形考任务1

试卷总分:100  得分:100

1.对于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。

2.为了与周边系统及相应操作进行联系与应答，机器人还应有各种通信接口和人机通信装置。

3.轮式机器人对于沟壑、台阶等障碍的通过能力较高。

4.履带式机器人是在轮式机器人的基础上发展起来的，是一类具有良好越障能力的移动机构，对于野外环境中的复杂地形具有很强的适应能力。

5.可编程机器人可以根据操作员所编的程序，完成一些简单的重复性操作，目前在工业界已不再应用。

6.为提高轮式移动机器人的移动能力，研究者设计出了可实现原地转的全向轮。

7.20世纪50年代中期，机械手中的液压装置被机械耦合所取代，如通用电气公司的“巧手人”机器人。

8.腿式（也称步行或者足式）机构的研究最早可以追溯到中国春秋时期鲁班设计的木车马。

9.所谓特种机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。

10.工业机器人的最早研究可追溯到第一次大战后不久。

11.机构自由度只取决于活动的构件数目。

12.活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数就是该机构的自由度。

13.腿式（也称步行或者足式）机构的研究最早可以追溯到中国春秋时期鲁班设计的木车马。

14.为提高轮式移动机器人的移动能力，研究者设计出了可实现原地转的全向轮。

15.在机构中，每一构件都以一定的方式与其他构件相互连接，这种由两个构件直接接触的可动连接称为运动副。

16.两个构件之间只做相对转动的运动副称为移动副。

17.运动副可以根据其引入约束的数目进行分类，引入一个约束的运动副称为二级副。

18.刚体的自由度是指刚体具有独立运动的数目。

19.刚体在空间中只有4个独立运动。

20.机械臂是由一系列通过关节连接起来的连杆构成。

21.相对而言，混合式移动机器人的（  ）。

A.自由度偏多、重量比较大

B.自由度偏多、重量比较小

C.自由度偏少、重量比较大

D.自由度偏少、重量比较小

22.以下使用了曲柄滑块机构的是（  ）。

A.半步行轮和棘爪式车轮

B.全向轮、变形车轮

C.全向轮、半步行轮

D.全向轮、 棘爪式车轮

23.轮式移动机构适用于在（  ）高速和高效地移动。

A.小台阶

B.草地

C.沟壑

D.规则的硬路面上

24.机器人的机械本体机构基本上分为（  ）类。

A.1

B.2

C.3

D.4

25.连杆悬架系统和独立驱动轮系也成为目前（  ）的主流设计。

A.扫地机器人

B.音乐机器人

C.水下机器人

D.星球探测机器人

26.   设平面机构中的活动构件数为N，在未用运动副连接之前，这些活动构件的自由度总数为（  ）。

A.N

B.2N

C.3N

D.4N

27.   如图所示为圆柱面坐标型机械臂，其由一个使手臂竖直运动的移动关节和一个带有竖直旋转轴的旋转关节组成，另一个移动关节与旋转关节轴正交，这种机械臂在空间中具有（   ）。

                     {图}

A.2个移动和1个转动的性能

B.2个移动和2个转动的性能

C.1个移动和2个转动的性能

D.3个移动和2个转动的性能

28.连杆悬架系统和独立驱动轮系也成为目前（  ）的主流设计。

A.扫地机器人

B.音乐机器人

C.水下机器人

D.星球探测机器人

29.运动副符号{图}代表的含义是（  ）。

A.转动副

B.移动副

C.圆柱副

D.螺旋副

30.运动副符号{图}代表的含义是（  ）。

A.转动副

B.移动副

C.球面副

D.平面副

31.分析多面体机器人的滚动机理都有哪些？

32.   具有蠕动、滚动步态的机器人可以设计成哪种类型？举例说明这种类型机器人的运动方式。可以设计成蛇形机器人。

33.   为了缩短维护和修理时间，节约维修成本可以将工业机器人设计为什么结构特点的机器人？说明这种设计思路的优点？

34.设计一四轴平面关节机器人，求其自由度。

35.分析复合式移动机器人的结构与优点？

形考任务2

试卷总分:100  得分:100

1.直线电机散热面积小，不易冷却，所以不允许较高的电磁负荷。

2.直流伺服电机具有较小的起动转矩和较大的转动惯量。

3.液压驱动系统具有无环境污染、易于控制、运动精度高、成本低和驱动效率高等优点，应用最为广泛。

4.机器人液压驱动系统又叫液压伺服驱动系统，由液压源、驱动器、伺服阀、传感器和控制回路组成。

5.电液比例控制的控制性能与电液伺服控制相比，精度和响应速度较高。

6.交流伺服电机分为两种，即同步型交流伺服电机和感应型交流伺服电机。

7.根据直接动力来源，机器人驱动系统可分为电气驱动系统、液压驱动系统和气压驱动系统。

8.和液压驱动系统相比，气压驱动系统的功率—质量比要高得多。

9.对机器人关节驱动的电机，要求有最大功率质量比和扭矩惯量比、高起动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。

10.永磁式步进电机步距大，起动频率高，控制功率大。

11.气压驱动系统是利用各种电机产生的力或力矩，直接或经过减速机构去驱动机器人的关节。

12.直流伺服电机可控性好，它具有线性调节的特性，能使转速正比于控制电压的大小。

13.气压驱动系统与液压驱动相比，动作和反应都快。

14.气压驱动系统不污染环境，偶然地或少量地泄漏气体不至于对生产产生严重的影响。

15.直流伺服电机稳定性好，但只能在较窄的速度范围内运行。

16.机器人末端执行器(手爪)，应采用体积、质量尽可能大的电机。

17.选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。

18.气压驱动系统的气控信号比电子和光学控制信号要快，可以用在信号传递速度要求很高的场合。

19.直线电机由于不需要中间传动机械，因而使整个机械得到简化，提高了精度，减少了振动和噪声。

20.气压驱动系统用压缩空气作为气源驱动直线或旋转气缸，用人工或电磁阀进行控制。

21.是用直流供电的电机。其功能是将输入的受控电压/电流能量转换为电枢轴上的角位移或角速度输出。

A.交流伺服电机

B.直流电机

C.直流伺服电机

D.直线电机

22.下图是（  ）减速器。

{图}

A.齿轮减速器

B.蜗轮蜗杆减速器

C.行星齿轮减速器

D.复合减速器

23.（  ）常用来传递两交错轴之间的运动和动力，相比齿轮减速器，它具有更大的输出转矩。

A.齿轮减速器

B.蜗轮蜗杆减速器

C.行星齿轮减速器

D.复合减速器

24.下图是（  ）减速器。

{图}

A.齿轮减速器

B.蜗轮蜗杆减速器

C.行星齿轮减速器

D.复合减速器

25.（  ）是一种用电脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的控制电机。

A.交流伺服电机

B.直流电机

C.步进电机

D.直线电机

26.（  ）是一种定子、转子磁场均由软磁材料制成，只有控制绕组，基于磁导的变化产生反应转矩的步进电机。

A.交流伺服电机

B.直流电机

C.反应式步进电机

D.直线电机

27.直流伺服电机广泛应用在宽调速系统和精确位置控制系统中，其输出功率范围大约为（  ）。

A.1~600 W

B.100W~6000 W

C.1000~6000 W

D.1~6 W

28.在响应快、载荷大的伺服系统中往往采用（  ），原因是其输出力与质量比最大。

A.液压驱动

B.气压驱动

C.电气驱动

D.油压驱动

29.（  ）是电液伺服系统中的放大转换元件，它把输入的小功率电流信号转换并放大成液压功率输出。

A.驱动器

B.电液伺服阀

C.传感器

30.下图是（  ）减速器。

{图}

A.齿轮减速器

B.蜗轮蜗杆减速器

C.行星齿轮减速器

D.复合减速器

31.简述下图电液比例压力阀的基本工作原理。

 {图}

图 电液比例阀

1—压力阀；2—力马达；3—推杆；

4—钢球；5—弹簧；6—锥阀

32.设计一款其转向灵活，结构相对简单，系统重量轻，成本低的机器人，并分析其特点。可以设计为球形机器人。

形考任务3

试卷总分:100  得分:100

1.压力觉传感器主要应用在精确抓握物体的手掌等端部执行器上。

2.接近度传感器、听觉传感器和视觉传感器属于外部传感器。

3.气压驱动系统与液压驱动相比，动作和反应都快。

4.电位计位移传感器的工作原理是绕线电阻的端点和电刷之间的电阻一有改变，就可测量出位移的大小。

5.工业机器人是指除工业机器人以外的，用于非制造业并服务于人类的各种机器人。

6.气压驱动系统不污染环境，偶然地或少量地泄漏气体不至于对生产产生严重的影响。

7.选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。

8.外部传感器的功能就是将这些与环境信息相关的参数采集并输入给机器人。

9.最常用的平移传感器是电位计角度传感器。

10.从机器人的应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。

11.Arduino 是一款便捷、灵活、方便上手的开源电子原型平台，只包含硬件（各种型号的Arduino板）

12.Arduino Duemilanove不支持USB接口，不可通过USB接口供电。

13.一般工业机器人仅由伺服控制层组成。

14.Arduino是源于土耳其的一个开源代码的硬件项目平台。

15.ArduBlock是一款专门为Arduino设计的图形化编程软件，可以不在Arduino IDE的软件下运行。

16.伺服控制系统由控制器、电机组成。

17.Arduino给硬件开发降低了设计门槛，开源的电路图可以直接复制到需要的电路中进行机器人的控制系统设计。

18.机器人控制系统主要包含协调控制计算机和传感器。

19.在实际研究中，往往把机器人控制系统简化成若干个简单的低阶的子系统来描述。

20.机器人的每个关节分别由一个伺服控制系统驱动。

21.判断物体空间位置，判断物体移动的是（  ）。

A.明暗觉传感器

B.位置觉传感器

C.力觉传感器

D.接触觉传感器

22.能够修正握力，防止打滑，判断物理质量及表面状态的是（  ）。

A.滑觉传感器

B.位置觉传感器

C.力觉传感器

D.接触觉传感器

23.具有滑觉的机器人传感器是（  ）。

A.光敏阵列、CCD

B.球形接点式、光电旋转传感器、角编码器

C.应变片、导电橡胶

D.光传感器、气压传感器、超声波传感器

24.能够检测光线亮度的机器人传感器是（  ）。

A.光敏阵列、CCD

B.光电传感器

C.微动开关、薄膜接点

D.光敏管、光电断续器

25.能够检测对象物是否接近，接近距离，对象面的倾斜的机器人传感器是（  ）。

A.光敏阵列、CCD

B.光电传感器

C.应变片、导电橡胶

D.光传感器、气压传感器、超声波传感器

26.”byte B=8”属于（  ）数据类型。

A.布尔类型

B.字符型

C.字节型

D.整型

27.Arduino Duemilanove具有（  ）路模拟I/O口。

A.2

B.4

C.6

D.8

28.Arduino编程语言中，数字引脚常量是（  ）。

A.false和true

B.INPUT和OUTPUT

C.HIGH和LOW

D.（#define）和关键字（const）

29.以下属于机器人点—点运动的是（  ）。

A.点焊

B.喷漆 

C.喷涂

D.弧焊

30.” char A=58”属于（  ）数据类型。

A.布尔类型

B.字符型

C.字节型

D.整型

31.  已知需要测量一个位移范围在50~60mm范围内的位移量，请选择出合适的传感器，并写出该传感器的输出量计算公式和工作原理。

32.当机器人和物体发生接触时，需要获知的关键条件有哪些？

33.绘制示意图说明超声波接近度传感器的工作原理。

34.如何针对不同的控制任务进行控制系统设计

35.请设计一套简易室内气温控制系统，并画出控制设计流程图。

形考任务4

试卷总分:100  得分:100

1.传统的移动机器通常包括轮式移动机器人、履带式移动机器人和腿式移动机器。

2.最简单的移动机器人是腿式移动机器人。

3.典型的轮式机器人有三车轮型轮式机器人、变形轮型轮式机器人和全方位型轮式机器人。

4.轮式机器人可以应用到自动化工厂、医院、家庭和其他狭窄环境,具有广泛的应用前景。

5.三轮机器人可以轻松走出直线。

6.变形轮机器人的车轮可变形成利于越障的轮式腿结构,实现步行运动。

7.履带移动机器人可以广泛应用于社会安全、军事侦察、核工业等领域。

8.腿式机器人越障能力不是很强。

9.腿式移动机器人，其控制器可以施加合适的驱动信号给驱动器，以驱动关节按照可控的方式达到目标点，实现对腿式移动机器人的越障。

10.常用的轮式机器人控制器产品有很多，例如Arduino、STM32、Cortex、Broadcom、ARM等。

11.全方位型移动机构即能够实现原地转动又能够实现侧向运动, 具有很强的运动灵活性。

12.三轮机器人在机构上不稳定，但是结构与四轮和多轮机器人相比较结构简单。

13.四轮机器人在新型移动机器人设计中常被采用。

14.三轮移动机器人的车轮配置方式通常是1个前轮,2个后轮。2个后轮独立驱动,前轮为万向轮,主要起支撑作用。

15.三车轮轮式机器人主要靠两轮的转速差实现转向的，即当两轮输入速度存在差值时，机器人会发生一定的偏转。

16.对于三车轮轮式机器人，当两轮转速大小相等方向相反时,可以实现整车灵活的零半径回转。

17.变形轮机器人遇到障碍时，可以通过控制系统的调节，车轮改变状态，极大的增加了机器人的越障能力。

18.履带移动机器人不能够通过传感器感知环境和自身状态。

19.非结构环境履带移动机器人已经机器人学发展的一个重要组成部分。

20.机器人的越障装置的伸缩主体通常基于可变形的平面图形，三角形。

21.如图所示为（ ）的底盘。

{图}

A.轮式机器人

B.腿式机器人

C.变形轮机器人

D.履带式机器人

22.履带式机器人可以（ ）。

A.可实现原地转向，任意控制转弯半径。

B.不可实现原地转向，可以任意控制转弯半径。

C.可实现原地转向，但不能任意控制转弯半径。

D.不能可实现原地转向，也不能任意控制转弯半径。

23.对于履带机器人，要求结构稳固，承载载荷较大，而且结构简单的伸缩主体通常是（ ）。

A.三角形

B.四边形

C.五边形

D.六边形

24.如图所示为履带机器人（ ）。

{图}

A.发射装置

B.侦察装置

C.控制装置

D.越障装置

25.如图所示为履带机器人（ ）。

{图}

A.发射装置

B.侦察装置

C.控制装置

D.越障装置

26.当履带式消防机器人行走在平坦地面上时，（ ）。

A.侦察装置工作，越障装置处于收起状态

B.侦察装置不工作，越障装置处于收起状态

C.侦察装置工作，越障装置处于不收起状态

D.侦察装置不工作，越障装置处于不收起状态

27.如图为（ ）的越过壕沟示意图。

{图}

A.轮式机器人

B.腿式机器人

C.变形轮机器人

D.履带式机器人

28.考虑机器人的重量和成本，通常选用（ ）为机器人主体的制作材料。

A.钢材

B.铝材

C.塑料

D.金属铜

29.为提高履带机器人越障能力，可以（ ）。

A.采用不同的方式将多节履带连接起来

B.减小整车与地面的有效接触面积

C.减小机器人地面附着力

D.安装减重孔

30.如图所示是一种（ ）。

{图}

A.轮式机器人

B.腿式机器人

C.变形轮机器人

D.履带式机器人

31.描述履带式机器人如何通过壕沟？

32.腿式移动机器人常用控制系统与常见控制器有哪些？

33.腿式机器人的驱动系统主要有几种选择方案？各有什么特点？

34.描述履带式机器人如何通过砂石地面？

35.履带式机器人如何从设计上提高越障能力？