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1、试卷编号东北大学网络教育学院级 专业类型机器人技术试 卷（开卷）（A/B卷）（共 页） 2010 年 2 月学习中心姓名学号总分题号一二三四五六七八九十得分一、选择题（4 选 1，多于 4个的为多选题；共 20分，每小题 2分）、选择题1哪个国家曾经赢得了“机器人王国”的美称？1）美国2）英国3）日本4）中国2对于移动（平动）关节而言，关节变量是D-H参数中的1）关节角2）.杆件长度3）.横距4）.扭转角3. 机器人终端效应器（手）的力量来自哪里？1）.机器人的全部关节2）.机器人手部的关节3）.决定机器人手部位置的各关节4）.决定机器人手部位姿的各个关节4. 定时插补的时间间隔下限的主要决定
2、因素是：1）.完成一次正向运动学计算的时间2）.完成一次逆向运动学计算的时间3）.完成一次正向动力学计算的时间4）.完成一次逆向动力学计算的时间5. 利用物质本身的某种客观性质制作的传感器称之为1）.物性型2) 结构型3) 一次仪表4) 二次仪表6增量式光轴编码器一般应用_套光电元件，从而可以实现计数、测速、鉴向和定位1) 一2) 二3) ，三4) 四7操作机手持粉笔在黑板上写字，在哪个方向只有力的约束而无速度约束？1) . X 轴2) . Y 轴3) . Z 轴4) . R 轴8. CCD摄像头采用电视PAL标准，每帧图像由场构成。1). 12). 23). 34). 49. 示教-再现控制
3、为一种在线编程方式，它的最大问题是：1) .操作人员劳动强度大2) .占用生产时间3) .操作人员安全问题4) .容易产生废品10. 集控式足球机器人的智能主要表现在哪两个子系统？1) .机器人小车子系统2) .机器人通信子系统3) .机器人视觉子系统4) .机器人决策子系统5) .机器人总控子系统二、判断题(回答Y/N；共30分，每题2分)1. 只有两台以上的机器人互相配合才能构成机器人工作站。2. 承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。3. 正交坐标变换矩阵R实现了由基坐标系B到手坐标系H的正交坐标变换。4. 一般说来，齐次矩阵的乘积满足交换律。5. 速度运动学是讨
4、论运动的几何学及与时间有关的量，即讨论机器人速度的运动学问题。6. 在动力学中，研究构件质心的运动使用牛顿方程，研究相对于构件质心的转动使用欧拉方程。7插补方式分为点位控制(PTP控制)和连续轨迹控制(CP控制)，可是连续轨迹控制最终还是要 实现点位控制。8. 电动机上的绝对光轴编码器是用来检测运动加速度的。9. 绝对光轴编码器大量使用二进制编码码盘。10. 超声波传感器对于水下机器人的作业是不可或缺的。11. 数字信号处理器(Digital Signal Processor),也称为DSP芯片，是近几年发展起来的适于高速运算的集成电路。12. GM-400元东控制器中，将增量编码器得到的位置
5、信息，通过4倍频及加、减计数，可以提高位 置检测精度。13. 日本日立公司研制的经验学习机器人装配系统的学习功能主要表现在记住前一次的误差，在后面 的操控中主动进行调整。14. 所谓调制就是载波的某参数随基带信号规律而变化的一种过程。可以调整载波的频率和幅值，但 是无法调整载波的相位。15. 集控式足球机器人的各种动作都是通过机器人小车的线速度、角速度、位移和轨迹来实现的，最 终都落实到小车左、右轮速的计算，都落实到VL、VR函数的设计上。三、简答题（共 30分，每题6分）1. 多关节型机器人的主要特点（优缺点）有哪些？2描述刚体姿态的绕X-Y-Z轴转动的角度都称作为什么？3. 什么是传感器？
6、4. 弧焊机器人的周边设备主要包括哪些部分？5. 足球机器人总控子系统的任务是哪些？四、分析与计算题（共 20分，每题10分）1. 如图所示具有转动关节的单手臂和手腕。已知手部起始位姿矩阵为010060 -100若手臂绕Z0轴旋转+90。，则手部到达G2；若手臂不动，仅手部绕手腕Z1轴旋转+90。，则手部到达G3。试写出手部坐标系G2及G3的矩阵表达式。ZqOfZ2X、Z3岭y,z_一2. 荷重传感器应变片贴制与平衡电桥如图所示，试分析加上载荷后，电桥极性如何变化。参考答案：一、选择题13）；23）；34）；42）；51）；63）；73）；82）；92）；103）+4）二、判断题1N；2Y；3
7、N；4N；5Y；6Y；7Y；8N；9N；10Y；11Y；12Y；13Y； 14N；15Y三、简答题1多关节型机器人的主要特点（优缺点）有哪些？ 优点：结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，工作空间最大，能与其他机器人协调工作， 避障性好 缺点：位置精度较低，有平衡问题，控制存在耦合，设计与控制比较复杂2描述刚体姿态的绕X-Y-Z轴转动的角度都称作为什么？绕 X 轴转动为侧摆，亦称航向角绕 Y 轴转动为俯仰角绕 Z 轴转动为横滚角3. 什么是传感器？传感器是一种以一定精度将被测量（如位移、力、加速度、温度等）转换为与之有确定对应关 系、易于精确处理和测量的某种物理量（如电量）的测量部件或装置。4.
8、 弧焊机器人的周边设备主要包括哪些部分？1）.变位机及挡光板2）.夹具体3）.电焊机，送丝机，焊枪清理装置4）.气动系统5. 足球机器人总控子系统的任务是哪些？负责系统初始化、创建数据交换缓冲区、任务调度、时间分配，系统卸载等过程处理。总控 过程的主要任务就是维护好运行时环境。四、分析与计算题1. 如图所示具有转动关节的单手臂和手腕。已知手部起始位姿矩阵为 010210 0 6G =1 0 0 -1 2_0 0 0 1 _若手臂绕Z0轴旋转+90。，则手部到达G2；若手臂不动，仅手部绕手腕Z1轴旋转+90。，则手部到达G3。 试写出手部坐标系G2及G3的矩阵表达式。解 手臂绕定轴转动是相对固定
9、坐标系作旋转变换，故有G = Rot（乙90 ）G210-1000102-100-6100010060102001000-1200-12_0001_0001_ 0001手部绕手腕轴旋转是相对动坐标系作旋转变换，所以G = G Rot(乙90。)3101020 -1 0 0-1 0 0 210 0 610 0 00 -10 60 0 -1 20 0 100 0 -1 2_0 0 0 1 _0 0 0 1_0 0 0 1_2荷重传感器应变片贴制与平衡电桥如图所示，试分析加上载荷后，电桥极性如何变化。荷重应变片(a)(b)弹性体基体解：当加上载荷后，R1和R3阻值变小，而R2和R4阻值变大，于是破坏了电桥的平衡输出， 输出端上部电位降低，呈负极性；下部电位增加，呈正极性。而且变化幅值和载荷大小成正 比。
