2025年高职（机电一体化技术）设备运维技术综合测试题.doc

2025年高职（机电一体化技术）设备运维技术综合测试题

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。

1. 机电一体化系统中，机械传动部件的作用不包括以下哪一项？（ ）
A. 传递动力
B. 改变运动形式
C. 提高系统精度
D. 存储能量
2. 以下哪种传感器不属于位置传感器？（ ）
A. 光栅尺
B. 光电编码器
C. 热电偶
D. 磁电式传感器
3. 机电一体化系统设计中，可靠性设计的核心是（ ）
A. 提高系统的平均无故障工作时间
B. 降低系统的成本
C. 增加系统的功能
D. 提高系统的速度
4. 步进电机的步距角精度主要取决于（ ）
A. 电机的制造精度
B. 驱动电源的性能
C. 负载的大小
D. 控制系统的算法
5. 直流伺服电机的调速方法不包括（ ）
A. 改变电枢电压调速
B. 改变电枢回路电阻调速
C. 改变励磁磁通调速
D. 改变电机极对数调速
6. 以下哪种联轴器属于刚性联轴器？（ ）
A. 弹性套柱销联轴器
B. 齿式联轴器
C. 万向联轴器
D. 凸缘联轴器
7. 机电一体化系统中，检测环节的作用是（ ）
A. 对系统的输出进行测量和反馈
B. 对系统的输入进行控制
C. 对系统的能量进行转换
D. 对系统的运动进行传递
8. 工业机器人的手部通常由（ ）组成。
A. 手指和手腕
B. 手臂和肩部
C. 腰部和腿部
D. 头部和颈部
9. 以下哪种PLC编程语言不属于图形化编程语言？（ ）
A. 梯形图
B. 语句表
C. 功能块图
D. 顺序功能图
10. 机电一体化系统中，执行元件的作用是（ ）
A. 将电能转换为机械能
B. 将机械能转换为电能
C. 对系统的信号进行处理
D. 对系统的参数进行测量
11. 以下哪种传感器属于温度传感器？（ ）
A. 超声波传感器
B. 压力传感器
C. 热电阻传感器
D. 电感式传感器
12. 机电一体化系统设计中，总体设计的主要任务不包括（ ）
A. 确定系统的功能和性能要求
B. 选择系统的组成部件
C. 进行系统的详细设计
D. 制定系统的总体方案
13. 交流伺服电机的调速方法主要有（ ）
A. 变频调速
B. 变极调速
C. 串级调速
D. 以上都是
14. 以下哪种减速器属于行星齿轮减速器？（ ）
A. 圆柱齿轮减速器
B. 圆锥齿轮减速器
C. 蜗轮蜗杆减速器
D. 行星齿轮减速器
15. 机电一体化系统中，接口的作用不包括（ ）
A. 实现信号的转换和传递
B. 提高系统的可靠性
C. 增加系统的功能
D. 降低系统的成本
16. 工业机器人的控制系统通常由（ ）组成。
A. 控制器、驱动器和传感器
B. 机器人本体、控制柜和示教器
C. 手臂、手腕和手部
D. 视觉系统、听觉系统和触觉系统
17. 以下哪种PLC编程语言属于文本化编程语言？（ ）
A. 梯形图
B. 语句表
C. 功能块图
D. 顺序功能图
18. 机电一体化系统中，动力源的作用是（ ）
A. 为系统提供能量
B. 对系统的信号进行处理
C. 对系统的参数进行测量
D. 对系统的运动进行传递
19. 以下哪种传感器属于气体传感器？（ ）
A. 氧气传感器
B. 压力传感器
C. 热电阻传感器
D. 电感式传感器
20. 机电一体化系统设计中，详细设计的主要任务不包括（ ）
A. 确定系统各部件的具体结构和尺寸
B. 选择系统各部件的材料和制造工艺
C. 进行系统的装配图和零件图设计
D. 对系统进行性能测试和优化

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将正确答案填在题中的横线上。

1. 机电一体化系统通常由机械本体、______、检测与传感器、______、执行机构和接口等部分组成。
2. 传感器的静态特性主要包括线性度、______、重复性、______等。
3. 步进电机的步距角误差主要由______和______引起。
4. 直流伺服电机的调速方法有______、______和改变励磁磁通调速。
5. 工业机器人的编程方式主要有______编程和______编程。

（二）简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述机电一体化系统的设计原则。
2. 简述传感器的分类方法。
3. 简述步进电机的工作原理。
4. 简述工业机器人的应用领域。

（三）分析题（共15分）
答题要求：本大题共1小题，15分。分析以下问题。

某机电一体化系统采用直流伺服电机作为执行元件，已知电机的额定功率为1kW，额定转速为1500r/min，额定转矩为6.37N·m。系统要求电机能够在0～3000r/min的范围内调速，且调速精度为±0.1%。请分析该系统应采用何种调速方法，并计算所需的调速范围和调速精度是否满足要求。

（四）综合题（共15分）
答题要求：本大题共1小题，15分。阅读以下材料，回答问题。

材料：某工厂生产线上需要一台工业机器人来完成零件的搬运和装配任务。已知该机器人需要搬运的零件重量为5kg，搬运距离为2m，装配精度要求为±0.1mm。机器人的工作空间为一个半径为1m的半球形区域。请设计一台满足上述要求的工业机器人，并说明设计思路和主要技术参数。

（五）设计题（共20分）
答题要求：本大题共1小题，20分。设计一个简单机电一体化系统，要求包括机械本体、传感器、控制器、执行机构等部分，并说明各部分的作用和选型依据。

答案：
1. D
2. C
3. A
4. A
5. D
6. D
7. A
8. A
9. B
10. A
11. C
12. C
13. D
14. D
15. D
16. A
17. B
18. A
19. A
20. D

填空题答案：
1. 控制器、动力源
2. 灵敏度、迟滞
3. 制造误差、运行误差
4. 改变电枢电压调速、改变电枢回路电阻调速
5. 示教、离线

简答题答案：
1. 机电一体化系统的设计原则包括机电互补原则、功能优化原则；自动化、省力化原则；效益最佳原则；开放性原则。
2. 传感器的分类方法有多种，按被测物理量分类，如位移传感器、压力传感器等；按工作原理分类，如电阻式、电容式等；按信号变换特征分类，如模拟式、数字式传感器；按能量转换关系分类，有源和无源传感器。
3. 步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为步距角。通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
4. 工业机器人的应用领域包括汽车制造业、电子电器制造业、金属加工、物流仓储、食品加工、医疗器械制造、危险环境作业等。

分析题答案：该系统应采用改变电枢电压调速方法。调速范围：0～3000r/min，调速精度：±0.1%。电机额定转速为1500r/min，调速范围满足要求。对于调速精度，直流伺服电机通过改变电枢电压调速时，理论上可以达到较高调速精度，±0.1%的调速精度要求在合理的电枢电压控制下是能够满足的。

综合题答案：设计思路：首先确定机器人的自由度，根据搬运和装配任务，选择6自由度机器人。计算所需的负载能力，确保能搬运5kg零件。通过运动学分析确定各关节运动范围以满足工作空间要求。采用高精度的传感器和控制器来保证装配精度。主要技术参数：负载能力5kg，重复定位精度±0.1mm，工作半径1m等。

设计题答案：设计一个简单的物料搬运机电一体化系统。机械本体采用直线导轨和丝杆传动机构，用于实现物料的直线输送。传感器选用光电传感器，用于检测物料的位置。控制器采用PLC，可编写程序控制整个系统的运行。执行机构选用步进电机驱动丝杆转动，从而带动物料移动。选型依据：根据搬运物料的重量和距离选择合适的丝杆和步进电机；光电传感器能准确检测物料位置满足控制要求；PLC编程灵活可实现各种控制逻辑。