2023年9月青少年機(jī)器人技術(shù)等級考試?yán)碚摼C合試卷(三級)含答案一、單項(xiàng)選擇題1.以下哪種齒輪傳動(dòng)可以改變運(yùn)動(dòng)的方向？()A.圓柱齒輪傳動(dòng)B.錐齒輪傳動(dòng)C.蝸輪蝸桿傳動(dòng)D.以上都可以答案：B解析：圓柱齒輪傳動(dòng)一般用于平行軸之間的傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向不改變；錐齒輪傳動(dòng)主要用于相交軸之間的傳動(dòng)，可以改變運(yùn)動(dòng)的方向；蝸輪蝸桿傳動(dòng)通常用于交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)，主要是實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比，改變運(yùn)動(dòng)方向不是其主要特點(diǎn)。所以答案選B。2.一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的直齒圓柱齒輪，模數(shù)為2mm，齒數(shù)為20，則該齒輪的分度圓直徑為()。A.20mmB.40mmC.60mmD.80mm答案：B解析：根據(jù)直齒圓柱齒輪分度圓直徑公式(d=mz)（其中(d)為分度圓直徑，(m)為模數(shù)，(z)為齒數(shù)），已知(m=2mm)，(z=20)，則(d=2×20=40mm)。所以答案選B。3.在機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，用來連接兩個(gè)部件并允許它們相對轉(zhuǎn)動(dòng)的是()。A.螺栓B.螺母C.軸D.鍵答案：C解析：螺栓和螺母主要用于緊固連接，使兩個(gè)部件固定在一起；鍵是用來實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩；而軸是用來支撐回轉(zhuǎn)零件并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，能連接兩個(gè)部件并允許它們相對轉(zhuǎn)動(dòng)。所以答案選C。4.以下哪種傳感器可以檢測物體的距離？()A.溫度傳感器B.光線傳感器C.超聲波傳感器D.聲音傳感器答案：C解析：溫度傳感器用于檢測環(huán)境的溫度；光線傳感器用于檢測光線的強(qiáng)度；聲音傳感器用于檢測聲音的大小等；超聲波傳感器是通過發(fā)射超聲波并接收反射波來測量與物體之間的距離。所以答案選C。5.當(dāng)兩個(gè)齒輪相互嚙合傳動(dòng)時(shí)，它們的()必須相等。A.齒數(shù)B.模數(shù)C.分度圓直徑D.齒寬答案：B解析：兩個(gè)相互嚙合的齒輪，模數(shù)必須相等，這樣才能保證它們的齒形和尺寸相互匹配，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的傳動(dòng)。齒數(shù)、分度圓直徑和齒寬不一定相等。所以答案選B。6.下列哪種機(jī)構(gòu)可以將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)？()A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.雙曲柄機(jī)構(gòu)C.齒輪齒條機(jī)構(gòu)D.雙搖桿機(jī)構(gòu)答案：C解析：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是將圓周運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)相互轉(zhuǎn)換；雙曲柄機(jī)構(gòu)主要是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)曲柄的圓周運(yùn)動(dòng)；雙搖桿機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)搖桿的擺動(dòng)；而齒輪齒條機(jī)構(gòu)可以將齒輪的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒條的直線運(yùn)動(dòng)。所以答案選C。7.在機(jī)器人編程中，循環(huán)結(jié)構(gòu)的作用是()。A.使程序按照一定的順序執(zhí)行B.使程序根據(jù)條件選擇不同的執(zhí)行路徑C.使程序中的某一段代碼重復(fù)執(zhí)行D.使程序暫停執(zhí)行一段時(shí)間答案：C解析：程序按照一定順序執(zhí)行是順序結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；根據(jù)條件選擇不同執(zhí)行路徑是選擇結(jié)構(gòu)（如if-else語句）的作用；循環(huán)結(jié)構(gòu)的作用就是讓程序中的某一段代碼重復(fù)執(zhí)行；使程序暫停執(zhí)行一段時(shí)間通常使用延時(shí)函數(shù)。所以答案選C。8.一個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，若最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和，且以最短桿的鄰桿為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為()。A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.雙曲柄機(jī)構(gòu)C.雙搖桿機(jī)構(gòu)D.以上都不是答案：A解析：根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)的類型判斷條件，當(dāng)最短桿與最長桿長度之和小于其余兩桿長度之和時(shí)，以最短桿為機(jī)架是雙曲柄機(jī)構(gòu)；以最短桿的對桿為機(jī)架是雙搖桿機(jī)構(gòu)；以最短桿的鄰桿為機(jī)架是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。所以答案選A。9.以下哪種材料通常用于制作機(jī)器人的外殼？()A.木材B.塑料C.橡膠D.玻璃答案：B解析：木材雖然可以使用，但在機(jī)器人外殼應(yīng)用中相對較少，且強(qiáng)度和耐腐蝕性等方面有一定局限；塑料具有質(zhì)量輕、易加工成型、成本低等優(yōu)點(diǎn)，常被用于制作機(jī)器人的外殼；橡膠主要用于密封、減震等；玻璃易碎，不適合作為機(jī)器人外殼材料。所以答案選B。10.在齒輪傳動(dòng)中，傳動(dòng)比的計(jì)算公式是()。A.主動(dòng)輪齒數(shù)/從動(dòng)輪齒數(shù)B.從動(dòng)輪齒數(shù)/主動(dòng)輪齒數(shù)C.主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速/從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速D.以上都不對答案：B解析：齒輪傳動(dòng)比(i)的計(jì)算公式為(i=n1n211.以下哪種電機(jī)適合用于需要精確控制轉(zhuǎn)速和位置的機(jī)器人關(guān)節(jié)？()A.直流電機(jī)B.交流電機(jī)C.步進(jìn)電機(jī)D.伺服電機(jī)答案：D解析：直流電機(jī)和交流電機(jī)通常用于對轉(zhuǎn)速和位置控制精度要求不高的場合；步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)精確的角度控制，但在速度和轉(zhuǎn)矩方面有一定局限；伺服電機(jī)具有精度高、響應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)，適合用于需要精確控制轉(zhuǎn)速和位置的機(jī)器人關(guān)節(jié)。所以答案選D。12.若要檢測機(jī)器人是否碰到障礙物，可使用()。A.壓力傳感器B.紅外傳感器C.霍爾傳感器D.加速度傳感器答案：A解析：壓力傳感器可以檢測到機(jī)器人與障礙物接觸時(shí)產(chǎn)生的壓力變化，從而判斷是否碰到障礙物；紅外傳感器主要用于檢測物體的存在、距離等；霍爾傳感器常用于檢測磁場變化，如電機(jī)的轉(zhuǎn)速等；加速度傳感器用于檢測機(jī)器人的加速度。所以答案選A。13.在機(jī)器人的編程中，“while”語句屬于()。A.順序結(jié)構(gòu)B.選擇結(jié)構(gòu)C.循環(huán)結(jié)構(gòu)D.跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)答案：C解析：“while”語句是一種循環(huán)結(jié)構(gòu)，它會(huì)在條件滿足的情況下不斷重復(fù)執(zhí)行一段代碼。順序結(jié)構(gòu)是按語句的先后順序依次執(zhí)行；選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)條件判斷選擇不同的執(zhí)行路徑；跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)一般用于程序的跳轉(zhuǎn)執(zhí)行。所以答案選C。14.一個(gè)簡單的杠桿，動(dòng)力臂是阻力臂的2倍，若阻力為10N，則動(dòng)力為()。A.5NB.10NC.20ND.40N答案：A解析：根據(jù)杠桿平衡原理(F_1L_1=F_2L_2)（其中(F_1)為動(dòng)力，(L_1)為動(dòng)力臂，(F_2)為阻力，(L_2)為阻力臂），已知(L_1=2L_2)，(F_2=10N)，則(F_1=F2L215.以下哪種機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)？()A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.槽輪機(jī)構(gòu)C.齒輪齒條機(jī)構(gòu)D.雙曲柄機(jī)構(gòu)答案：B解析：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)的轉(zhuǎn)換；齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換；雙曲柄機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)曲柄的圓周運(yùn)動(dòng)；槽輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，即主動(dòng)件連續(xù)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件作時(shí)動(dòng)時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng)。所以答案選B。16.機(jī)器人的自由度是指()。A.機(jī)器人可以運(yùn)動(dòng)的方向數(shù)量B.機(jī)器人關(guān)節(jié)的數(shù)量C.機(jī)器人可以完成的任務(wù)數(shù)量D.機(jī)器人的編程復(fù)雜度答案：A解析：機(jī)器人的自由度是指機(jī)器人可以運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目，也就是機(jī)器人可以運(yùn)動(dòng)的方向數(shù)量。關(guān)節(jié)數(shù)量并不等同于自由度，有些關(guān)節(jié)可能只能在一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)；機(jī)器人可以完成的任務(wù)數(shù)量和編程復(fù)雜度與自由度沒有直接關(guān)系。所以答案選A。17.在使用傳感器時(shí)，需要對其進(jìn)行()，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。A.調(diào)試B.編程C.安裝D.以上都需要答案：D解析：在使用傳感器時(shí)，首先要正確安裝傳感器，保證其安裝位置和方式符合要求；然后需要進(jìn)行調(diào)試，對傳感器的參數(shù)等進(jìn)行調(diào)整；同時(shí)還需要進(jìn)行編程，將傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和應(yīng)用。所以以上步驟都需要。答案選D。18.以下哪種齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率最高？()A.圓柱齒輪傳動(dòng)B.錐齒輪傳動(dòng)C.蝸輪蝸桿傳動(dòng)D.都一樣答案：A解析：圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸情況較好，傳動(dòng)效率較高，一般可達(dá)95%-98%；錐齒輪傳動(dòng)由于齒面接觸和受力情況相對復(fù)雜，傳動(dòng)效率略低于圓柱齒輪傳動(dòng)；蝸輪蝸桿傳動(dòng)存在較大的相對滑動(dòng)，摩擦損失大，傳動(dòng)效率較低，一般在70%-90%。所以答案選A。19.若要使機(jī)器人手臂能夠上下擺動(dòng)，可采用()機(jī)構(gòu)。A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.雙曲柄機(jī)構(gòu)C.雙搖桿機(jī)構(gòu)D.齒輪齒條機(jī)構(gòu)答案：A解析：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可以將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為搖桿的擺動(dòng)，適合用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂的上下擺動(dòng)；雙曲柄機(jī)構(gòu)主要是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)曲柄的圓周運(yùn)動(dòng)；雙搖桿機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)搖桿的擺動(dòng)，但一般不是用于這種類似手臂上下擺動(dòng)的應(yīng)用；齒輪齒條機(jī)構(gòu)是將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。所以答案選A。20.在機(jī)器人編程中，變量的作用是()。A.存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.控制程序的執(zhí)行順序C.實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)D.進(jìn)行條件判斷答案：A解析：變量是在程序中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的容器，可以存儲(chǔ)不同類型的數(shù)據(jù)，如整數(shù)、小數(shù)、字符等；控制程序執(zhí)行順序是通過順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)使用專門的循環(huán)語句；進(jìn)行條件判斷使用條件語句。所以答案選A。二、多項(xiàng)選擇題1.以下屬于機(jī)器人常用傳感器的有()。A.溫度傳感器B.濕度傳感器C.超聲波傳感器D.紅外傳感器答案：ABCD解析：溫度傳感器可用于檢測機(jī)器人工作環(huán)境的溫度；濕度傳感器能檢測環(huán)境的濕度情況；超聲波傳感器用于檢測物體的距離；紅外傳感器可用于檢測物體的存在、距離等。這些都是機(jī)器人常用的傳感器。所以答案選ABCD。2.齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有()。A.傳動(dòng)效率高B.傳動(dòng)比準(zhǔn)確C.結(jié)構(gòu)緊湊D.工作可靠，壽命長答案：ABCD解析：齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)，一般圓柱齒輪傳動(dòng)效率可達(dá)95%-98%；傳動(dòng)比準(zhǔn)確，能精確地傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；結(jié)構(gòu)緊湊，在相同的傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間較??；工作可靠，壽命長，只要設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)得當(dāng)，齒輪傳動(dòng)可以長期穩(wěn)定工作。所以答案選ABCD。3.以下哪些機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換？()A.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)B.齒輪齒條機(jī)構(gòu)C.凸輪機(jī)構(gòu)D.螺旋機(jī)構(gòu)答案：ABCD解析：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可將圓周運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)相互轉(zhuǎn)換；齒輪齒條機(jī)構(gòu)能把齒輪的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒條的直線運(yùn)動(dòng)；凸輪機(jī)構(gòu)可以將凸輪的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)；螺旋機(jī)構(gòu)可以將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。所以答案選ABCD。4.在機(jī)器人編程中，常用的控制結(jié)構(gòu)有()。A.順序結(jié)構(gòu)B.選擇結(jié)構(gòu)C.循環(huán)結(jié)構(gòu)D.跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)答案：ABC解析：順序結(jié)構(gòu)是程序按語句的先后順序依次執(zhí)行；選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)條件判斷選擇不同的執(zhí)行路徑；循環(huán)結(jié)構(gòu)使程序中的某一段代碼重復(fù)執(zhí)行。這三種是機(jī)器人編程中常用的控制結(jié)構(gòu)。跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相對使用較少，不是最常用的。所以答案選ABC。5.以下哪些材料可以用于制作機(jī)器人的零件？()A.金屬B.塑料C.木材D.陶瓷答案：ABCD解析：金屬具有較高的強(qiáng)度和硬度，可用于制作機(jī)器人的關(guān)鍵零件，如軸、齒輪等；塑料質(zhì)量輕、易加工，可用于制作外殼、一些非關(guān)鍵的連接件等；木材可以用于一些對強(qiáng)度要求不高的結(jié)構(gòu)件；陶瓷具有耐高溫、耐磨等特性，在一些特殊場合也可用于制作機(jī)器人零件。所以答案選ABCD。三、判斷題1.所有的齒輪傳動(dòng)都可以改變運(yùn)動(dòng)的方向。()答案：×解析：并不是所有的齒輪傳動(dòng)都能改變運(yùn)動(dòng)方向，例如圓柱齒輪傳動(dòng)用于平行軸之間的傳動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向一般不改變，而錐齒輪傳動(dòng)等可以改變運(yùn)動(dòng)方向。所以該說法錯(cuò)誤。2.傳感器的作用是將物理量轉(zhuǎn)換為電信號。()答案：√解析：傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。所以該說法正確。3.在機(jī)器人編程中，常量的值在程序運(yùn)行過程中是可以改變的。()答案：×解析：常量是在程序運(yùn)行過程中其值不能被改變的量，而變量的值可以在程序運(yùn)行過程中改變。所以該說法錯(cuò)誤。4.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)一定能將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。()答案：×解析：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是將圓周運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)相互轉(zhuǎn)換，不能將圓周運(yùn)動(dòng)直接轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。所以該說法錯(cuò)誤。5.機(jī)器人的自由度越多，其運(yùn)動(dòng)靈活性就越高。()答案：√解析：機(jī)器人的自由度是指機(jī)器人可以運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目，自由度越多，機(jī)器人能夠在更多的方向上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)靈活性也就越高。所以該說法正確。四、填空題1.齒輪傳動(dòng)中，兩個(gè)相互嚙合的齒輪，它們的____必須相等。答案：模數(shù)解析：模數(shù)是決定齒輪尺寸和齒形的重要參數(shù)，兩個(gè)相互嚙合的齒輪模數(shù)必須相等，才能保證齒形和尺寸相互匹配，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)傳動(dòng)。2.傳感器一般由敏感元件、____和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。答案：轉(zhuǎn)換元件解析：傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件是能直接感受或響應(yīng)被測量的部分；轉(zhuǎn)換元件是將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號；轉(zhuǎn)換電路則對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行進(jìn)一步的處理和轉(zhuǎn)換。3.在機(jī)器人編程中，____語句用于實(shí)現(xiàn)條件判斷。答案：if解析：在機(jī)器人編程中，“if”語句是常用的用于實(shí)現(xiàn)條件判斷的語句，根據(jù)條件的真假來決定執(zhí)行不同的代碼塊。4.四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿長度之和____其余兩桿長度之和，則可能存在曲柄。答案：小于或等于解析：根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件，當(dāng)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和時(shí)，再根據(jù)不同的機(jī)架選取情況，可能存在曲柄。5.步進(jìn)電機(jī)是一種將____信號轉(zhuǎn)換為角位移或線位移的開環(huán)控制電機(jī)。答案：電脈沖解析：步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或線位移的開環(huán)控制電機(jī)，每輸入一個(gè)脈沖信號，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（步距角）。五、簡答題1.簡述齒輪傳動(dòng)的工作原理。(1).齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。(2).當(dāng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其輪齒依次推動(dòng)從動(dòng)齒輪的輪齒，使從動(dòng)齒輪也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。(3).通過輪齒的嚙合，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力從主動(dòng)齒輪到從動(dòng)齒輪的傳遞，并且可以根據(jù)齒輪的齒數(shù)比來確定傳動(dòng)比，從而實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)換。2.說明傳感器在機(jī)器人中的作用。(1).感知環(huán)境：傳感器能夠檢測機(jī)器人周圍環(huán)境的各種物理量，如溫度、濕度、光線強(qiáng)度、物體距離、壓力等，使機(jī)器人能夠了解自身所處的環(huán)境狀況。(2).反饋信息：將檢測到的物理量轉(zhuǎn)換為電信號，反饋給機(jī)器人的控制系統(tǒng)，為控制系統(tǒng)提供決策依據(jù)。(3).實(shí)現(xiàn)智能控制：幫助機(jī)器人根據(jù)環(huán)境變化做出相應(yīng)的動(dòng)作和決策，使機(jī)器人能夠更加智能地完成任務(wù)，例如避障、跟蹤目標(biāo)等。3.比較直流電機(jī)和伺服電機(jī)的特點(diǎn)。(1).直流電機(jī)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，控制相對