机器人技术基础试卷.doc

题号
一
二
三
四
五
六
七
八
总成绩
得分

得分

一、填空题（共20分，每空格1分）

1. 阿西莫夫“机器人三定律”是：
（1）________________________________________________
（2）________________________________________________
（3）________________________________________________
2. 按机械结构坐标形式，机器人可分为：
____________________ ____________________ ____________________
____________________
3. 完全确定一空间任意物体的位置和姿态，至少需要 ___________个自由度数目。
4. 手部机构设计分为哪两大类？________________。
5. 机器人控制系统的组成分为哪四大部分？__________________________，_____________________，_________________， ___________

6. 一般机器人控制性能要求分为哪四大类？___________，____________，_______________，___________________。

7．机器人设计的三个阶段是____________，_________________，______________________。

得分

二 (25分）简答题

1. （5分）结合人的臂各关节自由度数目，描述机器人自由度的含义。

2. （5分）结合实验室FESTO系统的机器人手爪，机器人实现零件抓取和装配的轨迹如何得到？至少列举两种方法并简要说明。

3. (5分)在安装空间小，要求功率大，而又充满易燃气体的环境中，哪种电机比较合适，为什么？

4. （5分）机器人设计的一般设计原则是什么？ 为什么？

5.（5分）野外机器人GPRS定位最少需要几颗卫星？为什么？

得分

三、（15分）在下图中右侧指出机器人手爪的工作原理，并分析驱动机构和传动机构的优点。若抓取球形物体，该机构是否合适？若不合适指出改进的设计方法。列举出你认为的该机器人手爪最需要的传感器（三类即可）。

得分

四 （10分）设计机器人战士的感知系统，并简述它的智能要求。

得分

五 （15分）机器人运动学计算。

1. （5分） 初始状态下运动坐标系与固定参考坐标系一致，求 固定在运动坐标系上的点P（2，7，5）依次经过下列变换后相对于固定参考坐标系的坐标。
（1）绕y轴旋转90度
（2）绕 x轴旋转90度
（3）再平移 【1 2 -1】

2.（5分）Denavit-Hartenberg 坐标系描述方法中的基本参数有哪些？含义？什么是变量？

3.（5分）对于下列综合变换矩阵，如何求所缺的值？ 列出步骤，不要求答案。

得分

六．（15分）设计一个通风管道清扫机器人系统：

1.（6分） 机构上如何保证清扫机器人适应不同管径（直径400mm -1000mm）的需要？举出至少两种设计方案，选出你认为最合适的，说明理由。

2.（4分）电控系统采用交流电机好不好？为什么？

3.（5分）若采用轮式机器人，轮子直径100mm，要求机器人工作速度不低于6米每分钟，采用“开式齿轮+谐波 ”减速，开式齿轮减速比为3，谐波齿轮减速比为100，采用伺服电机驱动后轮，试求电机的最低转速是多少？