工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用練習(xí)題庫+答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生于（）。A.美國B.日本C.德國D.英國答案：A。1959年，美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。2.工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度通常不包括（）。A.直線移動(dòng)自由度B.旋轉(zhuǎn)自由度C.擺動(dòng)自由度D.伸縮自由度答案：C。工業(yè)機(jī)器人常見的運(yùn)動(dòng)自由度有直線移動(dòng)自由度、旋轉(zhuǎn)自由度和伸縮自由度等，擺動(dòng)自由度不是典型的表述。3.以下哪種傳感器常用于工業(yè)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)（）。A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.攝像頭D.加速度傳感器答案：C。攝像頭是工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)中常用的傳感器，用于獲取圖像信息，而溫度、壓力、加速度傳感器主要用于其他方面的檢測。4.工業(yè)機(jī)器人的示教編程方式中，（）是通過示教盒手動(dòng)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到各個(gè)位置，記錄下這些位置信息。A.在線示教B.離線示教C.示教再現(xiàn)D.自主編程答案：C。示教再現(xiàn)是通過示教盒手動(dòng)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到各個(gè)位置并記錄位置信息，后續(xù)可重復(fù)這些動(dòng)作。在線示教范圍較寬泛，離線示教是不直接在機(jī)器人本體上編程，自主編程是機(jī)器人自身有一定智能進(jìn)行編程。5.工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度是指（）。A.機(jī)器人末端執(zhí)行器實(shí)際到達(dá)位置與目標(biāo)位置的接近程度B.機(jī)器人重復(fù)到達(dá)某一位置的準(zhǔn)確程度C.機(jī)器人在整個(gè)工作空間的定位精度D.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的精度答案：B。重復(fù)定位精度強(qiáng)調(diào)的是機(jī)器人重復(fù)到達(dá)某一位置的準(zhǔn)確程度。A選項(xiàng)說的是定位精度，C選項(xiàng)是工作空間定位精度概念不準(zhǔn)確，D選項(xiàng)是運(yùn)動(dòng)軌跡精度與重復(fù)定位精度不同。6.工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式不包括（）。A.液壓驅(qū)動(dòng)B.氣壓驅(qū)動(dòng)C.電力驅(qū)動(dòng)D.熱力驅(qū)動(dòng)答案：D。工業(yè)機(jī)器人常見驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)，熱力驅(qū)動(dòng)一般不用于工業(yè)機(jī)器人。7.以下關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的工作空間，說法正確的是（）。A.工作空間是指機(jī)器人能夠到達(dá)的所有空間位置B.工作空間只與機(jī)器人的臂長有關(guān)C.工作空間與機(jī)器人的自由度無關(guān)D.工作空間是一個(gè)固定的立方體空間答案：A。工作空間是指機(jī)器人能夠到達(dá)的所有空間位置。它與機(jī)器人的臂長、自由度等都有關(guān)系，不是只與臂長有關(guān)，也不是固定的立方體空間。8.工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器根據(jù)用途不同可分為多種類型，以下不屬于常見末端執(zhí)行器的是（）。A.夾爪B.噴槍C.傳感器D.焊接工具答案：C。夾爪、噴槍、焊接工具都是常見的工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器，傳感器是用于檢測的設(shè)備，不屬于末端執(zhí)行器。9.在工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)中，正運(yùn)動(dòng)學(xué)是指（）。A.已知機(jī)器人各關(guān)節(jié)的角度，求末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)B.已知末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)，求各關(guān)節(jié)的角度C.研究機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃D.研究機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性答案：A。正運(yùn)動(dòng)學(xué)是已知機(jī)器人各關(guān)節(jié)的角度，求末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)；B選項(xiàng)是逆運(yùn)動(dòng)學(xué)；C選項(xiàng)是運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃內(nèi)容；D選項(xiàng)是動(dòng)力學(xué)研究內(nèi)容。10.工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)主要功能不包括（）。A.控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)B.處理傳感器數(shù)據(jù)C.實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互D.進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換答案：D。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)主要功能有控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)、處理傳感器數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互等，進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換不是其主要功能。11.以下哪種工業(yè)機(jī)器人常用于裝配作業(yè)（）。A.直角坐標(biāo)機(jī)器人B.圓柱坐標(biāo)機(jī)器人C.關(guān)節(jié)型機(jī)器人D.并聯(lián)機(jī)器人答案：C。關(guān)節(jié)型機(jī)器人靈活性好，常用于裝配作業(yè)。直角坐標(biāo)機(jī)器人適合一些簡單的直線運(yùn)動(dòng)作業(yè)，圓柱坐標(biāo)機(jī)器人有一定應(yīng)用但不如關(guān)節(jié)型在裝配中廣泛，并聯(lián)機(jī)器人多用于高速、輕載的操作。12.工業(yè)機(jī)器人的編程方法中，（）可以提高編程效率，減少現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間。A.示教編程B.離線編程C.手工編程D.自主編程答案：B。離線編程可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編程，不占用機(jī)器人的工作時(shí)間，能提高編程效率，減少現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間。示教編程需要在機(jī)器人上現(xiàn)場操作，手工編程表述不準(zhǔn)確，自主編程目前應(yīng)用還相對有限。13.工業(yè)機(jī)器人的負(fù)載能力是指（）。A.機(jī)器人所能承受的最大重量B.機(jī)器人在工作空間內(nèi)所能承受的最大重量C.機(jī)器人末端執(zhí)行器所能承受的最大重量D.機(jī)器人在額定工況下所能承受的最大重量答案：D。負(fù)載能力是指機(jī)器人在額定工況下所能承受的最大重量，不是單純的最大重量，也不是末端執(zhí)行器所能承受的最大重量，且強(qiáng)調(diào)額定工況。14.以下關(guān)于工業(yè)機(jī)器人的安全防護(hù)措施，錯(cuò)誤的是（）。A.安裝安全圍欄B.配備安全光幕C.不設(shè)置緊急停止按鈕D.進(jìn)行安全培訓(xùn)答案：C。工業(yè)機(jī)器人必須設(shè)置緊急停止按鈕，安裝安全圍欄、配備安全光幕、進(jìn)行安全培訓(xùn)都是常見的安全防護(hù)措施。15.工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制算法中，（）常用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的軌跡跟蹤。A.PID控制算法B.模糊控制算法C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法D.以上都是答案：D。PID控制算法、模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法等都可用于工業(yè)機(jī)器人的軌跡跟蹤。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)包括（）。A.可編程B.擬人化C.通用性D.機(jī)電一體化答案：ABCD。工業(yè)機(jī)器人具有可編程、擬人化、通用性和機(jī)電一體化等特點(diǎn)。2.工業(yè)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能（）。A.目標(biāo)識(shí)別B.尺寸測量C.位置檢測D.表面缺陷檢測答案：ABCD。工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別、尺寸測量、位置檢測和表面缺陷檢測等功能。3.工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域有（）。A.汽車制造B.電子制造C.食品加工D.物流倉儲(chǔ)答案：ABCD。工業(yè)機(jī)器人在汽車制造、電子制造、食品加工、物流倉儲(chǔ)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。4.工業(yè)機(jī)器人的編程指令通常包括（）。A.運(yùn)動(dòng)指令B.邏輯指令C.數(shù)據(jù)處理指令D.輸入輸出指令答案：ABCD。工業(yè)機(jī)器人編程指令通常有運(yùn)動(dòng)指令、邏輯指令、數(shù)據(jù)處理指令、輸入輸出指令等。5.工業(yè)機(jī)器人的維護(hù)保養(yǎng)工作包括（）。A.定期清潔B.檢查機(jī)械部件的磨損情況C.校準(zhǔn)傳感器D.更換潤滑油答案：ABCD。工業(yè)機(jī)器人維護(hù)保養(yǎng)工作包括定期清潔、檢查機(jī)械部件磨損情況、校準(zhǔn)傳感器、更換潤滑油等。三、判斷題（每題2分，共20分）1.工業(yè)機(jī)器人只能按照預(yù)先編好的程序進(jìn)行工作，不能根據(jù)外界環(huán)境變化做出調(diào)整。（）答案：錯(cuò)誤?，F(xiàn)在很多工業(yè)機(jī)器人配備有傳感器，能夠根據(jù)外界環(huán)境變化做出一定調(diào)整。2.工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度越高，其定位精度也一定越高。（）答案：錯(cuò)誤。重復(fù)定位精度和定位精度是兩個(gè)不同的概念，重復(fù)定位精度高不代表定位精度一定高。3.液壓驅(qū)動(dòng)的工業(yè)機(jī)器人響應(yīng)速度快，適合高速運(yùn)動(dòng)的場合。（）答案：錯(cuò)誤。氣壓驅(qū)動(dòng)響應(yīng)速度快，適合高速運(yùn)動(dòng)場合，液壓驅(qū)動(dòng)響應(yīng)速度相對較慢。4.示教編程是工業(yè)機(jī)器人最常用的編程方法之一，它簡單直觀，適合初學(xué)者。（）答案：正確。示教編程操作簡單直觀，是常用編程方法，適合初學(xué)者。5.工業(yè)機(jī)器人的工作空間越大，其靈活性就越好。（）答案：錯(cuò)誤。工作空間大小和靈活性沒有必然聯(lián)系，靈活性主要與機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和自由度等有關(guān)。6.工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器只能有一種功能。（）答案：錯(cuò)誤。有些末端執(zhí)行器可以具備多種功能，如多功能夾爪等。7.工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)只需要控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，不需要處理其他信息。（）答案：錯(cuò)誤。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)除了控制運(yùn)動(dòng)，還需要處理傳感器數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互等。8.離線編程可以在不影響機(jī)器人正常工作的情況下進(jìn)行編程。（）答案：正確。離線編程是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，不占用機(jī)器人工作時(shí)間。9.工業(yè)機(jī)器人的負(fù)載能力只與機(jī)器人的結(jié)構(gòu)有關(guān)，與工作環(huán)境無關(guān)。（）答案：錯(cuò)誤。工業(yè)機(jī)器人負(fù)載能力不僅與結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與工作環(huán)境如溫度、濕度等有關(guān)。10.工業(yè)機(jī)器人的安全防護(hù)措施只是為了保護(hù)操作人員的安全，對機(jī)器人本身沒有保護(hù)作用。（）答案：錯(cuò)誤。安全防護(hù)措施不僅保護(hù)操作人員安全，也能在一定程度上保護(hù)機(jī)器人本身免受損壞。四、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述工業(yè)機(jī)器人的主要組成部分及其作用。答案：工業(yè)機(jī)器人主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)和末端執(zhí)行器組成。機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：是機(jī)器人的骨架，為機(jī)器人提供支撐和運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，決定了機(jī)器人的工作空間和運(yùn)動(dòng)范圍。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，常見的驅(qū)動(dòng)方式有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)，使機(jī)器人各關(guān)節(jié)能夠按照要求運(yùn)動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)：控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，處理傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互等功能，確保機(jī)器人按照預(yù)定的程序和要求工作。感知系統(tǒng)：通過各種傳感器獲取外界環(huán)境信息，如視覺傳感器獲取圖像、力傳感器檢測力的大小等，幫助機(jī)器人更好地適應(yīng)環(huán)境和完成任務(wù)。末端執(zhí)行器：安裝在機(jī)器人手臂末端，根據(jù)不同的作業(yè)需求，可選用夾爪、噴槍、焊接工具等，直接完成各種作業(yè)任務(wù)。2.比較示教編程和離線編程的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：示教編程優(yōu)點(diǎn)：簡單直觀，操作人員不需要具備深厚的編程知識(shí)，通過示教盒手動(dòng)操作機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到各個(gè)位置，記錄下這些位置信息即可完成編程，容易上手?？梢詫?shí)時(shí)觀察機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整。缺點(diǎn)：編程效率低，需要在機(jī)器人上現(xiàn)場操作，占用機(jī)器人的工作時(shí)間，影響生產(chǎn)效率。對于復(fù)雜的軌跡和任務(wù)，示教編程難度較大，且精度有限。編程過程中操作人員需要接近機(jī)器人，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。離線編程優(yōu)點(diǎn)：不占用機(jī)器人的工作時(shí)間，可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編程，提高編程效率，減少現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間?？梢詫?fù)雜的任務(wù)進(jìn)行精確編程，利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力，規(guī)劃出更優(yōu)的運(yùn)動(dòng)軌跡?？梢赃M(jìn)行虛擬仿真，提前驗(yàn)證編程的正確性，減少錯(cuò)誤和事故的發(fā)生。缺點(diǎn)：需要專業(yè)的編程軟件和一定的編程知識(shí)，對操作人員的要求較高。離線編程的結(jié)果需要在實(shí)際機(jī)器人上進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整，可能存在一定的誤差。五、計(jì)算題（15分）已知某關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方程為$\theta(t)=2t^{2}+3t+1$（其中$\theta$為關(guān)節(jié)角度，單位為弧度；$t$為時(shí)間，單位為秒）。求：1.該關(guān)節(jié)在$t=2s$時(shí)的角速度。2.該關(guān)節(jié)在$t=2s$時(shí)的角加速度。答案：1.求角速度角速度$\omega(t)$是角度$\theta(t)$對時(shí)間$t$的一階導(dǎo)數(shù)。已知$\theta(t)=2t^{2}+3t+1$，根據(jù)求導(dǎo)公式$(X^n)^\prime=nX^{n1}$，對$\theta(t)$求導(dǎo)可得：$\omega(t)=\frac{d\theta(t)}{dt}=(2t^{2}+3t+1)^\prime=4t+3$當(dāng)$t=2s$時(shí)，將$t=2$代入$\omega(t)$中：$\omega(2)=4\times2+3=8+3=11$（弧度/秒）2.求角加速度角加速度$\alpha(t)$是角速度$\omega(