2021 智能机器人技术及其仿真(首都师范大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2021-03-03到2021-07-20
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【作业】第一章 机器人基础知识 章节练习

1、 问题:机器人基座以及其他构件的尺寸如图1.1所示，画出机器人的近似工作空间。 图 1.1
评分规则: 【 如图为机器人的近似工作空间。
】

2、 问题:机器人基座以及其他构件的尺寸如图1.2所示，画出机器人的近似工作空间。 图 1.2
评分规则: 【 如图为机器人的近似工作空间。
】

3、 问题:机器人基座以及其他构件的尺寸如图1.3所示，画出机器人的近似工作空间。 图 1.3
评分规则: 【 如图为机器人的近似工作空间。
】

第一章 机器人基础知识 单元测验

1、 问题:工业机器人之父是
选项：
A:乔治·德沃尔
B:约瑟夫·英格伯格
C:捷克剧作家卡雷尔·查培克
D:控制论奠基者诺伯特·维纳
答案: 【约瑟夫·英格伯格】

2、 问题:在（ ）年，美国的英格伯格和德沃尔设计制造出世界上第一台工业机器人。
答案: 【1959】

3、 问题:物体在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度 。机器人的自由度的数目就是机器人操作机关中（ ）的数目。
答案: 【关节】

【作业】第二章 机器人位置运动学-1 单元作业

1、 问题:下面的坐标系矩阵B移动距离d=(5,2,6),求该坐标系相对于参考坐标系的新位置。
评分规则: 【
】

2、 问题:求点P=（2,3,4）绕x轴旋转45°后相对于参考坐标系的坐标。
评分规则: 【
】

3、 问题:推导绕参考坐标系z轴纯旋转的矩阵表示。
评分规则: 【
】

4、 问题:空间点P相对于坐标系B的位置定义为(5,3,4)，坐标系B固连在参考系A的原点且与A平行。将如下的变换运用于坐标系B，并求出P相对于坐标系A的位置。l 绕x轴转90°；l 然后沿y轴平移3个单位，沿z轴平移6个单位，沿x轴平移5个单位；l 然后绕z轴转90°。
评分规则: 【
】

5、 问题:空间点p相对于坐标系B的位置定义为(2,3,5)，坐标系B固连在参考系A的原点且与A平行。将如下的变换运用于坐标系B，并求出p相对于坐标系A的位置l绕x轴转90°；l然后绕a轴转90°；l然后沿y轴平移3个单位，沿z轴平移6个单位，沿x轴平移5个单位。
评分规则: 【
】

第二章 机器人位置运动学-1 单元测试

1、 问题:在描述刚体的位姿矩阵中，（）表示刚体的姿态
选项：
A:最后一列
B:左上角33子矩阵
C:最后一行
D:没有
答案: 【左上角33子矩阵】

2、 问题:相对于运动坐标系或者当前坐标系的轴进行的变换，变换矩阵（ ）
选项：
A:左乘
B:右乘
C:不乘
D:无所谓
答案: 【右乘】

3、 问题:动坐标系在固定坐标系中的齐次变换，以下说法正确的是（）
选项：
A:可以是相对固定坐标系的齐次变换
B:可以是相对自身坐标系的齐次变换
C:可以A、B兼有
D:结果均为动坐标系在固定坐标系中的位姿
答案: 【可以是相对固定坐标系的齐次变换;
可以A、B兼有;
结果均为动坐标系在固定坐标系中的位姿】

4、 问题:n、o、a是单位向量
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

5、 问题:复合变换对变换顺序不敏感
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

6、 问题:相对于参考坐标系以及当前坐标系的运动是交替进行的，相应地左乘或右乘每个运动矩阵
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

7、 问题:已知点u的坐标为[7,3,2]T，对点u依次进行如下的变换：（1）绕z轴旋转90°得到点v；v点的齐次坐标是（）；
答案: 【-3,7,2,1】

8、 问题:（2）绕y轴旋转90°得到点w；w点的齐次坐标是（）
答案: 【2,7,3,1】

9、 问题:（3）沿x轴平移4个单位，再沿y轴平移-3个单位，最后沿z轴平移7个单位得到点t , t点的齐次坐标是（）。
答案: 【6,4,10,1】

第二章 机器人位置运动学-2 单元测试

1、 问题:旋转矩阵的逆矩阵是它的转置矩阵
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

2、 问题:旋转矩阵的行列式的值为1
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

3、 问题:旋转矩阵是酉矩阵
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

4、 问题:旋转矩阵没有逆矩阵
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

【作业】第二章 机器人位置运动学-2 2.4-2.6练习

1、 问题:计算下列变换矩阵的逆：
评分规则: 【
】

2、 问题:求下列变换矩阵的逆：
评分规则: 【
】

3、 问题:机器人手的位置用球坐标系来描述，在某些情况下，要求将手转回到平行于参考坐标系的位置，其表示矩阵为：（a） 求出为获得这个位置所必需的r，β和γ值。（b） 求在手转回之前原始矩阵的向量n，o和a向量。
评分规则: 【 （a）5分（b）5分
】

4、 问题:假设机器人由直角坐标和欧拉角组合关节构成，求出到达下列位姿矩阵所必须的欧拉角。
评分规则: 【 （35°，0°，50°）（215,180，-50）求出一组解：得3分，求出两组解得6分
】

5、 问题:假设机器人由直角坐标和RPY组合关节构成，求出到达下列位姿矩阵所必须的RPY角。
评分规则: 【 （35°，50°，0°）（215,130°，180°）求出一组解：得3分，求出两组解得6分
】

第二章 机器人位置运动学-3 单元测试

1、 问题:PUMA560机器人逆运动学存在多解
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

2、 问题:1、已知点u的坐标为[7,3,2]T，对点u依次进行如下的变换：（1）绕z轴旋转90°得到点v；v点的齐次坐标是（）；
答案: 【-3,7,2,1】

3、 问题:2、绕y轴旋转90°得到点w；w点的齐次坐标是（）
答案: 【2,7,3,1】

4、 问题:沿x轴平移4个单位，再沿y轴平移-3个单位，最后沿z轴平移7个单位得到点t , t点的齐次坐标是（）。
答案: 【6,4,10,1】

【作业】第二章 机器人位置运动学-3 单元作业

1、 问题:如图所示的机器人有两个自由度，变换矩阵0TH是用符号形式给出的，这和对于特定位置给出的数字形式等同。连杆l1和l2的长度均为1英尺。（a）推导关于θ1和θ2的符号形式的逆运动方程。（b）计算对于给定位置的θ1和θ2的值。
评分规则: 【 二自由度机器人的逆运动学方程比较简单，直接从0TH中的一行二列和二行二列元素可以得到：因此：
】

2、 问题:对于图所示的SCARA型机器人回答问题：（a）基于D-H表示法建立坐标系。（b）填写参数表。（c）写出所有的A矩阵。（d）根据A矩阵写出T矩阵。
评分规则: 【 （1）坐标系如下：（2分）（2）参数表如下（2分）：（3）A变换和（4）T矩阵（2分）
】

3、 问题:如图所描述的是四自由度机器人。（a）基于D-H表示法建立坐标系。（b）填写参数表（如表所示）。（c）写出用A矩阵表示的UTH方程，该方程可说明是如何计算的。
评分规则: 【 （a）基于D-H表示法建立坐标系。（b）填写参数表（如表所示）。