2025年大学大三（机械电子工程）机器人技术综合测试试题及答案.doc

2025年大学大三（机械电子工程）机器人技术综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题 共30分）
请将答案填写在括号内。（总共6题，每题5分）
1. 机器人运动学主要研究机器人的（ ）。
A. 运动原理
B. 运动轨迹规划
C. 运动部件的几何关系和运动关系
D. 运动控制算法
2. 机器人动力学中，牛顿-欧拉方程主要用于描述（ ）。
A. 机器人的速度和加速度
B. 机器人的受力和运动关系
C. 机器人的能量转换
D. 机器人的运动学参数
3. 机器人视觉系统中，常用的图像特征提取方法不包括（ ）。
A. 边缘检测
B. 角点检测
C. 颜色直方图
D. 路径规划
4. 机器人的传感器中，用于检测物体接近程度的是（ ）。
A. 激光传感器
B. 视觉传感器
C. 触觉传感器
D. 接近传感器
5. 机器人编程中，示教编程的优点是（ ）。
A. 编程效率高
B. 适合复杂任务
C. 直观易懂
D. 可离线编程
6. 机器人的控制系统中，反馈控制的目的是（ ）。
A. 提高系统稳定性
B. 增加系统复杂性
C. 减少系统能耗
D. 加快系统响应速度

第 II 卷（非选择题 共70分）
7. 简答题：简述机器人运动学正解和逆解的概念及作用。（10分）
机器人运动学正解是已知关节变量求末端执行器的位姿，它用于分析机器人的运动状态。逆解则是已知末端执行器的位姿求关节变量，其作用是根据任务要求规划机器人的关节运动，使末端执行器到达指定位置。

8. 论述题：阐述机器人动力学建模的方法及意义。（20分）
机器人动力学建模方法主要有拉格朗日方法、牛顿-欧拉方法等。拉格朗日方法通过能量关系建立动力学方程，牛顿-欧拉方法基于牛顿定律和欧拉方程推导。动力学建模的意义在于准确分析机器人的受力和运动关系，为运动控制提供理论基础，有助于优化机器人的运动性能，提高机器人的工作效率和精度，还能用于机器人的动力学仿真和故障诊断等。

9. 材料分析题：
材料：在机器人焊接任务中，焊接质量受到多种因素影响。焊接速度过快会导致焊缝不连续、气孔等缺陷；焊接电流过大可能使焊缝烧穿；焊接电压不稳定会影响焊接的稳定性。机器人视觉系统可实时监测焊缝位置和形状，反馈给控制系统进行调整。
问题：请分析机器人焊接过程中可能出现的问题及视觉系统在其中的作用。（20分）
机器人焊接过程中可能出现焊缝不连续、气孔、烧穿以及焊接不稳定等问题。焊接速度过快、电流过大、电压不稳定是导致这些问题的原因。视觉系统在其中起着实时监测焊缝位置和形状的作用，它能将监测到的信息反馈给控制系统，使控制系统根据实际情况对焊接参数进行调整，从而保证焊接质量，提高焊接的准确性和稳定性。

10. 设计题：设计一个简单的机器人抓取系统，说明其组成部分及工作原理。（20分）
机器人抓取系统主要由机械臂、抓手、传感器和控制系统组成。机械臂用于提供抓取的运动空间，抓手负责抓取物体。传感器如视觉传感器用于识别物体位置和形状，触觉传感器检测抓取力度。控制系统根据传感器反馈信息，控制机械臂运动到合适位置，使抓手准确抓取物体，并根据触觉传感器反馈调整抓取力度，确保抓取的稳定性和可靠性。

答案：1. C 2. B 3. D 4. D 5. C 6. A