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机器人学基础期末考试答案2023春

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机器人学基础

MATLAB中用于机器人求解的工具箱为（）。

AI参考:正确选项是【A:Robotics Toolbox】。MATLAB中用于机器人求解的工具箱为Robotics Toolbox，它提供了用于机器人建模、仿真、控制和优化等任务的各种工具和函数。B选项Fuzzy Logic Toolbox是用于模糊逻辑和模糊控制的工具箱，C选项Financial Toolbox是用于金融计算的工具箱，D选项Control System Toolbox是用于控制系统设计和仿真的工具箱。'

刚体的姿态一般用什么样的矩阵来表示（）。

AI参考:正确答案是C：4×3。刚体的姿态一般用4×3的矩阵来表示。这个矩阵可以用来描述刚体在空间中的位置和姿态，包括平动和旋转。选项A和B中的矩阵大小不正确，选项D中的矩阵大小虽然正确，但通常用于描述更复杂的物体运动。因此，答案为C。'

一个三维空间中的刚体，在没有任何约束的情况下，它一共有几个自由度？（）

AI参考:正确选项是【D】一个三维空间中的刚体，在没有任何约束的情况下，它一共有4个自由度。自由度是指刚体在没有外部力矩作用时，能够自由转动的角度或位置的数量。在三维空间中，一个刚体有3个平动自由度，即沿x、y和z轴方向的移动；另外还有1个转动自由度，即绕某轴的旋转。在没有约束的情况下，刚体可以自由地移动和旋转，因此共有4个自由度。'

确定连杆坐标系时，沿着关节运动轴的坐标轴是（）。

答案:z轴AI参考:答案选D，y轴。在确定连杆坐标系时，连杆的某一部分沿着关节运动轴的坐标轴为y轴。在这个问题中，连杆坐标系的确定与关节运动轴有关，而沿着关节运动轴的坐标轴就是z轴。因此，选项C是错误的。而原点和x轴分别对应连杆的两个不同的部分，与关节运动轴无关。因此，选项B和A也是错误的。综上所述，答案为D，即沿着关节运动轴的坐标轴是y轴。'

采用关节角度值来描述机械臂的运动称为（）描述。

答案:关节

享有“机器人之父”称号的科学家是（）。

答案:索伦森AI参考:正确答案是B:恩格尔伯格。享有“机器人之父”称号的科学家是恩格尔伯格，简称“恩”。其他选项不符合题目要求。因此，正确答案是B。'

MATLAB中用于构建关节的函数为（）。

答案:stepwise()

增量式光电编码器的A相和B相输出相位相差（）。

答案:90°

绝对式光电编码器二进制编码位数为10，其分辨率为（）。

答案:0.00549°

机器人抛光打磨作业中，稳定控制磨抛力对提高磨抛质量具有重要意义，因此机器人控制中需要使用（）。

AI参考:正确答案是A:PID控制。PID控制是一种常见的反馈控制算法，它通过比较期望输出和实际输出的偏差，并根据这个偏差来调整控制参数，以达到稳定控制磨抛力的目的。在机器人抛光打磨作业中，稳定控制磨抛力对提高磨抛质量具有重要意义，因此机器人控制中需要使用PID控制。其他选项B柔顺控制、C位置控制和D模糊控制虽然也与机器人控制有关，但在机器人抛光打磨作业中并不是最关键的控制算法。因此，本题答案为A。'

机器人可以运动的最小步距称为（）

AI参考:单选题：机器人可以运动的最小步距称为（B）机器人的分辨率。机器人分辨率指的是机器人可以运动的最小步距，即机器人能够区分相邻动作的最小动作差异。因此，机器人可以运动的最小步距反映了机器人对于运动变化精细程度的感知能力，这个指标主要和机器人控制器内部的测量、计数系统有关，而不是精度、刚度和速度。其他选项分析：A、机器人的精度是指机器人的测量准确性，可以用来描述机器人运动的实际距离和预期的距离之间的误差程度；C、机器人的刚度是指机器人的抗变形能力，反映的是机器人结构在受到外力作用时的抵抗程度；D、机器人的速度是指机器人运动的快慢程度，可以用来描述机器人单位时间内移动的距离。这些选项和机器人最小步距没有直接关系。'

机器人系统中的传感器就相当于人体的什么？（）

答案:大脑

Matlab里求解机器人正运动学的函数为（）。

AI参考:正确答案是D:fkine。Matlab中求解机器人正运动学的函数为fkine。这个函数用于求解刚体运动学中的雅可比矩阵，是机器人运动学中常用的函数之一。其他选项如ikine、idyn、fdyn等不是专门用于求解机器人正运动学的函数。'

牛顿欧拉法推导机械臂动力学过程中，对于正向传递来说，每一根连杆的角速度都等于上一根连杆的角速度（）它的关节转动带来的角速度。

AI参考:正确选项是“乘以”。在牛顿欧拉法推导机械臂动力学过程中，正向传递指的是按照物理规律和公式从已知条件向未知条件进行推导的过程。对于每一根连杆的角速度都等于上一根连杆的角速度乘以上一根连杆的关节转动带来的角速度，这是因为欧拉法是基于微分方程的数值解法，而角速度是描述物体转动快慢的物理量，其变化需要通过连杆之间的关节转动来传递。因此，选项A“乘以”是正确的传递方式。选项B“加上”、选项C“减去”和选项D“除以”都不符合物理规律和欧拉法的原理。'

机器人关节PID控制器中以下哪个环节能够减少稳态误差。（）

AI参考:正确答案是D:比例环节。机器人关节PID控制器中，比例环节能够减少稳态误差，这是因为比例环节的输出直接取决于输入偏差的大小，从而在PID控制器中起到降低稳态误差的作用。积分环节则主要用于消除静态误差，尤其是对于具有随机误差的系统效果更好；微分环节主要应用于控制系统，其功能是在偏差信号有较大变化趋势时能产生较大的输出；延时环节则主要用于改变系统的响应速度和调节时间。因此，正确答案是D：比例环节。'

按照机器人的用途来分，可分为：（）

答案:①②③⑤AI参考:正确选项为：A:服务机器人 B:工业机器人 D:军事机器人按照机器人的用途来分，可分为服务机器人、工业机器人、军事机器人。其中，服务机器人包括家政机器人、医护机器人、保安巡检机器人等；工业机器人包括搬运机器人、焊接机器人、装配机器人等；军事机器人则包括侦察机器人、排雷机器人、战斗机器人等。探索机器人是按照功能分类中的一种，它主要用来执行探索任务，如火星探测器等。因此，选项C和选项D是正确的选项。'

飞行机器人的飞行原理一般分为：（）。

AI参考:正确选项为：B:旋翼飞行 C:固定翼飞行。飞行机器人的飞行原理一般分为旋翼飞行和固定翼飞行两种。其中，旋翼飞行是通过旋翼产生的升力来支持机器人的重量并使其在空中飞行，常见的飞行机器人如四旋翼无人机等；固定翼飞行则是通过固定在机体上的机翼产生升力，使机器人能够进行长距离、高速度的飞行。仿翼飞行和扑翼飞行虽然也有一定的飞行原理，但目前在飞行机器人领域的应用相对较少。因此，正确选项为B和C。'

零力控制大体上可分为（）。

答案:基于力矩;基于位置/速度

机器人三大法则包括：（）

AI参考:机器人三大法则包括：（D）机器人不得伤害人类，或袖手旁观坐视人类受到伤害。这是科幻小说《我，机器人》中提出的机器人行为准则，包括：1. 机器人不得伤害人类，或因不作为而让人类受到伤害。2. 除非违背第一法则，机器人必须绝对服从人类的命令。3. 在不违背第一和第二法则的情况下，机器人必须保护自己。因此，选项 D 完全符合这三个法则。选项 B 违反了机器人不得伤害人类的原则，选项 C 在没有特殊情况下，机器人必须保护自己，这与第一和第二法则的关系不大。'

机器人的研究热点包括：（）

答案:影像组学;分子影像;人工智能AI参考:机器人的研究热点包括：多传感器集成与融合技术、人工神经网络。因此，选项B和D是正确的选项。选项A和C与机器人的研究热点无关。虚拟现实技术主要用于机器人操作和训练，而临感场技术主要用于机器人视觉和导航。因此，选项A和C不是正确选项。'

机器人动力学模型的推导可以采用（）。

AI参考:机器人动力学模型的推导可以采用牛顿欧拉法、欧拉第一定律、拉格朗日法。所以，答案是B、C、D。其中牛顿欧拉法属于欧拉第一定律的一个特例，主要适用于刚体动力学。而拉格朗日法则是一个更普遍的方法，它基于约束系统中的力、质量和位置之间的关系进行推导。因此，拉格朗日法是最适合用于机器人动力学模型推导的方法。'

机器人的研究领域包括（）

答案:传感器技术;人工智能;移动机械技术;仿生学AI参考:正确选项为：A:传感器和感知系统、C:自动规划与调整、D:驱动建模与控制。机器人的研究领域包括多个方面，其中传感器和感知系统是机器人获取外部环境信息的重要手段，自动规划与调整则是机器人实现自主行动的关键环节，驱动建模与控制则是机器人运动和动作控制的基础。而B选项机器人的应用领域虽然也是机器人的重要研究方向之一，但不是机器人的主要研究领域。因此，正确选项为A、C、D。'

所有的机器人都会具有下列两个主要特征：（）

答案:通用性|适应性AI参考:正确选项为【C:适应性 D:通用性】：机器人主要具备两个特征：一是适应性，机器人能够在各种环境和条件下，进行灵活有效的操作和作业，适应不同的环境变化；二是通用性，机器人可以应用于多种领域和场景，具有广泛的适用性和可扩展性。智能性和复杂性是机器人所具备的一些基本属性，但不是主要特征。'

视觉传感器按照光电转换器件分类主要有（）。

答案:CCD;CMOS

机器人系统包括：（）

答案:控制系统;驱动系统;传感系统;机械系统AI参考:正确选项为：A:控制器 B:传感器 D:执行机构。机器人系统主要包括控制器、传感器和执行机构三个组成部分。控制器是机器人的核心，负责控制机器人的运动和操作。传感器负责检测周围环境的变化，为机器人提供感知和识别信息。执行机构则是机器人的机械装置，负责完成各种操作和任务。这三部分共同协作，使得机器人能够适应不同的工作环境，完成各种任务。驱动传动装置也是机器人系统的重要组成部分，但是通常它不是单独作为一个整体被包含在机器人系统中，而是与控制器和传感器等其他部分一起工作。因此，正确选项为A、B、D。'

连杆坐标系{i}的xi轴，是沿着yi和yi+1的公法线方向，并指向下一个关节方向。（）

AI参考:答案是A：对。根据连杆坐标系{i}的定义，xi轴是沿着yi和yi+1的公法线方向，并且指向下一个关节方向。因此，这个说法是正确的。'

机器人正运动学的解是唯一的，机器人逆运动学的解存在多解性。（）

AI参考:答案是B：错。机器人正运动学的解是唯一的，但机器人逆运动学的解存在多解性。正运动学是研究机器人末端执行器在空间中的运动和姿态变化，其解是唯一的，即机器人末端执行器的位置和姿态可以通过给定的运动和姿态唯一确定。而逆运动学则是研究如何根据末端执行器的位置和姿态来反推出机器人的关节角，由于机器人关节的种类和数量较多，加上外界环境的干扰等因素，逆运动学的解存在多解性。因此，机器人逆运动学的解具有多解性。'

机器人轨迹规划除了点位作业以外，还有一种是连续路径运动或轮廓运动。（）

AI参考:答案是B:错。机器人轨迹规划有多种类型，除了点位作业以外，还有直线运动、圆弧运动等连续路径运动或轮廓运动。因此，这个说法是不准确的。机器人轨迹规划需要综合考虑多种因素，包括运动速度、运动方向、关节角度、环境限制等，以实现最优化的运动轨迹。'

机器人关节传动系统柔度很高、共振频率很低时也可以使用二阶控制系统模型。（）

AI参考:答案是B：错。机器人关节传动系统柔度很高、共振频率很低时，应该使用一阶控制系统模型，而不是二阶控制系统模型。二阶控制系统模型通常用于对系统响应速度要求较高、系统惯性较大的场合，而机器人关节传动系统的柔度和共振频率特点不适合使用二阶控制系统模型。因此，机器人关节传动系统应该根据实际情况选择合适的控制系统模型。'

机器人单关节速度负反馈的引入可以提高系统的无阻尼固有频率。（）

AI参考:答案：B:对。引入机器人单关节速度负反馈可以调节系统的阻尼，从而可以提高系统的无阻尼固有频率。'

装在机器人末端执行器和机器人最后一个关节之间的力传感器，称为关节力矩传感器。（）

答案:错AI参考:答案：B：错。关节力矩传感器通常被安装在机器人手臂或连杆的末端，用于测量和反馈机器人末端执行器施加在目标物体上的力矩。因此，装在机器人末端执行器和机器人最后一个关节之间的力传感器通常被称为末端力传感器，而不是关节力矩传感器。所以这个判断题是错误的。'

负载轴的转动惯量和阻尼系数折算到电机侧时，需除以传动比。（）

答案:错AI参考:正确答案是B：对。负载轴的转动惯量和阻尼系数折算到电机侧时，不需要除以传动比，直接相加即可。'

机器人的执行装置就类似于人类的手和脚，可以让本体移动并进行作业劳动等。（）

AI参考:正确答案是B：对。机器人的执行装置就类似于人类的手和脚，可以让本体移动并进行作业劳动等。这是机器人的基本组成部分之一，可以执行各种动作和任务，从而实现自动化和智能化的生产和工作流程。因此，答案为B。'

机器人运动简图可以简单清晰地表示出机器人的运动副、连杆和自由度。（）

AI参考:答案是B：对。机器人运动简图可以简单清晰地表示出机器人的运动副、连杆和自由度。通过运动简图，可以直观地看到机器人的各个连杆、运动副以及它们之间的相对位置和运动关系，从而更好地理解和控制机器人的运动。因此，这个判断题的答案是B，即“对”。'

机器人工具坐标系的z轴一般是沿着机器人末端接近工具的方向，y轴一般是末端加持的方向。（）

AI参考:答案是A：对。机器人工具坐标系通常是以机器人末端工具为中心定义的，z轴一般是沿着机器人末端接近工具的方向，y轴一般是末端加持的方向。这是机器人操作中常见的一种约定，用于方便地进行机器人的运动规划和控制。'

机器人动力学控制中可以对位置进行控制，因为这样可以实现对轨迹做更精确快速的跟踪。（）

答案:加速度AI参考:答案是B：错。机器人动力学控制是对机器人的运动状态和环境状态进行动态响应的控制。其中，位置控制是机器人控制系统中的一个基本控制参数，但它只能控制机器人的位置，无法实现对轨迹的更精确快速跟踪。实现轨迹跟踪需要其他控制参数如速度、加速度等共同作用。因此，机器人动力学控制中不能仅对位置进行控制，需要对多个参数进行综合控制才能实现对轨迹的更精确快速跟踪。'

旋转编码器C相输出为标志信号，编码盘每旋转一周，发出一个标志信号脉冲，用来指示机械位置或对积累量清零。（）

AI参考:答案是B:错。旋转编码器是一种位置检测传感器，通常用于测量旋转物体的位置或速度。编码盘每旋转一周，会发出多个脉冲信号，这些信号通常用于指示机械位置或控制执行器的动作。但是，题目中所述“发出一个标志信号脉冲，用来指示机械位置或对积累量清零”是不正确的，因为在旋转编码器中，通常没有专门的标志信号用于清零积累量。积累量的清零通常是通过其他方式实现的，如软件编程或硬件切换等。因此，该题为错误选项。'

通过位置控制器来实现阻抗调节的主动阻力控制称为导纳控制。（）

AI参考:答案是B:错。通过位置控制器来实现阻抗调节的主动阻力控制称为位置控制，而不是导纳控制。因此，该判断题是错误的。'

六自由度机器人的前三个自由度决定机器人末端能到达的位置，后三个自由度决定机器人末端的姿态。（）

AI参考:答案是B:错。六自由度机器人每个自由度都决定了机器人末端能够完成的功能，包括位置和姿态。但是，前三个自由度主要决定末端的位置，后三个自由度主要决定机器人的姿态（包括倾角、偏摆角度等）。因此，这个说法是不完全正确的。'

机器人的未来发展趋势，包括：机器人的人性化和人类的机器化。（）

AI参考:答案是B：对。机器人的未来发展趋势包括人性化、智能化和多功能化，其中人性化是指机器人能够更加接近人类，具有更加自然和友好的交互方式，以更好地适应各种环境和应用场景。人类的机器化是指人类将越来越多地使用机器人来完成各种任务，包括生产、服务、医疗、教育等，以提高生产效率和减少人力成本。因此，机器人的未来发展趋势是人性化和人类的机器化。'

零力控制是指机器人在等效失重的状态下，能够对外力体现出一种顺应性运动状态，是直接示教控制方案的关键技术。（）

AI参考:答案是B：对。零力控制是指机器人在施加外力时不需要克服重力做功，能够对外力体现出一种顺应性运动状态，是直接示教控制方案的关键技术。因此，零力控制能够实现机器人对外部施加的力的顺应性运动，是直接示教控制方案的关键技术。所以，答案是B，即“对”。'

欧拉运动定律是将牛顿第二运动定律扩展到无数的粒子集合到一起组成的一个具体的有体积的刚体。（）

答案:牛顿第二运动定律

机器人系统中的计算机主要起能量供给作用。（）

答案:大脑AI参考:答案：B：错。机器人系统中的计算机不仅起能量供给作用，还负责控制、运算、数据采集和处理等任务。因此，这个说法是错误的。'

牛顿欧拉法推导机械臂动力学过程中，对于线速度，每个连杆的线速度等于上一根连杆（质心）的线速度、上一根连杆转动造成的线速度以及平移关节的线速度之和。（）

AI参考:答案是B：对。牛顿欧拉法是用于推导机械臂动力学的一种方法，其中对于线速度的推导，每个连杆的线速度等于上一根连杆（质心）的线速度、上一根连杆转动造成的线速度以及平移关节的线速度之和，这是正确的。因此，选项B是正确答案。'

拉格朗日动力学推导中，关节的力与末端执行器的力可以通过雅可比矩阵转换。（）

AI参考:答案是B：错。在拉格朗日动力学推导中，关节的力和末端执行器的力不能直接通过雅可比矩阵转换。雅可比矩阵用于描述雅可比刚体动力学中的速度和加速度关系，而关节的力和末端执行器的力与速度和加速度无关。因此，关节的力和末端执行器的力需要通过其他方法进行转换，如动力学方程或运动学方程。'

工业机器人柔顺性是指机器人对接触环境所表现出的一种高刚度状态。（）

AI参考:答案是B：对。工业机器人的柔顺性是指机器人对接触环境所表现出的适应性和弹性恢复能力，即机器人能够适应不同的接触环境，并在接触压力变化时保持稳定的工作性能。因此，工业机器人的柔顺性并不是指机器人对接触环境所表现出的高刚度状态，而是指机器人的适应性和弹性恢复能力。'

机械臂末端执行器在笛卡尔空间中的描述，包括位置描述与姿态描述，姿态插补一般采取线性方式。（）

答案:线性方式”

阻抗控制中，机械阻抗的刚度设置越小，机器人与外部环境接触后产生的位置误差越大。（）

AI参考:答案是B：对。机械阻抗的刚度设置越小，机器人与外部环境接触后产生的位置误差越小。机械阻抗的刚度决定了机器人与外部环境接触时的刚性，刚度设置越小，机器人对外部环境的适应性和灵活性就越高，从而减小了位置误差。因此，阻抗控制中，机械阻抗的刚度设置越小，机器人与外部环境接触后产生的位置误差越小。'

腕力觉传感器一般可以检测六维方向的力和力矩（）。

AI参考:答案：B：对。腕力觉传感器可以检测三维方向的力和力矩，即X、Y、Z三个轴向上的力和力矩。但某些高级的腕力觉传感器可以检测六维方向的力和力矩，即在原有的三个轴向基础上增加了一个额外的维度，用于检测绕第四个轴的旋转力和力矩。因此，该题正确答案是B，即腕力觉传感器一般可以检测六维方向的力和力矩。'

如果要求机械臂依次地通过两个以上的点，每段末端求解出的边界速度和位置都可用来作为下一段的初始条件。（）

AI参考:正确答案是B：错。机械臂在通过多个点时，每段末端求解出的边界速度和位置只能用来作为下一段的末端位置和边界速度，不能作为初始条件。初始条件需要根据整个运动过程进行整体分析才能得到。因此，这个说法是错误的。'

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本文分类：智慧树知到期末考试答案2023春
本文标签：机器人学基础
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发布日期：2023-12-16 18:11:46

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