机器人学蔡自兴第四章课后答案

机器人学蔡自兴课后习题答案

其余的比较简单,大家可以自己考虑。

3、 坐标系}B {的位置变化如下:初始时,坐标系}A {与}B {重合,让坐标系}B {绕

B Z 轴旋转θ角;然后再绕B X 旋转φ角。给出把对矢量P B 的描述变为对P A 描述的

旋转矩阵。

解:Θ坐标系}B {相对自身坐标系(动系)的当前坐标系旋转两次,为相对变换,齐次变换顺序为依次右乘。

∴对P A 描述有 P T P B A

B A = ;

其中 ),(),(φθx Rot z Rot T A

B = 。 9、 图2-10a 示出摆放在坐标系中的两个相同的楔形物体。要求把它们重新摆放在图2-10b 所示位置。

(1)用数字值给出两个描述重新摆置的变换序列,每个变换表示沿某个轴平移或绕该轴旋转。

(2)作图说明每个从右至左的变换序列。

(3)作图说明每个从左至右的变换序列。

解:(1)方法1:如图建立两个坐标系}{1111z y x o 、}{2222z y x o ,与2个楔块相固联。

图1:楔块坐标系建立(方法1)

对楔块1进行的变换矩阵为:)90,()90,(1z Rot y Rot T = ;

机器人学蔡自兴课后习题答案

对楔块2进行的变换矩阵为:

)180,()90,()90,()4,0,3

其余的比较简单，大家可以自己考虑。

3. 坐标系{B}的位置变化如下：初始时，坐标系{A}与{B}重合，让坐标系{B}绕

A

ZB轴旋转 角；然后再绕XB旋转 角。给出把对矢量BP的描述变为对P描述

的旋转矩阵。

解： 坐标系{B}相对自身坐标系（动系）的当前坐标系旋转两次，为相对变换，齐次变

换顺序为依次右乘。

AB

对P描述有 AP ABTP ；

其中 ABT Rot(z, )Rot(x, ) 。

9. 图2-10a示出摆放在坐标系中的两个相同的楔形物体。要求把它们重新摆放在图2-10b所示位置。

（1）用数字值给出两个描述重新摆置的变换序列，每个变换表示沿某个轴平移或绕该轴旋转。

（2）作图说明每个从右至左的变换序列。 （3）作图说明每个从左至右的变换序列。

解：（1）方法1:如图建立两个坐标系{o1x1y1z1}、{o2x2y2z2}，与2个楔块相固联。

图1：楔块坐标系建立（方法1）

对楔块1进行的变换矩阵为：T1 Rot(y,90)Rot(z,90) ；

对楔块2进行的变换矩阵为：

oo

T2 Trans( 3,0,4)Rot(z, 90o)02TRot(x,90)Rot(z,180) ；

1 0 其中 02T 0 0 0 1

所以 ：T1

0 0

010

机器人学导论作业

3.1 [15]计算例3.3中平面操作臂的运动学方程。

建立坐标系，由书图3-7得

三连杆平面操作臂的连杆参数

i 1 2 3 ?C1?0T??S11?0??0?C2?1 2T??S2?0??0?C3?2?S33T??0??0? i?1a i?1di ?i 0 2 0 ?SC00110 L L120 0 0 ???12300??00? 10??01?2?SC0000100010L??120? 0??1?2?SC003L??30? ?0?1?1233?C123?0012T2T3T??S33T?1?0??0其中

?SC000L1C1?L2C12??0L1S1?L2S12? ?10?01?C123?cos(?1??2??3) S123?sin(?1??2??3)

3.4 [22]图3-30所示为三自由度机械臂，关节1和关节2相互垂直，关节2和关节3相互平行。如图所示，所有关节都处于初始位置。关节转角的正方向都已标出。在这个操作臂的简图中定义了连坐标系{0}

12TT2和{3}，并表示在图中。求变换矩阵，和3T。

01

解：如下图建立连杆坐标系，

据相应坐标，写出连杆参数表 i 1 2 3 4

? i

智能机器人学习教程

第1章 预备知识

1.1 虚拟机器人的结构与功能

1.1.1

身体结构

在VJC1.5中，有五种型号的机器人：AS-M、AS-MII、AS-UII、AS-InfoX和AS-InfoM。图1－1是虚拟机器人的外形。虚拟机器人的身体结构跟真实的能力风暴智能机器人是相似的。本书中的范例采用的机器人型号均为AS-MⅡ。设置机器人型号的方法参见附录B。

AS-MII （AS-M /AS-UII） AS-InfoM

AS-InfoX 图1－1 虚拟机器人外形

1.1.2 感觉器官

能力风暴智能机器人的感觉功能，是由机器人的传感器实现的。能力风暴机器人身上安装的传感器有以下几种：

1. 红外传感器

红外传感器由红外发射器和红外接收器两部分组成。一旦程序中发出“红外测障”的指令，红外发射器就开始发射红外线。红外线遇到障碍物会反射回来，被红外接收器接收，从而机器人就能判断出障碍物所在的方位。虚拟机器人能够检测左、右、前三个方向的障碍物，跟真实的能力风暴智能机器人基本相同。发射红外线的虚拟机器人如图1－2所示。

2. 光敏传感器

图1－2 机器人发射红外线示意图

光敏传感器能够检测光线的强度，检测到的值为0～

*(一)概念

1. 什么是机器人？

科幻作家阿西莫夫机器人三原则：1、不伤害人类；2、在原则下服从人给出的命令；3、在与上两个原则不矛盾的前提下保护自身。 我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。 2. 示教再现式机器人

先由人驱动操作机，再以示教动作作业，将示教作业程序、位置及其他信息存储起来，然后让机器人重现这些动作。 3. 按几何结构机器人通常有哪几种分类方式 按几何结构分：

1）直角坐标式机器人 2）圆柱坐标式机器人 3）球面坐标式机器人 4）关节式球面坐标机器人 4. 描述什么是机器人的位姿

机器人刚体参考点的位置和机器人刚体的姿态统称为刚体的位姿。 5. 机器人结构由哪几个部分组成

通常由四个相互作用的部分组成：执行机构、驱动单元、控制系统、智能系统。

6. 为了将圆柱形的零件放在平板上，机器人应具有几个自由度 一共需要5个：定位3个，放平稳2个。 7. 几何环境

答：几何环境指机器人的作业环境。

8. 机器人的主要特点有哪些？决定机器人通用性的因素又有哪些？ 机器人的主要特点有通用性、适应性。决定通用性有

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

！

人工智能作业题

1 － 1 什么是人工智能试从学科和能力两方面加以说明。

1 － 4 现在人工智能有哪些学派它们的任知观是什么

1 － 6 人工智能的主要研究和应用领域是什么其中，哪些是新的研究热点

2 － 6 用谓词演算公式表示下列英文句子 ( 多用而不是省用不同谓词和项。例如不要用单一的谓词字母来表示每个句子 ) 。

A computer system is intelligent if it can perform a task which,if performed by a human, requires intelligence.

2 － 7 把下列语句表示成语义网络描述：

(1) All man are mortal.

(2) Every cloud has a silver liming.

%

(3) All branch managers of DEC participate in a profit-sharing plan.

2 － 9 试构造一个描述你的寝室或办公室的框架系统。

补充题：

1 、张某被盗，公安局派出五个侦察员去调查。研究案情时，侦察员 A 说“赵与钱中至少有一人作案”；侦察员 B 说“钱与孙中至少有一人作案”；侦察员 C 说“孙与

1. 某人借款1万元，年利率12%，采用分期还款方式，每年末还款2000元，剩余不足2000

元的部分在最后一次2000元还款的下一年偿还。计算第5次偿还款后的贷款余额。

r

解：.B5 10000 1.125 2000S0.12 4917.7

2. 甲借款X，为期10年，年利率8%，若他在第10年末一次性偿还贷款本利和，其中的

利息部分要比分10年期均衡偿还的利息部分多468.05元，计算X。 解：x(1.0810 1) (

10x

x) 468.05,x 700.14 a100.08

3.一笔贷款每季末偿还一次，每次偿还1500元，每年计息4次的年名义利率为10%。若第1年末的贷款余额为12000元，计算最初贷款额。

解：

104

B L(1 ) 1500S10 1200,L 16514.37

44

r

4

或L=12000v 1500a

4

4

1004

16514.37

4.某人贷款1万元，为期10年，年利率为i，按偿债基金方式偿还贷款，每年末支出款为X，其中包括利息支出和偿债基金存款支出，偿债基金存款利率为2i，则该借款人每年需支出额为1.5X，计算i。

解：10000 (x 10000i)S0.08

10000=(1.5x-20000i)S0.08 i 6.9

5.某贷款

盛建伦：《数字逻辑与VHDL逻辑设计》习题解答

习题4解答

4-1

试用与非门设计实现函数F(A,B,C,D)=Σm(0,2,5,8,11,13,15)的组合逻辑电路。

解：首先用卡诺图对函数进行化简，然后变换成与非-与非表达式。

化简后的函数

4-2

CD AB 00 01 00 1 0 01 0 1 11 10 0 1 1 0 11 10 0 0 1 1 1 0 0 0 A

& & BC& & & & & F& F?B?C?D?A?B?D?BCD?ACD?B?C?D?A?B?D?BCD?ACD?B?C?D?A?B?D?BCD?ACDD& 试用逻辑门设计三变量的奇数判别电路。若输入变量中1的个数为奇数时，输出为1，否则输出为0。

解：本题的函数不能化简，但可以变换成异或表达式，使电路实现最简。 真值表： 逻辑函数表达式： A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 Y 0 1 1 0 1 0 0 1 =1 A B C 逻辑图