1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 我國科學(xué)家對機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種 .*(一)概念1. 什么是機(jī)器人？科幻作家阿西莫夫機(jī)器人三原則：1、不傷害人類；2、在原則下服從人給出的命令；3、在與上兩個原則不矛盾的前提下保護(hù)自身。我國科學(xué)家對機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機(jī)器。2. 示教再現(xiàn)式機(jī)器人先由人驅(qū)動操作機(jī)，再以示教動作作業(yè)，

2、將示教作業(yè)程序、位置及其他信息存儲起來，然后讓機(jī)器人重現(xiàn)這些動作。3. 按幾何結(jié)構(gòu)機(jī)器人通常有哪幾種分類方式按幾何結(jié)構(gòu)分：1）直角坐標(biāo)式機(jī)器人2）圓柱坐標(biāo)式機(jī)器人3）球面坐標(biāo)式機(jī)器人4）關(guān)節(jié)式球面坐標(biāo)機(jī)器人4. 描述什么是機(jī)器人的位姿機(jī)器人剛體參考點(diǎn)的位置和機(jī)器人剛體的姿態(tài)統(tǒng)稱為剛體的位姿。5. 機(jī)器人結(jié)構(gòu)由哪幾個部分組成通常由四個相互作用的部分組成：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動單元、控制系統(tǒng)、智能系統(tǒng)。6. 為了將圓柱形的零件放在平板上，機(jī)器人應(yīng)具有幾個自由度一共需要5個：定位3個，放平穩(wěn)2個。7. 幾何環(huán)境答：幾何環(huán)境指機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境。8. 機(jī)器人的主要特點(diǎn)有哪些？決定機(jī)器人通用性的因素又有哪些？機(jī)器

3、人的主要特點(diǎn)有通用性、適應(yīng)性。決定通用性有兩方面因素：機(jī)器人自由度；末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和操作能力。（二）論述已知：，（1） 說明左上角3×3矩陣的幾何意義。（2）分別說明X,Y,Z,P的幾何意義。（1）答：左上角3×3矩陣表示新坐標(biāo)系在舊坐標(biāo)系中的旋轉(zhuǎn)方向。（2）答：左上角3×3矩陣中的各列表示新坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸的單位矢量在舊坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸上的投影；各行表示舊坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸的單位矢量在新坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸上的投影；P表示新坐標(biāo)系相對舊坐標(biāo)系的平移量，其各分量表示平移后新坐標(biāo)系在舊坐標(biāo)系中的矢量。（三）計(jì)算和分析1下面的坐標(biāo)系矩陣B移動距離d=(5，2，6)T：求該

4、坐標(biāo)系相對于參考坐標(biāo)系的新位置。解：2求點(diǎn)P=(2，3，4)T繞x軸旋轉(zhuǎn)45度后相對于參考坐標(biāo)系的坐標(biāo)。解： 3寫出齊次變換矩陣，它表示對運(yùn)動坐標(biāo)系B，作以下變換：（a）移動；（b）再繞軸轉(zhuǎn)-90度；（c）繞軸轉(zhuǎn)90度。答：=Trans（5,6,7）*Rot(x,-90)*Rot(z,-90) =*= 或：（a）移動；（b）再繞軸轉(zhuǎn)-90度；（c）繞軸轉(zhuǎn)90度。答：=Trans（3,7,9）*Rot(x,-90)*Rot(z,-90) = 4寫出齊次變換矩陣，它表示相對固定坐標(biāo)系A(chǔ)作以下變換：（a）繞軸轉(zhuǎn)90度；（b）再繞軸轉(zhuǎn)-90度；（c）最后移動。5空間點(diǎn)P相對于坐標(biāo)系B的位置定義為，坐標(biāo)

5、系B固連在參考系A(chǔ)的原點(diǎn)且與A平行。將如下的變換運(yùn)用于坐標(biāo)系B，求出AP。（a）繞x軸轉(zhuǎn)90度；（b）然后沿y軸平移3個單位，沿z軸平移6個單位，沿x軸平移5個單位；（c）繞z軸轉(zhuǎn)90度。6坐標(biāo)系B繞x軸旋轉(zhuǎn)90度，然后沿當(dāng)前坐標(biāo)系a軸做了3個單位的平移，然后再繞z軸旋轉(zhuǎn)90度，最后沿當(dāng)前坐標(biāo)系o軸做5個單位的平移。（1）寫出描述該運(yùn)動的方程。（2）求坐標(biāo)系中的點(diǎn)P(1，5，4)相對于參考坐標(biāo)系的最終位置。= Rot(z,90)*Rot(x,90)*Trans（0,5,3）=AP=* BP7空間點(diǎn)P相對于坐標(biāo)系B的位置定義為，坐標(biāo)系B固連在參考系A(chǔ)的原點(diǎn)且與A平行。將如下的變換運(yùn)用于坐標(biāo)系B，

6、求出AP。（a）繞x軸轉(zhuǎn)90度；（b）繞a軸轉(zhuǎn)90度；（c）然后沿y軸平移3個單位，沿z軸平移6個單位，沿x軸平移5個單位。=8寫出平面3R機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)方程（注：三臂長分別為，）。解：各連桿參數(shù)如下：連桿轉(zhuǎn)角偏距扭角桿長100200300=,=,= 9設(shè)工件相對于參考系的描述為，機(jī)器人機(jī)座相對參考系的描述為，并已知：=，=希望機(jī)器人手爪坐標(biāo)系H與工件坐標(biāo)系P重合，試求變換解：， 10已知位置矢量和坐標(biāo)系B，求：1）同一點(diǎn)P在參考坐標(biāo)系u中的描述；2），其中C 是B繞基坐標(biāo)系u的Y軸旋轉(zhuǎn)，再沿基坐標(biāo)系uX軸方向平移20所得到的新坐標(biāo)系；3）點(diǎn)P在坐標(biāo)系C中的描述。解：1）= 2）=Trans(

7、20,0,0)R(Y, )= 3）= 11如圖所示的具有三旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的3R空間機(jī)械手，關(guān)節(jié)1的軸線與關(guān)節(jié)2、3垂直。寫出各連桿參數(shù)和運(yùn)動學(xué)方程，不考慮。連桿轉(zhuǎn)角偏距扭角桿長100020-90°300=,=,=12假設(shè)手坐標(biāo)系的位姿用如下的伴隨矩陣來表示。若繞Z軸做0.15弧度的微分旋轉(zhuǎn)，再做0.1，0.1，0.3的微分平移，思考這樣的微分運(yùn)動將產(chǎn)生怎樣的影響，并求出手的新位置。解：因?yàn)?，得 13如下所示，T坐標(biāo)系經(jīng)過一系列微分運(yùn)動后，其改變量為dT。求微分變化量（dx，dy，dz，）以及相對T坐標(biāo)系的微分算子。 解：因?yàn)?，所以 ， 14假設(shè)如下坐標(biāo)系經(jīng)過單位的微分平移和的微分旋轉(zhuǎn)。求：相對于參考坐標(biāo)系的微分算子是什么？相對于坐標(biāo)系A(chǔ)的微分算子是什么？15給定機(jī)器人的手坐標(biāo)系和相應(yīng)的雅克比矩陣。對于給定關(guān)節(jié)的微分變化，計(jì)算手坐標(biāo)系的變化、新位置和相應(yīng)的。 Problem