1:工業(yè)機(jī)器人定義及特點(diǎn)？
定義：機(jī)器人是一個(gè)在三維空間具有較多自由度的，并能實(shí)現(xiàn)諸多擬人動(dòng)作和功能的機(jī)器：而工業(yè)機(jī)器人則是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的機(jī)器人。
特點(diǎn)：可編程 擬人化 通用性 機(jī)電一體化
2：工業(yè)機(jī)器人有哪幾個(gè)子系統(tǒng)組成？各自的作用是什么？
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)： 使機(jī)器人運(yùn)行起來的傳動(dòng)裝置。
機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)： 由機(jī)身 手臂 末端操作器 三大件 組成的一個(gè)多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。
感受系統(tǒng)： 由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成 獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)的信息。
機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)： 實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)
人-機(jī)交互系統(tǒng)： 是操作人員參與機(jī)器人控制與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置
控制系統(tǒng)： 根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能
3:什么是機(jī)器人的自由度？機(jī)器人位置操作需要幾個(gè)自由度？姿態(tài)操作需要幾個(gè)自由度？為什么？
自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，不應(yīng)包括手爪（末端操作器）的開合自由度，在三維空間中描述一個(gè)物體的位置和姿態(tài)需要六個(gè)自由度，位置操作需要3個(gè)自由度（腰 肩 肘）姿態(tài)操作需要3個(gè)自由
度（俯仰 偏航 側(cè)滾）。但是工業(yè)機(jī)器人的自由度，但是工業(yè)機(jī)器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計(jì)的可能小于6個(gè)自由度，也可能大于6個(gè)自由度。
4 工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？
答：自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、最大工作速度、承載能力
5 機(jī)身和臂部的作用各是什么？在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意哪些問題？
答：機(jī)身是支承臂部的部件，一般實(shí)現(xiàn)升降回轉(zhuǎn)和俯仰等運(yùn)動(dòng)。機(jī)身設(shè)計(jì)時(shí)需要注意：1)要有足夠的剛度和穩(wěn)定性2)運(yùn)動(dòng)要靈活，升降運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)套長度不宜過短，避免發(fā)生卡死現(xiàn)象，一般要有導(dǎo)向裝置3）結(jié)構(gòu)布置要合理臂部是支承腕部手部和工件的靜動(dòng)載荷的部件，尤其高速運(yùn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生較大的慣性力，引起沖擊，影響定位的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)臂部時(shí)要注意：1）剛度要求高 2）導(dǎo)向性好 3）重量輕 4）運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)，定位精度要高。
其它傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)盡量簡短以提高傳動(dòng)精度和效率 ;各部件布置要合理，操作維護(hù)要方便；特殊情況特殊考慮，在高溫環(huán)境中應(yīng)考慮熱輻射的影響腐蝕性環(huán)境中應(yīng)考慮防腐蝕問題。危險(xiǎn)環(huán)境應(yīng)考慮防暴問題
6 手腕上的自由度主要起什么作用？如果要求手部能處于空間任意方向則手腕應(yīng)具有什么樣的自由度？
手腕上的自由度主要是實(shí)現(xiàn)手部所期望的姿態(tài)。為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能實(shí)現(xiàn)對空間三個(gè)坐標(biāo)軸X Y Z的轉(zhuǎn)動(dòng)。即具有翻轉(zhuǎn)俯仰和偏轉(zhuǎn)三個(gè)自由度
7 手部的作用和特點(diǎn)
機(jī)器人手部的作用：工業(yè)機(jī)器人的手部也叫末端操作器是用來握持工件或工具的部件
特點(diǎn) 1）手部是一個(gè)獨(dú)立的部件2）手部是工業(yè)機(jī)器人的末端操作器。不一定與人的手部結(jié)構(gòu)相同?？梢跃哂惺种敢部梢圆痪哂惺种福嚎梢杂惺肿σ部梢允菍Ｓ霉ぞ?)手部與手腕相連處可拆卸4）手部的通用性比較差
8 按握持原理手部分為幾類？包括哪些具體形式？
按握持原理，手部分為兩類 夾持類：包括內(nèi)撐試 外夾式，平移外夾式，勾托式和彈簧式； 吸附類;磁吸式，氣吸式
9 真空式吸盤根據(jù)工作原理可分為幾類?分別簡述其工作原理
按工作原理分為 1）真空吸盤 利用真空泵抽出吸附頭的空氣而形成真空2）噴吸式吸盤 利用伯努利效應(yīng)產(chǎn)生負(fù)壓 伯努利效應(yīng) 流體速度加快時(shí)，物體與流體接觸的界面上的壓力會(huì)減少，反之壓力會(huì)增加。借助壓縮空氣和真空發(fā)生器無需專用真空泵應(yīng)用廣泛3）擠氣負(fù)壓式吸盤靠機(jī)械作用實(shí)現(xiàn)真空和釋放真空 無需真空泵系統(tǒng)也不需要壓縮空氣氣源經(jīng)濟(jì)方便但可靠性稍差
10 液壓和氣壓傳動(dòng)在操作力 傳動(dòng)性能和控制性能方面的區(qū)別
1） 操作力 液壓可得到很大的直線運(yùn)動(dòng)力和回轉(zhuǎn)力抓取重量1000到8000N 氣壓可得到較小的直線運(yùn)動(dòng)力和回轉(zhuǎn)力抓取重量小于300N
2）傳動(dòng)性能 液壓壓縮性小傳動(dòng)平穩(wěn)無沖擊基本上無傳動(dòng)滯后現(xiàn)象反映靈敏運(yùn)動(dòng)速度最高達(dá)2m/s 氣壓壓縮空氣粘度小管路損失小流速大可達(dá)較高速度但高速時(shí)平穩(wěn)性差沖擊較嚴(yán)重通常汽缸50到500mm/s
3） 控制性能 液壓壓力P流量Q均容易控制可無極調(diào)速通過調(diào)節(jié)PQ可較方便地控制輸出功率達(dá)到較高的定位精度（-0.5到+0.5） 氣壓低速不易控制難準(zhǔn)確定位一般不做伺服控制（國外胭脂出氣壓伺服機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)任意定位 精度-2mm到+2mm)
11 伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的性能有何不同？
一、控制精度不同（伺服電機(jī)控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證，伺服電機(jī)控制精度高于步進(jìn)電機(jī)）
二、低頻特性不同（伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，一般伺服電機(jī)低頻性能好于步進(jìn)電機(jī)）
三、過載能力不同（步進(jìn)電機(jī)不具備過載能力，伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力）
四、運(yùn)行性能不同（步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制）
五、速度響應(yīng)性能不同（交流伺服系統(tǒng)加速度性能較好，步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要200到400毫秒）
12 有一旋轉(zhuǎn)變換先繞固定坐標(biāo)系Z軸轉(zhuǎn)45度 再繞X軸轉(zhuǎn)30度，最后繞Y軸轉(zhuǎn)60度失球其次坐標(biāo)做變換矩陣？
A=Rot(y,60)rot(x,30)rot(z,45)
13 坐標(biāo)系｛B}起初與固定坐標(biāo)系｛0｝相重合，現(xiàn)在坐標(biāo)系｛B}繞Z旋轉(zhuǎn)30度，然后繞旋轉(zhuǎn)后的動(dòng)坐標(biāo)系的Xb旋轉(zhuǎn)45度式寫出該坐標(biāo)系｛B}的其實(shí)矩陣表達(dá)式和最后矩陣表達(dá)式
最初｛B}=｛1 0 0 0｝ 變換后{B｝=rot(z,30){0｝rot(x,45)
0 1 0 0
0 0 1 0
0 0 0 1
14 點(diǎn)矢量V為（10.00 20.00 30.00）T相對參考系如下齊次坐標(biāo)變換A=｛0.866 -0.5 0 11｝寫出變換后點(diǎn)的矢量V的表達(dá)式并說明是什么性質(zhì)的變換 寫出旋轉(zhuǎn)算子rot和平移算子trans
0.5 0.866 0 -3
0 0 1 9
0 0 0 1
變換后的矩陣A(10 20 30}T 分別進(jìn)行了平移變換和旋轉(zhuǎn)變換rot(Z,30 )trans(11 -3 9)

15 工業(yè)機(jī)器人控制的特點(diǎn)？
1）機(jī)器人的控制與結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)
2）機(jī)器人具有多個(gè)自由度 每個(gè)自由度一般包括一個(gè)伺服機(jī)構(gòu)多個(gè)獨(dú)立的伺服系統(tǒng)必須有機(jī)地協(xié)調(diào)起來組成一個(gè)多變量的控制系統(tǒng)并且機(jī)器人還應(yīng)該有一定的智能因此工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)必須采用計(jì)算機(jī)完成計(jì)算機(jī)軟件擔(dān)負(fù)艱巨的任務(wù)
3）機(jī)器人有時(shí)設(shè)計(jì)的自由度比需要的自由度多這就是冗余的機(jī)器人在靈活性得到提高的同時(shí)控制起來比較復(fù)雜
4）描述機(jī)器人狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)非線性模型隨著狀態(tài)的不同外力的變化其參數(shù)也在變化各個(gè)變量之間還存在哦和因此僅僅利用位置閉環(huán)控制不夠還要利用速度設(shè)置加速度閉環(huán)。系統(tǒng)中經(jīng)常采用重力補(bǔ)償，前饋，解耦或自適應(yīng)控制等方法
5）機(jī)器人的動(dòng)作旺旺可以通過不同的方式活著路徑來完成，因此存在一個(gè)“最優(yōu)”的問題，高級機(jī)器人可以利用人工智能的方法，用計(jì)算機(jī)建立起龐大的信息庫，借助信息庫進(jìn)行控制決策管理和操作自動(dòng)選擇最佳的控制規(guī)律
16 工業(yè)機(jī)器人常用控制方式有哪些
點(diǎn)位式（PTP) 要求機(jī)器人能準(zhǔn)確的控制末端執(zhí)行器的工作位置而路徑卻無關(guān)緊要 應(yīng)用在印刷電路板上安插原件 點(diǎn)焊 裝配
軌跡式 （cp)要求機(jī)器人末端執(zhí)行器按照示教或編程確定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，如果偏離預(yù)定的軌跡和速度產(chǎn)品就會(huì)報(bào)廢 應(yīng)用弧焊 噴漆切割
力矩控制方式 要求機(jī)器人的手部使用適度的力或者力矩進(jìn)行工作 裝配抓放物體 搬運(yùn)
智能控制方式 要求機(jī)器人通過傳感器獲得周圍環(huán)境的只是并根據(jù)自身內(nèi)部的只是庫做出相應(yīng)的決策
17 工業(yè)機(jī)器人常用控制策略有哪些？
重力補(bǔ)償 傳感器位置反饋 記憶修正控制 觸覺控制 聽覺控制 視覺控制 自適應(yīng)控制
18 工業(yè)機(jī)器人控制的主要層次？
分成三個(gè)層次：1）人工智能級，完成從機(jī)器人工作任務(wù)語言描述生成X(t) 人工智能學(xué)、機(jī)器人學(xué)
2）控制模式級 ， 建立X（t)到T(t)之間的雙向關(guān)系 X（t)-o(t)-C(t)-T(t)分別為，機(jī)器人模型、關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型、傳動(dòng)模型、電機(jī)模型、機(jī)器人學(xué)
3） 伺服系統(tǒng)級 解決關(guān)節(jié)伺服控制問題 即v（t）-T（t）控制理論、機(jī)器人學(xué)
19 機(jī)器人采用傳感器的目的和意義？
1） 感覺系統(tǒng)能夠補(bǔ)償動(dòng)作精度的不足
2） 能夠適應(yīng)工作對象的復(fù)雜性
3） 能夠收集周圍環(huán)境的大量信息更有效地完成工作。在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)候避開障礙物選擇運(yùn)動(dòng)路線
20 簡述傳感器主要性能指標(biāo)
1）靈敏度 指的是傳感器輸出信號變化與輸入信號變化的比值 靈敏度越大輸出信號的精確度越高但過高靈敏度有時(shí)候會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性下降應(yīng)選擇適中的靈敏度傳感器
2）線性度 衡量傳感器輸出信號和輸入信號之比是否保持為常數(shù)的指標(biāo) 機(jī)器人控制系統(tǒng)應(yīng)采用線性度較高的傳感器
3）測量范圍 指的是傳感器被測量的最大允許值和最小允許值之差
4）精度 指的是傳感器測量輸出值與實(shí)際被測值之間的誤差 應(yīng)該根據(jù)機(jī)器人的工作精度選擇合適的傳感器精度
5）重復(fù)精度

6）分辨率傳感器在整個(gè)測量范圍內(nèi)所能辨別的被測量的最小變化 直接影響機(jī)器人的可控程度和控制質(zhì)量
7）響應(yīng)時(shí)間 動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 傳感器輸入信號變化以后其輸出信號變化到一個(gè)穩(wěn)態(tài)值所需時(shí)間
8）可靠性 是指傳感器正常運(yùn)行次數(shù)和總運(yùn)行次數(shù)之比
22機(jī)器人語言根據(jù)作業(yè)水平分為哪幾個(gè)層次？代表語言是什么
1）動(dòng)作級機(jī)器人語言，Unimationg公司的VAL

2）對象級機(jī)器人語言，IBM公司的AUTOPASS語言

3）任務(wù)級語言 研究中
23機(jī)器人語言根據(jù)表面形式可以分為哪幾類 代表語言是什么
1）匯編型 VAL語言

2）編譯型 斯坦福大學(xué)人工智能研究室的AL語言

3）自然語言型 如IBM的AUTOPASS語言