机器人技术第二次作业

1、 机器人控制系统的特点是什么?机器人控制的基本单元有哪些?

答:机器人控制系统的特点是

1) 机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。机器人手足的状态可以在各种坐标下进行描述,应当根据需要,选择不同的参考坐标系,并做适当的坐标变换。经常要求解运动学正问题和逆问题,除此之外还要考虑惯性力、外力及哥氏力、向心力的影响。

2) 一个简单的机器人也至少有3~5个自由度,比较复杂的机器人有十几个、甚至几十个自由度。每个自由度一般包含一个伺服机构,它们必须协调起来,组成一个多变量控制系统。

3) 把多个伺服系统有机地协调起来,使其按照人的意志行动,甚至赋予机器人一定的“智能”,这个任务只能由计算机完。因此,机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。同时,计算机软件担负着艰巨的任务。

4) 描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,随着状态的不同和外力的变化,其参数也在变化,各变量之间还存在耦合。因此,仅仅利用位置闭环是不够的,还要利用速度闭环甚至加速度闭环。系统中经常使用重力补偿、前馈、解耦或自适应控制等方法。

5) 机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成,因此存在一个“最优”的问题。较高级的机器人可以用人工智能的方法,用计算机建立庞大的信息库,借助信息库进行控制、决策、管理和操作。根据传感器和模式识别的方法获得对象及环境的工况,按照给定的指标要求,自动地选择最佳的控制规律。;

机器人控制的基本单元有电动机,减速器,驱动电路,运动特性检测传感器,控制系统的硬件,控制系统的软件

2、 目前使用较多的机器人传感器有哪几种?机器人传感的分类?

答:内部传感器和外部传感器内部传感器和外部传感器;

机器人传感的分类:内部传感器和外部传感器:

内部传感器:自身状态检测(如:位置、姿态、运动、力等),用到的传感器主要有:位置、角度、力、姿态、速度传感器等;

外部传感器:对外部环境的感觉(如:距离、接近程度、接触状态等)。

主要集中在外部传感器上,因为这是机器人升代的重要标志。

感觉类型:视觉、听觉、接触觉、嗅觉、味觉。

3、机器人视觉系统的硬件和软件各有哪些组成?

机器人视觉系统的硬件:( 1) 景物和距离传感器 常用的摄像机、CCD 图像传 感器、超声波传感器和结构光设备等。 ( 2) 视频信号数字化设备 其任务是把摄像机或 CCD 输出的信号转换成方便计算和分析的数字信号。

( 3) 视频信号快速处理器, 视频信号实时、快速、并行 算法的硬件实现设备: 如 DSP 系统。 ( 4) 计算机及其外设 根据系统的需要可以选用不 同的计算机及其外设来满足机器人视觉信息处理及机器 人控制的需要。

( 5) 机器人或机械手及其控制器。

机器人视觉系统的软件: ( 1) 计算机系统软件 选用不同类型的计算机, 就有 不同的操作系

统和它所支持的各种语言、数据库等。

( 2) 机器人视觉信息处理算法 描述、识别和解释等算法。 ( 3) 机器人控制软件。

1、 机器人控制系统的特点是什么?机器人控制的基本单元有哪些?

答:机器人控制系统的特点是

1) 机器人的控制与机构运动学及动力学密切相关。机器人手足的状态可以在各种坐标下进行描述,应当根据需要,选择不同的参考坐标系,并做适当的坐标变换。经常要求解运动学正问题和逆问题,除此之外还要考虑惯性力、外力及哥氏力、向心力的影响。

2) 一个简单的机器人也至少有3~5个自由度,比较复杂的机器人有十几个、甚至几十个自由度。每个自由度一般包含一个伺服机构,它们必须协调起来,组成一个多变量控制系统。

3) 把多个伺服系统有机地协调起来,使其按照人的意志行动,甚至赋予机器人一定的“智能”,这个任务只能由计算机完。因此,机器人控制系统必须是一个计算机控制系统。同时,计算机软件担负着艰巨的任务。

4) 描述机器人状态和运动的数学模型是一个非线性模型,随着状态的不同和外力的变化,其参数也在变化,各变量之间还存在耦合。因此,仅仅利用位置闭环是不够的,还要利用速度闭环甚至加速度闭环。系统中经常使用重力补偿、前馈、解耦或自适应控制等方法。

5) 机器人的动作往往可以通过不同的方式和路径来完成,因此存在一个“最优”的问题。较高级的机器人可以用人工智能的方法,用计算机建立庞大的信息库,借助信息库进行控制、决策、管理和操作。根据传感器和模式识别的方法获得对象及环境的工况,按照给定的指标要求,自动地选择最佳的控制规律。;

机器人控制的基本单元有电动机,减速器,驱动电路,运动特性检测传感器,控制系统的硬件,控制系统的软件

2、 目前使用较多的机器人传感器有哪几种?机器人传感的分类?

答:内部传感器和外部传感器内部传感器和外部传感器;

机器人传感的分类:内部传感器和外部传感器:

内部传感器:自身状态检测(如:位置、姿态、运动、力等),用到的传感器主要有:位置、角度、力、姿态、速度传感器等;

外部传感器:对外部环境的感觉(如:距离、接近程度、接触状态等)。

主要集中在外部传感器上,因为这是机器人升代的重要标志。

感觉类型:视觉、听觉、接触觉、嗅觉、味觉。

3、机器人视觉系统的硬件和软件各有哪些组成?

机器人视觉系统的硬件:( 1) 景物和距离传感器 常用的摄像机、CCD 图像传 感器、超声波传感器和结构光设备等。 ( 2) 视频信号数字化设备 其任务是把摄像机或 CCD 输出的信号转换成方便计算和分析的数字信号。

( 3) 视频信号快速处理器, 视频信号实时、快速、并行 算法的硬件实现设备: 如 DSP 系统。 ( 4) 计算机及其外设 根据系统的需要可以选用不 同的计算机及其外设来满足机器人视觉信息处理及机器 人控制的需要。

( 5) 机器人或机械手及其控制器。

机器人视觉系统的软件: ( 1) 计算机系统软件 选用不同类型的计算机, 就有 不同的操作系

统和它所支持的各种语言、数据库等。

( 2) 机器人视觉信息处理算法 描述、识别和解释等算法。 ( 3) 机器人控制软件。


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