第10卷 气动传动——典型系统分析（机械手、夹紧、公共汽车车门） 山东省（春季高考）《液压与气压传动》（高教版·第4版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第10卷 气动传动——典型系统分析（机械手、夹紧、公共汽车车门） 单元过关卷《液压与气压传动》机械制造类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 气压机械手的伸缩自由度依靠______实现。（ ） A. 气爪的开合​ B. 伸缩气缸​ C. 电机带动​ D. 人工推动​ 2. 气动机械手的夹持手指采用双作用气缸驱动，为实现夹紧和松开两个方向的往复运动，宜选用（ ） A. 二位三通换向阀 B. 二位五通换向阀 C. 三位三通换向阀 D. 单向节流阀 3. 机械手气爪抓取物体时，主要依靠（ ）​ A. 吸附力​ B. 摩擦力​ C. 重力​ D. 磁力​ 4. 气动机械手旋转动作的角度控制一般通过实现（ ）​ A. 限位开关 B. 编码器 C. 时间继电器 D. 压力传感器​ 5. 下列不属于气动机械手基本动作的是（ ） A. 伸缩 B. 旋转 C. 焊接 D. 抓取 6. 在气动机械手气压传动系统中，若机械手的速度控制不稳定，可能的原因是（ ） A. 气缸损坏 B. 控制阀选型错误 C. 气源压力波动 D. 传感器故障 7. 气动机械手下降动作的动力来源是（ ）​ A. 电机 B. 液压泵 C. 气缸 D. 电磁铁​ 8. 气动机械手实现自动化控制的核心部件是（ ）​ A. 气缸 B. 气管 C. 传感器 D. PLC​ 9. 编写 PLC 控制气压升降台与气缸顺序控制程序时，以下哪种编程语言最常用（ ） A. 汇编语言 B. C 语言 C. 梯形图语言 D. 机器语言 10. 气动公共汽车车门启闭速度过快，为减小开门和关门时的冲击，应在气缸进排气回路中调节（ ） A. 空气过滤器的过滤精度 B. 减压阀的供气压力 C. 单向节流阀的节流开度 D. 消声器的排气消声量 11. 气动机械手在汽车制造中用于搬运零部件，主要体现其______优势。（ ） A. 体积庞大​ B. 搬运精度低​ C. 可承受较大负载且搬运精准​ D. 操作复杂​ 12. 气动机械手中，用于实现手臂旋转动作的元件通常是（ ） A. 直线气缸 B. 摆动气缸 C. 气阀 D. 减压阀 13. 气动机械手中，实现手部抓取动作的常见执行元件是（ ） A. 齿轮马达 B. 夹紧气缸 C. 叶片泵 D. 液压缸 14. 工件夹紧气压传动系统中，当工件被夹紧后，系统通常处于______状态。（ ） A. 保压 B. 卸压 C. 升压 D. 无压 15. 刀具夹增（压）力原理主要用于哪种刀具的夹持（ ） A. 钻头 B. 铰刀 C. 镗刀 D. 铣刀 16. 刀具夹增（压）力原理是通过哪种力来夹持刀具（ ） A. 重力 B. 摩擦力 C. 弹簧力 D. 惯性力 17. 刀具夹增（压）力原理主要用于哪种加工中心（ ） A. 火花机 B. 数控车床 C. 镗床 D. 铣床 18. 拉门自动开闭系统的优势之一是什么（ ） A. 操作灵活 B. 效率高 C. 安全可靠 D. 维护方便 19. 拉门自动开闭系统采用了什么传动方式（ ） A. 气压传动 B. 液压传动 C. 电动传动 D. 机械传动 20. 公共汽车车门气压传动系统中，气缸的作用是（ ） A. 将气压能转化为机械能 B. 控制气流方向 C. 产生压缩空气 D. 储存压缩空气 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 机械手气爪的抓取力大小不能调节。（ ）​ 22. 气动机械手在所有工业场景中都适用。（ ）​ 23. 气动机械手只能完成简单的直线运动。（ ）​ 24. 气压机械手的自由度越多，其能完成的任务就越复杂。（ ）​ 25. PLC 输入 / 输出地址分配时，地址可以随意分配，不影响程序运行。（ ） 26. PLC 外部接线时，输入和输出线可以随意接，不影响控制效果。（ ）​ 27. 气动机械手动作顺序是固定不变的，不能根据实际需求修改。（ ）​ 28. 只要气动机械手的气源压力稳定，就不会出现连接气管飞出的故障。（ ） 29. 工件夹紧气压传动系统中，夹紧力越大越好。（ ） 30. 刀具夹增力原理中，增力大小受刀具形状等因素影响。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 举例说明气动机械手在两个不同行业中的应用及发挥的作用。​​ 32. 简述机械手气爪的设计要点。​ 33. 分析气动机械手相比人工操作的优势有哪些。​ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 在气压夹紧系统回路中：（1）指出元件1、2、5、6的名称；（2）指出该系统的动作顺序。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第10卷 气动传动——典型系统分析（机械手、夹紧、公共汽车车门） 单元过关卷《液压与气压传动》机械制造类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 气压机械手的伸缩自由度依靠______实现。（ ） A. 气爪的开合​ B. 伸缩气缸​ C. 电机带动​ D. 人工推动​ 【答案】B 【解析】伸缩气缸通过活塞杆的伸出和缩回实现伸缩运动，为机械手提供伸缩自由度。气爪负责抓取松开，电机带动在气动机械手中不是主要实现伸缩的方式，人工推动不符合自动化要求。 2. 气动机械手的夹持手指采用双作用气缸驱动，为实现夹紧和松开两个方向的往复运动，宜选用（ ） A. 二位三通换向阀 B. 二位五通换向阀 C. 三位三通换向阀 D. 单向节流阀 【答案】B 【解析】双作用气缸需要分别向无杆腔和有杆腔供气或排气，二位五通换向阀能够改变气缸两腔的进排气方向，从而实现夹紧和松开。二位三通换向阀通常适用于单作用气缸，单向节流阀主要用于调节执行元件的运动速度。 3. 机械手气爪抓取物体时，主要依靠（ ）​ A. 吸附力​ B. 摩擦力​ C. 重力​ D. 磁力​ 【答案】B 【解析】气爪抓取物体主要是通过气爪与物体表面接触产生摩擦力来实现抓取和稳定物体，不是依靠吸附力、重力或磁力（一般情况）。 4. 气动机械手旋转动作的角度控制一般通过实现（ ）​ A. 限位开关 B. 编码器 C. 时间继电器 D. 压力传感器​ 【答案】B 【解析】编码器可以精确测量旋转角度，通过反馈信号控制旋转动作角度，限位开关用于位置控制，时间继电器用于延时，压力传感器用于检测压力，所以选 B。 5. 下列不属于气动机械手基本动作的是（ ） A. 伸缩 B. 旋转 C. 焊接 D. 抓取 【答案】C 【解析】气动机械手的基本动作包括伸缩、旋转、抓取等，用于搬运、装卸工件；焊接是焊接设备的功能，不是机械手的基本动作。 6. 在气动机械手气压传动系统中，若机械手的速度控制不稳定，可能的原因是（ ） A. 气缸损坏 B. 控制阀选型错误 C. 气源压力波动 D. 传感器故障 【答案】C 【解析】气动机械手的速度控制不稳定可能与气源的压力波动有关，因为气压的稳定性直接影响气动元件的工作性能。 7. 气动机械手下降动作的动力来源是（ ）​ A. 电机 B. 液压泵 C. 气缸 D. 电磁铁​ 【答案】C 【解析】气动机械手依靠压缩空气驱动气缸实现动作，下降动作由气缸完成，电机一般用于旋转运动，液压泵用于液压系统，电磁铁有其他控制用途，所以选 C。 8. 气动机械手实现自动化控制的核心部件是（ ）​ A. 气缸 B. 气管 C. 传感器 D. PLC​ 【答案】D 【解析】PLC 可编程逻辑控制器能够根据预设程序控制气动机械手各动作顺序及逻辑，是实现自动化控制的核心，气缸执行动作，气管传输气体，传感器提供反馈信息，均不是核心，所以选 D。 9. 编写 PLC 控制气压升降台与气缸顺序控制程序时，以下哪种编程语言最常用（ ） A. 汇编语言 B. C 语言 C. 梯形图语言 D. 机器语言 【答案】C 【解析】梯形图语言形象直观，易于理解，符合电气控制工程师的思维习惯，是 PLC 编程中最常用的语言。汇编语言、C 语言和机器语言相对复杂，在 PLC 编程中较少使用。 10. 气动公共汽车车门启闭速度过快，为减小开门和关门时的冲击，应在气缸进排气回路中调节（ ） A. 空气过滤器的过滤精度 B. 减压阀的供气压力 C. 单向节流阀的节流开度 D. 消声器的排气消声量 【答案】C 【解析】单向节流阀能够限制气缸某一方向的进气量或排气量，从而调节车门气缸的运动速度，减小启闭冲击。空气过滤器用于净化压缩空气，减压阀用于稳定供气压力，消声器主要用于降低排气噪声。 11. 气动机械手在汽车制造中用于搬运零部件，主要体现其______优势。（ ） A. 体积庞大​ B. 搬运精度低​ C. 可承受较大负载且搬运精准​ D. 操作复杂​ 【答案】C 【解析】汽车零部件较重，需要设备能承受较大负载，同时为保证装配精度，搬运需精准。气动机械手可满足这些需求。A 选项体积不大；B 选项搬运精度高；D 选项操作相对简单。 12. 气动机械手中，用于实现手臂旋转动作的元件通常是（ ） A. 直线气缸 B. 摆动气缸 C. 气阀 D. 减压阀 【答案】B 【解析】摆动气缸能输出一定角度的旋转运动，可实现手臂旋转；直线气缸实现直线运动，气阀和减压阀是控制元件。 13. 气动机械手中，实现手部抓取动作的常见执行元件是（ ） A. 齿轮马达 B. 夹紧气缸 C. 叶片泵 D. 液压缸 【答案】B 【解析】夹紧气缸可驱动手指等部件实现抓取动作；齿轮马达是旋转执行元件，叶片泵是液压泵，液压缸用于液压系统。 14. 工件夹紧气压传动系统中，当工件被夹紧后，系统通常处于______状态。（ ） A. 保压 B. 卸压 C. 升压 D. 无压 【答案】A 【解析】工件夹紧后，为保持夹紧状态，系统通常需要保压，防止压力下降导致工件松动；卸压是松开工件时的状态，升压是夹紧过程中的状态。 15. 刀具夹增（压）力原理主要用于哪种刀具的夹持（ ） A. 钻头 B. 铰刀 C. 镗刀 D. 铣刀 【答案】D 【解析】刀具夹增（压）力原理主要用于铣刀的夹持，确保刀具稳固。 16. 刀具夹增（压）力原理是通过哪种力来夹持刀具（ ） A. 重力 B. 摩擦力 C. 弹簧力 D. 惯性力 【答案】C 【解析】刀具夹增（压）力原理是通过弹簧力来夹持刀具，确保刀具稳定可靠。 17. 刀具夹增（压）力原理主要用于哪种加工中心（ ） A. 火花机 B. 数控车床 C. 镗床 D. 铣床 【答案】D 【解析】刀具夹增（压）力原理主要用于数控铣床等设备上，确保刀具稳固。 18. 拉门自动开闭系统的优势之一是什么（ ） A. 操作灵活 B. 效率高 C. 安全可靠 D. 维护方便 【答案】C 【解析】拉门自动开闭系统的优势之一是安全可靠。 19. 拉门自动开闭系统采用了什么传动方式（ ） A. 气压传动 B. 液压传动 C. 电动传动 D. 机械传动 【答案】A 【解析】拉门自动开闭系统采用了气压传动方式。 20. 公共汽车车门气压传动系统中，气缸的作用是（ ） A. 将气压能转化为机械能 B. 控制气流方向 C. 产生压缩空气 D. 储存压缩空气 【答案】A 【解析】气缸是执行元件，通过压缩空气推动活塞运动，将气压能转化为机械能，驱动车门开关；控制方向用换向阀，产生气体用空压机，储存气体用储气罐。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 机械手气爪的抓取力大小不能调节。（ ）​ 【答案】错误 【解析】通过调节控制气爪的气压大小等方式，可以调节气爪的抓取力大小，以适应不同物体抓取需求。 22. 气动机械手在所有工业场景中都适用。（ ）​ 【答案】错误 【解析】虽然气动机械手应用广泛，但某些对精度要求极高且环境要求超洁净等特殊工业场景，可能不适合气动机械手，有更合适的其他自动化设备。 23. 气动机械手只能完成简单的直线运动。（ ）​ 【答案】错误 【解析】气动机械手通过不同自由度组合，可完成复杂的空间运动，如旋转、抓取等，并非只能做直线运动。 24. 气压机械手的自由度越多，其能完成的任务就越复杂。（ ）​ 【答案】正确 【解析】自由度增加，机械手在空间中的运动方式增多，能实现更复杂的动作组合，从而完成更复杂任务。 25. PLC 输入 / 输出地址分配时，地址可以随意分配，不影响程序运行。（ ） 【答案】错误 【解析】PLC 输入 / 输出地址分配需严格按照实际硬件连接和控制逻辑进行，错误的地址分配会导致程序无法正确识别输入信号和控制输出元件，影响系统正常运行。 26. PLC 外部接线时，输入和输出线可以随意接，不影响控制效果。（ ）​ 【答案】错误 【解析】输入和输出线必须按照正确的接线方式连接到对应的输入、输出端子，否则会导致信号错误，无法实现正确控制。 27. 气动机械手动作顺序是固定不变的，不能根据实际需求修改。（ ）​ 【答案】错误 【解析】气动机械手动作顺序可根据生产工艺等实际需求，通过修改 PLC 程序等方式进行调整。 28. 只要气动机械手的气源压力稳定，就不会出现连接气管飞出的故障。（ ） 【答案】错误 【解析】气管飞出除气压过高因素外，还可能因气管连接不牢固，如管接头未安装到位、密封不良，或气管本身质量问题等导致，气源压力稳定不能完全杜绝气管飞出故障。 29. 工件夹紧气压传动系统中，夹紧力越大越好。（ ） 【答案】错误 【解析】夹紧力过大可能会损坏工件，应根据工件材质、尺寸等因素确定合适的夹紧力，保证工件不松动且不被损坏即可。 30. 刀具夹增力原理中，增力大小受刀具形状等因素影响。（ ） 【答案】错误 【解析】刀具夹增力大小通常受刀具长度等因素影响，形状一般不是决定因素。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 举例说明气动机械手在两个不同行业中的应用及发挥的作用。​​ 【答案】（1）在电子装配行业，可快速精准抓取微小电子元件进行焊接、组装等操作，提高生产效率和产品质量，因为电子元件微小且对装配精度要求高，气动机械手能满足这些需求。​（2）在汽车制造行业，用于搬运汽车零部件，可承受较大负载且搬运精准，将零部件准确搬运到装配位置，提高装配效率，降低工人劳动强度，适应汽车制造大规模、高精度生产的要求。 【解析】气动机械手利用压缩空气驱动执行机构完成抓取、搬运、装配等动作，具有动作迅速、结构简单、易于自动控制等特点。在电子装配行业，电子元件体积小、质量轻且装配精度要求高，气动机械手能够按照设定动作快速、准确地抓取和放置元件，从而提高装配效率和产品质量。在汽车制造行业，气动机械手可用于搬运和装配汽车零部件，能够承受较大负载并重复完成定位、搬运等作业，适合大批量生产，有助于提高装配效率、保证定位精度并降低工人的劳动强度。答案列举了两个不同行业，并说明了具体应用及作用，符合题意。 32. 简述机械手气爪的设计要点。​ 【答案】（1）抓取物体的形状和尺寸：气爪设计要能适应不同形状和尺寸的物体，保证抓取稳定可靠，如针对圆形、方形物体设计不同形状的夹指。（2）抓取力大小：要根据被抓取物体的重量、材质等确定合适的抓取力，抓取力过大可能损坏物体，过小则抓取不稳，可通过调节气压等方式控制抓取力。（3）结构简单紧凑：便于安装、维护，减少占用空间，同时降低制造成本。（4）动作速度和灵活性：要能快速完成抓取和松开动作，且在抓取过程中能灵活调整位置和姿态。 【解析】机械手气爪的设计应首先考虑被抓取工件的形状、尺寸和表面特性，使夹指与工件保持良好接触并保证抓取稳定。抓取力应根据工件质量、材料、表面摩擦情况以及运动加速度等因素确定，既要防止工件滑落，又要避免夹伤或变形，必要时可通过调节供气压力进行控制。气爪结构应尽量简单、紧凑，便于安装、维护并减少占用空间。同时，应根据生产节拍合理选择气缸和传动结构，使气爪具有足够的动作速度和灵活性。此外，还应考虑夹指材料、耐磨性、导向精度及安全可靠性。题中答案从工件适应性、抓取力、结构和动作性能等方面概括了主要设计要点，内容正确。 33. 分析气动机械手相比人工操作的优势有哪些。​ 【答案】（1）提高生产效率：可连续高速工作，不受疲劳、情绪等因素影响，能在短时间内完成大量任务。（2）提升产品质量稳定性：动作精准度高，每次操作一致性好，可减少因人为因素导致的产品质量差异。（3）适应恶劣工作环境：能在高温、高压、粉尘、有毒等危险恶劣环境下工作，保障工人安全。（4）减轻劳动强度：将工人从繁重、重复的体力劳动中解放出来，工人可从事更具创造性和管理性的工作。 【解析】与人工操作相比，气动机械手可按照预定程序连续、重复地完成抓取、搬运和装配动作，通常具有较高的工作效率，且不受人的疲劳、情绪等因素影响。其动作和位置可通过气动回路及控制元件进行设定，重复性较好，有利于减少人为误差并提高产品质量稳定性。在高温、粉尘、具有一定危险性的环境中，机械手可代替人员完成作业，降低人员直接接触危险源的风险。对于繁重、重复性强的搬运和装配工作，气动机械手能够减轻工人的体力劳动，使人员转向监控、维护和管理等工作。因此，答案所述提高效率、保证质量、适应恶劣环境和减轻劳动强度均属于气动机械手相对人工操作的主要优势。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 在气压夹紧系统回路中：（1）指出元件1、2、5、6的名称；（2）指出该系统的动作顺序。 【答案】（1）5—单向节流阀、6—二位三通气动换向阀（中继阀）、2—二位三通机动行程阀、1—二位四通脚踏换向阀。 （2）缸A活塞杆伸出压下（定位）→夹紧缸B、C活塞杆伸出夹紧（加工）→夹紧缸B、C活塞杆返回→缸A的活塞杆返回。 【解析】根据回路中各元件的功能，元件5用于调节气流速度，因此为单向节流阀；元件6用于接收气动控制信号并切换主回路，属于二位三通气动换向阀（中继阀）；元件2由机械行程触发，用于发出换向控制信号，因此为二位三通机动行程阀；元件1由脚踏操作，用于启动或控制回路，属于二位四通脚踏换向阀。系统动作时，首先缸A活塞杆伸出并压下行程阀进行定位；随后控制信号使夹紧缸B、C活塞杆同时或按回路设定伸出，完成夹紧；加工完成后，B、C缸活塞杆返回并解除夹紧；最后缸A活塞杆返回，系统复位。因此动作顺序为：缸A活塞杆伸出压下（定位）→夹紧缸B、C活塞杆伸出夹紧（加工）→夹紧缸B、C活塞杆返回→缸A的活塞杆返回。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $