機(jī)器人技術(shù)(一)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)專業(yè)任選課課程編號xx882021課程名稱機(jī)器人技術(shù)適用專業(yè)電子信息工程、軟件工程先修課程單片機(jī)原理、自動控制原理、C語言、傳感器技術(shù)及應(yīng)用總學(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)2一課程簡介機(jī)器人學(xué)是一門高度交叉的前沿學(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、社會學(xué)等多 學(xué)科知識之大成，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的新技術(shù)。通過該課程的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生基本熟悉 這門技術(shù)以及其開展?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)通過本課程數(shù)字信號處理的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下

2、目標(biāo)：知識目標(biāo)：掌握機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動分析、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)理論和專業(yè)知識進(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)、自動控制原理、C語言、運(yùn)動控制基礎(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，來解決在機(jī)器人方面的有 關(guān)問題。課中要求：. 了解機(jī)器人和機(jī)器人學(xué)的基本知識。.理解機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的矩陣表示和位置的運(yùn)動學(xué)方程。.理解微分運(yùn)動和雅克比矩陣的計(jì)算。了解常用的驅(qū)動器和驅(qū)動系統(tǒng)。了解常用的傳感器。.理解視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識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)分配序號教學(xué)模塊知識點(diǎn)學(xué)時(shí)1機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)了解：工業(yè)機(jī)器人的開展及現(xiàn)狀，結(jié)構(gòu)原理及 應(yīng)用情況，中國研制機(jī)器人的情況，機(jī)器人技 術(shù)的開展方向，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。 掌握：如何控制機(jī)器人進(jìn)行工作。2學(xué)時(shí)

4、4工業(yè)機(jī)器人 的環(huán)境感覺 技術(shù)了解：機(jī)器人傳感器的基礎(chǔ)知識及常用傳感器類型。掌握：機(jī)器人多傳感器融合技術(shù)。4學(xué)時(shí)了解：感知分類及技術(shù)內(nèi)容，光軸傳感器，觸 覺技術(shù)、聽覺技術(shù)、視覺技術(shù)。掌握：機(jī)器人配置感覺技術(shù)，適應(yīng)環(huán)境的變化。4學(xué)時(shí)5機(jī)器人實(shí)例 與開展了解：工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)例，機(jī)器人在我國的開展。掌握：機(jī)器人具體應(yīng)用的實(shí)例。2學(xué)時(shí)序 號實(shí)驗(yàn)工程名稱內(nèi)容摘要實(shí)驗(yàn) 學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn) 類型開出 要求1工業(yè)機(jī)器人的安 裝與調(diào)試根據(jù)安裝說明書對機(jī)器人套件進(jìn)行安 裝調(diào)試2學(xué)時(shí)證 驗(yàn)性必做2屏幕的動態(tài)顯示 實(shí)現(xiàn)通過編程，在機(jī)器人平臺上實(shí)現(xiàn)屏幕的 動態(tài)和靜態(tài)顯示。2學(xué)時(shí)證 驗(yàn)性必做3驅(qū)動電機(jī)控制通過編程，在機(jī)器人平臺上

5、實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動 電機(jī)的有效控制。2學(xué)時(shí)驗(yàn)證 性必做4模擬接口開發(fā)通過編程，對機(jī)器人平臺上的模擬接口 功能進(jìn)行開發(fā)。2學(xué)時(shí)驗(yàn)證 性必做5DO端口開發(fā)與使 用通過編程，對機(jī)器人平臺上的DO端口 功能進(jìn)行開發(fā)。2學(xué)時(shí)驗(yàn)證 性必做6障礙探測功能開 發(fā)與實(shí)現(xiàn)通過編程，使機(jī)器人具有障礙探測功 能。2學(xué)時(shí)合 綜性必做7機(jī)器人運(yùn)動控制通過編程，在機(jī)器人完成一些復(fù)雜的作 業(yè)時(shí)，除了對機(jī)器人的運(yùn)動起點(diǎn)和末端 點(diǎn)有位置要求外，還要求機(jī)器人在運(yùn)動 過程中對中間點(diǎn)的軌跡進(jìn)行嚴(yán)格控制。2學(xué)時(shí)綜合 性選做8機(jī)器人的搬運(yùn)裝 配實(shí)驗(yàn)通過編程，機(jī)器人搬運(yùn)、裝配。2學(xué)時(shí)綜合 性選做9巡線機(jī)器人設(shè)計(jì)制作動手制作一款機(jī)器人，能夠按照指 定

6、軌跡進(jìn)行運(yùn)動，完成機(jī)器人設(shè)計(jì) 制作及程序控制。2學(xué)時(shí)合 綜性選做10避障機(jī)器人設(shè)計(jì)制作動手制作一款機(jī)器人，能夠識別并 躲避局部障礙及危險(xiǎn)，完成機(jī)器人 設(shè)計(jì)制作及程序控制2學(xué)時(shí)綜合 性選做五、教學(xué)方法與策略本門課采用課堂教學(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)成效考核方式七、選用教材考核環(huán)節(jié)構(gòu)成（均為100分制）評分依據(jù)占總成績 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%1劉極峰編著.機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ).北京：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：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：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，