2026年機械工程師（機器人技術基礎）自測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、單項選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填寫在括號內）1.機器人的自由度是指（）A.機器人關節(jié)運動的范圍B.機器人末端執(zhí)行器能夠到達的空間位置C.機器人能夠完成的動作種類D.機器人的工作精度2.工業(yè)機器人常用的編程語言中，示教編程方式是（）A.通過編寫程序代碼來控制機器人運動B.操作人員手動引導機器人運動，記錄其運動軌跡形成程序C.利用圖形化界面繪制機器人運動路徑來生成程序D.基于語音指令來控制機器人動作3.機器人的重復定位精度是指（）A.機器人重復到達同一目標位置的精確程度B.機器人在不同任務中定位的準確性C.機器人定位時的速度穩(wěn)定性D.機器人定位時的負載能力4.以下哪種傳感器不屬于機器人常用的位置傳感器（）A.激光位移傳感器B.編碼器C.應變片D.光柵尺5.機器人運動學主要研究（）A.機器人的動力來源和能量轉換B.機器人各關節(jié)的受力情況C.機器人的運動幾何關系和運動特性D.機器人的控制算法和編程方法6.工業(yè)機器人的手部通?？煞譃椋ǎ〢.機械式、吸附式和仿生式B.氣動式、電動式和液壓式C.旋轉式、平移式和抓取式D.夾鉗式、吸盤式和磁吸式7.機器人控制系統(tǒng)中，用于處理傳感器信號并做出決策的部分是（）A.控制器B.驅動器C.傳感器接口D.示教器8.機器人動力學主要研究（）A.機器人在靜止狀態(tài)下的受力分析B.機器人運動時的速度和加速度計算C.機器人各部件的材料特性和力學性能D.機器人運動時的力、力矩與運動的關系9.機器人視覺系統(tǒng)主要由（）組成A.攝像頭、圖像處理軟件和光源B.激光雷達、傳感器和數(shù)據(jù)采集卡C.編碼器、控制器和驅動器D.超聲波傳感器、紅外傳感器和觸覺傳感器10.機器人編程中的絕對坐標編程是指（）A.以機器人的起始點為坐標原點進行編程B.以世界坐標系的固定原點為基準進行編程C.以機器人末端執(zhí)行器當前位置為坐標原點進行編程D.以機器人關節(jié)的初始角度為坐標原點進行編程二、多項選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填寫在括號內）1.機器人常用的驅動方式有（）A.電動驅動B.氣動驅動C.液壓驅動D.磁驅動2.機器人的性能指標包括（）A.自由度B.重復定位精度C.工作范圍D.負載能力3.機器人編程中的相對坐標編程特點有（）A.編程簡單直觀B.與機器人當前位置相關C.適合復雜路徑編程D.便于修改和調整程序4.機器人常用的傳感器有（）A.位置傳感器B.視覺傳感器C.力傳感器D.溫度傳感器5.機器人運動控制的基本任務包括（）A.軌跡規(guī)劃B.速度控制C.位置控制D.姿態(tài)控制三、填空題（總共10題，每題2分，請將答案填寫在橫線上）1.機器人的運動學正問題是已知__________，求末端執(zhí)行器的位姿。2.工業(yè)機器人的機身結構形式主要有__________、__________和__________。3.機器人編程中的指令通常包括__________、__________和__________。4.機器人視覺系統(tǒng)的圖像處理主要包括圖像增強、__________、__________和目標識別等步驟。5.機器人的自由度越多，其運動的__________和__________就越好。6.機器人的動力學方程描述了機器人的__________與__________之間的關系。7.常用的機器人手部抓取方式有__________和__________。8.機器人控制系統(tǒng)的核心是__________。9.機器人的工作范圍是指機器人__________所能達到的空間區(qū)域。10.機器人的負載能力是指機器人在工作時能夠__________的最大重量。四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述機器人運動學逆問題的含義，并說明其在機器人控制中的作用。2.請說明工業(yè)機器人編程中常用的三種編程方式及其特點。3.舉例說明機器人視覺系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應用場景及作用。五、案例分析題（總共1題，20分）某汽車制造企業(yè)在生產(chǎn)線上引入了工業(yè)機器人進行零部件的焊接工作。該機器人采用6軸關節(jié)式結構，負載能力為10kg，重復定位精度為±0.05mm。在實際生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)機器人焊接的焊縫質量不穩(wěn)定，有時會出現(xiàn)漏焊、焊接不牢固等問題。同時，機器人在工作過程中偶爾會出現(xiàn)運動卡頓現(xiàn)象。請分析可能導致這些問題的原因，并提出相應的解決措施。1.A2.B3.A4.C5.C6.A7.A8.D9.A10.B1.ABC2.ABCD3.ABD4.ABC5.ABCD1.關節(jié)變量2.橫梁式、立柱式、機座式3.運動指令、邏輯指令、功能指令4.圖像濾波、邊緣檢測5.靈活性、精確性6.力和力矩、運動7.夾鉗式、吸附式8.控制器9.末端執(zhí)行器10.承載1.機器人運動學逆問題是已知末端執(zhí)行器的位姿，求關節(jié)變量。其在機器人控制中的作用是根據(jù)期望的末端執(zhí)行器位姿，計算出各個關節(jié)應有的運動，從而實現(xiàn)機器人的精確運動控制，使機器人能夠準確地到達目標位置并完成指定任務。2.工業(yè)機器人編程中常用的三種編程方式及其特點如下：-示教編程方式：操作人員手動引導機器人運動，記錄其運動軌跡形成程序。特點是直觀、簡單，不需要具備專業(yè)的編程知識，但效率較低，適合于簡單任務和對軌跡要求不高的場合。-離線編程方式：通過編寫程序代碼來控制機器人運動。特點是可以在計算機上進行編程和仿真，不影響機器人的正常工作，編程效率高，可進行復雜任務的編程，但需要專業(yè)的編程技能。-圖形化編程方式：利用圖形化界面繪制機器人運動路徑來生成程序。特點是編程直觀、可視化程度高，容易理解和掌握，適合于初學者和對編程要求不高的應用場景。3.機器人視覺系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應用場景及作用舉例如下：-零部件裝配：通過視覺系統(tǒng)識別零部件的形狀、位置和姿態(tài)，引導機器人準確地進行裝配操作，提高裝配精度和效率。-質量檢測：檢測產(chǎn)品表面的缺陷、尺寸精度等，如汽車車身的外觀檢測、電子元件的尺寸測量等，確保產(chǎn)品質量符合要求。-物流分揀：識別物品的形狀、顏色、標簽等信息，實現(xiàn)自動化的物流分揀，提高物流效率。案例分析題答案：可能導致問題的原因及解決措施如下：-焊縫質量不穩(wěn)定：-原因：焊接參數(shù)設置不合理，如焊接電流、電壓、焊接速度等；機器人末端執(zhí)行器姿態(tài)不準確；視覺系統(tǒng)對焊縫的識別不準確。-解決措施：調整焊接參數(shù)，通過試驗確定最佳參數(shù)組合；使用高精度的傳感器或測量設備，精確調整機器人末端執(zhí)行器的姿態(tài)；優(yōu)化視