工业机器人技术试卷-答案及评分标准

工业机器人技术试卷B卷答案及评分标准出卷教师：适应班级：考试方式：本试卷考试分数占学生总评成绩的70%题号一二三四五总分核分人得分复查总分总复查人（本题36分）一、简答(每小题6分，共36分)1．简述工业机器人的主要应用场合。1)恶劣工作环境及危险工作，如：压铸车间及核工业等领域的作业环境。(2分)2)特殊作业场合和极限作业，如：火山探险、深海探密和空间探索等领域。(2分)3)自动化生产领域，如：焊接机器人、材料搬运机器人、检测机器人、装配机器人、喷漆和喷涂机器人。(2分)2．说明工业机器人的基本组成部分。工业机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统(1分)、机械结构系统(1分)、感受系统(1分)、机器人－环境交互系统(1分)、人机交互系统(1分)和控制系统。(1分)3．简述工业机器人关节制动器的作用。许多机器人的机械臂都需要在各关节处安装制动器,其作用是:在机器人停止工作时,保持机械臂的位置不变;在电源发生故障时,保护机械臂和它周围的物体不发生碰撞。(6分)4．机器人的新型驱动方式有哪些？新型驱动方式有什么优点？磁致伸缩驱动、压电晶体驱动器、形状记忆金属、静电驱动器(4分)。新型驱动方式可以实现驱动元件的简单化和微型化，更适宜于机器人的使用。(2分)5．试述运用D-H方法建立机器人运动学方程时，如何建立连杆坐标系？建立连杆坐标系的规则如下:①连杆n坐标系的坐标原点位于n+1关节轴线上,是关节n+1的关节轴线与n和n+1关节轴(2分)②Z轴与n+1(2分)③X轴与公垂线重合;从n指向n+1(1分)④Y轴按右手螺旋法则确定。(1分)6．工业机器人控制系统的特点有哪些？(1)机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。(2分)(2)是一个多变量控制系统，要求系统具有一定的智能性。(1分)(3)是一个复杂的计算机控制系统。(1分)(4)描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,各变量之间还存在耦合。(1分)(5)机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成,因此存在一个“最优”的问题。(1分)（本题10分）二、有一旋转变换，先绕固定坐标系0X轴转30°，再绕0Y轴转60°，最后沿0Z轴移动10，试求其变换矩阵。(列出A的计算式4分，列出齐次变换矩阵4分，得出答案2分)解：(0,0,10)(,60)(,30)13302441000cos600sin600100031010001000cos30sin30000==2200110sin600cos6000sin30cos300313000100010001102440001ATransRotYRotX得分评卷人得分评卷人学院名称专业班级：姓名：学号：密封线内不要答题┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃密┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃封┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃线┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃《工业机器人技术》试卷B第2页（共4页）《工业机器人技术》试卷B第1页（共4页）（本题15分）三、三自由度平面关节机械手如图所示,手部握有焊接工具。已知:1130,0.04rad/s，2245,0，3345,0.1rad/s求焊接工具末端A点的线速度xV及yV的值。解：机构的运动学方程为：112123123112123123coscos()cos()sinsin()sin()xlllylll(5分)根据速度雅可经公式可得：1231121231232123123312311212312321231233123123sssxxxlslsllsllJlclclclclclcyyy(5分)末端执行器的速度为：1111212312321231233123221121231232123123312333sssxyVlslsllsllVJVlclclclclclc(3分)将已知条件代入可得：Vx=(m/s)，Vy=(m/s)(2分)（本题15分）四、简述具有视觉焊缝对中的弧焊机器人的工作原理。图像传感器直接安装在机器人末端执行器。焊接过程中,图像传感器对焊缝进行扫描检测,获得焊前区焊缝的截面参数曲线，计算机根据该截面参数计算出末端执行器相对焊缝中心线的偏移量Δ,然后发出位移修正指令,调整末端执行器直到偏移量Δ=0为止。弧焊机器人装上视觉系统后给编程带来了方便,编程时只需严格按图样进行。在焊接过程中产生的焊缝变形、装卡及传动系统的误差均可由视觉系统自动检测并加以补偿。（本题24分）五、试举出一例目前仍为人工作业，但其工作特性更适合运用机器人来工作的场合，并根据该工作环境要求，设计可应用于该工作场合的机器人机构（说明设计思路）。叙述清楚，功能模块齐全，技术方案切实可行性，机构设计合理、新颖、有创意。（17-24分）叙述清楚，功能模块基本齐全，具有一定的可行性，机构设计合理。（9-16分）叙述不清楚，设计方案不可行，机构设计不合理。（0-8分）得分评卷人得分评卷人得分评卷人学院名称专业班级：姓名：学号：密封线内不要答题┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃密┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃封┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃线┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃《工业机器人技术》试卷B第3页（共4页）《工业机器人技术》试卷B第4页（共4页）