工业机器人技术试卷-答案及评分标准.doc

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1、学院名称专业班级：姓名：学号：我密封线内不要答题┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃密┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃封┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃线┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃2008至2009学年第一学期工业机器人技术试卷B卷答案及评分标准题号一二三四五总分核分人得分复查总分总复查人得分评卷人（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)

2、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

3、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关节轴线公垂线的交点。(2分)　　②Z轴与n+1关节轴线重合。(2分)　　③X轴与公垂线重

4、合;从n指向n+1关节。(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)得分评卷人（本题10分）二、有一旋转变换，先绕固定坐标系轴转30°

5、，再绕轴转60°，最后沿轴移动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：《工业机器人技术》试卷B第1页（共4页）《工业机器人技术》试卷B第2页（共4页）得分评卷人学院名称专业班级：姓名：学号：我密封线内不要答题┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃密┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃封┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃线┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃┃（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:，，求焊接工具末端A点的线速度及的值。解：机构的运动学方程为：(5分)根

6、据速度雅可经公式可得：(5分)末端执行器的速度为：(3分)将已知条件代入可得：Vx=-0.067(m/s)，Vy=0.093(m/s)(2分)得分评卷人（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。《工业机器人技术》试卷B第4页（共4页）《工业机器人技术》试卷B第3页（共4页）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

7、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。得分评卷人（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

8、楚，设计方案不可行，机构设计不合理。（0-8分）