2025年大學(xué)自動(dòng)化（機(jī)器人技術(shù)）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40分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共8題，每題5分)1.以下哪種傳感器不屬于機(jī)器人常用的位置傳感器？（）A.編碼器B.激光雷達(dá)C.電位器D.霍爾傳感器2.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)主要研究的是（）。A.機(jī)器人的動(dòng)力來源B.機(jī)器人各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系C.機(jī)器人的控制算法D.機(jī)器人的視覺處理3.工業(yè)機(jī)器人常用的編程語言是（）。A.C++B.PythonC.匯編語言D.示教編程語言4.機(jī)器人的重復(fù)定位精度是指（）。A.機(jī)器人重復(fù)到達(dá)同一目標(biāo)位置的能力B.機(jī)器人的定位絕對(duì)誤差C.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度精度D.機(jī)器人的負(fù)載能力精度5.以下關(guān)于機(jī)器人控制系統(tǒng)的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低B.閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)糾正偏差C.半閉環(huán)控制系統(tǒng)檢測(cè)的是電機(jī)軸的位置D.全閉環(huán)控制系統(tǒng)檢測(cè)的是機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置6.機(jī)器人動(dòng)力學(xué)主要研究的是（）。A.機(jī)器人在力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型C.機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)處理D.機(jī)器人的編程邏輯7.以下哪種機(jī)器人機(jī)構(gòu)自由度較高，靈活性好？（）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)機(jī)器人D.球面坐標(biāo)機(jī)器人8.機(jī)器人視覺系統(tǒng)中，用于提取圖像特征的算法是（）。A.邊緣檢測(cè)算法B.圖像增強(qiáng)算法C.圖像濾波算法D.圖像壓縮算法第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（每題4分，共20分）1.機(jī)器人的基本組成部分包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、______和______。2.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中的正運(yùn)動(dòng)學(xué)是已知______求______。3.機(jī)器人編程中的示教方式有______示教和______示教。4.機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)方式有______驅(qū)動(dòng)、______驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。5.機(jī)器人視覺系統(tǒng)主要由______、______和圖像處理軟件組成。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的概念及作用。2.請(qǐng)說明機(jī)器人控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用。四、材料分析題（20分）材料：在一個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上，使用了一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行零件的抓取和裝配操作。該機(jī)器人配備了視覺系統(tǒng)，能夠識(shí)別零件的位置和姿態(tài)。在運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人抓取零件的成功率較低。問題：請(qǐng)分析可能導(dǎo)致機(jī)器人抓取零件成功率低的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。（每題10分）五、設(shè)計(jì)題（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人控制系統(tǒng)，要求能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制。請(qǐng)說明系統(tǒng)的組成部分及工作原理。（20分）答案：一、選擇題1.B2.B3.D4.A5.C6.A7.C8.A二、填空題1.傳感器、末端執(zhí)行器2.關(guān)節(jié)變量、末端執(zhí)行器位姿3.手把手、示教盒4.電動(dòng)、氣動(dòng)5.攝像頭、圖像采集卡三、簡(jiǎn)答題1.逆運(yùn)動(dòng)學(xué)是已知機(jī)器人末端執(zhí)行器的位姿，求解各關(guān)節(jié)變量的過程。作用是在機(jī)器人進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃時(shí)，根據(jù)目標(biāo)位置計(jì)算出機(jī)器人各關(guān)節(jié)應(yīng)有的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，使機(jī)器人能夠準(zhǔn)確到達(dá)指定位置完成任務(wù)。2.反饋環(huán)節(jié)的作用是將機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或輸出信息反饋給控制系統(tǒng)。通過與設(shè)定值進(jìn)行比較，控制系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)偏差，并根據(jù)偏差調(diào)整控制信號(hào)，使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)更加精確，提高機(jī)器人的控制精度和穩(wěn)定性，保證機(jī)器人能夠按照預(yù)定的軌跡和要求完成任務(wù)。四、材料分析題可能原因：1.視覺系統(tǒng)精度不夠，識(shí)別的零件位置和姿態(tài)存在偏差。2.機(jī)器人抓取算法不合理，沒有準(zhǔn)確抓取零件。3.零件放置位置不準(zhǔn)確或不規(guī)整。4.機(jī)器人末端執(zhí)行器的吸力或夾力不足。解決措施：1.對(duì)視覺系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)和優(yōu)化，提高識(shí)別精度。2.優(yōu)化機(jī)器人抓取算法，進(jìn)行多次試驗(yàn)和調(diào)整。3.規(guī)范零件放置位置，確保整齊有序。4.檢查并調(diào)整機(jī)器人末端執(zhí)行器的吸力或夾力參數(shù)。五、設(shè)計(jì)題系統(tǒng)組成部分：控制器、驅(qū)動(dòng)器、傳感器、機(jī)器人本體。工作原理：控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)指令，向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體的電機(jī)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)反饋給控制器，控