机器人学考试

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1、.第一章1.机器人的定义：工业机器人，一种用于移动各种材料、零件、工具或者专用装置的、通过可编程序动作来执行各种任务的，具有一定的记忆存储和感知能力的，并且具有各种编程能力的多功能机械手。机器人特征：1）机器人的动作机构具有类似于人或其他生物某些器官（如肢体、感官等）的功能2）机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活多变，是柔性加工的重要组成部分3）机器人具有不同程度的智能，如感知、推理、决策、学习等4）机器人具有独立性，完整的机器人系统，在工作中可以不依赖与人的干预2.机器人的分类：第一代机器人（可编程、示教的工业机器人）第二代机器人（具有一定的感知能力，低级智能机器人）第三代机器人

2、（具有高度适应性的自治机器人）3.按照开发内容和目的区分，可分为以下三类机器人•工业机器人（IndustrialRobot）：如焊接、喷漆、装配机器人。•操纵机器人（TeleoperatorRobot）：如主从手，遥控排险、水下作业机器人。•智能机器人（IntelligentRobot）：如演奏、表演、下棋、探险机器人。4.机器人结构：1）执行机构:机器人的足、腿、手、臂、腰及关节等，它是机器人运动和完成某项任务所必不可少的组成部分。2）驱动和传动装置:用来有效地驱动执行机构的装置，通常采用液压、电动和气动，有直接驱动和间接驱动二种方式。3）传感器:是机器人获取环境信息的工具，如视觉、听觉

3、、嗅觉、触觉、力觉、滑觉和接近觉传感器等，它们的功能相当于人的眼、耳、鼻、皮肤及筋骨。4）控制器:是机器人的核心，它负责对机器人的运动和各种动作控制及对环境的识别。5.机器人工作原理：1）“示教再现”方式：通过“示教盒”或者人“手把手”两种方式教机械手如何工作，控制器将示教过程记忆下来，然后机器人按照记忆周而复始的工作。2）“可编程控制”方式：工作人员事先根据机器人的工作任务和运动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器，起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。

4、3）“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以到达或危险的场所完成某项任务。4）“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。6.位置控制•点位控制－PTP（PointtoPoint）：只考虑起始点和目的点的位置，而不考虑两点之间的移动路径的控制方式，适用于上下料、点焊、搬运等；•连续路径控制－CP（ContinuousPath）：不但要求机器人以一定的精度到达目标点，而且对其移动的轨迹形式有一定精度范围的要求。第二章1.机器人的分类1）按机器人的控制方式分类：非伺服机器人、

5、伺服控制机器人（点位伺服控制、连续轨迹伺服控制2）按机器人结构坐标系特点方式分类：直角坐标机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标机器人、多关节机器人。..1.驱动方式：a.液压驱动优点：1)液压容易达到较高的压力(常用液压为2.5~6.3MPa)，体积较小，可以获得较大的推力或转矩；2)液压系统介质的可压缩性小，工作平稳可靠，并可得到较高的位置精度;3)液压传动中，力、速度和方向比较容易实现自动控制；4)液压系统采用油作介质，具有防锈性和自润滑性能，可以提高机械效率，使用寿命长。液压传动系统的不足：1)油液的粘度随温度变化而变化，影响工作性能，高温容易引起燃烧爆炸等危险；2)液体的泄漏难于克服，

6、要求液压元件有较高的精度和质量，故造价较高；3)需要相应的供油系统，尤其是电液伺服系统要求严格的滤油装置，否则会引起故障。b.气压驱动与液压驱动相比，气压驱动的特点：1)压缩空气粘度小，容易达到高速(1m/s)；2)利用工厂集中的空气压缩机站供气，不必添加动力设备；3)空气介质对环境无污染，使用安全，可直接应用于高温作业；4)气动元件工作压力低，故制造要求比液压元件低。不足：1)压缩空气常用压力为0.4~0.6MPa，若要获得较大的力，其结构就要相对增大；2)空气压缩性大，工作平稳性差，速度控制困难，要达到准确的位置控制很困难；3)压缩空气的除水问题是一个很重要的问题，处理不当会使钢类零件

7、生锈，导致机器人失灵。此外，排气还会造成噪声污染。c.电动机驱动电动机驱动分为普通交流电动机驱动，交、直流伺服电动机和步进电动机驱动。普通交、直流电动机驱动需要加减速装置，输出力矩大，但控制性能差，惯性大，适用于中型或重型机器人。伺服电动机和步进电动机输出力矩相对小，控制性能好，可实现速度和位置的精确控制，适用于中小型机器人。交、直流伺服电动机一般用于闭环控制系统，而步进电动机则主要用于开环控制系统，一般用于速度和位置精