工业机器人技术课后题答案Word格式.docx

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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。

承载能力不仅指负载,而且还包括了机器人末端操作器

的质量。

第二章课后习题：

1、

工业上的机器人的手一般称之为末端操作器,它是机器人直

接用于抓取和握紧（吸附）专用工具（如喷枪、扳手、焊具、喷头

等）进行操作的部件。

具有模仿人手动作的功能,并安装于机器人

手臂的前端。

大致可分为以下几类:

（1）夹钳式取料手；

（2）吸附

式取料手；

（3）专用操作器及转换器；

（4）仿生多指灵巧手。

4、

R关节是一种翻转（Roll）关节。

B关节是一种折曲（Bend）关节。

Y关节是一种偏转（Yaw）关节。

具有俯仰、偏转和翻转运动,即

RPY运动。

5、

行走机构分为固定轨迹式和无固定轨迹式。

无固定轨迹式又

分为与地面连续接触（包括轮式和履带式）和与地面间断接触（步

行式）。

轮式在平地上行驶比较方便，履带式可以在泥泞道路上

和沙漠中行驶。

步行式有很大的适应性,尤其在有障碍物的通

道（如管道、台阶或楼梯）上或很难接近的工作场地更有优越性。

第三章课后习题：

1、点矢量v为[10.0020.0030.00]

T，相对参考系作如下齐次坐标

变换：

1.8660.5000.00011.0

A=

1.500

1.000

0.866

0.1

1.1

3.1

9.1

0001

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。

0.8660.5000.00011.010.009.66

，=Av=

解：

v

0.500

20.1

30.1

=

19.32

39

000111

属于复合变换：

0.8660.500

旋转算子Rot（Z，30）?

=

0.5

1.866

1

10011.0

平移算子Trans（11.0，-3.0，9.0）=

2、有一旋转变换，先绕固定坐标系Z0轴转45?

，再绕其X0轴转

30，?

最后绕其Y0轴转60?

，试求该齐次坐标变换矩阵。

齐次坐标变换矩阵R=Rot（Y，60?

）Rot（X，30?

）Rot（Z，45?

）

0.500.866010000.7070.70700

0.707

000100010001

2.0.0470.7500

2.0.6120.50

2.0.4360.4330

3、坐标系{B}起初与固定坐标系{O}相重合，现坐标系{B}绕ZB旋

转30，?

然后绕旋转后的动坐标系的XB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。

1000

起始矩阵：

B=O=

0.8670.35300

最后矩阵：

B′=Rot（Z，30）?

Rot（X，45）?

0.2

2.

1.2

3.2

9.2

4、如题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d2。

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。

θ10306090

d2/m0.50

0.8671.000.70

建立如图所示的坐标系

参数和关节变量

连杆连杆转连杆扭角连杆长连杆距

角θ度а

α

离d

1θ1000

200d20

cossin00100

11

d

2

A1Rot（Z,）

sin

cos

A

Trans（d

0,0）

00010001

机械手的运动方程式：

cossin0dcos

1121

T2AA

12

当θ1=0，d2=0.5时：

1000.5

手部中心位置值

B

当θ1=30，d2=0.8时

0.8660.500.433

3.

0.868

当θ1=60，d2=1.0时

0.8690.86600.5

0.3866

1.3866

当θ1=90，d2=0.7时

0100

3.3

6、题6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

A，A2及该机械手的运动学逆解。

Y1

X1

Y2

Y0

X2

X0

对于关节1：

{1}系相对于{0}系X0轴平移1m，然后绕Z0轴旋转

θ1;

对于关节2：

{2}系相对于{1}系X1轴平移1m，然后绕Z1轴旋转

θ2;

该二自由度机械手运动学方程式为：

T2AA，其中

A1Rot（Z0,1）Trans（1,0,0）

A2Rot（Z1,2）Trans（1,0,0）

所以，该二自由度机械手运动学方程式为：

c

s

css

T

根据该运动学方程为：

n

x

o

a

p

y

z

AA

cs01

用

sc00

111

A左乘上式，即

0010

将其左右两边元素对比，对应元素相等，可得

22

pp

xy

arctg（）

xy2

21

（1）

2

arctg

21

（

1）

arctg（）2