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第一组解：由几何关系得
x?d1cos?1?d2cos??1??2? （1） y?d1sin?1?d2sin??1??2? （2）
（1） 式平方加（2）式平方得
2x2?y2?d1?d22?2d1d2cos?2
2?x2?y2?d1??d22?2?arccos??
2dd?12??d2sin?2??y??1?arctan???arctan??
?x??d1?d2cos?2?2???x2?y2??d1??d22第二组解：由余弦定理， ??arccos??
2d1d2?????'????
2?'?1??????arctan?y?
2???x?
1．工业机器人定义？
工业机器人的定义：一种用于移动各种材料、零件、工具或者专用装置的，可通过可编程序动作来执行各种任务的，并且具有各种编程能力的多功能的机械手。
2. 按机器人的用途分类，可以将机器人分为哪几大类？试简述之。
1) 工业机器人或产业机器人 应用于工农业生产中，主要用在制造业，进行焊接、喷漆、
装配、搬运、检验、农产品的加工等产业。
2) 探索机器人 用于进行太空和海洋探索，也可用于地面和地下探索。
3) 服务机器人 一种半自主或全自主的机器人，其所从事的服务工作可使人类生存的更
好，使制造业以外的设备工作的更好。
4) 军用机器人 用于军事目的，或进攻性的，或防御性的。 4. 机器人系统一般有哪些程序功能？
（1）运算：可以使机器人自己做出判断，在下一步把机器手或工具置于何处。 （2）决策：机器人系统会根据输入信息做出决策，而不必执行任何运算。
（3）通信：机器人与操作人员之间的通信能力，允许机器人要求操作人员提供信息，告
知操作者下一步该做什么，以及机器人打算下一步做什么。
（4）机械手运动：使复杂的多的运动变为可能；使运动传感器控制机器手成为可能；能
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独立存储工具位置
（5）工具指令：可以对机器人进行比较复杂的控制。
（6）传感器数据处理：机器人的通用计算机必须与传感器连接起来，才能发挥全部作用。
5. 有哪几种重要的机器人高层规划系统？它们各有什么特点？ 1) 积木世界的机器人规划 2) 基于消解原理的机器人规划 3) 基于专家系统的机器人规划 4) 机器人路径规划
6. 机器人传感器的作用和特点为何？
（1）机器人传感器的作用：机器人的通用计算机必须与传感器连接起来，才能发挥全部作用。机器人传感器在机器人的控制中起了非常重要的作用，正因为有了传感器，机器人才具备了类似人类的知觉功能和反应能力。
（2）特点：机器人感觉是把相关的特性或相关的物体特性转换为执行某一种机器人功能所需的信息，这些物体特征包括几何的、光学的、机械学的、声音的、材料的、电气的、磁性的、放射性的和化学的，这些特征形成符号以表示系统，进而构成与给定工作任务有关的世界状态知识。 传感器的分类
内部传感器：检测机器人本身状态（手臂间角度等）的传感器。
外部传感器：检测机器人所处环境（是什么物体，离物体的距离有多远等）及状况（抓取的物体滑落等）的传感器。
外部传感器分为末端执行器传感器和环境传感器。
末端执行器传感器：主要装在作为末端执行器的手上，检测处理精巧作业的感觉信息。相当于触觉。
环境传感器：用于识别物体和检测物体与机器人的距离。相当于视觉
7. 什么是变结构系统？为什么要采用变结构控制？
变结构系统的定义：系统各部分间的连续关系发生变化；系统的参数产生变化等等，这样的系统称为变结构系统。在动态控制过程中，变结构控制系统的结构根据系统当时的状态偏差及其各阶导数的变化，以跃变的方式按照设定的规律做相应改变，它是一类特殊的非线性控制系统。
为什么要采用变结构系统？因为一般的程序控制在系统运行的过程中改变系统的结构是预先设定好的，而往往有些异常的突发情况，使得它达不到要求，而变结构控制的话，可以根据误差及其导数的变化情况来确定。若控制对象参数不变化，自适应控制逐渐退化为定常控制，而变结构控制并不会退化为定常控制，始终保持微变结构控制。
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8. 旋转矩阵的几何意义是什么？
旋转矩阵的几何意义：为了研究机器人的运动和操作，往往不仅要表示空间某一点的位置，而且需要表示物体的方位，物体的方位可由某个固接于物体的坐标系表述。为了规定空间某物体B的方位，设置一直角坐标系｛B｝与此刚体固接，而此时也有一个参考坐标系｛A｝，而为了表示B相对于坐标系A的方位就引入了旋转矩阵。
1) 可以表示固定于刚体上的坐标系{B}对参考坐标系的姿态矩阵。
B2) 可作为坐标变换矩阵.它使得坐标系{B}中的点的坐标 变换成p{A}中点的坐标 。
A3) 可作为算子,将{B}中的矢量或物体变换到{A}中。 p
示教再现式机器人
答：先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其他信息存储起来，然后让机器人重现这些动作。
2．机器人系统结构由哪几个部分组成
答：通常由四个相互作用的部分组成：机械手、环境、任务和控制器。（5分）
3．为了将圆柱形的零件放在平板上，机器人应具有几个自由度 答：一共需要5个：定位3个，放平稳2个
0.5简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。 答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。 重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率， 是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。 工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为 手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。
承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 0.6什么叫冗余自由度机器人？
答： 从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。 4.16 简述机器人行走机构结构的基本形式和特点。
答： 基本形式：固定轨迹式和无固定轨迹式（步行式、轮式和履带式）
固定轨迹式：机身底座安装在一个可移动的拖板座上，靠丝杠螺母驱动，整个机器人沿丝杠纵向移动。
无固定轨迹式：在行走过程中，步行式为间断接触，轮式和履带式与地面为连续
接触；前者为类人(或动物)的腿脚式，后两者的形态为运行车式。运行车式行走机构用得比较多，多用于野外作业，比较成熟。步行式行走机构正在发展和完善中。
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6.3 按机器人作业水平
有哪几种？各有什么特答：1.动作级编程语言：优 缺点：功能有限，无接受浮点数和字符串，子受复杂的传感器信息，只计算机的通信能力很差。 2.对象级编程语言：(1) 的程度分，机器人编程语言点？
点：比较简单，编程容易。 法进行繁复的数学运算，不程序不含有自变量；不能接能接受传感器开关信息；与具有动作级编程语言的全部
动作功能；
务
十分复杂，需要人工智能的理论基础和大型知识库、数据库的支持。
(2) 有较强的感知能力； (3) 具有良好的开放性； (4) 数字计算和数据处理能力强；
3.任级编程语言：结构
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