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非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

机器人学蔡自兴答案

【篇一：机器人学导论复习题及参考答案新】

lass=txt机器人学导论

一、名词解释题：二、简答题：

1.机器人学主要包含哪些研究内容？

2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？

3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？4.机器人控

制系统的基本单元有哪些？三、论述题：

1.试论述机器人技术的发展趋势。

2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。4.试论述机器人静

力学、动力学、运动学的关系。四、计算题：（需写出计算步骤，

无计算步骤不能得分）：

位得到点t。求u,v,w,t各点的齐次坐标。

2.如图所示为具有三个旋转关节的3r机械手，求末端机械手在基坐

标系{x0,y0}下的运动学方程。

1

1

p

fx?0??

5.如图所示的两自由度机械手，手部沿固定坐标系在手上x0轴正

向以1.0m/s的速度移动，杆长

可比矩阵为

??l1s?1?l2s12

j

??

?l1c?1?l2c12

?l2s12?

?l2c12?

2

6.如图所示的三自由度机械手（两个旋转关节加一个平移关节，简

称rpr机械手），求末端机械手的运动学方程。

参考答案

一、名词解释题：二、简答题：

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

1.答：机器人研究的基础内容有以下几方面：(1)空间机构学；(2)

机器人运动学；(3)机器人静力学；(4)机器人动力学；(5)机器人控制

技术；(6)机器人传感器；(7)机器人语言。

2.答：目前常用的有如下几种形式：(1)横梁式。机身设计成横梁式，

用于悬挂手臂部件，具有占地面积小，能有效地利用空间，直观等

优点。(2)立柱式。多采用回转型、俯仰型或屈伸型的运动型式，一

般臂部都可在水平面内回转，具有占地面积小而工作范围大的特点。

(3)机座式。可以是独立的、自成系统的完整装置，可随意安放和搬

动。也可以具有行走机构，如沿地面上的专用轨道移动，以扩大其

活动范围。(4)屈伸式。臂部由大小臂组成，大小臂间有相对运动，

称为屈伸臂，可以实现平面运动，也可以作空间运动。

3.答：拉格朗日运动方程式一般表示为：

d??l??l

???qdt??q

l?k?p

这里，k是动能；p是位能。

4.答：构成机器人控制系统的基本要素包括：(1)电动机，提供驱动

机器人运动的驱动力。(2)减速器，为了增加驱动力矩、降低运动速

度。(3)驱动电路，由于直流伺服电动机或交流伺服电动机的流经电

流较大，机器人常采用脉冲宽度调制（pwm）方式进行驱动。(4)运

动特性检测传感器，用于检测机器人运动的位置、速度、加速度等

参数。(5)控制系统的硬件，以计算机为基础，采用协调级与执行级

的二级结构。(6)控制系统的软件，实现对机器人运动特性的计算、

机器人的智能控制和机器人与人的信息交换等功能。

三、论述题：

1.答：科学技术水平是机器人技术的基础，科学与技术的发展将会

使机器人技术提高到一个更高的水平。未来机器人技术的主要研究

内容集中在以下几个方面：(1)工业机器人操作机结构的优化设计技

术。探索新的高强度轻质材料，进一步提高负载-自重比，同时机构

向着模块化、可重构方向发展。(2)机器人控制技术。重点研究开放

式、模块化控制系统，人机界面更加友好，语言、图形编程界面正

在研制之中。

3

机器人控制器的标准化和网络化以及基