生物生產機器人 教學大綱

1、教學大綱課程代碼：13120601 課程名稱：生物生產機器人學分：2.0 周學時：1.5-1.0面向對象：農業(yè)工程、農業(yè)機械化工程、農業(yè)電氣化與自動化專業(yè) 三、四年級本科生預修課程要求：計算機圖像處理與機器視覺，生物傳感器與測試技術，生物物料學，自動控制理論，機械工程基礎一、課程介紹（100-150字）（1）中文簡介機器人技術盡管相對較新，卻是為大家所公認的。生物生產是世界上最主要的產業(yè)之一。隨著現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，21世紀將逐漸形成一個自動化、智能化作業(yè)的現(xiàn)代新型生物生產產業(yè)。毫無疑問，生物生產將繼續(xù)成為改進和維持人類生存的關鍵。在很多生物生產系統(tǒng)中，機器人都是影響系統(tǒng)生產率的關鍵因素。

2、因此，如何應用機器人技術到生物生產中引起了人們的高度關注。本課程的目的就是幫助學生了解設計生物生產機器人所使用的基本原則，主要講述生物生產機器人的基本原理，包括機械手的組成、傳感元件、行走系統(tǒng)和推理算法，并對在現(xiàn)有生物生產系統(tǒng)中具有特殊設計和獨特功能的機器人進行了說明。（2）英文簡介Robotics is a relatively new but well-recognized technology. Bioproduction is one of the major industries worldwide. With the development of science technolog

3、y, it is expected that there will be an automatic and intelligent modern bioproduction industry in 21st Century. There is no doubt that bioproduction will continue to be a key industry needed for enhancing and sustaining human lives. In many bioproduction systems, robotics is an important factor tha

4、t influences system productivity. The application of robotics to bioproduction is therefore a subject matter that deserves a high degree of attention. The aim of course is to aid students in understanding the underlying principles used in designing bioproduction robots. This course provides a system

5、atic overview of robotics technologies applied to bioproduction tasks. The fundamentals are presented, including the major components of manipulators, sensing elements, traveling devices, and reasoning algorithms. And the special design considerations and unique features of the robots used in variou

6、s bioproduction systems are introduced.二、教學目標通過學習本課程可以使學生掌握生物生產機器人的設計要求、設計原理和方法以及進行研究的基本知識和技能，并了解國內外最新研究成果和發(fā)展趨勢，為今后從事相關研究打下良好的基礎。三、教學任務1）能夠說明生物生產機器人的主要構成要素及其特點；2）能夠掌握生物生產機器人的設計要求、設計原理和設計方法；3）能夠分析生物生產機器人現(xiàn)有實例，并評價其優(yōu)缺點，提出改進方案；4）能夠運用所學的基本知識和技能，設計生物生產機器人；5）了解國內外在此領域內的最新研究成果和發(fā)展趨勢，形成外文參考文獻的查閱能力；6）具有在討論和團隊作業(yè)

7、中的批評與合作的能力。注：以上結果可以通過課堂回答問題、討論、隨堂測驗、課程作業(yè)以及筆試等環(huán)節(jié)測量。四、教學安排課 次教學內容學時第1講第1章 引言1.1 何謂生物生產機器人？ 1.2 生物生產機器人的必要性 1.3 生物生產機器人的獨特性 1.4 專著概述第2章 生物生產機器人概述2.1 生物生產機器人的作業(yè)對象 2.2 生物體的特性 2.3 生物生產機器人的特征 2.4 對生物生產機器人的期望 2.5 多用途的生物生產機器人 2.6 生物生產機器人：工程技術、生物學與社會科學的綜合3學時第2講第3章 生物生產機器人的基本原理與組成3.1 機器人的基本原理 3.2 機器人的基本組成第4章 機

8、械手的設計與控制4.1 機械手的構造 4.2 機構評價 4.3 生物生產用機械手 4.4 末端執(zhí)行器的操作3學時第3講第5章 機器視覺（1）5.1照明與相機3學時第4講第5章 機器視覺（2）5.2反射光譜及其在農業(yè)機器人中的應用3學時第5講第5章 機器視覺（3）5.3圖像處理練習4學時第6講第6章 生物生產機器人常用傳感器6.1 除視覺感知外的外部傳感器 6.2 機械控制中的內部傳感器第7章 在生物生產環(huán)境中的自行走裝置7.1 車輪型 7.2 軌道型 7.3 履帶型 7.4 架式系統(tǒng)7.5 有腿機器人2學時第7講第8章 生物生產機器人智能化8.1 基于知識的決策支持8.2 模糊控制 8.3 機器人系統(tǒng)中人工神經網絡的應用第9章 可控環(huán)境下的生物生產機器人第10章 野外環(huán)境下的生物生產機器人3學時第8講第11章 食品生產機器人第12章 基于農業(yè)機器人的食品溯源 12.1 緒論 12.2 系統(tǒng)分析 12.3 工程經濟學 12.4 系統(tǒng)綜合3學時實驗課1實驗1：機械手運動及控制