工業(yè)機(jī)器人概述課程教學(xué)大綱

1、工業(yè)機(jī)器人概述”課程教學(xué)大綱英文名稱：IntroductiontoIndustrialRobotics課程編號(hào)：MACH3451學(xué)時(shí)：48（理論學(xué)時(shí)：16實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：32課外學(xué)時(shí)：16）學(xué)分：2適用對(duì)象：機(jī)械、能動(dòng)類本科生先修課程：高等數(shù)學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、自動(dòng)控制理論（機(jī)械控制理論基礎(chǔ)）使用教材及參考書：1王孫安，董霞.工業(yè)機(jī)器人概述.自編教材.2吳振彪，王正家.工業(yè)機(jī)器人（第二版）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.3孟慶鑫，王曉東.機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006.一、課程性質(zhì)和目的性質(zhì)：專業(yè)課目的：1 .培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的基本組成、原理及分類的認(rèn)識(shí)；2

2、.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析的能力；3 .培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人傳感器選擇應(yīng)用的能力；4 .培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的方案選擇及設(shè)計(jì)能力；5 .培養(yǎng)學(xué)生對(duì)典型工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和控制的綜合能力。二、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介（200字左右）機(jī)器人學(xué)是當(dāng)今世界最活躍的研究領(lǐng)域之一，它涉及機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及人工智能等多個(gè)學(xué)科。工業(yè)機(jī)器人是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，代替人類去完成許多艱巨而又復(fù)雜的極限工作任務(wù)。本課程主要介紹工業(yè)機(jī)器人的基本機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析，以及其內(nèi)外部傳感器和控制技術(shù)等基礎(chǔ)理論和技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，并以實(shí)際工程應(yīng)用為背景，介紹如何對(duì)典型工業(yè)

3、機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、建模及控制。三、教學(xué)基本要求1 .了解工業(yè)機(jī)器人的基本概念和工作原理；2 .掌握工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)知識(shí)；3 .掌握機(jī)器人傳感器基礎(chǔ)及熟悉傳感器的選用；4 .掌握機(jī)器人的一般控制技術(shù)，學(xué)會(huì)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行有效控制；5 .初步學(xué)會(huì)工程應(yīng)用背景下工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析及控制方法。四、教學(xué)內(nèi)容及安排第一章：緒論1. 了解工業(yè)機(jī)器人的基本概念、組成、特點(diǎn)以及分類；2. 了解工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用教學(xué)安排及教學(xué)方式教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配課后環(huán)節(jié)（請(qǐng)打“4”章節(jié)數(shù)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)討論作業(yè)自學(xué)綜合大作業(yè)其他1.1-1.32V第二章：工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1 .了解

4、工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)原則；2 .掌握工業(yè)機(jī)器人的手部、腕部和臂部的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及結(jié)構(gòu)形式;3,掌握工業(yè)機(jī)器人的機(jī)身及行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則及型式。教學(xué)安排及教學(xué)方式教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配課后環(huán)節(jié)（請(qǐng)打“力”章節(jié)數(shù)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)討論作業(yè)自學(xué)綜合大作業(yè)其他2.1-2.544VV第三章：工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析1 .理解并掌握齊次坐標(biāo)與齊次變換表達(dá)；2 .理解并掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的建立及其求解方法;3,理解雅克比矩陣的概念及其特點(diǎn)。教學(xué)安排及教學(xué)方式教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配課后環(huán)節(jié)（請(qǐng)打“4”章節(jié)數(shù)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)討論作業(yè)自學(xué)綜合大作業(yè)其他3.1-3.644VV第四章：工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析1 .理解機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)；2,掌握

5、牛頓-歐拉法和拉格朗日法建立機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程的方教學(xué)安排及教學(xué)方式教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配課后環(huán)節(jié)（請(qǐng)打“4”章節(jié)數(shù)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)討論作業(yè)自學(xué)綜合大作業(yè)其他4.1-4.324VV第五章：工業(yè)機(jī)器人的感覺2 .了解機(jī)器人傳感器系統(tǒng)；3 .掌握機(jī)器人內(nèi)在感知傳感器的種類、原理及特點(diǎn);4 .掌握機(jī)器人外部感知傳感器的種類、原理及特點(diǎn)。教學(xué)安排及教學(xué)方式教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配課后環(huán)節(jié)（請(qǐng)打“4”章節(jié)數(shù)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)討論作業(yè)自學(xué)綜合大作業(yè)其他5.1-5.426VV第六章：工業(yè)機(jī)器人的控制1 .了解工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及分類；2 .掌握工業(yè)機(jī)器人獨(dú)立關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的控制方法;3 .掌握工業(yè)機(jī)器人位置控制和力方法；4 .掌握機(jī)器

6、人的軌跡規(guī)劃概念及方法。教學(xué)安排及教學(xué)方式教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配課后環(huán)節(jié)（請(qǐng)打“4”章節(jié)數(shù)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)討論作業(yè)自學(xué)綜合大作業(yè)其他6.1-6.526VV第七章：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)例分析1 .理解典型工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建模及控制方法；2 .掌握焊接機(jī)器人、裝配機(jī)器人、搬運(yùn)及碼垛機(jī)器人以及輪式移動(dòng)機(jī)器人的工作特點(diǎn)、系統(tǒng)構(gòu)成及控制方法。教學(xué)安排及教學(xué)方式教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配課后環(huán)節(jié)(請(qǐng)打“4”章節(jié)數(shù)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)討論作業(yè)自學(xué)綜合大作業(yè)其他7.1-7.426VV五、實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)：多自由度(5或6自由度)搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)控制，32學(xué)時(shí)內(nèi)容：(1)多自由度機(jī)器人的結(jié)構(gòu)分析；(2)多自由度機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析；

7、(3)多自由度機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)器和傳感器選擇；(4)多自由度機(jī)器人的搬運(yùn)作業(yè)控制。目的：掌握完整的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)分析及控制方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。六、課外學(xué)時(shí)分配章內(nèi)容參考學(xué)時(shí)1緒論22工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)23工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析24工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)分析25工業(yè)機(jī)器人的感覺26工業(yè)機(jī)器人的控制27工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)例分析4七、考核方式閉卷：閉卷考試成績(jī)占40%,平時(shí)作業(yè)占20%;實(shí)驗(yàn)成績(jī)占40%八、本課程各教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)的貢獻(xiàn)度見下表知識(shí)能力素質(zhì)要求教學(xué)環(huán)節(jié)課后環(huán)節(jié)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)討論作業(yè)自學(xué)綜合大作業(yè)其他K1K2K3OOOK4°OA1A2A3A4A5OOOA6A7A8OOOC1知識(shí)能力素質(zhì)要求教學(xué)環(huán)節(jié)課后環(huán)節(jié)授課實(shí)驗(yàn)上機(jī)討論作業(yè)自學(xué)綜合大作業(yè)其他C2