13春学期《机器人技术》在线作业3_百度文库
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13春学期《机器人技术》在线作业3
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你可能喜欢　　在经历了市场长期的磨砺与发展后，逐渐演变成覆盖我国市场的主导力量，显现出震撼世界的活力。作为最核心的功能部件，减速机在整个机器人制造成本中占到33%~38%。当前工业机器人领域方兴未艾，量节节攀涨，对减速机潜在需求逐年攀升。
　　近几年国内经济的快速发展，重型机械行业出口量的增多，作为一个重要基础行业的减速机行业发展异常迅猛。由于下游市场给力，减速机企业正向着产销规模扩大，加工能力和技术水平持续提高。未来减速机市场行业前景将一片大好。按照工业机器人销量及保有量增长情况，预计到2025年，工业机器人减速机需求量达到105万台，需求规模则在77亿元左右。
　　作为技术壁垒最高的工业机器人关键―――减速器按结构不同可以分为五类：谐波、减速器、RV减速器、精密减速器和滤波齿轮减速器。其中，RV减速器和谐波减速器是工业机器人最主流的精密减速器，RV减速器在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的趋势。
　　放眼全球，机器人减速机市场都被日本企业所垄断，其他国家实力有限。据统计，日本住友、纳博特斯克、哈默纳科三家日企占据了全球市场份额的80%以上，处于绝对垄断地位。
　　目前，世界75%的精密减速器市场被日本的哈默纳科和纳博特斯克占领，其中纳博特斯克生产RV减速器，约占60%的份额，哈默纳科生产谐波减速器，约占15%的份额。日本的减速机技术一直都遥遥领先，多年稳居行业霸主地位，连ABB、发那科、安川、库卡等著名的国际“工业机器人四大家族”都一直用日本的Nabtesco和Harmonic鄄Drive这两家公司的减速机。
　　反观国内，尽管近年来我国机器人减速机生产企业尽管加大了投入，但距离量产仍有一段距离。未来或许要靠国内机器人企业带动，才有可能打破日企的市场垄断。
　　机器人行业是当下最受瞩目的行业，发展空间不用多说。精密减速器是工业机器人中最关键的功能部件，是机器人产业链至关重要的应用环节。
　　据国家权威部门预测，2015年~2018年，我国工业机器人对减速器的新增需求量依次将达到23.6万套、29.6万套、36.9万套和46.2万套。此外，对于国内市场保有的工业机器人按一般使用寿命8～10年计算，未来国内对于精密减速器的市场需求将超过100万台，年市场销售额将突破100亿元以上。
　　笔者认为，整体来看，机器人减速机行业前景可期，潜在需求规模巨大。为此，国内厂商正加大布局力度，包括秦川、双环传动、大族激光等上市公司，在减速器国产化道路奋起直追。
　　减速机作为现代化建设中必不可少的，被广泛应用于国民经济的各个领域。对机器人产业而言，减速机是产业链中至关重要的应用环节。得益于机器人产业兴起，机器人减速机行业发展有望驶入快车道。未来，在工业机器人带动下，我国机器人减速机行业有望迎来快速发展，市场需求不断释放。但对国内企业而言，国产化发展仍任重道远，未来可适当向谐波减速器倾斜，以实现弯道超车。责任编辑：null
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)三个层次及它们的工程应用。
A．图像获取
B．图像处理
C．图像增强
D．图像恢复
E．图像分析
F．图像理解
14．机器视觉系统主要由三部分组成 ( ade
A．图像的获取
B．图像恢复
C．图像增强
D．图像的处理和分析
E．输出或显示
F．图形绘制
15．在伺服电机的伺服控制器中，为了获得高性能的控制效果，一般具有3个反馈回路，分别是 ( bde
F．加速度环
16．谐波减速器特别适用于工业机器人的 ( def
) 轴的传动。
17．ＲＶ摆线针轮减速器特别适用于工业机器人的 ( abc
) 轴的传动。
18．集控式足球机器人的智能主要表现在 ( de
) 两个子系统。
A．机器人小车子系统
B．机器人通信子系统
C．机器人视觉子系统
D．机器人决策子系统
E．机器人总控子系统
19．美国发往火星的机器人是 ( ab
C．小猎兔犬
E．哥伦比亚
五、综合题
（一）写出下列指令的含义
MOVJ： 以关节插补方式移动到示教位置
MOVC： 用圆弧插补方式移动到示教位置
MOVL： 用直线插补方式移动到示教位置
MOVS： 用自由曲线插补方式移动到示教位置
JUMP： 跳到指定的标签或程序
CALL： 调出指定程序
TIMER： 停止指定的时间
LABEL： 表示跳转位置
COMMENT： 注释
RET： 回到调用程序
INC： 在指定的变量值上加1
SET： 将前一变量的值设置为后一变量
IF： 判断各种条件，附加在进行处理的其他命令之后
*： 表示跳转的目的地
END： 宣布程序结束
NOP： 无任何运行
DOUT： 进行外部输出信号的ON 、OFF
WAIT： 待机，至外部输入信号与指定状态相符
（二）简答题
1.智能机器人的所谓智能的表现形式是什么？
答:推理判断、记忆
2.机器人分为几类？ 答:首先，机器人按应用分类可分为工业机器人、极限机器人、娱乐机器人。
1)工业机器人有搬运、焊接、装配、喷漆、检验机器人，主要用于现代化的工厂和柔性加工系统中。
2)极限机器人主要是指用在人们难以进入的核电站、海底、宇宙空间进行作业的机器人，包括建筑、农业机器人。
3)娱乐机器人包括弹奏机器人、舞蹈机器人、玩具机器人等。也有根据环境而改变动作的机器人。
其次，按照控制方式机器人可分为操作机器人、程序机器人、示教机器人、智能机器人和综合机器人。 3. 机器人由哪几部分组成？
机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。
4. 什么是自由度？
答:人们把构建相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度。
5. 机器人技术参数有哪些？各参数的意义是什么？ 答:机器人技术参数有:自由度、精度、工作范围、速度、承载能力
1）自由度：是指机器人所具有的独立坐标轴的数目，不包括手爪（末端操作器）的开合自由度。在三维空间里描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度。但是，工业机器人的自由度是根据其用途而设计的，也可能小于六个自由度，也可能大于六个自由度。
2）精度：工业机器人的精度是指定位精度和重复定位精度。定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力，可以用标准偏差这个统计量来表示，它是衡量一列误差值的密集度（即重复度）。
3）工作范围：是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。
4）速度；速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。
5)承载能力：是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。承载能力不仅取决于负载的质量，而且还与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关。为了安全起见，承载能力这一技术指标是指高速运行时的承载能力。通常，承载能力不仅指负载，而且还包括机器人末端操作器的质量。
6. 机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。 答：机器人的手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂的运动形式区分，手臂有直线运动的。如手臂的伸缩，升降及横向移动，有回转运动的如手臂的左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动的组合。2直线运动的组合2回转运动的组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作程度固定不变的专用机器人。
7. 机器人机座有几种？试述每种机座结构。 答：机器人几座有固定式和行走时2种
1)固定式机器人的级左右直接接地地面基础上，也可以固定在机身上
2)移动式机器人有可分为轮车机器人，有3组轮子组成的轮系四轮机器人三角论系统，全方位移动机器人，2足步行式机器人，履带行走机器人
8. 试述机器人视觉的结构及工作原理 :机器人视觉由视觉传感器摄像机和光源控制计算器和图像处理机组成原理：由视觉传感器讲景物的光信号转换成电信号经过A/D转换成数字信号传递给图像处理器，同时光源控制器和32 摄像机控制器把把光线，距离颜色光源方向等等参数传递给图像处理器，图像处理器对图像数据做一些简单的处理将数据传递给计算机最后由计算器存储和处理。 答
9. 工业机器人控制方式有几种？ 工业机器人的控制方式多种多样，根据作业任务的不同，主要分为点位控制方式、连续轨迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。 答：
1）点位控制方式（PTP）
这种控制方式的特点是只控制工业机器人末端执行器在作业空间中某些规定的离散点上的位姿。控制时只要求工业机器人快速、准确地实现相邻各点之间的运动，而对达到目标点的运动轨迹则不作任何规定。这种控制方式的主要技术指标是定位精度和运动所需的时间。
2）连续轨迹控制方式（CP）
这种控制方式的特点是连续的控制工业机器人末端执行器在作业空间的位姿，要求其严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动，而且速度可控，轨迹光滑，运动平稳，以完成工作任务。
3）力（力矩）控制方式
在完成装配、抓放物体等工作时，除要准确定位外，还要求使用适度的力或力矩进行工作，这时就要利用力（力矩）伺服方式。这种方式的控制原理与位置伺服控制原理基本相同，只不过输入量和反馈量不是位置信号，而是力（力矩）信号，因此系统中必须有力（力矩）传感器。有时也利用接近、滑动等传感功能进行自适应式控制。
4）智能控制方式
机器人的智能控制时通过传感器获得周围环境的知识，并根据自身内部的知识库做出相应的决策。采用智能控制技术，使机器人具有了较强的适应性及自学习功能。智能控制技术的发展有赖于近年来人工神经网络、基因算法、遗传算法、专家系统等人工智能的迅速发展。
10. 机器人参数坐标系有哪些？各参数坐标系有何作用？ 答:工业机器人的坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。
1）直角坐标/笛卡儿坐标/台架型（3P）
这种机器人由三个线性关节组成，这三个关节用来确定末端操作器的位置，通常还带有附加道德旋转关节，用来确定末端操作器的姿态。这种机器人在X、Y、Z轴上的运动是独立的，运动方程可独立处理，且方程是线性的，因此，很容易通过计算机实现；它可以两端支撑，对于给定的结构长度，刚性最大：它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度。但是，它的操作范围小，手臂收缩的同时又向相反的方向伸出，即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。
2）圆柱坐标型（R3P）
圆柱坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件的位置，再附加一个旋转关节来确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，且计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大的动力；能够伸入型腔式机器内部。但是，它的手臂可以到达的空间受到限制，不能到达近立柱或近地面的空间；直线驱动器部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。
3）球坐标型（2RP）
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产品名称：摆线针轮减速机
产品规格：B6
包装说明：木托
价格说明：3300
产品数量：40
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经营模式：贸易型, 科研型
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&摆线针轮减速机- 贵阳BLD6摆线针轮减速机&的 详 细 说 明
& 贵阳BLD6摆线针轮减速机；贵阳BLD6摆线针轮减速机；目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。贵阳BLD6摆线针轮减速机；贵阳BLD6摆线针轮减速机。&&&&工业机器人减速机生产企业主要是日本公司，纳博特斯克、哈默纳科、住友是其中的主要代表公司，现在纳博特斯克公司由帝人制机株式会社和纳博克株式会社于2003年合并组成。纳博特斯克和哈默纳科两家公司占据工业机器人七成以上的减速机市场，纳博特斯克优势产品是RV减速机，哈默纳科的优势产品是谐波减速机。其中日本纳博是一家从事尖端核心部件的跨国企业，主要从事静液压驱动装置、液压装置、减速装置及其部件的研发、制造。自1985年发明至今，日本纳博的精密减速机累计已向全球销售400万台，2014年销售额达442亿日元（约合人民币30亿），营业利润达80亿日元（约合人民币6亿）。日本纳博精密减速机扭矩大且精度高，高刚性且抗震性强，尤其产品质量保障期超长（根据不同应用领域环境从50年-100年），成为全球汽车工业机器人制造商的独家选择。20多年来，日本纳博精密减速机全球市场占有率稳居60%，持续保持世界第一。其次是韩国的减速机，韩国减速机一直以来用于军用，前些年在工业机器人市场很少推广，近两年开始大力在工业机器人推广，以SEJINIGB、韩中减速机等为例。&&&&预测，2016年至2018年，我国工业机器人对减速器的新增需求量依次将达到29.6万套、36.9万套和46.2万套。此外，对于国内市场保有的工业机器人按一般使用寿命8～10年计算，未来国内对于精密减速器的市场需求将超过100万台，年市场销售额将突破100亿元以上。&&&&年我国工业机器人对减速机的新增需求量预测&&&&&&&&机器人行业是当下最受瞩目的行业，精密减速器是工业机器人中最关键的功能部件，是机器人产业链至关重要的应用环节。精密减速器是工业机器人可靠、精确运行不可或缺的零部件与通用减速器相比，机器人关节减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。大量应用在关节型机器人上的减速器主要有两类：RV减速器和谐波减速器。精密减速器使机器人伺服电机在一个合适的速度下运转，并精确地将转速降到工业机器人各部位需要的速度，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置；而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。&&&&RV减速机工作原理RV传动是在摆线针轮传动基础上发展起来的一种新型传动。RV减速机是由渐开线圆柱齿轮行星减速机构和摆线针轮星减速机构二部分构成。渐开线形行星齿轮与曲柄连成一体，作为摆线针轮传动部分的输入。曲柄轴带动摆线轮作偏心运动。&&&&曲柄轴向顺时针方向旋转1周，摆线轮将沿逆时针方向移动1个齿RV减速机的核心部件为针齿壳、曲柄轴、摆线轮。&&&&RV减速机在国际上仅有极少数国家能生产，“十二五”时期，国家“863”计划将其列入重点攻克的技术瓶颈。国内顶尖大学和科研机构几年攻关也只有论文，没有实物。近两年随着工业机器人的发展有部分企业开始投资研发国产RV减速机，目前大多数处在技术研发和公关阶段。&&&&国产RV减速机目前在材料，工艺，配合，精度，耐磨性，材料，热处理，轴承等方面需要改进。&&&&运动功能的核心部件，是轻型工业机器人和机械臂可靠、精确运行不可或缺的部件，它可以使机器人的伺服电机在一个合适的速度下运转，并精确地将转速降低到机器人各部位需要的速度，在提高机械本体刚性的同时可输出更大的扭矩。谐波传动的构成：仅三个基本零部件，波发生器，由外周嵌有薄壁滚珠轴承的椭圆形凸轮组成。轴承内圈固定在凸轮上，外圈通过滚珠实现弹性变形。通常安装在输入轴上。柔轮，具有薄壁结构的金属弹性体部件。开口部外周加工有齿轮。通常安装在输出轴上。刚轮刚体环状部件。内周加工有齿轮，比柔轮多两个轮齿。通常固定在外壳上。&&&&国产LINCH减速机与国外减速机在技术等方面已经几乎没多大差距，甚至在某些方面超过国外谐波减速机性能。
本公司还供应上述产品的同类产品：贵阳摆线针轮减速机,贵阳BLD6摆线减速机,贵阳BLD6减速机
重庆林创机械有限公司成立于2007年，主要研发销售斜齿轮硬齿面减速机、螺旋锥齿轮减速机、摆线针轮减速机、无极变速机、铝合金蜗轮蜗杆减速机及行星减速机等产品，专业的配套厂家拥有专业技术力量和生产设备，以及完善的售后服务，先后不断进行技术创新，检测设备齐全，质保体系完善，采用先进的计算机辅助设计和计算机辅助制造，是产品质量不断提高来满足广大用户的要求。减速机齿轮材料均采用20CrMnTi经渗碳热处理磨齿加工，保证了产品的精度强度。产品具有低噪音、油温低、使用寿命长等特点，深受用户信赖。产品广泛应用于冶金、矿山、建材、石油化工、起重输送、通用机械等领域。公司一贯坚持“质量第一，用户至上，优质服务，信守合同”的宗旨，竭诚与八方好友共同合作。
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