机器人技术：燕山大学MOOC课程答案与考试题库2023

"该文档包含了燕山大学中国大学MOOC课程《机器人技术》的课后章节答案和期末考试题库，适用于2023年的学习和复习。文档内容涉及了机器人技术的基础概念、机器人与机械手的区别、机器人三定律、机器人的特性、雅可比矩阵及其应用、动力学分析、轨迹规划、运动学正解与逆解等多个知识点。" 在机器人技术中，机器人三定律是阿西莫夫提出的基本准则，它们确保机器人的行为不会对人类造成伤害。机器人的主要特征在于其独立的控制系统和多功能性，这使得它们能够适应各种作业任务，而不仅仅是单一的动作重复。 雅可比矩阵是机器人运动学中的关键概念，它描述了关节速度与末端执行器速度之间的关系，可用于求解速度、加速度，以及进行轨迹规划。雅可比矩阵可以通过静力递推法、矢量积法、求导法或速度递推法求得，且其逆可以用于解决逆解问题，即从位置到关节角度的转换。 动力学是研究机器人运动过程中力和力矩的学科，包括惯性力、向心力、科氏力和重力等项。动力学的求解方法如拉格朗日法和牛顿-欧拉法，对于理解机器人在不同工况下的行为至关重要。关节驱动力或力矩不仅与速度和加速度有关，还与位置相关。 轨迹规划是机器人操作的核心部分，涉及到位移、速度、加速度随时间的变化，可以在操作空间或关节空间中进行。路径规划则关注于在满足任务需求的同时，规划出位置和姿态的理想路径。 机器人的动力学分为正向动力学和逆向动力学两部分，前者描述力和力矩如何导致运动，后者则是从位置和速度求解所需的力和力矩。自由度少于6的机器人，其雅可比矩阵可能不是方阵，因为方阵通常对应于完整自由度的系统。 机器人的运动学正解是确定给定驱动变量时末端执行器的位置和姿态，这通常通过解析法或DH参数来实现。运动副轴线的选择会影响运动学模型的建立，而杆件坐标系则随杆件一起运动，方便描述杆件的运动状态。 这份资料涵盖了机器人技术的多个核心方面，对学习和理解机器人操作原理、控制策略和运动规划具有很高的参考价值。