山东大学人工智能与机器人复习题及答案.docx

人工智能与机器人复习题第三章1、机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这 种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、 动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。”2、机器人通常具有三个基本特征.身体：是一种物理状态，具有一定的形态。1 .大脑：控制机器人的程序。2 .动作：任何机器人都有一定的动作表现。3、机器人开发的三项原那么1）机器人不应伤害人类；2）机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；3）机器人应能保护自己，与第一条和第二条相抵触除外。这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界始终将这三原那么作为 机器人开发的准那么。4、机器人视觉系统主要应用于以下三方面：1、用视觉进行产品检验，代替人的目检。包括：形状检验：检查和 测量零件的几何尺寸、形状和位置；缺陷检：验检查零件是否损坏, 划伤；齐全检验：检查部件上的零件是否齐全。2、在机器人进行装配、搬运等工作时，用视觉系统对一组需装配的 零、部件逐个进行识别，并确定它在空间的位置和方向，引导机器人 的手准确地抓取所需的零件，并放到指定位置，完成分类、搬运和装.实现预期功能的设计准那么1 .满足强度要求的设计准那么3.满足刚度结构的设计准那么4.考虑加 工工艺的设计准那么.考虑装配的设计准那么5 .考虑造型设计的准那么八、机器人是一个多刚体耦合系统，系统的平衡性是极其重要的。在 工业中采用平衡系统的理由是：（1）平安、借助平衡系统能降低因机器人结构变化而导致重力引起 关节驱动力矩变化的峰值；（2）借助平衡系统能降低因机器人运动而导致惯性力矩引起关节驱 动力矩变化的峰值；（3）借助平衡系统能减少动力学方程中内部耦合项和非线性项，改 进机器人动力特性；（4）借助平衡系统能减小机械臂结构柔性所引起的不良影响；（5）借助平衡系统能使机器人运行稳定，降低地面安装要求。第八早一、机器人机械机构轴分类及特点：1、按受载情况分 根据轴的受载情况的不同轴可分为转轴、传动轴 和心轴三类。转轴：既受弯矩又受转矩的轴；传动轴：主要受转矩，不受弯矩或弯 矩很小的轴；心轴：只受弯矩而不受转矩的轴。根据轴工作时是否转动心轴又可分为转动心轴和固定心轴。转动心轴：工作时轴承受弯矩，且轴转动；固定心轴：工作时轴承受弯矩，且轴固定。3、按轴线形状分类根据轴线形状的不同轴又可分为曲轴、直轴和钢丝软轴。曲轴：各轴段轴线不在同一直线上，主要用于有往复式运动的机械中。 直轴：各轴段轴线为同一直线。直轴按外形不同又可分为：光轴：形 状简单，应力集中少，易加工，但轴上零件不易装配和定位。常用于 心轴和传动轴。阶梯轴：特点与光轴相反，常用于转轴 二、轴承：用于支撑旋转零件（转轴，心轴等）的装置通称为轴承。 按其承载 方向的不同，轴承可分为： 径向轴承：轴承上的反作用力与轴心 线垂直的轴承称为径向轴承； 推力轴承：轴承上的反作用力与轴 心线方向一致的轴承称为推力轴承。按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为：滑动轴承和滚动轴承。 三、螺旋传动是用螺杆和螺母传递运动和动力的机械传动，主要用于 把旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力。四、机器人用材料选择原那么：机器人结构的动力特性是十分重要的，这是材料选择的出发点。材料 选择的基本要求是：强度高、弹性模量大、重量轻、阻尼大、材料价 格低。机械材料选用的原那么从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原那么：载荷的大小和性质，应力的大小和承受力，材质性质及强度状况。对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零件应选 铸铁。脆性材料原那么上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载 荷时应选择塑性材料。经济性。选择零件材料时，当用价格低廉的材料能满足使用要求时， 就不应选择价格高的材料，这对于大批量制造的零件尤为重要。耐用性。还要考虑重量、腐蚀、耐用性等。此外还应考虑加工本钱及维修费用。为了简化供应和储存的材料品种, 对于小批制造的零件，应尽可能减少同一部设备上使用材料的品种和 规格，使综合经济效益最高。机器人结构中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金 属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。五、机械机构设计特点：这些机器的具体构造各不相同，但是所有这些机器都具有三个共同的 基本特点：1 .机器都是由一系列构件（也称运动单元体）组成；.组成机器的各构件之间都具有确定的相对运动；2 .机器均能转换机械能或完成有用的机械功。六、机器人的机械结构和机器机构一样，它的机构由也是假设干个构件 组成的一个人为的构件组合体。功能用在于传递运动或改变运动形式 和完成一定的工作，形成一个机械组成的机器人。七、对于机器人机械结构设计过程中还应考虑如下的结构设计准那么。1 .实现预期功能的设计准那么.满足强度要求的设计准那么3.满足刚度结构的设计准那么4.考虑加工工艺的设计准那么.考虑装配的设计准那么5 .考虑造型设计的准那么八、机器人是一个多刚体耦合系统，系统的平衡性是极其重要的。在工业中采用平衡系统的理由是：（1）平安、借助平衡系统能降低因机器人结构变化而导致重力引起关节驱动力矩变化的峰值；（2）借助平衡系统能降低因机器人运动而导致惯性力矩引起关节驱动力矩变化的峰值；（3）借助平衡系统能减少动力学方程中内部耦合项和非线性项，改进机器人动力特性；（4）借助平衡系统能减小机械臂结构柔性所引起的不良影响；（5）借助平衡系统能使机器人运行稳定，降低地面安装要求。第七章一、机器人机械主体结构设计流程第一步是将设计要求明确的规定下来；第二步是按照设计要求制作机械传动简图，分析简图，制定动作流程 表，初步确定传动功率、控制流程和方式；第三步是明确设计内容，设计步骤、攻克点、设计计算书、草图绘制， 材料、加工工艺、控制程序、电路图绘制； 第四步是综合审核各方面的内容，确认制作。二、机器人结构坐标形式的不同结构及其特点.直角坐标型操作机这类操作机的手部在空间三个相互垂直的方向 X、Y、Z上作移动运动，运动是独立的。其控制简单，运动直观性强， 易到达高精度，但操作灵活性差，运动的速度较低，操作范围较小而 占据的空间相对较大。1 .圆柱坐标型操作机这类操作机在水平转台上装有立柱，水平臂可 沿立柱上下运动并可在水平方向伸缩。其工作范围较大，运动速度较 高，但随着水平臂沿水平方向伸长，其线位移分辨精度越来越低。2 .球坐标型操作机也称极坐标型操作机，工作臂不仅可绕垂直轴旋 转，还可绕水平轴作俯仰运动，且能沿手臂轴线作伸缩运动。其操作 比圆柱坐标型更为灵活，并能扩大机器人的工作空间，但旋转关节反 映在未端执行器上的线位移分辨率是一个变量。3 .关节型操作机这类操作机由多个关节联接的机座、大臂、小臂和 手腕等构成，大小臂既可在垂直于机座的平面内运动，也可实现绕垂 直轴的转动，如图Id所示。其操作灵活性最好，运动速度较高，操 作范围大，但精度受手臂位姿的影响，实现高精度运动较困难。 三、机器人结构几种常见坐标形式及适用范围1、直角坐标式机器人。主要用于生产设备的上下料，也可用于高精 度的装配和检测作业。2、圆柱坐标式机器人。主要用于重物的装卸、搬运等作业。著名的 Versatran机器人就是一种典型的柱面坐标机器人。3、球面坐标式机器人。也叫极坐标式机器人其特点是结构紧凑，所 占空间体积小于直角坐标和柱面坐标机器人，但仍大于多关节型机器 人。4、多关节关节机器人。这类机器人结构紧凑、工作空间大、动作最 接近人的动作，对喷漆、装配、焊接等多种作业都有良好的适应性， 应用范围越来越广。如日本山梨大学研制的机器人SCARA那么是一种典 型的水平多关节机器人。四、机器人操作机整机设计原那么1、操作机整机设计原那么（1）最小运动惯量原那么由于操作机运动部 件多，运动状态经常改变，必然产生冲击和振动，采用最小运动惯量 原那么，可增加操作机运动平稳性，提高操作机动力学特性。为此，在 设计时应注意在满足强度和刚度的前提下，尽量减小运动部件的质量, 并注意运动部件对转轴的质心配置。（2）尺度规划优化原那么 当设计要求满足一定工作空间要求时，通过 尺度优化以选定最小的臂杆尺寸，这将有利于操作机刚度的提高，使 运动惯量进一步降低。（3）高强度材料选用原那么由于操作机从手 腕、小臂、大臂到机座是依次作为负载起作用的，选用高强度材料以 减轻零部件的质量是十分必要的。(4)刚度设计的原那么操作机设计中，刚度是比强度更重要的问题, 要使刚度最大，必须恰当地选择杆件剖面形状和尺寸，提高支承刚度 和接触刚度，合理地安排作用在臂杆上的力和力矩，尽量减少杆件的 弯曲变形。(5)可靠性原那么机器人操作机因机构复杂、环节较多， 可靠性问题显得尤为重要。一般来说，元器件的可靠性应高于部件的 可靠性，而部件的可靠性应高于整机的可靠性。可以通过概率设计方 法设计出可靠度满足要求的零件或结构，也可以通过系统可靠性综合 方法评定操作机系统的可靠性。(6)工艺性原那么机器人操作机是一种高精度、高集成度的自动机械 系统，良好的加工和装配工艺性是设计时要表达的重要原那么之一。仅 有合理的结构设计而无良好的工艺性，必然导致操作机性能的降低和 本钱的提高。五、机器人机械设计的步骤1、作业分析作业分析包括任务分析和环境分析，不同的作业任务和环境对机器人 操作及的方案设计有着决定性的影响。2、方案设计(1)确定动力源(2)确定机型(3)确定自由度(4)确定动力容量和传动方式(5)优化运动参数和结构参数(6)确定平衡方式和平衡质量(7)绘制机构运动简图3、结构设计包括机器人驱动系统、传动系统的配置及结构设计，关节及杆件的结构设计，平衡机构的设计，走线及电器接口设计等。4、动特性分析估算惯性参数，建立系统动力学模型进行仿真分析，确定其结构固有频率和响应特性。5、施工设计完成施工图设计，编制相关技术文件六、机器人多自由度的关节式机械系统多自由度的关节式机械系统一般包括以下几个方面：驱动装置：能源、动力减速器：将高速运动变为低速运动运动传动机构关节局部机构：相当手臂，形成空间的多自由度运动把持机构：相当手爪行走机构：相当腿脚变位机构等周边设备：配合机器人工作的辅助装置七、机器人行走基本包括：车轮式；履带式；多足式；双足式；轨道式等。第八章.什么是单片机？它是指在一块芯片中集成有中央处理器（CPU）、存储器（RAM和ROM）、 基本I/O接口以及定时器、计数器等部件，并具有独立指令系统的智 能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。1 ,什么是机器人控制器？机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作 或作业任务的装置。2 .单片机在机器人系统中起何作用？它是机器人的心脏（大脑），决定了机器人性能的优劣。3 .单片机的两种内核架构有何不同？冯诺依曼结构也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据 存储器合并在一起的存储器结构。哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。程序 指令存储和数据存储分开，可以使指令和数据有不同的数据宽度。4 .你用过哪种或哪几种单片机？它们有何优点？89c5X系列msc-51内核目前应用最广泛的8位单片机之一89S5X系列 支持isp下载 基于msc-51内核AVR系列 是增强型RISC内载Flash的单片机，芯片上的Flash存储 器附在用户的产品中，可随时编程，再编程，使用户的产品设计容易， 更新换代方便，AVR单片机采用增强的RISC结构，使其具有高速处 理能力，在一个时钟周期内可执行复杂的指令，每MHz可实现1MTPS 的处理能力。凌阳SPCE061A语音功能强大的16位入门级单片机9S12HZ系列 广泛应用于飞思卡尔智能车的高性能工业级MCUMSP430系列一种16位超低功耗、具有精简指令集(RISC)的混合 信号处理器ARM系列32位高性能的精简指令集处理器，广泛应用于嵌入式系统 领域7 .红外对管中发射管和接受管的识别方法是什么？发射管管芯中央凹陷，类似聚光罩形状；接受管的管芯中央平台上 有红外感光电极；接收管大多着色封装。8 .红外一体化接收头具有哪些特点？兼具了 TTL和CMOS电路各自的优点；接收频率多为38M；对反向EMI 有较高保护功能；接收灵敏度高曲面结构；接收距离长；低电压低 功耗(2. 7-5. 5 V)；可直接将信号输出至IC解码。9 .接近开关的工作原理利用金属体和交变电磁场的互感原理；被检测物体引起磁场能量发生 改变，进而使开关输出电平翻转，到达开关目的。10 .接近开关的分类电容式：测量头是构成电容器的一个极板，另一极板是被测物体；开 配任务。3、为移动机器人进行导航。利用视觉系统为移动机器人提供它所在 环境的外部信息，使机器人能自主地规划它的行进路线，PI避障碍物， 平安到达目的地，并完成指令的工作任务。5、机器识别物体机器识别物体即三维识别系统。一般是以电视摄像机作为信息输入系 统。根据人识别景物主 要靠明暗信息，颜色信息，距离信息等原理， 机器识别物体的系统也是输入这三种信息，只是其方法有所不同罢了。6、机器人“耳朵”原理：用一种叫做钛酸钢的压电材料做成的“耳朵”比人的耳朵更为灵敏， 其原因就是压电材料在受到拉力或者压力作用的时候能产生电压，这 种电压能使电路发生变化。这种特性就叫做压电效应。当它在声波的 作用下不断被拉伸或压缩的时候，就产生了随声音信号变化而变化的 电流，这种电流经过放大器放大后送入电子计算机（相当于人大脑的 听区）进行处理，机器人就能听到声音了。能听到声音只是做到了第 一步，更重要的是要能识别不同的声音。目前已经研制成功了能识别 连续话音的装置，它能够以百分之九十九的比率，识别不同的人所发 出的声音，这项技术就使得电子计算机能开始“听话” 了。7、语音识别就是让机器人把传感器采集的语音信号通过识别和理解转变为相应 的文本或命令的技术8、机器人像人一样闻出多种气味的机器鼻子：关介电常数因检测到物体发生变化而停振，由此控制开关通断；电感式：LC高频振荡器、放大电路；金属体接近振荡感应头产生的 涡流使接近开关振荡能力衰减，取该变化控制通断。11 .霍尔元件的工作原理磁电效应的一种。置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直, 那么在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，该现象被称 为霍尔效应。12 .常用的温度传感器有哪几类，如果你用过相应的型号，试举例！ 热敏电阻，如PT100, PT1000； IC温度传感器DS18B20；双金属温度 传感器超声传感的声压能级、灵敏度在40kHz时最大13 .试举出至少三种手机中含有的传感器？距离传感器、加速度传感器、重力传感器、光照传感器、陀螺仪等。第九章.二次锂电池标称电压多为3. 7V。1 .放电倍率指电池放电电流为电池额定容量的某一个倍数。2 . 1. 8V/单格是铅酸电池10小时率放电的终止电压。3 .铅酸电池充电饱和电压为其额定电压的115%.环境因素中温度对电池的充放电性能影响最大。4 .锂-亚硫酰氯电池的额定电压3. 6V,它是端电压最高的锂一次电池。5 .聚合物锂电的内阻较小，可到达35mQ以下.锂离子电池的标准充电方式为先恒流、再恒压，饱和限制电压为4. 2 + 0. 05 V.锂电池保护板四项保护为过充、过放、过流和短路保护。2.3、2.5V是它的低压警戒区.数字万用表位数中的分子数表示最大显示值。9 .测量时万用表液晶屏显示“1”的信息表示当前测试过量程。10 .常见万用表的采样频率约每秒钟23次.电阻器功率取值要留有1. 52倍余量11 .无极电解可用两只容量大一倍的有极性电容逆串连后代替。12 .电容中字母与数字混合标注法中的字母表示（小数点）。13 .选取电容器时，其额定电压要高于其工作电压的10%20%.隔交通直是（电感器）的一个重要特性。14 .接地良好及选择良导体做为屏蔽体是电磁屏蔽能否起作用的两个关键因素简答：一、试述外表贴装电阻器适于精密高频领域的原因。二、简单阐述屏蔽线单端接地的原因。三、为何称3296型电位器为精密电位器？四、请写出原电池电压类型（即端电压种类）第十章一、.工业机器人诞生于20世纪60年代,在20世纪90年代得到迅速 开展。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工 智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃、应 用日益广泛的领域。二.工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检 测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三 维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。三.工业机器人最显著特点：（1）可编程（2）拟人化（3）通用性 （4）机电一体化四.工业机器人未来开展：高性能、机械结构向模块化、可重构化发 展、机器人本体结构更新加快、控制系统向基于PC机的开放型控制 器方向开展、多传感器融合配置技术、机器人的人机交互控制、从仿 真、预演开展到用于过程控制、多智能体（multi-agent）调控制技 术、微型和微小机器人技术、通过网络建立大范围内的机器人遥控系 统、医疗、护理、休闲和娱乐、仿人和仿生技术。五.工业机器人通常由执行机构、驱动一传动机构、控制系统（含智 能系统）三大局部组成。执行机构是机器人赖以完成各种作业的主体 局部，通常为空间连杆机构。驱动一传动装置由驱动器和传动机构组 成，它们通常与执行机构联成一体。驱动一传动装置有机械式、电气 式、液压式、气动式和复合式等。控制系统一般由控制计算机和伺服 控制器组成。智能系统那么由感知系统和分析决策系统组成，它分别由 传感器及软件来实现。六、机器人机械机构三大件：机身、手臂、末端操作器。七、工业机器人的主要技术参数一般都应有：自由度，重复定位精度、 工作范围、最大工作速度、承载能力等。八、.工业机器人的应用领域；.恶劣工作环境,危险工作场合。这个领域的作业是一种有害于健康， 并危及生命或不平安因素很大而不宜于人去干的作业,用工业机器人 去干是最适宜的。1 .特殊作业场合。在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬 运或工艺操作。2 .自动化生产领域。早期工业机器人在生产上主要用于:机床上下料、 点焊和喷漆。随着柔性自动化的出现,机器人扮演了更重要的角色， 如:焊接机器人,材料搬运机器人,检测机器人,装配机器人，喷漆和喷 涂，其他诸如密封和粘接、清砂和抛光、熔模铸造和压铸、锻造等等 也有广泛的应用。九.机器人的操作机构：机器人操作机是由手臂机构（即位置机构）、 手腕机构（即姿态机构）及末端执行器等组成的机构。对于要完成空间 任意位姿进行作业的多关节操作机，需要具有6个自由度。a.末端执行器又称手部，是机器人直接执行工作的装置，并 可设置夹持器、工具、传感器等，是工业机器人直接与工作对象接触 以完成作业的机构。 b.手腕 是支承和调整末端执行器姿态 的部件，主要用来确定和改变末端执行器的方位和扩大手臂的动作范 围，一般有23个回转自由度以调整末端执行器的姿态。有些专用 机器人可以没有手腕而直接将末端执行器安装在手臂的端部。c.手臂 它由机器人的动力关节和连接杆件等构成，是用于支 承和调整手腕和末端执行器位置的部件。手臂有时包括肘关节和肩关 节，即手臂与手臂间。手臂与机座间用关节连接，因而扩大了末端执 行器姿态的变化范围和运动范围。d.机座 有时称为立柱，是工业机器人机构中相对固定并承受相应的力的基础部件。可分 固定式和移动式两类。十、手臂机构一般具有23个自由度（当操作机需要回避障碍进行作 业时，其自由度可多于3个），可实现回转、俯仰、升降或伸缩三种 运动形式。手腕机构一般为13个自由度，要求可实现回转、偏转或摆转和俯 仰三种运动形式。末端执行器根据其用途和结构的不同可分为机械式夹持器，吸附式 执行器和专用工具（如焊枪、喷嘴、电磨头等）三类。按其手爪的运动 方式又可分为平移型和回转型。按其夹持方式又可分为外夹式和内撑 式。止匕外，按驱动方式那么有电动、液压和气动三种。十一、工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作 空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编 程简单.、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用 方便等特点。十二：控制器分类机器人控制器具有多种结构形式，包括非伺服控制、伺服控制、 位置和速度反响控制、力（力矩）控制、基于传感器的控制、非线性控 制、分解加速度控制、滑模控制、最优控制、自适应控制、递阶控制 以及各种智能控制等十三、简述几种工业机器人的特点和用途：1、移动机器人（AGV）是工业机器人的一种类型，它由计算机控制， 具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能，它可广泛应 用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、 传输等功能，也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统 （以AGV作为活动装配平台）；同时可在车站、机场、邮局的物品分 捡中作为运输工具。2、点焊机器人焊接机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等。特点，焊接质量明显优于人工焊接，大大提高了点焊作业的生产 率。点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作，生产过程由各大汽车 主机厂负责完成。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合 作关系，向各大型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊 接机器人与整车生产线配套形式进入中国，在该领域占据市场主导地 位。3、物流自动化机器人系统：机器人自动装箱、码垛工作站是一种集成化的系统，它包括工业机 器人、控制器、编程器、机器人手爪、自动拆/叠盘机、托盘输送及 定位设备和码垛模式软件等。它还配置自动称重、贴标签和检测及通 讯系统，并与生产控制系统相连接，以形成一个完整的集成化包装生 产线。(1)生产线末端码垛的简单工作站：这是一种柔性码垛系统，它从输送线上下料，并完成工件码垛、加 层垫等工序，然后用输送线将码好的托盘送走。(2)码垛/拆垛工作站：这种柔性码垛系统可将三垛不同货物码成一垛，机器人还可抓取托 盘和层垫，一垛码满后由输送线自动输出。3)生产线中码垛：工件在输送线定位点被抓取并放到两个不同托盘上，层垫也由机器 人抓取。托盘和满垛通过线体自动输出或输入。(4)生产线末端码垛的复杂工作站：工件来自三条不同线体，它们被抓取并放到三个不同托盘上，层垫 也由机器人抓取。托盘和满垛由线体上自动输出或输入。3.应用领域机器人自动装箱、码垛工作站可应用于建材、家电、电子、化纤、 汽车、食品等行业。十四.工业机器人在我国的应用及前景？十五.我国工业机器人的开展和应用情况？举几个典型事例？第十一章1. 伺服舵机5大特点：1).力矩大：2).电子锁位功能3) .使用寿命长4).配件齐全5）.互换性强2 .问：如何判断单片机已经坏了？答：有几种情况可以断定单片机已经坏了：单片机在任何编程器上，都不能编程，并会提示芯片错误之类的 警告信息。单片机本身已经被“烧”的“面目全非”的时候。单片机在正确连接晶振、复位、ROM选择、电源后，仍不能操作 此芯片。3 .问：我想知道串口和串口线的好坏，应该如何做？答：你可以下载一个串口调试软件，然后根据手头上的工具选择测试 方式：有示波器：这是最真实的测试方式，我们用示波器的探头测试串口 的2号、3号管脚（对地，也就是5号管脚，这里说的是标准的9 针串口的定义），在电脑上翻开串口调试软件，向外面发数据，示波 器能看到波形就认为发送是好的，但是串口接收数据无法测试。一般 来说，如果发是好的，收也是好的。电脑上有两个串口：将串口线（2、3线已经交叉）接到电脑的两 个串口上，然后使用两个同样的软件设置好串口后，做收发实验，应 该会在接收窗口看到发送的数据，这说明了串口和线都是好的。（注 意串口号的正确选择）电脑上只有一个串口：这时就需要两台电脑来完成测试了，方法与 类似。这里面要注意软件设置的问题，波特率、停止位数、奇偶校验等信息 都要设置相同，端口号也要正确选择后才有可能成功测试串口。4 .如何判断舵机是否烧毁？答：改变舵机与控制板的连接引脚，假设其它引脚仍不能使舵机正常运 动，那么该舵机已损坏。5 .机器人上电后，不做动作，呈现抽搐状。原因：这种情况是因为电池电力缺乏。解决方法：应切断电源，给 机器人充电后再使用。6 .机器人某个关节不动作。原因：可能是舵机插线问题，或者是电路板和舵机问题。解决方法：检查舵机插线，如果不能解决，更换舵机，如果再不行, 更换电路板以及电路板上的芯片。7 .机器人开关翻开，机器人不做任何反响，电路板指示灯不亮。 原因：可能是开关或电池的连接线断路，也可能是电路板出现断路。 解决方法：更换开关，如果不能解决，检查开关和电池的电线，再解 决不了，更换电路板以及电路板上的芯片。第十二章.伺服舵机5大特点：1）力矩大：2）电子锁位功能3）使用寿命长4）配件齐全5） 互换性强.问：如何判断单片机已经坏了？答：有几种情况可以断定单片机已经坏了:单片机在任何编程器上,都不能编程,并会提示芯片错误之类的 警告信息。单片机本身已经被“烧”的“面目全非”的时候。单片机在正确连接晶振、复位、ROM选择、电源后，仍不能操作 此芯片。1 .问：我想知道串口和串口线的好坏，应该如何做？答：你可以下载一个串口调试软件，然后根据手头上的工具选择测试 方式：有示波器：这是最真实的测试方式，我们用示波器的探头测试串口 的2号、3号管脚（对地，也就是5号管脚，这里说的是标准的9 针串口的定义），在电脑上翻开串口调试软件，向外面发数据，示波 器能看到波形就认为发送是好的，但是串口接收数据无法测试。一般 来说，如果发是好的，收也是好的。电脑上有两个串口:将串口线（2、3线已经交叉）接到电脑的两 个串口上，然后使用两个同样的软件设置好串口后，做收发实验，应 该会在接收窗口看到发送的数据，这说明了串口和线都是好的。（注 意串口号的正确选择）电脑上只有一个串口:这时就需要两台电脑来完成测试了，方法与 类似。这里面要注意软件设置的问题，波特率、停止位数、奇偶 校验等信息都要设置相同，端口号也要正确选择后才有可能成功测试 串口。2 .如何判断舵机是否烧毁？答：改变舵机与控制板的连接引脚，假设其它引脚仍不能使舵机正常运 动，那么该舵机已损坏。3 .机器人上电后，不做动作，呈现抽搐状。原因：这种情况是因为电池电力缺乏。解决方法：应切断电源，给 机器人充电后再使用。4 .机器人某个关节不动作。原因：可能是舵机插线问题，或者是电路板和舵机问题。解决方法：检查舵机插线，如果不能解决，更换舵机，如果再不行, 更换电路板以及电路板上的芯片。5 .机器人开关翻开，机器人不做任何反响，电路板指示灯不亮。 原因：可能是开关或电池的连接线断路，也可能是电路板出现断路。 解决方法：更换开关，如果不能解决，检查开关和电池的电线，再解 决不了，更换电路板以及电路板上的芯片。常用的嗅觉传感器是半导体气体传感器，它是利用半导体气敏元件同 气体接触，造成半导体的物理性质变化，借以测定某种特定的气体成 分及其含量的。大气中的气味各种各样，而目前研制出的气体传感器 只能识别像H2、C02、CO、NO等少数气体。机器人的鼻子也就是用气 体自动分析仪做成的。我国已经研制成功了一种嗅敏仪，这种气体分 析仪不仅能嗅出丙酮、氯仿等四十多种气体，还能够嗅出人闻不出来 但是却可以导致人死亡的一氧化碳。这种嗅敏仪有一个由二氧化锡, 氯化把等物质烧结而成的探头（相当于鼻粘模）。当它遇到某些种类 气体的时候，它的电阻就发生变化，这样就可以通过电子线路做出相 应的显示，用光或者用声音报警。同时,用这种嗅敏仪还可以查出埋 在地下的管道漏气的位置。9、目前使用的接近觉传感器主要有光电式、超声波式和涡流式三种。 10、自动机器人的大脑是自主式的电脑程序控制，而非遥控或手动, 由传感探测目标和环境的状态，传到电脑控制部件，经程序处理，发 出动作命令，在规定的时间内完成所要求的动作和功能。其要求准确、 可靠和具有一定的速度。还包括通常的ASIC接口芯片、TTL和CMOS IC芯片，晶体2极管、3 极管、电阻电容、晶体灯LED、接插件等等。11、机器人的控制呢主要包括三项内容：L 输入：该信息来自机器 人的传感器。例：当采自动机器人行走过程中遇见障碍物时停止，就 是在通过红外信号输入来检测到物体执行某一功能。2.程序：你 想让机器人遵循的一种规那么或指令。程序（也称之为“算法”）是机器 人的指令组。3.输出：最后，让我们看一看输出，也就是我们想 让机器人做什么。机器人的运动，通常包括马达(运转)、灯和声音。12、机器人的动作和运动就是机器人大脑通过各类元器件的接收、发 送指令传到电脑控制部件，经程序处理，发出动作命令，在规定的时 间内完成所要求的动作和功能，驱动各种运转机构，已到达应有的目 的。13、机器人的动作性能要素.自由度数衡量机器人适应性和灵活性的重要指标，一般等于机器 人的关节数。机器人所需要的自由度数决定与其作业任务。1) .负荷能力机器人在满足其它性能要求的前提下，能够承载的负荷 重量。2) .运动范围机器人在其工作区域内可以到达的最大距离。它是机器人关节长度和其构型的函数3) .精度指机器人到达指定点的精确程度。它与机器人驱动器的分辨 率及反响装置有关。4) .重复精度 指机器人重复到达同样位置的精确程度。它不仅与机器 人驱动器的分辨率及反响装置有关，还与传动机构的精度及机器人的 动态性能有关。5) .控制模式引导或点到点示教模式；连续轨迹示教模式；软件编程 模式；自主模式。6) .运动速度单关节速度；合成速度。7) .其它动态特性如稳定性、柔顺性等。14、机器人实施功能：1) .机械功能.各类传感器及视觉摄像及实时图像传输,可实现实时监控.2) .可以通过远程脑遥控实现机器人的远程控制.3) .自动避障.4) .通过预定任务程序自动代替人从事一些简单的劳动.5) .语音识别.6) .通过网络控制.15 .阐述机器人对人类的影响？16 .机器人的基本组成及工作过程？第四章一、按其构成机构的不同分类直角坐标机器人；圆柱坐标机器人；球面坐标机器人；极坐标机器人；多关节型机器人；并联关节机器人；串并联关节机器人二、直角坐标机器人的特点：1 .多自由度运动，每个运动自由度之间的空间夹角为直角。2 .自动控制的，可重复编程，所有的运动均按程序运行。3 . 一般由控制系统、驱动系统、机械系统、操作工具等组成。4 .灵活，多功能，因操作工具的不同功能也不同。5 .高可靠性、高速度、高精度。6 .可用于恶劣的环境，可长期工作，便于操作维修。三、直角坐标机器人的应用：因末端操作工具的不同，直角坐标机 器人可以非常方便的用作各种自动化设备，完成如焊接、搬运、上下 料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打 码、（软仿型）喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。特别适用于多 品种，便批量的柔性化作业，对于稳定，提高产品质量，提高劳动生 产率，改善劳动条件和产品的快速更新换代期着十分重要的作用。 四、直角坐标机器人的分类：1 按用途分：焊接机器人、码垛机器人、涂胶（点胶）机器人、检测 （监测）机器人、分拣（分类）机器人、装配机器人、排爆机器人、医疗机器人、特种机器人等。2 .按结构形式分：壁挂（悬臂）机器人、龙门机器人、倒挂机器人等 3.按自由度分：两坐标机器人、三坐标机器人、四坐标机器人、五坐 标机器人、六坐标机器人五、多关节型机器人。由多个旋转和摆动机构组合而成。这类机器人结构紧凑、工作空间大、 动作最接近人的动作，对喷漆、装配、焊接等多种作业都有良好的适 应性，应用范围越来越广。六、从应用环境和用途机器人怎么分类？从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和 特种机器 人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度 机器人。而特种机器人那么是除工业机器人之外的、用于非制造业并服 务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱 乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机 器人中，有些分支开展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、 水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前，国际上的机器人 学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器 人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。 空中机器人 又叫无人机器，近年来在军用机器人家族中，无人机是 科研活动最活跃、技术进步最大、研究及采购经费投入最多、实战经 验最丰富的领域。80多年来，世界无人机的开展基本上是以美国为 主线向前推进的，无论从技术水平还是无人机的种类和数量来看，美 国均居世界之首位。搜救类机器人：在大型灾难后，能进入人进入不了的废墟中，用红外 线扫描废墟中的景象，把信息传送给在外面的搜救人员。第五章一、机器人机械机构轴分类及特点：1、按受载情况分根据轴的受载情况的不同轴可分为转轴、传动轴 和心轴三类。转轴：既受弯矩又受转矩的轴；传动轴：主要受转矩，不受弯矩或弯 矩很小的轴；心轴：只受弯矩而不受转矩的轴。根据轴工作时是否转动心轴又可分为转动心轴和固定心轴。转动心轴：工作时轴承受弯矩，且轴转动；固定心轴：工作时轴承受弯矩，且轴固定。3、按轴线形状分类根据轴线形状的不同轴又可分为曲轴、直轴和钢丝软轴。曲轴：各轴段轴线不在同一直线上，主要用于有往复式运动的机械中。 直轴：各轴段轴线为同一直线。直轴按外形不同又可分为：光轴：形 状简单，应力集中少，易加工，但轴上零件不易装配和定位。常用于 心轴和传动轴。阶梯轴：特点与光轴相反，常用于转轴 二、轴承：用于支撑旋转零件（转轴，心轴等）的装置通称为轴承。 按其承载 方向的不同，轴承可分为： 径向轴承：轴承上的反作用力与轴心 线垂直的轴承称为径向轴承； 推力轴承：轴承上的反作用力与轴 心线方向一致的轴承称为推力轴承。按轴承工作时的摩擦性质不同，轴承可分为：滑动轴承和滚动轴承。 三、螺旋传动是用螺杆和螺母传递运动和动力的机械传动，主要用于 把旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力。四、机器人用材料选择原那么：机器人结构的动力特性是十分重要的，这是材料选择的出发点。材料 选择的基本要求是：强度高、弹性模量大、重量轻、阻尼大、材料价 格低。机械材料选用的原那么从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约 的工作，通常应考虑下面的原那么：载荷的大小和性质，应力的大小和承受力，材质性质及强度状况。对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零件应选 铸铁。脆性材料原那么上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载 荷时应选择塑性材料。经济性。选择零件材料时，当用价格低廉的材料能满足使用要求时， 就不应选择价格高的材料，这对于大批量制造的零件尤为重要。耐用性。还要考虑重量、腐蚀、耐用性等。此外还应考虑加工本钱及维修费用。为了简化供应