工业机器人技术试卷 答案及评分标准

学院名称 专业班级： 姓名： 学号： 我密 封 线 内 不 要 答 题 密 封 线 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 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)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: 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) Z轴与n+1关节轴线重合。(2分) X轴与公垂线重合;从n指向n+1关节。(1分) Y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，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,然后发出位移修正指令,调整末端执行器直到偏移量=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）叙述不清楚，设计方案不可行，机构设计不合理。（0-8分）