简述工业机器人的定义0.1 简述工业机器人的定义，说明机器人的要紧特点。

0.2 工业机器人与数控机床有什么区别？ 0.3 工业机器人与外界环境有什么关系？0.4 说明工业机器人的差不多组成及三大部分之间的关系。

0.5 简述下面几个术语的含义：自由度、重复定位精度、工作原理、工作速度、承载能力。

0.6 什么叫冗余自由度机器人？0.7 题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L 1=2L 2，关节的转角范畴是0︒≤θ1≤180︒，–90︒≤θ2≤180︒，画出该机械手的工作范畴(画图时能够设L 2=3 cm)。

0.8 工业机器人如何样按机械系统的差不多结构来分类？0.9 工业机器人如何样按操纵方式来分类？0.10 什么是SCARA 机器人，应用上有何特点？ 0.11 试总结机器人的应用情形。

题0.7图1.1 点矢量v 为[10.00 20.00 30.00]T ，相对参考系作如下齐次坐标变换：0.866 0.500 0.000 11.00.500 0.866 0.000 3.00.000 0.000 1.000 9.0 0 0 0 1 -⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦A写出变换后点矢量v 的表达式，并说明是什么性质的变换，写出旋转算子Rot 及平移算子Trans 。

1.2 有一旋转变换，先绕固定坐标系Z 0轴转45°，再绕其X 0轴转30°,最后绕其Y 0轴转60°，试求该齐次坐标变换矩阵。

1.3 坐标系{B }起初与固定坐标系{O }相重合，现坐标系{B }绕Z B 旋转30°，然后绕旋转后的动坐标系的X B 轴旋转45°，试写出该坐标系{B }的起始矩阵表达式和最后矩阵表达式。

1.4 坐标系{A }及{B }在固定坐标系{O }中的矩阵表达式为1.000 0.000 0.000 0.00.000 0.866 0.500 10.0 {}0.000 0.500 0.866 20.0 0 0 0 1 ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦A0.866 0.500 0.000 3.00.433 0.750 0.500 3.0{}0.250 0.433 0.866 3.0 0 0 0 1--⎡⎤⎢⎥--⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦B画出它们在{O }坐标系中的位置和姿势：1.5 写出齐次变换矩阵H A B，它表示坐标系{B }连续相对固定坐标系{A }作以下变换： (1) 绕Z A 轴旋转90°。

(2) 绕X A 轴转–90°。

(3) 移动[3，7，9]T 。

1.6 写出齐次变换矩阵B BH ，它表示坐标系{B }连续相对自身运动坐标系{B }作以下 变换： (1) 移动[3，7，9]T 。

(2) 绕X B 轴旋转90°。

(3) 绕Z B 轴转– 90°。

1.7 题1.7图(a)所示的两个楔形物体，试用两个变换序列分别表示两个楔形物体的变换过程，使最后的状态如题1.7图(b)所示。

题1.7图1.8 如题1.8图所示的二自由度平面机械手，关节1为转动关节，关节变量为θ1；关节2为移动关节，关节变量为d 2。

试：(1) 建立关节坐标系，并写出该机械手的运动方程式。

(2) 按下列关节变量参数求出手部中心的位置值。

θ10° 30° 60° 90° d 2/m0.500.801.000.70题1.8图1.9 题1.8图所示二自由度平面机械手，已知手部中心坐标值为X 0、Y 0。

求该机械手运动方程的逆解θ1、d 2。

1.10 三自由度机械手如题1.10图所示，臂长为l 1和l 2，手部中心离手腕中心的距离为H ，转角为θ1、θ2、θ3，试建立杆件坐标系，并推导出该机械手的运动学方程。

题1.10图1.11 题1.11图所示为一个二自由度的机械手，两连杆长度均为1m，试建立各杆件坐标系，求出A1、A2及该机械手的运动学逆解。

题1.11图1.12 什么是机器人运动学逆解的多重性？1.13 有一台如题1.13图所示的三自由度机械手的机构，各关节转角正向均由箭头所示方向指定，请标出各连杆的D-H坐标系，然后求各变换矩阵A1、A2、A3。

题1.13图1.14 试按D-H坐标系建立题1.14图所示机器人各杆的坐标系(各Z轴正向位于有旋转标志一端，Z0、Z6如题1.14图所示)。

题1.14图1.15 试求题1.15图所示V80机器人的运动学方程。

题1.15图2.1 简述欧拉方程的差不多原理。

2.2 简述用拉格朗日方法建立机器人动力学方程的步骤。

2.3 动力学方程的简化条件有哪些？2.4 简述空间辨论率的差不多概念。

2.5 机器人的稳态负荷的研究包括哪些内容？2.6 简述运算机操纵机器人获得良好的重复性的处理步骤。

2.7 分别用拉格朗日动力学及牛顿力学推导题2.8图所示单自由度系统力和加速度的关系。

假设车轮的惯量可忽略不计，X轴表示小车的运动方向。

题2.8图2.8 推导题2.8图所示两自由度系统的运动方程。

2.9 推导题2.9图所示的两自由度系统的运动方程。

题2.8图 题2.9图2.10 用拉格朗日法推导题2.10图所示两自由度机器人手臂的运动方程。

连杆质心位于连杆中心，其转动惯量分别为I 1和I 2。

2.11 简述机器人速度雅可比、力雅可比的概念及其二者之间的关系。

2.12 已知二自由度机械手的雅可比矩阵为1121221211212212s s s c c c l l l l l l θθ---⎡⎤=⎢⎥+⎣⎦J若忽略重力，当手部端点力F =[1 0]T 时，求相应的关节力矩τ。

2.13 如题2.13图所示，一个三自由度机械手，其末端夹持一质量m =10 kg 的重物，l 1=l 2=0.8 m ，θ1=60°，θ2= –60°，θ3= –90°。

若不计机械手的质量，求机械手处于平稳状态时的各关节力矩。

题2.10图题2.13图 三自由度机械手2.14 如题2.14图所示二自由度机械手，杆长l1=l2=0.5 m，求下面三种情形时的关节瞬时速度1θ、2θ。

v X/(m/s) –1.0 0 1.0v Y/(m/s) 0 1.0 1.0θ130°30°30°θ2–60°120°–30°题2.14图二自由度机械手2.15 如题2.15图所示三自由度平面关节机械手，其手部握有焊接工具，若已知各个关节的瞬时角度及瞬时角速度，求焊接工具末端A的线速度v X、v Y。

题2.15图三自由度平面关节机械手3.1 何谓轨迹规划?简述轨迹规划的方法并说明其特点。

3.2 设一机器人具有6个转动关节，其关节运动均按三次多项式规划，要求通过两个中间路径点后停在一个目标位置。

试问欲描述该机器人关节的运动，共需要多少个独立的三次多项式?要确定这些三次多项式，需要多少个系数?3.3 单连杆机器人的转动关节，从θ= –5°静止开始运动，要想在4 s内使该关节平滑地运动到θ=+80°的位置停止。

试按下述要求确定运动轨迹：(1) 关节运动依三次多项式插值方式规划。

(2) 关节运动按抛物线过渡的线性插值方式规划。

3.4 目前有哪几种模型应用于机器人系统构型？各自有何优、缺点？4.1 机器人本体要紧包括哪几部分？以关节型机器人为例说明机器人本体的差不多结构和要紧特点。

4.2 如何选择机器人本体的材料，常用的机器人本体材料有哪些？4.3 何谓材料的E/ρ？为提高构件刚度选用材料E/ρ大些依旧小些好，什么缘故？4.4 机身设计应注意哪些问题？4.5 何谓升降立柱下降不卡死条件？立柱导套什么缘故要有一定的长度？4.6 机器人臂部设计应注意哪些问题？4.7 常用的臂杆平稳方法有哪几种？试述质量平稳常用的平行四边形平稳机构。

4.8 什么叫BBR手腕、RRR手腕？什么叫手腕自由度退化？4.9 机器人手爪有哪些种类，各有什么特点？4.10 试述磁力吸盘和真空吸盘的工作原理。

4.11 何谓自适应吸盘及异形吸盘？4.12 机器人对移动关节有何要求？什么缘故常用滚动导轨？4.13 机器人专用滚动轴承有何特点？机器人什么缘故要采纳谐波传动？4.14 传动件定位常有哪几种方法？4.15 传动件消隙常有哪几种方法，各有什么特点？4.16 简述机器人行走机构结构的差不多形式和特点。

4.17 简述两足步行机器人行走机构的工作原理。

5.1 说明工业机器人常用的操纵结构形式，就你所熟知的某种工业机器人分析其操纵器的操纵结构。

5.2 机器人传感器常用的有哪几种？5.3 传感器的要紧性能参数有哪几个？5.4 简述电位式位移传感器的工作原理。

5.5 分析二进制吗盘与格雷吗盘结构的异同。

5.6 角速度传感器常用的有哪几种？举例说明其中一种的工作原理。

5.7 分析外部传感器中力矩传感器的测量原理。

5.8 简述触觉传感器的测量原理。

5.9 采纳基于芯片的运动操纵器来操纵机器人的运动有什么特点？5.10 LM628芯片有什么功能？5.11 分析运动操纵卡操纵的结构特点？举例说明你所了解的运动操纵卡的应用。

5.12 步进电机具有哪些优点？说明反应式步进电机的工作原理。

5.13 MOTOMAN-UP6型机器人的操纵器XRC有哪些操纵功能？5.14 分析XRC外部操纵功能的作用及应用。

5.15 何为分解运动操纵？什么缘故要进行分解运动操纵？5.16分解运动操纵的思路及实现方法是什么？5.17 分解运动加速度操纵的目标是什么？如何实现？。