機(jī)器人技術(shù)課程教學(xué)大綱

1、 機(jī)器人技術(shù)教學(xué)大綱課程性質(zhì)專(zhuān)業(yè)任選課課程編號(hào)xx882021課程名稱(chēng)機(jī)器人技術(shù)適用專(zhuān)業(yè)電子信息工程先修課程單片機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、C語(yǔ)言等總學(xué)時(shí) 32 其中理論 16 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn) 16 學(xué)時(shí)學(xué)分?jǐn)?shù)2一、課程簡(jiǎn)介機(jī)器人學(xué)是一門(mén)高度交叉的前沿學(xué)科，機(jī)器人技術(shù)是集力學(xué)、機(jī)械學(xué)、生物學(xué)、人類(lèi)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、控制論與控制工程學(xué)、電子工程學(xué)、人工智能、社會(huì)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)之大成，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的新技術(shù)。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生基本熟悉這門(mén)技術(shù)以及其發(fā)展?fàn)顩r，為今后從事光機(jī)電一體化與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造的研究工作打下基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)目標(biāo)通過(guò)本課程機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：掌握機(jī)

2、器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析、控制和使用的技術(shù)要點(diǎn)和基礎(chǔ)理論。能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。三、課程教學(xué)基本要求課前要求：本課程主要的先修課有線性代數(shù)、自動(dòng)控制原理、C語(yǔ)言、運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)、可編程控制器原理。本課程要求能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，來(lái)解決在機(jī)器人方面的有關(guān)問(wèn)題。課中要求：1）了解機(jī)器人和機(jī)器人學(xué)的基本知識(shí)。2）理解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的矩陣表示和位置的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。3）理解微分運(yùn)動(dòng)和雅克比矩陣的計(jì)算。4）. 了解常用的驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。5）. 了解常用的傳感器。6）. 理解視覺(jué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)和常用圖像處理技術(shù)；課后要求：1）、掌握工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，具有進(jìn)行

3、總體設(shè)計(jì)的能力；2）、掌握工業(yè)機(jī)器人整體性能、主要部件性能的分析方法；3）、掌握工業(yè)機(jī)器人常用的控制理論與方法，具有進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力；四、課程教學(xué)模塊（或教學(xué)內(nèi)容）與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)模塊知識(shí)點(diǎn)學(xué)時(shí)1機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)了解：工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及現(xiàn)狀，結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用情況，中國(guó)研制機(jī)器人的情況，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展方向，機(jī)器人技術(shù)在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用，如軍事、醫(yī)療、地質(zhì)勘測(cè)等。2學(xué)時(shí)2機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了解：相關(guān)的參數(shù)含義及設(shè)置，機(jī)器人設(shè)計(jì)的基本原理，基本方法。掌握：機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)組成。2學(xué)時(shí)3機(jī)器人的坐標(biāo)系統(tǒng)了解：機(jī)器人的連桿參數(shù)。掌握： 機(jī)器人坐標(biāo)的變換計(jì)算。2學(xué)時(shí)4機(jī)器人位置、速度運(yùn)動(dòng)學(xué)了解

4、：機(jī)器人速度和位置信息概念。掌握：運(yùn)用機(jī)器人位置、速度運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，機(jī)器人位置運(yùn)動(dòng)方程的建立，機(jī)器人位置、速度運(yùn)動(dòng)方程的求解。2學(xué)時(shí)5機(jī)器人控制學(xué)了解：機(jī)器人控制學(xué)的相關(guān)概念及基本知識(shí)。掌握：如何控制機(jī)器人進(jìn)行工作。2學(xué)時(shí)6工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感覺(jué)技術(shù)了解：機(jī)器人傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)及常用傳感器類(lèi)型。掌握：機(jī)器人多傳感器融合技術(shù)。2學(xué)時(shí)了解：感知分類(lèi)及技術(shù)內(nèi)容，光軸傳感器，觸覺(jué)技術(shù)、聽(tīng)覺(jué)技術(shù)、視覺(jué)技術(shù)。掌握：機(jī)器人配置感覺(jué)技術(shù)，適應(yīng)環(huán)境的變化。2學(xué)時(shí)7機(jī)器人實(shí)例與發(fā)展了解：工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)例，機(jī)器人在我國(guó)的發(fā)展。掌握：機(jī)器人具體應(yīng)用的實(shí)例。2學(xué)時(shí)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)內(nèi)容摘要實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型開(kāi)出要求1工業(yè)機(jī)

5、器人的安裝與調(diào)試根據(jù)安裝說(shuō)明書(shū)對(duì)機(jī)器人套件進(jìn)行安裝調(diào)試2學(xué)時(shí)驗(yàn)證性必做2屏幕的動(dòng)態(tài)顯示實(shí)現(xiàn)通過(guò)編程，在機(jī)器人平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)屏幕的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)顯示。2學(xué)時(shí)驗(yàn)證性必做3驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制通過(guò)編程，在機(jī)器人平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的有效控制。2學(xué)時(shí)驗(yàn)證性必做4模擬接口開(kāi)發(fā)通過(guò)編程，對(duì)機(jī)器人平臺(tái)上的模擬接口功能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。2學(xué)時(shí)驗(yàn)證性必做5DO端口開(kāi)發(fā)與使用通過(guò)編程，對(duì)機(jī)器人平臺(tái)上的DO端口功能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。2學(xué)時(shí)驗(yàn)證性必做6障礙探測(cè)功能開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)通過(guò)編程，使機(jī)器人具有障礙探測(cè)功能。2學(xué)時(shí)綜合性必做7機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制通過(guò)編程，在機(jī)器人完成一些復(fù)雜的作業(yè)時(shí)，除了對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)和末端點(diǎn)有位置要求外，還要求機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)

6、中間點(diǎn)的軌跡進(jìn)行嚴(yán)格控制。2學(xué)時(shí)綜合性必做8機(jī)器人的搬運(yùn)裝配實(shí)驗(yàn)通過(guò)編程，機(jī)器人搬運(yùn)、裝配。2學(xué)時(shí)綜合性必做五、教學(xué)方法與策略本門(mén)課采用課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，并輔之以課堂討論。用于基本概念、理論分析及應(yīng)用的課堂講授約占總學(xué)時(shí)的50%。實(shí)驗(yàn)操作約占總學(xué)時(shí)的50%。本課程安排8次實(shí)驗(yàn)課，以便學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能。六、學(xué)生學(xué)習(xí)成效考核方式考核環(huán)節(jié)構(gòu)成（均為100分制）評(píng)分依據(jù)占總成績(jī)的比重考勤學(xué)習(xí)態(tài)度，能按時(shí)到課。10%實(shí)驗(yàn)按時(shí)出勤，按完整要求實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)報(bào)告。40%期末考試閉卷考試。50%七、選用教材 HYPERLINK /s/ref=dp_byline_sr_book_1?ie=UTF8&field-author=%E5%88%98%E6%9E%81%E5%B3%B0&search-alias=books 劉極峰編著，機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，2013. 八、參考資料1郭洪紅主編，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)西安電子科技大學(xué)出版社2006. 2孟慶鑫，王曉東，機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006.3謝存禧、張鐵，機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2005.4 HYPERLINK /author/%D5%C5%C3%B5_1 t _blank 張玫編，機(jī)器人技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2012. 5 HYPERLINK /s/ref=d