《機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論》課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE180《機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論》教學(xué)大綱課程名稱：機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論(IntroductiontoRobotics）課程編碼：1502ZY027 課程類別：專業(yè)課程-選修學(xué) 分：2.5總學(xué)時：40，其中理論學(xué)時40適用專業(yè)：電子信息工程先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)物理。一、課程性質(zhì)二、課程目標(biāo)（一）育人目標(biāo)（二）知識和能力目標(biāo)1、系統(tǒng)了解機(jī)器人學(xué)的基礎(chǔ)知識，重點(diǎn)是機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特性2、初步掌握機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路和方法課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)11.3對所建立的數(shù)學(xué)模型和原理方程進(jìn)行推演，分析其是否能滿足測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域中復(fù)雜系統(tǒng)要求；課程目標(biāo)23.1能夠?qū)y控技術(shù)與儀器領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行抽象、分解和建模，設(shè)計(jì)合理的總體解決方案和各個子問題的解決方案；三、基本要求四、教學(xué)內(nèi)容分章節(jié)說明教學(xué)內(nèi)容，課時安排，并說明教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)、主要教學(xué)模式（包括授課、自學(xué)、實(shí)驗(yàn)等）以及對應(yīng)的知識、能力要求。第一章緒論機(jī)器人學(xué)的起源與發(fā)展機(jī)器人的定義和特點(diǎn)機(jī)器人的構(gòu)成與分類學(xué)時要求：2重、難點(diǎn)：機(jī)器人與機(jī)器人學(xué)的定義與區(qū)別第二章機(jī)器人的空間描述和坐標(biāo)變換位姿和坐標(biāo)系描述平移和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系映射平移和旋轉(zhuǎn)齊次坐標(biāo)變換物體的變換和變換方程通用旋轉(zhuǎn)變換重、難點(diǎn)：了解機(jī)器人坐標(biāo)變換的方法學(xué)時要求：6學(xué)時第三章機(jī)器人運(yùn)動學(xué)機(jī)械手運(yùn)動方程的表示機(jī)械手運(yùn)動方程的求解機(jī)器人運(yùn)動的分析與綜合機(jī)器人的雅可比公式機(jī)器人靜力分析重、難點(diǎn)：機(jī)器人運(yùn)動方程的表示方法，與正運(yùn)動學(xué)、逆運(yùn)動學(xué)求解學(xué)時要求：8第四章機(jī)器人動力學(xué)剛體的動力學(xué)方程機(jī)械手動力學(xué)方程的計(jì)算與簡化機(jī)械手動力學(xué)方程舉例機(jī)器人的動態(tài)特性重、難點(diǎn)：了解機(jī)器人動力學(xué)的方程及其簡化方法學(xué)時要求：8第五章機(jī)器人位置和力控制位置與力傳感器間接力控制機(jī)器人的力和位置混合控制機(jī)器人的分解運(yùn)動控制重、難點(diǎn)：了解機(jī)器人分解控制的方法學(xué)時要求：6學(xué)時第六章工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真常用的機(jī)器人編程語言；機(jī)器人的離線編程Matlab重、難點(diǎn)：ABBRobotstudio軟件入門、Matlab機(jī)器人工具箱使用入門學(xué)時要求：4第七章機(jī)器人類別專題并聯(lián)機(jī)器人基礎(chǔ)移動機(jī)器人基礎(chǔ)基本要求：了解機(jī)器人的基本類別及其應(yīng)用學(xué)時要求：4學(xué)時第八章機(jī)器人前言機(jī)器學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)強(qiáng)化學(xué)習(xí)增量學(xué)習(xí)基本要求：了解機(jī)器人學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)學(xué)時要求：2學(xué)時五、教學(xué)方法課堂教學(xué)課堂提問、課后習(xí)題六、考核與評價方式及標(biāo)準(zhǔn)考核標(biāo)準(zhǔn)與成績評定課程考核由平時成績、期末大作業(yè)兩個部分進(jìn)行成績評定。平時成績（百分制），包括課堂測驗(yàn)、作業(yè)等。平時成績評價標(biāo)準(zhǔn)基本要求評價標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）了解不同種類機(jī)器人及機(jī)器人與機(jī)器人學(xué)概念與界限清晰，表述準(zhǔn)確。對機(jī)器人的基本構(gòu)成、主要技術(shù)要點(diǎn)以及機(jī)器人建模與控制等基礎(chǔ)知識架構(gòu)清晰明了，并有深入理解其要點(diǎn)機(jī)器人與機(jī)器人學(xué)概念與界限清晰，表述基本準(zhǔn)確。對機(jī)器人的基本構(gòu)成、主要技術(shù)要點(diǎn)以及機(jī)器人建模與控制等基礎(chǔ)知識架構(gòu)清楚理解，但未能掌握其要點(diǎn)機(jī)器人與機(jī)器人學(xué)概念與界限比較清晰，表述基確。對機(jī)器人的基本構(gòu)成、主要技術(shù)要點(diǎn)以及機(jī)器人建模與控制等基礎(chǔ)知識架構(gòu)基本清楚，但不完整。機(jī)器人與機(jī)器人學(xué)概念與界述不清或不完技術(shù)要點(diǎn)以及機(jī)器人建模與控制等基礎(chǔ)知識架構(gòu)不清楚其研究重點(diǎn)和機(jī)器人學(xué)前言；理解機(jī)器人學(xué)所機(jī)械結(jié)構(gòu)與驅(qū)動、感知與運(yùn)動等內(nèi)容；掌握機(jī)器人建模與控制、機(jī)器人常用傳感器的使用和功能實(shí)現(xiàn)。課程考試考核內(nèi)容與要求基本要求評價標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀（0.9-1良好（0.7-0.89（06069不合格（0-0.59理解機(jī)器人學(xué)所涉對機(jī)器人的基本構(gòu)成、主要技術(shù)要點(diǎn)以及機(jī)器人建模與控制等基礎(chǔ)知識架構(gòu)清晰明了，并有深入理解其要點(diǎn)對機(jī)器人的基本構(gòu)及機(jī)器人建模與控制等基礎(chǔ)知識架構(gòu)握其要點(diǎn)對機(jī)器人的基本構(gòu)成、主要技術(shù)要點(diǎn)以及機(jī)器人建模與控制等基礎(chǔ)知識架構(gòu)基本清楚，但不完整。對機(jī)器人的基本構(gòu)及機(jī)器人建模與控制等基礎(chǔ)知識架構(gòu)不清楚及的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)與驅(qū)動、感知與運(yùn)動等內(nèi)容；掌握機(jī)器人建模與控制、機(jī)器人常用傳感器的使用和功能實(shí)現(xiàn)?！稒C(jī)器人學(xué)導(dǎo)論》課程目標(biāo)達(dá)成評價分析報告一、課程基本信息課程名稱機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)，選修學(xué)時學(xué)分40/2.5開課學(xué)期專業(yè)班級考核方式大作業(yè)任課教師：評價人員：課程組長，命題教師，評閱教師二、課程目標(biāo)達(dá)成評估課程目標(biāo)支撐指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)評價數(shù)據(jù)源評價依據(jù)分值平均分i評價方式1.3對所建立的數(shù)學(xué)模型和原理方程滿足測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域中復(fù)雜系統(tǒng)要求；人學(xué)的基礎(chǔ)知識，重點(diǎn)是機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特性期末大作業(yè)：機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)組成與數(shù)理分析T10=70試題構(gòu)成說明T1=501*0.3+1*0.710 10=0.79平時作業(yè)A10=70試題構(gòu)成說明A1=603.1測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域復(fù)體解決方案和各個子問題的解決方案；人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路和方法期末大作刨析T20=30試題構(gòu)成說明T2=252*0.3+2*0.720 20=0.83平時作業(yè)A20=30試題構(gòu)成說明A2=25三、課程評價與分析考核結(jié)果總結(jié)持續(xù)改進(jìn)方法七、教學(xué)參考書JohnJ.Craig[美]SaeedB.NikuPeterCorke[美]著Robotics，VisionandControl（Second出版集團(tuán)，2017蔡自興,謝斌.3版.清華大學(xué)出版社.2015.03?！峨娮庸に噷?shí)習(xí)》教學(xué)大綱課程名稱：電子工藝實(shí)習(xí)(ElectronicProcessPractice)課程編號：1501SJ032 課程類別：工程實(shí)踐-必修學(xué)分：2分 周數(shù)：2周總學(xué)時：20學(xué)時適用專業(yè)：電子信息類專業(yè)先修課程：大學(xué)物理（B）、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（B）、電路分析一、課程性質(zhì)PCB設(shè)計(jì)的基本方法；學(xué)習(xí)常用電子儀器在基本電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)測量方法，為后續(xù)電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)1、掌握常用電子儀器操作方法；學(xué)會基本電工電子實(shí)驗(yàn)方法；具有正確連接簡單電子線路5.1）。課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)15.1掌握電子信息相關(guān)技術(shù)資源與現(xiàn)代工具的使用原理和方法，在解決復(fù)雜三、基本要求1、能力要求掌握常用儀器設(shè)備操作方法，熟悉常用電子器件特性及測試方法；掌握手工焊接工藝；PCB板的設(shè)計(jì)過程；基本掌握電子線路連接、測量及數(shù)據(jù)處理能力。2、思政要求用電安全教育：進(jìn)行安全用電教育，加強(qiáng)安全用電意識，提高預(yù)防觸電能力，樹立人民生命財(cái)產(chǎn)安全至上的思想。求真求實(shí)科學(xué)思想：在實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)等活動中，始終堅(jiān)持實(shí)事求是的態(tài)度和精神，不弄虛作假，加強(qiáng)誠信意識。團(tuán)結(jié)協(xié)作精神：在實(shí)習(xí)中，加強(qiáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，培養(yǎng)集體主義精神和團(tuán)隊(duì)合作意識。四、實(shí)習(xí)內(nèi)容及任務(wù)要求1、數(shù)字萬用表與常用電子元器件實(shí)習(xí)目的了解萬用表的結(jié)構(gòu)、特性、使用方法；了解電阻、電位器、電容、電感、二極管、三極管等常用電子元器件的符號、種類、參數(shù)、標(biāo)注方法、性能及使用常識。實(shí)習(xí)內(nèi)容用數(shù)字萬用表測量電路參數(shù)和測試常用電子元器件。實(shí)習(xí)儀器與材料實(shí)習(xí)儀器：模擬實(shí)驗(yàn)箱，數(shù)字萬用表。2、數(shù)字示波器（包括穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器）實(shí)習(xí)目的（掌握數(shù)字示波器測量信號大小、周期和相位的方法；掌握數(shù)字示波器自動測量、光標(biāo)測量、存儲等測量方法。實(shí)習(xí)內(nèi)容數(shù)字示波器探頭校準(zhǔn)；數(shù)字示波器測量函數(shù)信號發(fā)生器輸出信號參數(shù)及方法；數(shù)字示波器觀察RC移相電路輸入輸出波形，測量其相位差。實(shí)習(xí)儀器與材料實(shí)習(xí)儀器：數(shù)字示波器，直流穩(wěn)壓電源，函數(shù)信號發(fā)生器，模擬實(shí)驗(yàn)箱，數(shù)字萬用表。3、Proteus仿真軟件使用初步實(shí)習(xí)目的Proteus學(xué)會編輯基本電路圖；學(xué)會虛擬儀器儀表的使用；了解基本的電路仿真與分析方法。實(shí)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)制作RC移相電路圖，使用虛擬示波器觀測輸入輸出，測量其相位差；用Proteus軟件分析電路特性。實(shí)習(xí)儀器與材料實(shí)習(xí)儀器：計(jì)算機(jī)，Proteus仿真軟件。4、ProtelEDA軟件使用初步實(shí)習(xí)目的Protel學(xué)會編輯基本電路圖；了解Protel布線印制板功能。實(shí)習(xí)內(nèi)容使用Protel設(shè)計(jì)電路圖原理圖；ProtelPCB實(shí)習(xí)儀器與材料。5、手工焊接工藝實(shí)習(xí)目的了解手工焊接的條件及焊接步驟；練習(xí)及掌握手工焊接技術(shù)。實(shí)習(xí)內(nèi)容手工焊接工藝及準(zhǔn)備工作介紹；觀摩PCB板制作工藝流程；手工焊接練習(xí)。實(shí)習(xí)儀器與材料實(shí)習(xí)儀器：電烙鐵，數(shù)字萬用表。實(shí)習(xí)材料：電子元件若干、焊錫、松香、工具、PCB6、線路板套件焊接與測試實(shí)習(xí)目的掌握常用電子元器件的測試方法；了解電路板類型與焊接元件的安裝方法。實(shí)習(xí)內(nèi)容清點(diǎn)元器件數(shù)量及規(guī)格型號；測量元器件參數(shù)及好壞；按先后順序焊接元器件；調(diào)試電路。實(shí)習(xí)儀器與材料a）實(shí)習(xí)儀器：電烙鐵，數(shù)字萬用表，直流穩(wěn)壓電源；b）實(shí)習(xí)材料：電子套件（見清單）、焊錫、松香、工具、PCB電路板。五、實(shí)習(xí)內(nèi)容與學(xué)時安排序號教學(xué)內(nèi)容時間分配兩周（20）對應(yīng)課程目標(biāo)1了解常用電子元件參數(shù)與特性，學(xué)會使用萬用電表測量其好壞和參數(shù)4學(xué)時12掌握數(shù)字示波器、穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器等儀器操作方法，學(xué)會基本電子線路搭建及參數(shù)測量方法4學(xué)時13基本掌握電路仿真軟件proteus操作方法，了解電路仿真及分析方法2（6）24protelPCB電路板的過程2（6）25PCB方法4學(xué)時26了解線路板套件焊接步驟及方法，學(xué)會線路板套件測試方法。4學(xué)時27撰寫報告學(xué)生按要求撰寫實(shí)習(xí)報告課外1/2六、教學(xué)方法1、課堂教學(xué)學(xué)生通過親自動手實(shí)習(xí)，加深對電子工藝基礎(chǔ)知識的理解；學(xué)會常用電子儀器和EDA軟件的使用操作；了解PCB設(shè)計(jì)方法，學(xué)會焊接電子套件及電路板調(diào)試。2、實(shí)習(xí)報告報告格式如下：封面：課題名稱；專業(yè)和年級；學(xué)生姓名；指導(dǎo)教師。報告的主要內(nèi)容：實(shí)習(xí)內(nèi)容概括；測量數(shù)據(jù)、誤差處理；回答有關(guān)問題；心得體會及建議；七、考核與評價方式及標(biāo)準(zhǔn)1、考核標(biāo)準(zhǔn)與成績評定課程通過實(shí)習(xí)過程和實(shí)習(xí)報告考核來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。（百分制過程考核評價標(biāo)準(zhǔn)基本要求評價標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）學(xué)會使用萬用電表了解各種常用電子元了解大部分常用電了解大部分常用電對大部分常用電測量各種常用電子件類型，并能用萬用子元件類型，并能子元件類型，并能子元件類型不了元件參數(shù)；掌握常表熟練測量其參數(shù)和用萬用表較快地測用萬用表測量其參解，不會使用能用電子儀器操作方好壞。能正確使用常量其參數(shù)和好壞。數(shù)。能正確使用常萬用表測量。無法并能使用其完成用電子儀器，并掌握能正確使用常用電用電子儀器大部分法使用常用電子基本的電工電子實(shí)電工電子實(shí)驗(yàn)測量方子儀器，并掌握電功能，基本掌握電儀器，無法掌握驗(yàn)測量；了解法，能排查一些簡單工電子實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)測工電子實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)測電工電子實(shí)驗(yàn)實(shí)proteus軟件的基電路故障。對proteus量方法。對proteus量方法。對proteus驗(yàn)測量方法。對本功能，能用其對軟件的基本功能比較軟件的基本功能基軟件的基本功能基proteus軟件的簡單電路進(jìn)行仿了解，仿真操作快速本了解，仿真操作本了解，仿真操作真；了解protel軟熟練。對protel軟件能夠順利完成。對能夠在指導(dǎo)老師和解，仿真不成功。件的基本功能，學(xué)的基本功能比較了protel軟件的基本同學(xué)幫助下基本完對protel軟件的會用其繪制電路解，繪圖、制版操作功能基本了解，繪成。對protel軟件圖，并制作PCB電路快速熟練。了解焊接圖、制版操作能夠的基本功能基本了解，繪圖、制版工藝，焊接簡單元件順利完成。了解焊解，繪圖、制版操操作未完成。未掌握焊接技巧；測快速熟練，焊點(diǎn)無氣接工藝，焊接簡單作能夠在指導(dǎo)老師掌握焊接工藝，量元件參數(shù)，按要孔、裂紋、咬邊、虛元件較為熟練，焊和同學(xué)幫助下基本焊接簡單元件焊求將元件焊接至電焊等情況。能熟練按點(diǎn)基本無氣孔、裂完成。了解焊接工路板上，并調(diào)試電照參數(shù)把各種元件焊紋、咬邊、虛焊等藝，能焊接簡單元孔、裂紋、咬邊、路。接至電路板，外觀符情況。能按照參數(shù)件，焊點(diǎn)有一些氣虛焊等情況。未合要求，經(jīng)簡單調(diào)試把各種元件焊接至孔、裂紋、咬邊、能按照參數(shù)要求后電路能正常工作。電路板，經(jīng)多次調(diào)虛焊等情況。能按把各種元件焊接試后電路能正常工照參數(shù)把各種元件至電路板，經(jīng)多作。焊接至電路板，經(jīng)次調(diào)試仍無法實(shí)多次調(diào)試能實(shí)現(xiàn)電路部分功能。能。報告考核（百分制）為撰寫實(shí)習(xí)報告，內(nèi)容包括實(shí)習(xí)內(nèi)容概括、測量數(shù)據(jù)、誤差處理、回答問題、實(shí)習(xí)總結(jié)與體會等。報告考核評價標(biāo)準(zhǔn)基本要求評價標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀（0.9-1）（07089）合格（0.6-0.69）（0059）報告格式正確；內(nèi)容全報告格式正確；內(nèi)容報告格式正確；內(nèi)報告格式基本報告格式基本面、完整；圖、表、波形全面、完整，層次清容較全面、完整，正確；內(nèi)容不夠正確；內(nèi)容不全等符合規(guī)范要求，字跡工晰。對測量數(shù)據(jù)及誤層次較清晰。圖、面、完整，層次整。差進(jìn)行合理分析進(jìn)表、波形等基本符表、波形等部分不清。圖、表、行與處理。圖、表、合規(guī)范要求，字跡符合規(guī)范要求，波形等不符合波形等符合規(guī)范要較工整。字跡不夠工整。規(guī)范要求，字跡求，字跡工整。不工整。成績評定為：過程考核成績*70%+報告成績*30%。2、課程目標(biāo)達(dá)成度評價一、課程基本信息課程名稱電子工藝實(shí)習(xí)課程性質(zhì)工程實(shí)踐-必修學(xué)時學(xué)分2周/2學(xué)分開課學(xué)期專業(yè)班級考核方式過程