工业机器人技术基础 第2版 课后习题解答.pdf

第 1 章 工业机器人概论 1. 简述工业机器人的定义和主要特征。 答：按国际标准化组织定义，工业机器人是一种仿生的、具有自动控制能力的、 可重复编程的多功能、多自由度的操作机械。 2. 简述工业机器人的基本组成及其作用。 答：从体系结构来看，工业机器人主要由机器人本体、控制器与控制系统、示教 器等三部分组成。机器人本体是工业机器人的机械主体，是完成各种作业的执行 机构；控制系统是构成工业机器人的神经中枢，主要用于处理机器人工作的全部 信息；示教器是人机交互的一个接口，是机器人控制系统的重要组成部分，操作 者可借助示教器控制机器人到达不同位姿。 3. 简述工业机器人各参数的定义：自由度、重复定位精度、工作范围、工作速 度、承载能力。 答：自由度：指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不包括末端执行器的开 合自由度。 重复定位精度：指在同一环境、同一条件、同一目标动作、同一命令之下， 机器人连续重复运动若干次时，其实际位置与目标位置之间的偏差。 工作范围：指机器人运动时手臂末端或手腕中心所能到达的位置点的集合也 称为机器人的工作区域。 工作速度：表征机器人运动特性的主要指标。一般指主要运动自由度的最大 稳定速度。 承载能力：指机器人在作业范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 4. 工业机器人的分类方式有几种? 各有什么特点？ 答： 按结构特征来分，工业机器人通常可以分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、 极坐标机器人、多关节型机器人、并连关节型等。 按控制方式来分，工业机器人通常可以分为伺服控制机器人和非伺服控制机器 人。 按驱动方式或能量转换方式来分，工业机器人驱动类型可以划分为液压驱动、气 压驱动、电力驱动和新型驱动等四种类型。 按作业任务来分，工业机器人可以分为焊接、搬运、装配、码垛、涂装等类型机 器人。 5. 什么是SCARA 机器人? 应用上有何特点？ 答： SCARA （Selective Compliance Assembly Robot Arm ）机器人，也是平面双 关节型机器人，是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人，有3 个旋转关节， 其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成 末端件在垂直于平面的运动。这类机器人的结构轻便、响应快，比一般关节式机 器人快数倍。它最适用于平面定位，垂直方向进行装配的作业。 6. 什么是PUMA 机器人？它有什么特点？ 答：PUMA （Programmable Universal Machine for Assembly ）机器人，又称为可 编程通用装配操作手。它是美国 Unimation 公司1977 年研制的由一种计算机控 制的多关节装配机器人。一般有5-6 个自由度, 可以实现腰、肩、肘的回转以及 手腕的弯曲、旋转和扭转等功能。 7 ．并联机器人有哪些特点，它适用于哪些场合？ 答：并联机器人是近年来发展起来的一种由固定机座和具有若干自由度的末端执 行器以不少于两条独立运动链连接形成的新型机器人。并联机器人广泛应用于装 配、组装、搬运、上下料、分拣、打磨、雕刻等需要高刚度、高精度或者大载荷 而无须很大工作空间的场合。 8. 工业机器人控制器的主要功能有哪些？ 答：多任务功能，一台机器人可进行多个任务的操作；网络功能，具有丰富的网 络通信功能；操作历史记录功能，可记录机器人的工作情况，以便于机器人的管 理和维护；海量存储，大容量存储器可存储更多的程序和更多的历史使用信息； 用户接口丰富，具有鼠标、键盘、显示器和USB 接口，控制器可作为一台电脑 使用，方便用户操作。 9. 说明工业机器人的主要应用场合。这些场合有什么特点？ 答：工业机器人主要应用在焊接、搬运、装配、码垛、喷涂等场合。这些场合主 要有以下特点：劳动强度大；工作环境恶劣；产品质量要求高；自动化、无人化 生产；防爆性等。 第 2 章 工业机器人数学基础 1. 现有一位姿如下的坐标系B 相对固定坐标系移动d=(3,2,6)T 的距离，求该坐 标系相对固定坐标系的新位姿。 0 -1 0 2   