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答：常见的外部传感器包括触觉传感器，分为接触觉传感器、压觉传感器、滑觉传感器和力觉传感器。距离传感器，包括超声波传感器，接近觉传感器，以及视觉传感器、听觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器等。 15. 机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成？
答：（1）景物和距离传感器，常用的有摄像机、CCD图像传感器、超声波传感器和结构光设备等；（2）视频信号数字化设备，其任务是把摄像机或者CCD输出的信号转换成方便计算和分析的数字信号；（3）视频信号处理器，视频信号实时、快速、并行算法的硬件实现设备：如DSP系统；（4）计算机及其设备，根据系统的需要可以选用不同的计算机及其外设来满足机器人视觉信息处理及其机器人控制的需要；（5）机器人或机械手及其控制器。
16. 从描述操作命令的角度看，机器人编程语言可分为哪几类？
答：机器人编程语言可分为：（1）动作级：以机器人末端执行器的动作为中心来描述各种操作，要在程序中说明每个动作。（2）对象级：允许较粗略地描述操作对象的动作、操作对象之间的关系等，特别适用于组装作业。（3）任务级：只要直接指定操作容就可以了，为此，机器人必须一边思考一边工作。 17. 什么是位置运动学、正向运动学和逆向运动学？
答：位置运动学仅考虑运动中的几何学问题，即不考虑运动与时间的关系。已知关节空间的关节变量，计算操作机在操作空间的手部位姿，称之为运动学正问题。反之，已知操作机在操作空间的手部位姿，求各关节变量的反变换，称之为运动学逆问题，也叫求手臂解。
18. MOTOMAN 机器人示教盘模式旋钮上有三种模式，分别是哪三种，并写出三
种模式各自的特点。
答案：示教模式：人教机器人称作示教。再现模式：执行程序，机器人自动运行。远程模式：通过外部信号进行的操作，相当于遥控。
19. MOTOMAN 机器人上有三种安全模式，分别是哪三种，并写出三种模式各自
的特点。
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答案：三种模式分别是：PLAY再现模式、TEACH示教模式、REMOTE远程模式。91再现模式可以用来对示教完的程序进行再现运行以及各种条件文件的设定、修改或删除，在此模式下外部设备发出的启动信号无效。（2）示教模式可以用示教编程器进行轴操作和编辑，编辑、示教程序，修改已登录的程序，以及各种特性文件和参数的设定，在此模式下外部设备发出的启动信号。（3）无效远程模式下机器人由外部信号进行操作，可以接通伺服电源、启动、调出主程序、设定循环等与开始运行有关的操作，数据传输功能有效，此时示教盘上的启动按钮无效。 20. 度、重复精度与分辨率之间的关系。
答：精度、重复精度和分辨率用来定义机器人手部的定位能力。（1）是一个位置量相对于其参照系的绝对度量，指机器人手部实际到达位置与所需要到达的理想位置之间的差距。机器人的精度决定于机械精度与电气精度。（2）重复精度指在相同的运动位置命令下，机器人连续若干次运动轨迹之间的误差度量。如果机器人重复执行某位置给定指令，它每次走过的距离并不相同，而是在一平均值附近变化，该平均值代表精度，而变化的幅度代表重复精度。（3）分辨率是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动角度。精度和分辨率不一定相关。一台设备的运动精度是指命令设定的运动位置与该设备执行此命令后能够达到的运动位置之间的差距，分辨率则反映了实际需要的运动位置和命令所能够设定的位置之间的差距。
工业机器人的精度、重复精度和分辨率要根据其使用要求确定的。机器人本身所能达到的精度取决于机器人结构的刚度、运动速度控制和驱动方式、定位和缓冲等因素。由于机器人有转动关节，不同回转半径时其直线分辨率是变化的，因此造成了机器人的精度难以确定。由于精度一般较难测定，通常工业机器人只给出重复精度。
21. 试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。
答：静力学指在机器人的手爪接触环境时，在静止状态下处理手爪力F与驱动力τ的关系。动力学研究机器人各关节变量对时间的一阶导数、二阶导数与各执行器驱
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动力或力矩之间的关系，即机器人机械系统的运动方程。而运动学研究从几何学的观点来处理手指位置与关节变量的关系。
在考虑控制时，就要考虑在机器人的动作中，关节驱动力τ会产生怎样的关节位置
&&&θ、关节速度θ、关节加速度θ，处理这种关系称为动力学（dynamics）。对于动
力学来说，除了与连杆长度有关之外，还与各连杆的质量，绕质量中心的惯性矩，连杆的质量中心与关节轴的距离有关。
运动学、静力学和动力学中各变量的关系如下图所示。图中用虚线表示的关系可通过实线关系的组合表示，这些也可作为动力学的问题来处理。 22. 机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。
答：机器人的手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂的运动形式区分，手臂有直线运动的。如手臂的伸缩，升降及横向移动，有回转运动的如手臂的左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动的组合。2直线运动的组合2回转运动的组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作程度固定不变的专用机器人。
23. 机器人参数坐标系有哪些？各参数坐标系有何作用？
答：工业机器人的坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。（1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）：这种机器人由三个线性关节组成，这三个关节用来确定末端操作器的位置，通常还带有附加道德旋转关节，用来确定末端操作器的姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上的运动是独立的，运动方程可独立处理，且方程是线性的，因此，很容易通过计算机实现；它可以两端支撑，对于给定的结构长度，刚性最大：它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度。但是，它的操作围小，手臂收缩的同时又向相反的方向伸出，即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。（2）圆柱坐标型（R3P）：圆柱坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件的位置，再
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附加一个旋转关节来确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作围可以扩大，且计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大的动力；能够伸入型腔式机器部。但是，它的手臂可以到达的空间受到限制，不能到达近立柱或近地面的空间；直线驱动器部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作围的其它物体。（3）球坐标型（2RP）
24. 什么是机器人的部传感器和外部传感器？举例说明之。
答：部传感器是用来检测机器人自身状态（部信息）的机器人传感器，如检测关节位置、速度的光轴编码器等。是机器人自身运动与正常工作所必需的；外部传感器是用来感知外部世界、检测作业对象与作业环境状态（外部信息）的机器人传感器。如视觉、听觉、触觉等。是适应特定环境，完成特定任务所必需的。 25. 人手爪有哪些种类，各有什么特点？
答：（1）机械手爪：依靠传动机构来抓持工件；（2）磁力吸盘：通过磁场吸力抓持铁磁类工件，要求工件表面清洁、平整、干燥，以保证可靠地吸附，不适宜高温条件；（3）真空式吸盘：利用真空原理来抓持工件，要求工件表面平整光滑、干燥清洁，同时气密性要好。
26. 编码器有哪两种基本形式？各自特点是什么？
答：两种基本形式：增量式、绝对式。增量式：用来测量角位置和直线位置的变化，但不能直接记录或指示位置的实际值。在所有利用增量式编码器进行位置跟踪的系统中，都必须在系统开始运行时进行复位。绝对式：每个位置都对应着透光与不透光弧段的惟一确定组合，这种确定组合有惟一的特征。通过这特征，在任意时刻都可以确定码盘的精确位置。
27. 工业机器人常用的驱动器有那些类型，并简要说明其特点。
答：（1）电动驱动器的能源简单，速度变化围大，效率高，转动惯性小，速度和位置精度都很高，但它们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。（2）液压驱动器的优点是功率大，可省去减速装置而直接与被驱动的杆件相连，结构紧凑，刚度好，响应快，伺服驱动具有较高的精度。但需要增设液压源，易产生液体泄漏，不
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