工业机器人技术第四版郭洪红答案

第5章 工业机器人控制

第5章 工业机器人控制5.1 工业机器人控制系统的特点 5.2 工业机器人控制系统的主要功能 5.3 工业机器人的控制方式 5.4 电动机的控制 5.5 机械系统的控制 习题

第5章 工业机器人控制

5.1 工业机器人控制系统的特点机器人的结构是一个空间开链机构, 其各个关节的运动是 独立的, 为了实现末端点的运动轨迹, 需要多关节的运动协调。 因此, 其控制系统与普通的控制系统相比要复杂得多,具体如 下:  (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。经常要求正向运 动学和反向运动学的解, 除此之外还要考虑惯性力、 外力(包 括重力)、哥氏力及向心力的影响。

第5章 工业机器人控制 (2) 一个简单的机器人至少要有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) 把多个独立的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 由计算机来完成。 因此, 机器人控制系统必

工业通风第四版答案

4.某车间体积Vf=1000m3，由于突然发生事故，某种污染物大量散入车间，散发量为350mg/s，事故发生后10min被发现，立即开动事故风机，事故排风量为L=3.6m3/s，试问：风机启动后要经过多长时间室内污染物浓度才能降到100mg/m3以下（风机启动后污染物继续发散）。 解： ∵Vf=1000m3 ，L=3.6m3/s，x=350mg/m3， y0=0, y1= ∴??350?10?6033?210mg/m , y2=100mg/m VfVfLy1?x?Ly010003.6?210?350?3.6?0?ln?ln LLy2?x?Ly03.63.6?100?350?3.6?01000ln40.6?1028.82s≈17.15min 3.6 ?

5.某大修厂在喷漆室内对汽车外表喷漆，每台车需1.5h，消耗硝基漆12kg，硝基漆中含有20％的香蕉水，为了降低漆的黏度，便于工作，喷漆前又按漆与溶剂质量比4：1加入香蕉水，香蕉水的主要成分是：甲苯50％，环己酮8％，环己烷8%，乙酸乙酯30％，正丁醇4％，计算使车间空气符合卫生标准所需的最小通风量（取K值为1.0）

三、计算题

1. 在p?105Pa、t?30?C的环境下，SO2的体积浓度为C?0.5ppm，请问此环

境下SO2的质量浓度是多少？

2. 某厨房内产生的余热和余湿分别为Q?6kW、W?80g/s。现对房间进行全

面通风，以消除其余热和余湿。已知进气的温度和含湿量分别为t0?24?C、

d0?4g/kg干空气，排气的温度和含湿量分别不高于为tp?26?C、

dp?24g/kg干空气。如果空气的比热为c?1.01kJ/(kg??C)，请确定全面通风的通风量。

3. 某车间同时散发有害气体（CO和SO2）和热量，有害气体的发生量分别为：

XCO?120mg/s、XSO2?90mg/s，车间内余热量为Q?180kW。已知室外空气温度为tw?30?C，室内最高允许温度为tn?35?C。根据有关卫生标准知，车间内CO和SO2的最高允许浓度分别为yCO?30mg/m3和

ySO2?15mg/m3。如果设空气比热为c?1.01kJ/(kg??C)，空气密度为

??1.2kg/m3，安全系数K=6，请计算车间的全面通风量。

4. 某车间体积Vf =500m3，由于突然发生事故，一种有害物大量散入车间，散

发量为250mg/s，事故发生后5min被发现，立即开动事故风机，事故

第四章 工业机器人 机械系统设计

1、工业机器人总体设计主体结构设计 传动方式选择

主 要 内 容

模块化结构设计 材料选择 平衡系统设计

2、传动部件设计移动关节导轨及转动关节轴承 传动件的定位及消隙 谐波传动 丝杠螺母副及其滚珠丝杠传动 其它传动

主要内容3、臂部设计臂部设计的基本要求 手部分类 手臂的常用结构 手爪设计和选用的要求 臂部运动驱动力计算

5、手部设计概述

4、手腕设计概述

普通手爪设计 6、机身及行走机构设计 机身设计

手腕分类 行走机构设计 手腕设计举例

一

工业机器人总体设计

主体结构设计 关键是选择由连杆件和运动副组成的坐标形式 工业机器人的坐标形式直角坐标机器人 主体结构有三个自由度， 主体结构有三个自由度，全为伸缩 圆柱坐标机器人 主体结构有三个自由度，腰转、升降、伸缩 主体结构有三个自由度，腰转、升降、 球面坐标机器人 主体结构有三个自由度，转动、转动和伸缩 主体结构有三个自由度，转动、 关节坐标机器人 主体结构有三个自由度，全为转动 主体结构有三个自由度，

一 工业机器人总体设计传动方式选择选择驱动源和传动装置与关节部件的连接、 选择驱动源和传动装置与关节部件的连接、驱动方式 工业机器人的传动形式传动形式 直接连结传 动 特征 直接装

第四章 工业机器人 机械系统设计

1、工业机器人总体设计主体结构设计 传动方式选择

主 要 内 容

模块化结构设计 材料选择 平衡系统设计

2、传动部件设计移动关节导轨及转动关节轴承 传动件的定位及消隙 谐波传动 丝杠螺母副及其滚珠丝杠传动 其它传动

主要内容3、臂部设计臂部设计的基本要求 手部分类 手臂的常用结构 手爪设计和选用的要求 臂部运动驱动力计算

5、手部设计概述

4、手腕设计概述

普通手爪设计 6、机身及行走机构设计 机身设计

手腕分类 行走机构设计 手腕设计举例

一

工业机器人总体设计

主体结构设计 关键是选择由连杆件和运动副组成的坐标形式 工业机器人的坐标形式直角坐标机器人 主体结构有三个自由度， 主体结构有三个自由度，全为伸缩 圆柱坐标机器人 主体结构有三个自由度，腰转、升降、伸缩 主体结构有三个自由度，腰转、升降、 球面坐标机器人 主体结构有三个自由度，转动、转动和伸缩 主体结构有三个自由度，转动、 关节坐标机器人 主体结构有三个自由度，全为转动 主体结构有三个自由度，

一 工业机器人总体设计传动方式选择选择驱动源和传动装置与关节部件的连接、 选择驱动源和传动装置与关节部件的连接、驱动方式 工业机器人的传动形式传动形式 直接连结传 动 特征 直接装

三、计算题

1. 在p?105Pa、t?30?C的环境下，SO2的体积浓度为C?0.5ppm，请问此环

境下SO2的质量浓度是多少？

2. 某厨房内产生的余热和余湿分别为Q?6kW、W?80g/s。现对房间进行全

面通风，以消除其余热和余湿。已知进气的温度和含湿量分别为t0?24?C、

d0?4g/kg干空气，排气的温度和含湿量分别不高于为tp?26?C、

dp?24g/kg干空气。如果空气的比热为c?1.01kJ/(kg??C)，请确定全面通风的通风量。

3. 某车间同时散发有害气体（CO和SO2）和热量，有害气体的发生量分别为：

XCO?120mg/s、XSO2?90mg/s，车间内余热量为Q?180kW。已知室外空气温度为tw?30?C，室内最高允许温度为tn?35?C。根据有关卫生标准知，车间内CO和SO2的最高允许浓度分别为yCO?30mg/m3和

ySO2?15mg/m3。如果设空气比热为c?1.01kJ/(kg??C)，空气密度为

??1.2kg/m3，安全系数K=6，请计算车间的全面通风量。

4. 某车间体积Vf =500m3，由于突然发生事故，一种有害物大量散入车间，散

发量为250mg/s，事故发生后5min被发现，立即开动事故风机，事故

1-1试述 电力系统的组成及各部分的作用?

各级电压的电力线路将发电厂、 变配电所和电力用户联系起来的一个发电、 输电、 变电、配 电及用电的整体即为电力系统。电力系统由以下几部分组成:

(1 发电 将一次能源转换成电能的过程即为 “发电” 。 根据一次能源的不同, 有火力发电、 水力发电和核能发电,还有风力、地热、潮汐和太阳能等发电方式。

(2变电与配电

变电所的功能是接受电能、转换电压和分配电能。 仅用于接收和分配电能,而没有变压器的场所称为配电所

(3电力线路 电力线路将发电厂、变电所和电能用户连接起来,完成输送电能和分配电 能的任务。

(4电能用户 包括工业、企业在内的所有用户(用电单位 ,使用(消耗电能 1-4 电力系统 中性点运行方式 有哪几种?各自的特点是什么?

答:电力系统中性点运行方式有中性点有效接地系统(包括中性点直接接地系统和中性 点非有效接地系统(包括中性点不接地和中性点经消弧线圈或电阻接地 。

1中性点不接地系统

特点:发生单相接地故障时, 线电压不变, 非故障相对地电压升高到原来相电压的√ 3倍, 故障相电容电流增大到原来的 3倍。

2中性点经消弧线圈接地系统

特点:发生单相接地故障时,与中性点不接地系统一样,非故

工业通风（第四版）

作者： 孙一坚，沈恒根 主编

内容简介：

本书系统地讲述了工业通风的原理、设计和计算方法，其中对各种局部排风罩的工作原理、常用除尘器的除尘机理及有害气体吸收和吸附的机理做了较为详细的介绍。增加了蒸发冷却通风、通风除尘系统的运行调节等内容。

本版在《工业通风》(第三版)的基础上修订而成，根据近年来工业通风技术的发展、与本专业有关的国家标准规范的修订变化以及注册公用设备工程师(暖通空调专业)考试与通风相关的内容要求，对本书相关内容进行了修改。新增了全面通风方式的分类、蒸发冷却通风、滤筒式除尘器、电袋组合式除尘器、通风(除尘)系统的运行调节等内容。 目录：

第1章 工业污染物及其防治的综合措施 1.1 颗粒物、污染气体的来源及危害 1.2 工业污染物在车间内的传播机理 1.3 气象条件对人体生理的影响 1.4 污染物浓度、卫生标准和排放标准 1.5 防治工业污染物的综合措施 习题

第2章 控制工业污染物的通风方法 2.1 局部通风 2.2 全面通风 2.3 蒸发冷却降温通风 2.4 事故通风 习题

第3章局部排风罩 3.1 密闭罩 3.2 柜式排风罩 3.3 外部吸气罩

3.4 热源上部接受式排风罩 3.5 槽边排风罩

第八章 相量法

求解电路的正弦稳态响应，在数学上是求非齐次微分方程的特解。引用相量法使求解微分方程特解的运算变为复数的代数运运算，从儿大大简化了正弦稳态响应的数学运算。

所谓相量法，就是电压、电流用相量表示，RLC元件用阻抗或导纳表示，画出电路的相量模型，利用KCL,KVL和欧姆定律的相量形式列写出未知电压、电流相量的代数方程加以求解，因此，应用相量法应熟练掌握：（1）正弦信号的相量表示；（2）KCL,KVL的相量表示；（3）RLC元件伏安关系式的相量形式；（4）复数的运算。这就是用相量分析电路的理论根据。

8－1 将下列复数化为极坐标形式：

（1）F1??5?j5；（2）F2??4?j3；（3）F3?20?j40； （4）F4?j10；（5）F5??3；（6）F6?2.78?j9.20。 解：（1）F1??5?j5?a?? a?(?5)2?(?5)2?52 ??arctan?5??135?(因F1在第三象限) ?5故F1的极坐标形式为F1?52??135?

（2）F2??4?j3?(?4)2?32?arctan(3?4)?5?143.13?（F2在第二

第四章 电路定理

电路定理是电路理论的重要组成部分，为我们求解电路问题提供了另一种分析方法，这些方法具有比较灵活，变换形式多样，目的性强的特点。因此相对来说比第三章中的方程式法较难掌握一些，但应用正确，将使一些看似复杂的问题的求解过程变得非常简单。应用定理分析电路问题必须做到理解其内容，注意使用的范围、条件，熟练掌握使用的方法和步骤。需要指出，在很多问题中定理和方程法往往又是结合使用的。 4-1 应用叠加定理求图示电路中电压uab。

解：首先画出两个电源单独作用式的分电路入题解4-1图（a）和（b）所示。

对（a）图应用结点电压法可得

115sint (1??)un1?32?115sint?3sintV 解得 un1?53u11(1)uab?n1?1?un1??3sint?sintV

2?133对（b）图，应用电阻的分流公式有

i?11?t??e1153?2?1?13e?tA

1(2)所以 uab?1?i?e?t?0.2e?tV

51)(2)?tsint?0.2e故由叠加定理得 uab?u(ab?uab?V

4-2 应用叠加定理求图示电路中电压u。

解：画出电源分别作用的分电路如题解（a）和（b