机器人机构学基础 部分习题及答案（于靖军 ）.docx

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部分习题解答

第1章

绪论

1-1制作一个年表，记录工业机器人发展的主要事件。

略

1-2制作一个年表，记录并联机器人发展的主要事件。

略

1-3查阅文献，试回答连续体机器人与软体机器人有何区别。

答：连续体机器人是一种新型仿生机器人，它模仿自然界中象鼻、章鱼臂等动物器官的运动机理，自身不存在运动关节，但能依靠连续柔性变形来实现运动和抓取操作。由于连续体机器人可在任意部位产生柔性变形，所以具有很强的避障能力，能够更好地适应非结构环境、更牢靠地抓取各种不规则形状的物体。因此它是对

传统关节式机器人的补充，具有潜在的应用价值。

摘自：谢世鹏，倪风雷，王海荣，金明河.连续体机器人形状检测方法综述[J].机械与电子，2015,(08):68-71.

软体机器人是机器人领域的一个热点，并被学术界视为一种最可能成为新一代机器人的发展方向，甚至在工业领域的应用和对社会革命的影响都非常广泛。软体仿生机器人通常由软体材料制作，与环境交互时，相比刚性机器人拥有更好的柔顺性和适应性。学者们正在进行相关的的研究，意在从根本上解决了机

械手与人和环境相互作用的问题，为解决复杂环境适应性差、灵活性差等提供了新的思路和方向。

摘自：褚凯梅，赵虎，冯凯，吴杰，朱银龙.软体仿生机器人研究现状[J].林业机械与木工设

备，2021,49(11):4-10+16.DOI:10.13279/j.cnki.fmwe.2021.0143.

1-4查阅文献，试给出在机器人机构创新方面做出重要贡献的10个重要人物。

略

1-5查阅文献，试给出在机器人机构学理论方面做出重要贡献的10个重要人物。

略

1-6查阅文献，试给出目前能代表机器人水平的10个机器人产品。

略

1-7查阅文献，试给出目前能代表机器人机构学研究水平的10个实验室名称。

略

1-8“机器人三原则”由谁提出，具体内容如何表述?

答：该原则最早在阿西莫夫的《我，机器人》中提出，阿西莫夫为这本书新写了《引言》,而《引言》的小标题就是《机器人学的三大法则》,把“机器人学三大法则”放在了最突出、最醒目的地位。而三大法则之

间的互相约束，为后世的创作有一定的指导意义。

三大法则具体表述如下：

●机器人不能伤害人类，也不能在人类受到伤害时袖手旁观；

●机器人必须服从人类命令，除非这些命令与第一条原则相冲突；

●在不违背第一、二条原则的前提下，机器人必须保护自己免受伤害。

第2章

数学知识

2-1证明所有经过坐标原点O的线矢量必然满足P=Q=R=0。

2-2计算经过点n(1,1,0)和点n(-1,1,2)的直线的Plücker坐标，并正则化该线矢量。

1解：

1解：Y,-x,=(-1,1,2)-CLLo)=(-2,0,2)

5:放=(-至，。2)

2-3计算经过点r(1,1,0)且直线轴线的方向余弦为(-1,1,2)的直线Plücker坐标，并正则化该线矢量。

京：x5=(1)0)x(-竖

京：x5=(1)0)x(-竖b(学，一学，J6了

2-4填空：补充空格的数值，使之表示一条直线(或线矢量)。

(1)(1,2,_;0,-1,-2)

(2)(2,0,2;0,_,0)

(3)(1,_,0;0,0,0)

(4)(1,_,0;0,0,1)

童

童·

2义.)(10,0;0

(2)1L0;1,=,0

(3)(110;0,2,L)

(4(0L0;10,D

2-5确定以下两条直线之间公法线的长度与夹角。

(1)L=(1,0,-1;0,1/√2,0),L?=(0,0,1;b,0,0)

(2)L?=(-1.0,1;0.-1/√Z,0)·L?=(0.0,1;b.0.0)

2-6填空：补充空格的数值，使之表示一个满足特定节距的旋量。

(1)(1,0,0;_,0,0),h=1

(2)(1,0,0;1,_,0),h=1

(3)(1,0,0;1,_,0),h=10

(4)(1,_,0;1,0,0),h=1

■*+MQ*+NR*=h

山(19,°,L,0,0)

2)(1,0,0;1,2o)

3)(1,0,0)1,

0

1

)41,9,0i1,8,0)

2-7证明旋量的节距是原点不变量。

2-8当旋量与其自身互为反旋量时称为自互易旋量(self-reciprocalscrew)。试证明自互易旋量有且只有线

矢量和偶量两种类型。

(zh)(55)+(r-Y).(S×s)

E(zh)(GS):0

5QLnei

0已

生为线矢量或为但、累

(h.th.)(s.sv+(Y,-T,)5,x5

(h+h)(s