工業(yè)機(jī)器人技術(shù)試卷 答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

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1、學(xué)院名稱 專業(yè)班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 我密 封 線 內(nèi) 不 要 答 題 密 封 線 工業(yè)機(jī)器人技術(shù) 試卷B卷 答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)出卷教師： 適應(yīng)班級(jí)：考試方式： 本試卷考試分?jǐn)?shù)占學(xué)生總評(píng)成績(jī)的70 %題號(hào)一二三四五總分核分人得分復(fù)查總分 總復(fù)查人 得分評(píng)卷人（本題36分）一、簡(jiǎn)答(每小題6分，共36分)1簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用場(chǎng)合。1) 惡劣工作環(huán)境及危險(xiǎn)工作，如：壓鑄車間及核工業(yè)等領(lǐng)域的作業(yè)環(huán)境。(2分)2) 特殊作業(yè)場(chǎng)合和極限作業(yè)，如：火山探險(xiǎn)、深海探密和空間探索等領(lǐng)域。(2分)3) 自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域，如：焊接機(jī)器人、材料搬運(yùn)機(jī)器人、檢測(cè)機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴漆和噴涂機(jī)器人。(2分)2說(shuō)明工業(yè)

2、機(jī)器人的基本組成部分。工業(yè)機(jī)器人由三大部分六個(gè)子系統(tǒng)組成。 三大部分是機(jī)械部分、傳感部分和控制部分。 六個(gè)子系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(1分)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(1分)、感受系統(tǒng)(1分)、機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng)(1分)、人機(jī)交互系統(tǒng)(1分)和控制系統(tǒng)。(1分)3簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)制動(dòng)器的作用。許多機(jī)器人的機(jī)械臂都需要在各關(guān)節(jié)處安裝制動(dòng)器, 其作用是: 在機(jī)器人停止工作時(shí), 保持機(jī)械臂的位置不變; 在電源發(fā)生故障時(shí), 保護(hù)機(jī)械臂和它周圍的物體不發(fā)生碰撞。(6分)4機(jī)器人的新型驅(qū)動(dòng)方式有哪些？新型驅(qū)動(dòng)方式有什么優(yōu)點(diǎn)？磁致伸縮驅(qū)動(dòng)、壓電晶體驅(qū)動(dòng)器、形狀記憶金屬、靜電驅(qū)動(dòng)器(4分)。新型驅(qū)動(dòng)方式可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)元件的簡(jiǎn)單化和

3、微型化，更適宜于機(jī)器人的使用。(2分)5試述運(yùn)用D-H方法建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程時(shí)，如何建立連桿坐標(biāo)系？建立連桿坐標(biāo)系的規(guī)則如下: 連桿n坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于n+1關(guān)節(jié)軸線上,是關(guān)節(jié)n+1的關(guān)節(jié)軸線與n和n+1關(guān)節(jié)軸線公垂線的交點(diǎn)。(2分) Z軸與n+1關(guān)節(jié)軸線重合。(2分) X軸與公垂線重合;從n指向n+1關(guān)節(jié)。(1分) Y軸按右手螺旋法則確定。(1分)6工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn)有哪些？(1) 機(jī)器人的控制與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)。(2分)(2) 是一個(gè)多變量控制系統(tǒng)，要求系統(tǒng)具有一定的智能性。(1分)(3) 是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。(1分)(4) 描述機(jī)器人狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)

4、非線性模型,各變量之間還存在耦合。(1分)(5) 機(jī)器人的動(dòng)作往往可以通過(guò)不同的方式和路徑來(lái)完成, 因此存在一個(gè)“最優(yōu)”的問(wèn)題。(1分)得分評(píng)卷人（本題10分）二、有一旋轉(zhuǎn)變換，先繞固定坐標(biāo)系軸轉(zhuǎn)30，再繞軸轉(zhuǎn)60，最后沿軸移動(dòng)10，試求其變換矩陣。(列出A的計(jì)算式4分，列出齊次變換矩陣4分，得出答案2分)解：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)試卷B 第1頁(yè)（共4頁(yè)）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)試卷B 第2頁(yè)（共4頁(yè)）得分評(píng)卷人學(xué)院名稱 專業(yè)班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 我密 封 線 內(nèi) 不 要 答 題 密 封 線 （本題15分）三、三自由度平面關(guān)節(jié)機(jī)械手如圖所示, 手部握有焊接工具。 已知: ，求焊接工具末端A點(diǎn)的線速度及的值。解

5、：機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為： (5分)根據(jù)速度雅可經(jīng)公式可得： (5分)末端執(zhí)行器的速度為： (3分)將已知條件代入可得：Vx=-0.067(m/s)，Vy=0.093(m/s) (2分)得分評(píng)卷人（本題15分）四、簡(jiǎn)述具有視覺(jué)焊縫對(duì)中的弧焊機(jī)器人的工作原理。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)試卷B 第4頁(yè)（共4頁(yè)）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)試卷B 第3頁(yè)（共4頁(yè)）圖像傳感器直接安裝在機(jī)器人末端執(zhí)行器。焊接過(guò)程中,圖像傳感器對(duì)焊縫進(jìn)行掃描檢測(cè),獲得焊前區(qū)焊縫的截面參數(shù)曲線，計(jì)算機(jī)根據(jù)該截面參數(shù)計(jì)算出末端執(zhí)行器相對(duì)焊縫中心線的偏移量,然后發(fā)出位移修正指令,調(diào)整末端執(zhí)行器直到偏移量=0為止。弧焊機(jī)器人裝上視覺(jué)系統(tǒng)后給編程帶來(lái)了方便, 編程時(shí)只需嚴(yán)格按圖樣進(jìn)行。在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的焊縫變形、裝卡及傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差均可由視覺(jué)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)并加以補(bǔ)償。 得分評(píng)卷人（本題24分）五、試舉出一例目前仍為人工作業(yè)，但其工作特性更適合運(yùn)用機(jī)器人來(lái)工作的場(chǎng)合，并根據(jù)該工作環(huán)境要求，設(shè)計(jì)可應(yīng)用于該工作場(chǎng)合的機(jī)器人機(jī)構(gòu)（說(shuō)明設(shè)計(jì)思路）。敘述清楚，功能模塊齊全，技術(shù)方案切實(shí)可行性，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、新穎、有創(chuàng)意。（17-24分）敘述清楚，功能模塊基本齊全，具有一定的可行性，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。（9-16分）敘述不清楚，設(shè)計(jì)方案不可行，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。（0-8分）