全国青少年机器人技术等级考试试卷二级纸版20180324答案资.doc

精选全国青少年机器人技术等级考试试卷(二级纸版20180324)答案资料word（密封线内勿答题） 考点 专业 机器人 姓名 身份证号 （密封线内勿答题） 全国青少年机器人技术等级考试试卷（二级）（考试时间：30分钟）题号一二三总分分数一、单项选择题（在四个备选答案中只有一个是正确的，将正确的答案填入括号中，多选或不选均不得分。30题2分/题=60分）得分评阅人1.2017年11月11日，在安徽邮政合肥邮区有一批机器人“小黄人”正式上岗，它们的工作内容是？（ A ）A.智能分拣快递B.智能清扫垃圾C.智能送餐D.智能跟随2. 机器人三定律由谁提出？ A A.美国科幻家艾萨克阿西莫夫 B.乔治德沃尔C.意大利作家卡洛洛伦齐尼 D.捷克剧作家卡尔恰佩克3. 电机是将电能转化为（ D ）的传动装置。A.动能 B.磁能 C.运动能 D.机械能4. 相传诸葛亮发明了木牛流马，下列说法正确的是？CA.它是用来载人的交通工具B.它是古代用来运送军粮的军用机器人C.它是用来模仿动物行为的工具D.它是用来耕地的农用工具5.一般情况下物体之间的滚动摩擦力？（ C ）A.等于滑动摩擦力 B.大于滑动摩擦力 C.小于滑动摩擦力 D.不确定6. 下列有关直升飞机起飞时螺旋桨的说法正确的是？ AA.桨叶上侧空气流动速度比下侧快B.桨叶上侧空气流动速度比下侧慢C.桨叶上侧所受气压比下侧大D.桨叶空气流动速度快的一侧所受的压力更大7.如图，石油开采机上应用了什么机构？（ A ）A.曲柄滑块B.斜面C.双曲柄D.几轮8.下图按从左到右的顺序分别表示的是？（ B ） A.滚动凸轮、槽形凸轮、圆形凸轮 B.移动凸轮、槽形凸轮、盘形凸轮C.滚动凸轮、圆柱凸轮、圆形凸轮 D.移动凸轮、圆柱凸轮、盘形凸轮9.右图表示的是什么机构？（ C ）A.等高凸轮 B.等径凸轮 C.等宽凸轮 D.等长凸轮10.六足机器人中装有分别控制机器人两边的电机，当左侧电机向前速度为150，右侧电机向前速度为250时，六足机器人会？（ B ）A.向右转 B.向左转，并且是一边前行一边左转C.以左边中间的足部为圆心向左转 D.以左边靠前的足部为圆心向左转11.下列哪个模型中含有机械机构？（ B ）A. B.C. D.12.皮带交叉传动中，两滑轮转动方向是？（ B ）A.相同 B.相反 C.旋转轴呈任意角度，不考虑方向 D.旋转轴垂直，不考虑方向13. .皮带平行传动中的两个轮，当小轮作为主动轮顺时针转动时，大轮将如何转动？（ A ）A.按顺时针转动 B.按逆时针转动 C.不转动 D.先顺时针转动，再逆时针转动14.平行啮合的两个齿轮，大齿轮和小齿轮的周长比是5：2，则大齿轮和小齿轮的齿数比是？（ D ）A.2：5 B.5：4 C.4：25 D.5：215.机器人语言一般是由（ A ）组成的字串机器码。A.二进制 B.八进制 C.十进制 D.十六进制16.关于棘轮机构说法不正确的是？（ C ）A.动与停的时间比可通过选择合适的驱动机构实现 B.能实现间歇运动C.棘爪只有齿式 D.能实现间歇性的送进17.下图能实现从动件周期性动作的机械机构是？（ A ）A BC D18.摩擦力的作用点位于？（ A ）A.接触面 B.地面 C.平面 D.斜面19.世界首台带有人工智能的移动机器人的名字是什么？（ A ）A.Shakey B.Dante C.Topping D.Handy20.功的单位是什么？（ D ）A.牛顿 B.伏特 C.安培 D.焦耳21.机械能是动能和（ B ）的总和。A.电能 B.势能 C.光能 D.太阳能22.近代机器人研究开始于20世纪中期，并先后演进出了几代机器人？（ C ）A.一 B.二 C.三 D.四23.流体速度加快时，物体与流体接触界面上的压力会减小，反之压力会增加。这个理论称为？（ B ）A.阿基米德原理 B.伯努利定理 C.安培定则 D.牛顿第三定律（密封线内勿答题） 考点 专业 机器人 姓名 身份证号 （密封线内勿答题） 24如图所示，四根杆的长度满足A+BC+D，它属于什么机构？（ D ）A.曲柄摇杆机构 B.曲柄滑块机构 C.曲柄滑杆机构 D.双曲柄机构25.汽车的驱动方式不包括以下哪一种？（ B ）A.前轮驱动 B.左侧驱动 C.后轮驱动 D.四轮驱动26.当曲柄为主动件，滑块为输出件时，曲柄滑块机构的作用是将（ C ）转化为直线往复运动？A.直线运动 B.曲线运动 C.圆周运动 D.单摆运动27.在机构中由两构件通过点或线的接触而构成的运动副叫什么名称？（ C ）A.低副 B.中副 C.高副 D.机械28.凸轮机构中不包括以下哪个结构？（D ）A.凸轮 B.从动件 C.机架 D.棘爪29.下列对于棘轮机构的表述，哪一个不正确？（ D ）A.棘轮主要用于防止逆转 B.主动棘爪用于推动棘轮向前转动C.自行车用到了棘轮 D.棘轮机构中，棘轮一定可以双向转动30.生活中，哪里用到了交流电？（ D ）A.玩具汽车 B.掌中游戏机 C.遥控器 D.电视机二、多项选择题（本题型10个小题，每小题2分，共20分。请仔细阅读题目，并将正确的答案填写在空格中，多选和不选均不得分，漏选得一分。）得分评阅人 31.传动链中的两个齿轮特点是？（ AB ）A.齿轮转动方向同向 B.可以远距离传递动力C.传递动力时存在较大误差 D.噪音大32.后轮驱动的缺点有？（ ACD ）A.容易出现转向过度情况 B.容易于拆卸和维护C.有可能使后备箱的容积减少 D.动力系统总重量增加33.凸轮机构是由哪三个基本构件组成的高副机构？（ acd ）A.凸轮 B.齿轮 C.从动件 D.机架34.以下是几何锁合的是？（ abcd ）A.槽凸轮机构 B.主回凸轮机构 C.等径凸轮机构 D.等宽凸轮机构35.根据物体的状态，摩擦力分为？（ abc ）A.静摩擦力 B.滑动摩擦力 C.滚动摩擦力 D.流动摩擦力36.下列选项中，哪些是链传动与皮带传动共有特点？（ bc ）A.噪音小 B.同向转动 C.适合远距离传动 D.能准确传递动力37.下列关于连杆的说法，正确的是？（ cd ）A.连杆机构就只有一种形式 B.连杆机构是低副机构C.由若干有确定相对运动的构件组成 D.应用最广泛的应该是平面四连杆机构38.下列玩具哪些与直升飞机飞行原理不同？（bcd ）A.竹蜻蜓 B.孔明灯 C.气球 D.炮竹39.凸轮的缺点有？（ ab ）A.容易磨损 B.加工困难 C.压强比较大 D.实现预定的运动规律40.下列哪些不是皮带传动的优点？（bc ）A.准确传递 B.噪音大 C.不易打滑 D.保护机械三、判断题（阅读并判断各个命题的正确与否，然后在正确的命题后面填写，在错误的命题后面填定。填错或不填均不得分。10题2分/题=20分）得分评阅人41.主动轮是20齿，从动轮是10齿，他们的传动比是2:1。（ 错 ）42.直升机主要由机体、三大系统（升力、动力、传动）及机载飞行设备组成。（ 对 ）43.电机是将风能转化为机械能的装置。（ 错 ）44.升力，就是向上的力。一般指在空气中，向上的力大于向下的力，其合力可以使物体上升。（ 对 ）45.直流电中电流的方向是不变的，电流总是从负极流向正极。（ 错 ）46.皮带装置可实现远距离传动。（ 对 ）47.皮带半交叉传动时一般不考虑两轮转动方向。（ 对 ）48.曲柄滑块机构可以将圆周运动转换成直线往复运动。（ 对 ）49.曲柄摇杆不属于平面四连杆机构。（ 错 ）50.凸轮的转速决定了从动件预定的运动规律。（ 错 ）最新ABB机器人的程序数据ABBa-J-5ABB 机器人的程序数据5.1 任务目标 掌握程序数据的建立方法。 掌握三个关键程序数据的设定。 了解机器人工具自动识别功能。5.2 任务描述u 以 bool 为例，建立程序数据，练习建立 num、robtarget 程序数据。u 设定机器人的工具数据 tooldata、工件坐标 wobjdata、负荷数据 loaddata。u 使用 LoadIdentify 工具自动识别安装在六轴法兰盘上的工具（tooldata）和载荷（loaddata）的重量，以 及重心。5.3 知识储备5.3.1 程序数据程序数据是在程序模块或系统模块中设定的值和定义的一些环境数据。创建的程序数据由同一个模块 或其他模块中的指令进行引用。图中是一条常用的机器人关节运动的指令 MoveJ，调用了四个程序数据。图中所使用的程序数据的说明见表:程序数据数据类型说明p10robtarget机器人运动目标位置数据v1000speeddata机器人运动速度数据z50zonedata机器人运动转弯数据tool0tooldata机器人工作数据 TCP5.3.2 程序数据的类型与分类1.程序数据的类型分类ABB 机器人的程序数据共有 76 个，并且可以根据实际情况进行程序数据的创建，为 ABB 机器人的程序 设计带来了无限可能性。在示教器的“程序数据”窗口可查看和创建所需要的程序数据。2.程序数据的存储类型（1）变量 VAR变量型数据在程序执行的过程中和停止时，会保持当前的值。但如果程序指针被移到主程序后，数值 会丢失。举例说明：VAR num length:=0;名称为 length 的数字数据VAR string name:=”John”;名称为 name 的字符数据 VAR bool finish:=FALSE;名称为 finish 的布尔量数据 在程序编辑窗口中的显示如图：在机器人执行的 RAPID 程序中也可以对变量存储类型程序数据进行赋值的操作，如图：*注意：VAR 表示存储类型为变量num 表示程序数据类型*提示：在定义数据时，可以定义变量数据的初始值。如 length 的初始值为 0，name 的初始值为 John，finish 的初始值为 FALSE。*注意：在程序中执行变量型数据的赋值，在指针复位后将恢复为初始值。（2）可变量 PERS 可变量最大的特点是，无论程序的指针如何，都会保持最后赋予的值。 举例说明：PERS num nbr:=1;名称为 nbr 的数字数据PERS string test:=”Hello”;名称为 test 的字符数据在机器人执行的 RAPID 程序中也可以对可变量存储类型程序数据进行赋值的操作。 在程序执行以后，赋值的结果会一直保持，直到对其进行重新赋值。*注意：PERS 表示存储类型为可变量（3）常量 CONST 常量的特点是在定义时已赋予了数值，并不能在程序中进行修改，除非手动修改。 举例说明：CONST num gravity:=9.81;名称为 gravity 的数字数据CONST string greating:=”Hello”;名称为 greating 的字符数据*注意：存储类型为常量的程序数据，不允许在程序中进行赋值的操作。 三种数据的存储类型在编辑界面的显示如下：3.常用的程序数据根据不同的数据用途，定义了不同的程序数据，下表是机器人系统中常用的程序数据：程序数据说明bool布尔量byte整数数据 0255clock计时数据dionum数字输入/输出信号extjoint外轴位置数据intnum中断标志符jointtarget关节位置数据loaddata负荷数据mecunit机械装置数据num数值数据orient姿态数据pos位置数据（只有 X、Y 和 Z）pose坐标转换robjoint机器人轴角度数据robtarget机器人与外轴的位置数据speeddata机器人与外轴的速度数据string字符串tooldata工具数据trapdata中断数据wobjdata工件数据zonedataTCP 转弯半径数据*提示：系统中还有针对一些特殊功能的程序数据，在对应的功能说明书中会有相应的详细介绍，请查 看随机光盘电子版说明书。也可以根据需要新建程序数据类型。5.4 任务实施5.4.1 建立程序数据程序数据的建立一般可以分为两种形式，一种是直接在示教器中的程序数据画面中建立程序数据；另一种是在建立程序指令时，同时自动生成对应的程序数据。本节将介绍直接在示教器的程序数据画面中建立程序数据的方法。下面以建立布尔数据为例子进行说 明，练习时建立 num 和 robtarget 程序数据。建立 bool 数据的操作步骤：1.ABB 菜单中，选择“ 程序数 据”。2.选择数据类型“bool” ，单击“显示数据”。3.单击“新建”。4.进行名称的设定、单击下拉菜单选择对应的参数，设定 完成 后单击 “ 确定 ” 完成 设 定。数据设定参数及说明见表：设定参数说明名称设定数据的名称范围设定数据可使用的范围存储类型设定数据的可存储类型任务设定数据所在的任务模块设定数据所在的模块例行程序设定数据所在的例行程序维数设定数据的维数初始值设定数据的初始值5.4.2 三个关键的程序数据的设定在进行正式的编程之前，就需要构建起必要的编程环境，其中有三个必须的程序数据（工具数据 tooldata、 工件坐标 wobjdata、负荷数据 loaddata）就需要在编程前进行定义。1.工具数据 tooldata工具数据 tooldata 用于描述安装在机器人第六轴上的工具的 TCP、质量、重心等参数数据。 一般不同的机器人应用配置不同的工具，比如说弧焊的机器人就使用弧焊枪作为工具，而用于搬运板材的机器人就会使用吸盘式的夹具作为工具。默认工具（tool0）的工具中心点（Tool Center Point）位于机器人安装法兰盘的中心。图中 A 点就是原始的 TCP 点。TCP 的设定原理如下：1） 首先在机器人工作范围内找一个非常精确的固定点作为参考点。2） 然后在工具上确定一个参考点（最好是工具的中心点）。3） 用之前介绍的手动操纵机器人的方法，去移动工具上的参考点，以四种以上不同的机器人姿态尽可 能与固定点刚好碰上。为了获得更准确的 TCP，在以下例子中使用六点法进行操作，第四点是用工 具的参考点垂直于固定点，第五点是工具参考点从固定点向将要设定为 TCP 的 X 方向移动，第六点 是工具参考点从固定点向将要设定为 TCP 的 Z 方向移动。4） 机器人通过这四个位置点的位置数据计算求得 TCP 的数据，然后 TCP 的数据就保存在 tooldata 这个 程序数据中被程序进行调用。*提示：执行程序时，机器人将 TCP 移至编程位置。这意味着，如果要更改工具以及工具坐标系，机器 人的移动将随之更改，以便新的 TCP 到达目标。所有机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系，该坐标系被称为 tool0。这样就能将一个或多个新工 具坐标系定义为 tool0 的偏移值。*注意：TCP 取点数量的区别：4 点法，不改变 tool0 的坐标方向5 点法，改变 tool0 的 Z 方向6 点法，改变 tool0 的 X 和 Z 方向（在焊接应用最为常用）。 前三个点的姿态相差尽量大些，这样有利于 TCP 精度的提高。操作步骤：1.ABB 菜单中，选择“手动操 纵”。2.选择“工具坐标”。3.单击“新建”。4.对工具数据属性进行设定 后，单击“确定”。5.选中 tool1 后，单击“编辑”菜单中的“定义”选项。6.选择“TCP 和 Z，X”，使用6 点法设定 TCP。7. 选择合适的 手动操纵模 式。8. 按下使能键，使用摇杆使 工具参考点靠上固定点， 作为第一个点。9.单击“修改位置”，将点 1位置记录下来。10. 工具参考点变换姿态靠上 固定点。11. 单击“修改位置”，将点 2位置记录下来。12. 工具参考点变换姿态靠上 固定点。13. 单击“修改位置”，将点 3位置记录下来。14. 工具参考点变换姿态靠上 固定点。这是第 4 个点， 工具参 考点垂直于 固定 点。15. 单击“修改位置”，将点 4位置记录下来。16. 工具参考点以点 4 的姿态 从固定点移动到工具 TCP 的+X 方向。17. 单击“修改位置”，将延伸 器点 X 位置记录下来。18. 工具参考点以此姿态从固 定点移动到工具 TCP 的 Z 方向。19. 单击“修改位置”，将延伸 器点 Z 位置记录下来。20. 单击“确定”完成设定。21. 对误差进行确认，越小越 好，但也要以实际验证效 果为准。22. 选中 tool1，然后打开编辑 菜单选择“更改值”。23. 在此页面中，根据实际情 况设定工具的质量 mass（单位 kg）和重心位置数 据（此中心是基于 tool0 的偏移值，单位 mm），然 后单击“确定”。*提示：此页显示的内容就 是 TCP 定义时生成的数据。24. 选中 tool1，单击“确定”。25. 动 作 模 式 选 定 为 “ 重 定 位”。坐标系统选定为“工 具 ” 。 工 具 坐 标 选 定 为 “tool1”。26. 使用摇杆将工具参考点靠 上固定点，然后在重定位 模式下手动操纵机器人， 如果 TCP 设定精确的话， 可以看到工具参考点与固 定点始终保持接触，而机 器人会根据重定位操作改 变姿态。如果使用搬运的夹具，一般工具数据的设定方法如下：图中，搬运薄板的真空吸盘夹具为例，质量是 25kg，重心在默认 tool0 的 Z 的正方向偏移 250mm，TCP点设定在吸盘的接触面上，从默认 tool0 上的 Z 方向偏移了 300mm。在示教器上设定如下：1.在“手动操纵”界面，选择“工具坐 标”。2.单击“新建”。3.根据需要设定数据的属性，一般 不用修改。4.单击“初始值”。5.TCP 点设定在吸盘的接触面上， 从默认 tool0 上的 Z 正方向偏移了300mm，在此画面中设定对应的 数值。6.此工具质量是 25kg，重心在默认 tool0 的 Z 的正方向偏移 250mm， 在画面中设定对应的数值，然后 单击“确定”，设定完成。2.工件坐标 wobjdata工件坐标对应工件，它定义工件相对于大地坐标（或其他坐标）的位置。机器人可以拥有若干工件坐标系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。对机器人进行编程时就是在工件坐标中创 建目标和路径。这带来很多优点：1） 重新定位工作站中的工件时，只需要更 改工件坐标的位置，所有路径将即刻随 之更新。2） 允许操作以外轴或传送导轨移动的工 件，因为整个工件可连同其路径一起移 动。*提示：A 是机器人的大地坐标，为了方便 编程，给第一个工件建立了一个工件坐标 B，并 在这个工件坐标 B 中进行轨迹编程。如果台子上还有一个一样的工件需要走一样的轨迹，那只需建立一个工件坐标 C，将工件 坐标 B 中的轨迹复制一份，然后将工件坐标从 B 更新为 C，则无需对一样的工件进行重复轨迹编 程了。*提示：如果在工件坐标 B 中对 A 对象进行 了轨迹编程，当工件坐标的位置变化成工件坐 标 D 后，只需在机器人系统重新定义工件坐标 D，则机器人的轨迹就自动更新到 C 了，不需要 再次轨迹编程了。因 A 相对于 B，C 相对于 D 的 关系是一样，并没有因为整体偏移而发生变化。*注意：在对象的平面上，只需要定义三个点，就可以建立一个工件坐标。X1 点确定工件坐标的原点。 X1、X2 点确定工件坐标 X 正方向 Y1 确定工件坐标 Y 正方向。 工件坐标等符合右手定则。建立工件坐标的操作步骤：1.在手动操纵画面中，选 择“工件坐标”。2.单击“新建”。3.对工件坐标数据属性进 行设定后，单击“确定”。4.打开编辑菜单，选择“定 义”。5.将 用 户 方 法 设 定 为 “3点”。6. 手动操纵机器人的工具 参考点靠近定义工件坐 标的 X1 点。7.单击“修改位置”，将 X1点记录下来。8. 手动操纵机器人的工具 参考点靠近定义工件坐 标的 X2 点。9.单击“修改位置”，将 X2点记录下来。10. 手动操作机器人的工具 参考点靠近定义工件坐 标的 Y1 点。11. 单击“修改位置”，将 Y1点记录下来。12. 单击“确定”。13. 对自动生成的工件坐标 数据进行确认后，单击 “确定”。14. 选中 wobj1 后，单击确 定。3.有效载荷 loaddata15. 设 定 手 动 操 纵 画 面 项 目，使用线性动作模式， 体 验 新 建 立 的 工 件 坐 标。对于搬运应用的机器人，应该正确设定夹具的质量、重心 tooldata 以及搬运对象的质量和重心数据loaddata。操作步骤：1.“手动操纵”界面，选择“有效载 荷”。2.单击“新建”。3.对有效载荷数据属性进行设 定。4.单击“初始值”。5.对有效载荷的数据根据实际的情况进行设定，各参数代表 的含义请参考下面的有效载 荷参数表。6.单击“确定”。名称参数单位有 效载 荷 质量load.masskg有 效载 荷 重心load.cog.x load.cog.y load.cog.zmm力 矩轴 方 向load.aom.q1 load.aom.q2 load.aom.q3 load.aom.q4有 效载 荷 的 转 动 惯 量ix iy izkgm2在 RAPID 编程中，需要对有效载荷的情况进行实时的调整：Set do1;夹具夹紧GripLoad load1;指定当前搬运对象的质量和重心 load1Reset do1;夹具松开GripLoad load0;将搬运对象清除为 load05.5 知识链接5.5.1 复杂程序数据赋值在 RAPID 程序数据中，有一些结构较为复杂的程序数据，如 robtarget 程序数据，即 MoveJ 指令中的 p10数据：如上图所示，在光盘的此文档中可以找到 RAPID 程序中所有程序数据、功能、指令的详细介绍。文档中此数据是由一串数字组成（包括笛卡尔坐标 xyz、q1-4、轴角度等）以此数据为例，介绍复杂数据的赋值操作。 首先查看此数据的架构：以修改 trans of pos 中的 x 为例。操作步骤：1.首先确定程序数据的类型为可变量2.打开程序编辑器进入例行程序 添加赋值指令“p10.trans.x:=400”（即将 p10 的trans 下的 x 的值更改为 400）。5.5.2 工具自动识别程序介绍工具自动识别（LoadID）功能。LoadIdentify 是 ABB 机器人开发的用于自动识别安装在六轴法兰盘上的工具（tooldata）和载荷（loaddata） 的重量，以及重心。（前面介绍到，设置 tooldata 和 loaddata 是自己测量工具的重量和重心，然后填写参数 进行设置，但是这样会有一定的不准确性）手持工具的应用中，应使用 LoadIdentify 识别工具的重量和重心。 手持夹具的应用中，应使用 LoadIdentity 识别夹具和搬运对象的重量和重心。 操作步骤：1. 使用手动操纵功能，把 机器人回到机械原点位 置。2. 进入“ 手动操纵”-“ 工具 坐标”画面，选取需要测 量的工具数据（如果有 载荷选择测量的载荷）。3.进入“程序编辑器”画面， 单击“ 调试”- 选择“ 调用 例 行 程 序 ”- 选 择 “LoadIdentity” （此程序 为标准程序）- 单击“ 转 到”。4. 按下使能键，点击示教 器右下侧的播放键运行 程序，在弹出的对话框 中点击“OK”。5. 根据提示选择“Tool”（即 选择要测量的是工具还 是载荷）。6.确认六轴是否在合适位 置（不必为机械原点）。7.确认工具数据名称。8. 选择工具重量（选择 2， 然 机 器 人 自 己 识 别 重 量）。9. 调整旋转角度（如果工 具不能进行 90 度旋转， 要进行设置）。10. 进行慢速测试。11. 等待机器人完成测试步 骤，观察机器人动作是 否有被干涉，一直按住 使能键（使能键如果断 开，需要重新开始测试 过程）。12. 切换到自动状态，点击 播放键，重新进入识别 程序画面，点击“MOVE”。13. 完成后跳到画面，切换 为手动，显示测量结果（包括重量、重心、准 确度等），确认无误后， 点击“Yes”将结果写入工 具数据。14. 点击“ 取消调用例行程 序”回到程序编辑画面。