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。