工业机器人复习参考

一．一般来说，工业机器人的显著特点有以下四个方面：（1）仿人功能；（2）可编程；（3）通用性；（4）良好的环境交互性二．世界各国发展工业机器人的产业过程中的三种不同的发展模式特点概述：1.日本模式：此种模式的特点是：各司其职，分层面完成交钥匙工程。即机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产优质产品为主要目标，并由其子公司或社会上的工程公司来设计制造各行业所需要的机器人成套系统，各自分别完成交钥匙工程。2.欧洲模式：此种模式的特点是：一揽子交钥匙工程。即机器人的生产和用户所需要的系统设计制造，全部由机器人制造厂商自己完成。3.美国模式：此种模式的特点是：采购与成套设计相结合。美国国内基本上不生产普通的工业机器人，企业需要机器人时通常由工程公司进口，再自行设计、制造配套的外围设备，完成交钥匙工程。三．简述工业机器人的发展的三个阶段：第1代工业机器人：主要指T/P方式（Teaching/Playback方式，示教/再现方式）的工业机器人…….第2代工业机器人：指具有一些简单智能（如视觉、触觉、力感知等）的工业机器人……第3代工业机器人：指具有自治性的工业机器人……四．简述工业机器人的三大部分、六个子系统组成三大部分是：机械本体、传感器部分和控制部分。六个子系统是：驱动系统、机械结构系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统以及控制系统五．工业机器人的分类图示：机械本体部分感知部分控制部分基本结构动力源直角坐标式机器人圆柱坐标式机器人球坐标式机器人关节坐标式机器人平面关节式机器人柔软臂式机器人冗余自由度机器人模块式机器人气动液压电动视觉传感器听觉传感器触觉传感器接近传感器人工操纵机器人固定程序机器人可变程序机器人重演式示教机器人CNC机器人智能机器人工业机器人分类六．对相邻D-H连杆的4个参数定义的下图进行解释，并说明角度量正负的确定方法：七．对照下图解释D-H连杆坐标系i-1经过4次齐次坐标变化的构建过程八．绘制下图机械手的坐标系并列表表示相邻连杆之间的4个变换参数（注意教材图中有部分错误的地方，请纠正）九．叙述对一个具有N个自由度的机械手，其最后一个关节的雅可比矩阵怎样构建（分为Jw和Jv两部分进行说明）十．机械手臂部设计有哪些特点和要求：（1）手臂的结构应该满足机器人作业空间的要求。（2）合理选择手臂截面形状和高强度轻质材料。工字形截面的弯曲刚度一般比圆截面大，空心管的弯曲刚度和扭转刚度都比实心轴大得多，所以常用钢管制作臂杆及导向杆，用工字钢和槽钢制作支承板。（3）尽量减小手臂重量和整个手臂相对于转动关节的转动惯量，以减小运动时的动载荷与冲击。（4）合理设计与腕和机身的连接部位。臂部安装形式和位置不仅关系到机器人的强度、刚度和承载能力，而且还直接影响机器人的外观十一.用自己的语言描述图示机械手的诱导运动的形成原因和处理办法十二。动机器人路径规划主要解决三个问题：（1）使机器人能从初始点运动到目标点；（2）用一定的算法使机器人能绕开障碍物，并且经过某些必须经过的点；（3）在完成以上任务的前提下，尽量优化机器人的运行轨迹。十三。工业机器人控制系统的特点：（1）传统的自动机械是以自身的动作为重点，而工业机器人的控制系统更着重本体与操作对象的相互关系。无论多么高的精度控制手臂，机器人必须能夹持并操作物体到达目的位置。（2）工业机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。机器人手足的状态可以在各种坐标下描述，且能根据需要选择不同的基准坐标系，并做适当的坐标变换。经常需要求解运动学中的正、逆问题。除此之外，还要考虑惯性、外力（包括重力）及哥氏力、向心力的影响。（3）即便一个简单的工业机器人，至少也有3～5个自由度。每个自由度一般包含一个伺服机构，它们必须协调起来，组成一个多变量控制系统。（4）描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型，随着状态的不同和外力的变化，其参数也在变化。各变量之间还存在耦合。因此，不仅要利用位置闭环，还要利用速度甚至加速度闭环。系统中经常使用重力补偿、解耦和基于传感信息的控制盒最优PID控制等方法。十四。工业机器人常见定位传感器的分类：位置传感器【微型开关、光电开关、电位器、编码器】姿态传感器【测速发电机、加速度计、陀螺、倾角检测器】外传感器按定位技术位置传感器【微型开关、光电开关、电位器、编码器(里程计)】距离传感器【超声波测距仪、激光测距仪、雷达】视觉传感器【CCD像机】接近传感器【光电开关、接近开关、霍尔开关】姿态传感器【测速发电机、加速度计、陀螺、倾角检测器】内传感器按功能视觉传感器【CCD像机】距离传感器【超声波测距仪、激光测距仪、雷达】接近传感器【光电开关、接近开关、霍尔开关】