桿機械手陣 0T1,1T2 等,求出機械手末端 O3點的位置和速度方37程;2)對這類平面機器人,求機械手末端 O3 點的位置和速度方程還有什么別的方法?3)求解該機器人的運動學反解4)按集中質(zhì)量,建立其動力學方程式。1)由題意已知,則:c10s1 0 0c1 0 00 1 00 0 1s20L1c3s30L2c2002s3c300010,T3=00100010001L2c10T3 = 0T1 1T2 2T3=s1230c123其中 c123cos

50、 12 3 , s123 sin 1 2 30 L1s1 L2s12382)如圖 1 示逆運動學有兩組可能的解。第一組解:由幾何關(guān)系得x d1cos 1 d2 cos 1 21)y d1 sind2 sin 1 22)1)式平方加( 2)式平方得x2y2 d12 d22 2d1d2 cos 22 2 2 2 arccos x y d1 d22d1d2arctan y arctan d2 sin 按機器人的用途分類,可以將機器人分為哪幾大類?試簡述之。1) 工業(yè)機器人或產(chǎn)業(yè)機器人 應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中, 主要用在制造業(yè), 進行焊接、噴漆、 裝配、搬運、檢驗、農(nóng)產(chǎn)品的加工等產(chǎn)業(yè)。2) 探索機器人 用

51、于進行太空和海洋探索,也可用于地面和地下探索。3) 服務機器人 一種半自主或全自主的機器人, 其所從事的服務工作可使人類生存的更 好,使制造業(yè)以外的設(shè)備工作的更好。xd1 d2 cos 2第二組解:由余弦定理,arccos2222x yd1 d22d1d2yarctan2x1工業(yè)機器人定義?工業(yè)機器人的定義:一種用于移動各種材料、零件、工具或者專用裝置的,可通過可編 程序動作來執(zhí)行各種任務的,并且具有各種編程能力的多功能的機械手。394)軍用機器人 用于軍事目的,或進攻性的,或防御性的。3. 什么叫“機器人的三守則”?它的重要意義是什么?1)機器人必須不危害人類,也不允許它眼看人類將受傷害而袖

52、手旁觀2)機器人必須絕對服從人類,除非這種服從有害于人類3)機器人必須保護自身不受傷害,除非為了保護人類或者人類命令它做出犧牲等 意義:給機器人社會附以新的倫理性,并且機器人概念更加通俗化,更易于為人類社會 所接受,至今,它仍為機器人研究人員、設(shè)計制造廠家和用戶,提供了十分有意義的指導方 針。4. 機器人系統(tǒng)一般有哪些程序功能?(1)運算:可以使機器人自己做出判斷,在下一步把機器手或工具置于何處。(2)決策:機器人系統(tǒng)會根據(jù)輸入信息做出決策,而不必執(zhí)行任何運算。(3)通信:機器人與操作人員之間的通信能力,允許機器人要求操作人員提供信息,告 知操作者下一步該做什么,以及機器人打算下一步做什么。(

53、4)機械手運動:使復雜的多的運動變?yōu)榭赡埽皇惯\動傳感器控制機器手成為可能;能 獨立存儲工具位置(5)工具指令:可以對機器人進行比較復雜的控制。(6)傳感器數(shù)據(jù)處理: 機器人的通用計算機必須與傳感器連接起來, 才能發(fā)揮全部作用5. 有哪幾種重要的機器人高層規(guī)劃系統(tǒng)?它們各有什么特點?1)積木世界的機器人規(guī)劃2)基于消解原理的機器人規(guī)劃3)基于專家系統(tǒng)的機器人規(guī)劃4)機器人路徑規(guī)劃6. 機器人傳感器的作用和特點為何?( 1)機器人傳感器的作用: 機器人的通用計算機必須與傳感器連接起來, 才能發(fā)揮全部作用 機器人傳感器在機器人的控制中起了非常重要的作用,正因為有了傳感器,機器人才具備了 類似人類的知

54、覺功能和反應能力。(2)特點:機器人感覺是把相關(guān)的特性或相關(guān)的物體特性轉(zhuǎn)換為執(zhí)行某一種機器人功能所 需的信息,這些物體特征包括幾何的、光學的、機械學的、聲音的、材料的、電氣的、磁性 的、放射性的和化學的,這些特征形成符號以表示系統(tǒng),進而構(gòu)成與給定工作任務有關(guān)的世 界狀態(tài)知識。傳感器的分類內(nèi)部傳感器:檢測機器人本身狀態(tài)(手臂間角度等)的傳感器。外部傳感器:檢測機器人所處環(huán)境(是什么物體,離物體的距離有多遠等)及狀況(抓 取的物體滑落等)的傳感器。40外部傳感器分為末端執(zhí)行器傳感器和環(huán)境傳感器。 末端執(zhí)行器傳感器:主要裝在作為末端執(zhí)行器的手上,檢測處理精巧作業(yè)的感覺信息。相當于觸覺。 環(huán)境傳感器:用于識別物體和檢測物體與機器人的距離。相當于視覺7. 什么是變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)?為什么要采用變結(jié)構(gòu)控制? 變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的定義:系統(tǒng)各部分間的連續(xù)關(guān)系發(fā)生變化;系統(tǒng)的參數(shù)產(chǎn)生變化等等,這樣的 系統(tǒng)稱為變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。在動態(tài)控制過程中,變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)當時的狀態(tài)偏差 及其各階導數(shù)的變化,以躍變的方式按照設(shè)定的規(guī)律做

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