2025年大學(xué)第一學(xué)年（機(jī)器人工程）機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.機(jī)器人學(xué)的核心研究?jī)?nèi)容不包括以下哪項(xiàng)？A.機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)B.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制C.機(jī)器人的社會(huì)倫理D.機(jī)器人的感知與認(rèn)知2.以下哪種機(jī)器人屬于工業(yè)機(jī)器人？A.掃地機(jī)器人B.手術(shù)機(jī)器人C.汽車裝配線上的機(jī)器人D.家用智能陪伴機(jī)器人3.機(jī)器人的自由度是指？A.機(jī)器人的工作空間大小B.機(jī)器人關(guān)節(jié)能夠運(yùn)動(dòng)的方向數(shù)量C.機(jī)器人的負(fù)載能力D.機(jī)器人的重復(fù)定位精度4.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)主要研究機(jī)器人的？A.動(dòng)力來(lái)源B.運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃C.能量消耗D.故障診斷5.以下哪項(xiàng)不是機(jī)器人常用的傳感器類型？A.視覺(jué)傳感器B.味覺(jué)傳感器C.力傳感器D.超聲波傳感器6.機(jī)器人編程語(yǔ)言中，用于描述機(jī)器人動(dòng)作順序的語(yǔ)句是？A.賦值語(yǔ)句B.條件語(yǔ)句C.循環(huán)語(yǔ)句D.運(yùn)動(dòng)指令語(yǔ)句7.機(jī)器人的精度主要包括？A.位置精度和姿態(tài)精度B.速度精度和加速度精度C.溫度精度和濕度精度D.功率精度和能耗精度8.工業(yè)機(jī)器人的手部通常不具備以下哪種功能？A.抓取B.搬運(yùn)C.加工D.測(cè)量9.機(jī)器人控制系統(tǒng)的核心組成部分是？A.傳感器B.控制器C.執(zhí)行器D.電源10.以下哪種機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景不屬于服務(wù)機(jī)器人范疇？A.餐廳送餐機(jī)器人B.物流分揀機(jī)器人C.水下探測(cè)機(jī)器人D.酒店迎賓機(jī)器人第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請(qǐng)將正確答案填寫在相應(yīng)的橫線上。1.機(jī)器人的三大基本特征是______、______、______。2.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中的正運(yùn)動(dòng)學(xué)是指已知______求______。3.機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)方式有______、______、______。4.機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)主要由______、______、______組成。5.機(jī)器人編程中的離線編程是指在______環(huán)境下進(jìn)行編程，然后將程序傳輸?shù)綑C(jī)器人上運(yùn)行。三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述機(jī)器人學(xué)的發(fā)展歷程。2.說(shuō)明機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域。3.解釋機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中的PID控制原理。4.列舉機(jī)器人常用的幾種通信方式。四、材料分析題（共20分）材料：隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)器人能夠提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量；在醫(yī)療領(lǐng)域，手術(shù)機(jī)器人可以輔助醫(yī)生進(jìn)行更加精準(zhǔn)的手術(shù)；在家庭生活中，掃地機(jī)器人、智能陪伴機(jī)器人等為人們帶來(lái)了便利。然而，機(jī)器人的廣泛應(yīng)用也引發(fā)了一些問(wèn)題，比如就業(yè)結(jié)構(gòu)的變化、機(jī)器人的倫理道德等。答題要求：閱讀上述材料，回答以下問(wèn)題。每小題10分。1.結(jié)合材料，分析機(jī)器人應(yīng)用對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的積極影響。2.針對(duì)機(jī)器人應(yīng)用引發(fā)的問(wèn)題，提出你的建議和措施。五、綜合應(yīng)用題（共20分）材料：某企業(yè)計(jì)劃引入一批工業(yè)機(jī)器人用于生產(chǎn)線改造。已知該生產(chǎn)線的工作任務(wù)包括零部件的搬運(yùn)、裝配和焊接。要求機(jī)器人能夠準(zhǔn)確地完成這些任務(wù)，并且具備一定的靈活性和可靠性。答題要求：根據(jù)上述材料，設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人應(yīng)用方案。每小題10分。1.說(shuō)明機(jī)器人的選型依據(jù)和主要技術(shù)參數(shù)要求。2.描述機(jī)器人在生產(chǎn)線中的工作流程和布局安排。答案：一、選擇題1.C2.C3.B4.B5.B6.D7.A8.C9.B10.C二、填空題1.可編程、擬人化、自動(dòng)控制2.關(guān)節(jié)變量、末端執(zhí)行器位姿3.液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)4.圖像采集設(shè)備、圖像處理單元、圖像分析軟件5.虛擬三、簡(jiǎn)答題1.機(jī)器人學(xué)的發(fā)展歷程經(jīng)歷了起源階段、形成階段、發(fā)展階段。起源階段可追溯到古代簡(jiǎn)單的自動(dòng)裝置；形成階段隨著現(xiàn)代電子技術(shù)等發(fā)展，機(jī)器人概念逐漸明確；發(fā)展階段機(jī)器人在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，技術(shù)不斷進(jìn)步。2.機(jī)器人主要應(yīng)用領(lǐng)域有工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、服務(wù)、軍事、教育等。工業(yè)生產(chǎn)中用于加工、裝配等；醫(yī)療領(lǐng)域輔助手術(shù)等；服務(wù)領(lǐng)域如掃地、陪伴等；軍事領(lǐng)域執(zhí)行偵察等任務(wù)；教育領(lǐng)域作為教學(xué)工具。3.PID控制原理是比例（P）、積分（I）、微分（D）控制的組合。比例控制根據(jù)偏差大小成比例輸出控制量；積分控制用于消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分控制根據(jù)偏差變化率提前作用，使系統(tǒng)響應(yīng)更快、更穩(wěn)定。4.機(jī)器人常用通信方式有以太網(wǎng)通信、串口通信、無(wú)線通信（如Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee等）、現(xiàn)場(chǎng)總線通信（如CAN總線等）。四、材料分析題1.機(jī)器人應(yīng)用對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的積極影響：在工業(yè)生產(chǎn)中提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低人力成本；在醫(yī)療領(lǐng)域輔助精準(zhǔn)手術(shù)，提高醫(yī)療水平；在家庭生活中帶來(lái)便利，提升生活質(zhì)量；推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)，如機(jī)器人研發(fā)、維護(hù)等。2.建議和措施：加強(qiáng)對(duì)受機(jī)器人應(yīng)用影響行業(yè)的人員培訓(xùn)，使其具備新技能適應(yīng)就業(yè)結(jié)構(gòu)變化；制定機(jī)器人倫理道德準(zhǔn)則和法律法規(guī)，規(guī)范機(jī)器人研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用；鼓勵(lì)發(fā)展與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)的行業(yè)，促進(jìn)就業(yè)平衡。五、綜合應(yīng)用題1..選型依據(jù)：根據(jù)生產(chǎn)線任務(wù)，需選擇負(fù)載能力合適、工作空間滿足要求、具備搬運(yùn)、裝配和焊接功能的機(jī)器人。主要技術(shù)參數(shù)要求：負(fù)載能力應(yīng)能滿足零部件重量；重復(fù)定位精度高以保證裝配焊接準(zhǔn)確性；工作范圍覆蓋生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)；具備相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)速度和加速度以提高生產(chǎn)效率。2.工作流程：機(jī)器人從零部件存