《機器人機械基礎與機構學》教學大綱

《機器人機械基礎與機構學》教學大綱課程編號：13230416英文名稱：RobotFundamentalsofMachineryandMechanism學分：3.5學時：總學時64學時，其中理論48學時，實踐16學時先修課程：高等數學、工程力學、工程圖學課程類別：專業(yè)必修課授課對象：機器人工程專業(yè)學生教學單位：機電學院修讀學期：第4學期一、課程描述和目標《機器人機械基礎與機構學》是一門研究工業(yè)機器人機械結構的專業(yè)主干課程。通過本課程的學習，了解工業(yè)機器人基本組成，掌握機器人中的常用機構和通用零部件的工作原理、結構特點及分析計算方法，通過學習使學生初步具有分析機器人簡單機械和傳動裝置的能力，為學生今后在工業(yè)機器人領域從事相關技術工作打下良好基礎。課程目標1能夠將機械基礎知識和數學模型方法用于機器人工程相關領域，對專業(yè)工程問題具有解決方案的比較與綜合。課程目標2了解機器人工程相關領域的技術標準體系、知識產權、產業(yè)政策和法律法規(guī)，能夠在法律和技術規(guī)范的框架下開展工作，理解不同社會文化對工程活動的影響。課程目標3知曉和理解環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的理念和內涵，關注機器人工程相關領域的方針政策和法律法規(guī)。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系畢業(yè)要求指標點課程目標權重1.4能夠將相關知識和數學模型方法用于機器人工程相關領域專業(yè)工程問題解決方案的比較與綜合。課程目標1H6.1了解機器人工程相關領域的技術標準體系、知識產權、產業(yè)政策和法律法規(guī)，能夠在法律和技術規(guī)范的框架下開展工作，理解不同社會文化對工程活動的影響；課程目標2H7.1知曉和理解環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的理念和內涵，關注機器人工程相關領域的方針政策和法律法規(guī)；課程目標3M（注：要求課程目標與畢業(yè)要求指標點應是一一對應支撐）三、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容基本要求及重、難點（含德育要求）學時教學方式對應課程目標1概述基本要求：了解機械的基本概念及組成，掌握機構運動簡圖，掌握機構自由度計算及確定運動條件重、難點：機構運動簡圖，機構自由度計算德育要求：社會責任，工程師擔當4集中講授課程目標1課程目標2課程目標32連桿機構基本要求：了解平面四桿機構的基本組成及基本特性，掌握平面四連桿機構的演化及設計重、難點：平面四連桿機構的演化及設計德育要求：熱愛學習熱愛生活6集中講授課程目標13凸輪機構基本要求：了解凸輪機構的分類與應用，掌握從動件運動規(guī)律及凸輪機構基本參數的確定，了解圖解法設計盤形凸輪輪廓重、難點：從動件運動規(guī)律及凸輪機構基本參數的確定德育要求：實踐創(chuàng)新，付出和堅持4集中講授課程目標14齒輪機構基本要求：了解齒輪機構的特點與類型，掌握齒廓嚙合基本定理及漸開線齒廓，漸開線標準直齒圓柱直齒的嚙合傳動，了解漸開線齒輪的加工與變位齒輪，斜齒圓柱齒輪機構、錐齒輪機構、蝸桿機構重、難點：齒廓嚙合基本定理及漸開線標準直齒圓柱直齒的嚙合傳動德育要求：工匠精神8集中講授課程目標1課程目標25輪系基本要求：了解輪系的組成與類型，掌握輪系的傳動比計算，了解輪系的功能及其它輪系重、難點：輪系的傳動比計算德育要求：抗壓抗曲折能力4集中講授課程目標16螺紋與螺紋傳動基本要求：了解螺紋的基本概念，掌握螺紋傳動重、難點：螺紋傳動德育要求：熱愛學習熱愛生活2集中講授課程目標17帶傳動與鏈傳動基本要求：了解掌握帶傳動機構和鏈傳動機構重、難點：帶傳動德育要求：熱愛學習熱愛生活2集中講授課程目標18其它傳動機構基本要求：了解棘輪傳動機構和槽輪傳動機構、不完全齒輪傳動機構德育要求：熱愛學習熱愛生活2集中講授課程目標19常用零部件基本要求：了解掌握軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器德育要求：工匠精神4集中講授課程目標1課程目標2課程目標310工業(yè)機器人概述基本要求：了解工業(yè)機器人的發(fā)展歷史，工業(yè)機器人的特點與分類，工業(yè)機器人的組成與參數德育要求：社會責任，工程師擔當2集中講授課程目標1課程目標2課程目標311驅動方式與傳動機構基本要求：掌握工業(yè)機器人的驅動方式與常用傳動機構，了解工業(yè)機器人的典型傳動機構重、難點：工業(yè)機器人的驅動方式與常用傳動機構德育要求：社會責任，工程師擔當4集中講授課程目標1課程目標212機身與臂部機構基本要求：了解機身與臂部設計的基本要求，了解機身設計和臂部設計德育要求：熱愛學習熱愛生活2集中講授課程目標1課程目標213腕部、手部與行走機構基本要求：了解腕部機構，手部機構和行走機構。德育要求：社會責任，工程師擔當4集中講授課程目標1課程目標2合計48序號實驗項目實驗內容與要求學時類型對應課程目標1平面機構運動簡圖測繪實驗繪制4~6個平面機構的運動簡圖，計算并驗證其自由度。（必修）2綜合課程目標1課程目標32漸開線齒輪的范成實驗用范成儀模擬實現(xiàn)齒輪輪坯與刀具間的傳動“切削”過程。（必修）2驗證課程目標1課程目標33齒輪傳動機構設計標準圓柱齒輪傳動機構的綜合設計（必修）8設計課程目標1課程目標34軸系組合設計滾動軸承組合裝置的設計（必修）4設計課程目標1課程目標3合計16注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括演示、驗證、綜合、設計等。四、課程教學方法1.集中講授，多媒體+黑板板書教學2.上傳資料到學習網站，學生線上學習，作業(yè)提交網站統(tǒng)一批改。超星電機課程網站：3.課堂線上線下混合教材模式，紙質教材授課和專業(yè)網站結合教學。五、學業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求序號教學環(huán)節(jié)課程目標1（分值）課程目標2（分值）課程目標3（分值）合計1課堂內外0010102章節(jié)測試0200203實驗成績0100104平時作業(yè)0100105期末考試500050課程目標對應分值504010100（二）考核與評價標準1.課堂內外與評價標準觀察點分值90-100分70-89分60-69分0-59分課堂內外課堂提問（20分）能夠回答出老師上課知識點的問題，回答內容正確，注意力集中聽講，已掌握課堂知識點。(18-20分)對老師的提問能夠回答，內容大部分正確，表示注意力集中聽講，理解力不太夠（14-17分）對老師的提問能夠應答，正確度不高，表示注意力不夠集中聽講，思想偶爾開小差（12-15分）對老師的提問答非所問，完全沒有聽課。（0分）課堂練習（20分）隨堂練習檢查，能夠快速做題并答案正確。(18-20分)隨堂練習檢查，能夠做題并答案大部分正確。（14-17分）隨堂練習檢查，只能做出部分答案。（12-15分）完全不會做。（0分）課外學習（20分）根據學習通網站學習時間統(tǒng)計打分前20%為優(yōu)秀。能主動學習了解自動化相關領域的工程實踐對社會的影響及專業(yè)人員應承擔的社會責任。(18-20分)根據學習通網站學習時間統(tǒng)計打分40%良。能去學習了解自動化相關領域的工程實踐對社會的影響及專業(yè)人員應承擔的社會責任。（14-17分）根據學習通網站學習時間統(tǒng)計打分，能夠偶爾去學習。中。能去了解自動化相關領域的工程實踐對社會的影響及專業(yè)人員應承擔的社會責任。（12-15分）完全不去網站學習。（0分）遲到曠課（40分）整個學期全勤（40分）偶爾有遲到，每遲到1次扣1分，曠課扣5分。（28-36分）經常遲到。（24-27分）經常曠課。（0分）2.章節(jié)測試與評價標準章節(jié)測試根據測試題目及評分標注進行打分（百分制）。3.實驗成績與與評價標準觀察點分值90-100分70-89分60-69分0-59分課程實驗能根據實驗要求自主設計實驗方案，搭建系統(tǒng)并安全實驗，有自己的設計理念。實驗報告完整，方案解析和結果分析有理有據。能根據實驗要求搭建實驗系統(tǒng)，并安全實驗，有一定的設計思維和創(chuàng)新意識。實驗報告完整，方案解析和結果分析基本到位。能根據實驗要求搭建實驗系統(tǒng)，并安全實驗，設計思維和創(chuàng)新意識較差。實驗報告基本完整，方案解析和結果分析不準確。不參與實驗或實驗過程存在安全隱患，實驗報告不交或內容不完整，無方案解析、結果分析等內容。4.平時作業(yè)考核與評價標準觀察點分值90-100分70-89分60-69分0-59分平時作業(yè)按時完成，學習態(tài)度很認真，計算正確，解答答案正確或合理，字跡工整，完成質量高。按時完成，學習態(tài)度認真，計算基本正確，解答答案基本正確或合理，字跡工整，完成質量較高。按時完成，學習態(tài)度較認真，計算有錯誤，解答答案大部分正確或合理，字跡比較工整，完成質量一般。延時完成，學習態(tài)度很不認真，計算、解答答案錯誤較多或者不答，字跡潦草，完成質量差，或有抄襲行為。5.期末試卷考核與評價標準根據課程目標及教學內容，設計期末考核試題，綜合檢驗學生對課程相關知識的掌握、綜合應用及解決復雜問題的能力，根據考試題目設計相應評分標準。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《機械基礎與機器人機構學》，周佰榮主編，機械工業(yè)出版社，2022年6月版；2．《機械設計基礎》，李建功主編，機械工業(yè)出版社，201