國家開放大學(xué)本科《機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》形考期末考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題1.世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人誕生于（）A.1959年B.1961年C.1967年D.1973年答案：A解析：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.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)位置之間的偏差B.機(jī)器人重復(fù)到達(dá)某一位置的準(zhǔn)確程度C.機(jī)器人各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的精度D.機(jī)器人的絕對(duì)定位精度答案：B解析：重復(fù)定位精度是指機(jī)器人重復(fù)到達(dá)某一位置的準(zhǔn)確程度，它反映了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性。3.以下哪種傳感器不屬于機(jī)器人常用的外部傳感器（）A.視覺傳感器B.聽覺傳感器C.力傳感器D.位置傳感器答案：D解析：位置傳感器屬于內(nèi)部傳感器，用于檢測(cè)機(jī)器人自身的位置和姿態(tài)；而視覺傳感器、聽覺傳感器、力傳感器屬于外部傳感器，用于感知外界環(huán)境信息。4.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)主要研究（）A.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃B.機(jī)器人各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度和加速度C.機(jī)器人的位置、姿態(tài)與各關(guān)節(jié)變量之間的關(guān)系D.機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性答案：C解析：運(yùn)動(dòng)學(xué)主要研究機(jī)器人的位置、姿態(tài)與各關(guān)節(jié)變量之間的關(guān)系，不涉及力和能量等動(dòng)力學(xué)因素。5.以下哪種機(jī)器人編程方式屬于離線編程（）A.示教編程B.手動(dòng)編程C.利用機(jī)器人編程語言編程D.基于CAD模型的編程答案：D解析：基于CAD模型的編程是離線編程的一種方式，它可以在計(jì)算機(jī)上利用CAD模型進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)劃和編程，而示教編程和手動(dòng)編程通常是在線編程方式，利用機(jī)器人編程語言編程也可以在線或離線進(jìn)行，但這里強(qiáng)調(diào)的離線編程典型方式是基于CAD模型的編程。二、填空題6.機(jī)器人的三大組成部分是機(jī)械結(jié)構(gòu)部分、____和控制部分。答案：傳感部分解析：機(jī)器人一般由機(jī)械結(jié)構(gòu)部分、傳感部分和控制部分組成，傳感部分用于獲取外界信息和自身狀態(tài)信息，為控制部分提供決策依據(jù)。7.工業(yè)機(jī)器人按坐標(biāo)形式可分為直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、____和關(guān)節(jié)坐標(biāo)型。答案：球坐標(biāo)型解析：工業(yè)機(jī)器人常見的坐標(biāo)形式有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型和關(guān)節(jié)坐標(biāo)型，不同坐標(biāo)形式具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。8.機(jī)器人的自由度是指機(jī)器人所具有的____的數(shù)目。答案：獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)解析：自由度是衡量機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活性的一個(gè)重要指標(biāo)，它表示機(jī)器人能夠獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的參數(shù)數(shù)目。9.機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)主要研究機(jī)器人的____與力、力矩之間的關(guān)系。答案：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)解析：動(dòng)力學(xué)研究機(jī)器人在力和力矩作用下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，包括速度、加速度等與力、力矩之間的關(guān)系。10.機(jī)器人的視覺系統(tǒng)主要由____、圖像采集卡和圖像處理軟件等組成。答案：攝像機(jī)解析：機(jī)器人視覺系統(tǒng)中，攝像機(jī)用于獲取外界圖像信息，圖像采集卡將攝像機(jī)采集的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，圖像處理軟件對(duì)圖像進(jìn)行分析和處理。三、判斷題11.機(jī)器人的精度和重復(fù)定位精度是同一個(gè)概念。（）答案：×解析：精度是指機(jī)器人末端執(zhí)行器實(shí)際到達(dá)位置與目標(biāo)位置之間的偏差，而重復(fù)定位精度是指機(jī)器人重復(fù)到達(dá)某一位置的準(zhǔn)確程度，二者概念不同。12.傳感器是機(jī)器人感知外界環(huán)境的重要部件。（）答案：√解析：傳感器可以檢測(cè)外界的各種物理量，如光線、聲音、力、溫度等，使機(jī)器人能夠感知外界環(huán)境信息，從而做出相應(yīng)的決策和動(dòng)作。13.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題比正問題更復(fù)雜。（）答案：√解析：運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題是根據(jù)關(guān)節(jié)變量求解機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)，而逆問題是根據(jù)末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)求解關(guān)節(jié)變量，逆問題通常存在多解、無解等情況，求解過程更為復(fù)雜。14.示教編程適用于簡(jiǎn)單、重復(fù)性的任務(wù)。（）答案：√解析：示教編程通過操作人員手動(dòng)引導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)并記錄運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)于簡(jiǎn)單、重復(fù)性的任務(wù)，示教編程操作簡(jiǎn)單、方便，能夠快速完成編程任務(wù)。15.機(jī)器人的智能程度只取決于其控制算法。（）答案：×解析：機(jī)器人的智能程度不僅取決于控制算法，還與傳感器的性能、數(shù)據(jù)處理能力、知識(shí)庫等多種因素有關(guān)。四、簡(jiǎn)答題16.簡(jiǎn)述機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域。(1).工業(yè)制造領(lǐng)域：如汽車制造、電子制造等，用于焊接、裝配、搬運(yùn)等工作。(2).物流領(lǐng)域：用于貨物的分揀、搬運(yùn)和倉儲(chǔ)管理等。(3).醫(yī)療領(lǐng)域：如手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人等，輔助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)和患者康復(fù)治療。(4).服務(wù)領(lǐng)域：包括家庭服務(wù)機(jī)器人（如掃地機(jī)器人）、餐飲服務(wù)機(jī)器人等，提供各種服務(wù)。(5).軍事領(lǐng)域：如偵察機(jī)器人、排爆機(jī)器人等，執(zhí)行危險(xiǎn)任務(wù)。(6).太空探索領(lǐng)域：用于太空探測(cè)、衛(wèi)星維修等。17.簡(jiǎn)述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題和逆問題的區(qū)別。(1).定義不同：運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題是已知機(jī)器人各關(guān)節(jié)的變量，求解機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)；運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題是已知機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)，求解各關(guān)節(jié)的變量。(2).求解難度不同：正問題通?？梢酝ㄟ^建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程直接求解，相對(duì)簡(jiǎn)單；逆問題可能存在多解、無解等情況，求解過程較為復(fù)雜。(3).應(yīng)用場(chǎng)景不同：正問題主要用于分析機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性和進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真；逆問題主要用于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和軌跡規(guī)劃。18.簡(jiǎn)述機(jī)器人傳感器的分類及其作用。(1).內(nèi)部傳感器：用于檢測(cè)機(jī)器人自身的狀態(tài)信息，如位置傳感器用于檢測(cè)關(guān)節(jié)的位置，速度傳感器用于檢測(cè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)速度，加速度傳感器用于檢測(cè)關(guān)節(jié)的加速度等，為機(jī)器人的控制提供自身狀態(tài)反饋。(2).外部傳感器：用于感知外界環(huán)境信息，如視覺傳感器用于獲取外界圖像信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別、定位等功能；力傳感器用于檢測(cè)機(jī)器人與外界物體之間的作用力，實(shí)現(xiàn)力反饋控制；聽覺傳感器用于獲取聲音信息，實(shí)現(xiàn)語音交互等功能。五、論述題19.論述機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)未來社會(huì)的影響。(1).發(fā)展趨勢(shì)：(1).智能化：機(jī)器人將具備更強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、決策能力和自適應(yīng)能力，能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境。(2).協(xié)作化：人機(jī)協(xié)作機(jī)器人將得到更廣泛的應(yīng)用，機(jī)器人能夠與人類安全、高效地合作完成任務(wù)。(3).微型化和小型化：開發(fā)更小、更靈活的機(jī)器人，適用于更多的應(yīng)用場(chǎng)景，如微納操作、醫(yī)療介入等。(4).網(wǎng)絡(luò)化：機(jī)器人可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)共享，形成機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)，提高工作效率和協(xié)同能力。(5).綠色化：注重機(jī)器人的能源效率和環(huán)保性能，采用更節(jié)能的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和材料。(2).對(duì)未來社會(huì)的影響：(1).經(jīng)濟(jì)方面：提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，推動(dòng)制造業(yè)、物流等行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。(2).就業(yè)方面：雖然會(huì)取代一些重復(fù)性、危險(xiǎn)性的工作崗位，但也會(huì)創(chuàng)造出與機(jī)器人研發(fā)、維護(hù)、編程等相關(guān)的新的就業(yè)機(jī)會(huì)。(3).生活方面：為人們的生活提供更多便利，如家