工业机器人习题(共8页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第1章 绪论重点掌握：1、工业机器人的定义（国标）。2、工业机器人的分类。3、工业机器人的坐标系、自由度和工作空间。第2章 机器人系统及设计方法重点掌握：1、机器人的系统组成。2、手部的作用和分类。3、机械夹持式手和吸附式手。4、手腕的作用及其三个自由度。5、柔顺手腕的作用及装配误差及消除方法。6、手臂的作用。7、操作机的机构简图。8、机器人系统设计的基本原则。9、机器人系统设计的三个阶段。第3章 机器人运动学重点掌握：一、坐标变换 1、齐次变换矩阵的意义； 2、单步变换的齐次变换矩阵； 3、多步变换的齐次变换矩阵； 4、齐次变换的逆变换。二、运动学方程的建立 1、建

2、立坐标系； 2、确定参数； 3、相邻杆件的位姿矩阵； 4、建立运动学方程。 5、运动学方程的正解和逆解。第4章 机器人动力学重点掌握：1、关节承受的力和力矩与关节驱动力（矩）的关系。2、动力学模型及其各项含义。3、牛顿方程、欧拉方程。4、正向递推步骤及其计算公式。5、反向递推步骤及其计算公式。6、递推的初始条件。第5章 机器人控制系统重点掌握：1、控制系统的两大功能。2、控制系统的组成及其各个部分的作用。3、示教再现控制过程及示教与记忆的相关知识。4、运动控制的两个步骤。5、轨迹规划及其实现方法： （1）轨迹规划的概念 （2）PTP下的轨迹规划步骤 （3）CP下的轨迹规划步骤6、关节伺服驱动控

3、制方法。一、请写出下列变换的齐次变换矩阵：坐标系j与i沿矢量 平移的齐次变换矩阵；坐标系j与i绕x轴旋转 的齐次变换矩阵；坐标系j与i绕z轴旋转 的齐次变换矩阵；坐标系j与i先沿矢量 平移，再绕x轴旋转 的齐次变换矩阵。一、解：坐标系j与i沿矢量 平移的齐次 变换矩阵：坐标系j与i绕x轴旋转 的齐次变换矩阵：坐标系j与i绕z轴旋转 的齐次变换矩阵： 坐标系j与i先沿矢量 平移，再绕x轴旋转 的齐次变换矩阵：二、已知坐标系j是由坐标系经过以下变换得到的：i坐标系先绕z轴旋转 ，然后绕x轴旋转 ，最后沿坐标系的y轴平移2个单位。要求： 1、确定坐标系i到坐标系j的齐次变换矩阵； 2、若已知P点在坐

4、标系i中的位置矢量为 ，则在坐标系j中P点的位置矢量的 各坐标分量分别为多少？ 解：1、确定坐标系i到坐标系j的齐次变换矩阵： 1、确定坐标系i到坐标系j的齐次变换矩阵： 2、两坐标系关系为： 三、已知三自由度机器人如图所示。若机器人机座高为800，杆件1、2的长度分别为400、300，试按步骤建立该机器人手部中心的运动学方程；若关节1、2的旋转角度分别为 、 ，关节3向下平移的距离为300，试计算该机器人手部中心的位姿矩阵。解：1、建立坐标系如图所示：x0z0x1x2x3hz2z3hz1 2、确定参数和关节变量 ： 3、计算相邻杆件的位姿矩阵： 4、建立机器人手部中心运动学方程为： 若已知

5、，则有： 四、已知如图所示机器人的关节速度和加速度分别为 ，若机器人杆件1、2的长度均为20，试用 牛顿欧拉递推公式计算机器人杆件1、2的角速度、 角加速度、线速度和线加速度。 解：1、建立坐标系如图所示： 2、相邻杆件位姿矩阵为： 3、计算速度和加速度： 已知： ，1关节的速度和加速度为 ，则1杆件的速度和加速度为： 3、计算速度和加速度： 已知2关节的速度和加速度为 ，则2杆件的速度和加速度为： 五、已知图示机器人手部受到一力矩作用，试用牛顿 欧拉公式计算机器人的关节驱动力矩。mhl1l2d解：1、确定相邻杆件位姿矩阵 （1）建立坐标系如图所示： （2）确定参数 （3）位姿矩阵2、已知条件 由题意可知，不需要进行正向递推，只需进行反向递推即可求解关节驱动力矩。3、反向递推六、若要求机器人某关节从 静止开始，在2秒钟时到达 处且速度为零，试用三次多项式对其运动进行规划，并画出位移、速度和加速度随时间变化的图形。 解：设关节运动的三次多项式为：已知 ，则由约束条件可得： 联立约束方程即可解得：则：图形为专心-专注-专业