第一篇：機(jī)器人基礎(chǔ)教學(xué)大綱A

《機(jī)器人基礎(chǔ)》教學(xué)大綱A 課程的基本描述

課程名稱： 機(jī)器人基礎(chǔ) 課程編號(hào)： 0102E07W 課程性質(zhì)： 專業(yè)方向課

適用專業(yè)： 機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

The Basic of Robot Technology

教材選用： 機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)，柳洪義編著，冶金工業(yè)出版社，2002 總 學(xué) 時(shí)： 30 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 6 學(xué)

分： 2

理論學(xué)時(shí)： 24 課程設(shè)計(jì)： 無 開課學(xué)期： 7 前導(dǎo)課程： 高等數(shù)學(xué)、電工技術(shù)、電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計(jì)、工程測(cè)試與信息處理、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

后續(xù)課程： 計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù) 教學(xué)定位

2.1 能力培養(yǎng)目標(biāo)

《機(jī)器人基礎(chǔ)》是機(jī)械、控制、電氣和電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域相互交叉滲透的一門學(xué)科。主要內(nèi)容包括：機(jī)器人相關(guān)主要部件及子系統(tǒng)簡(jiǎn)介；物體空間位置的表示；機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解；機(jī)器人及作業(yè)的靜力學(xué)分析及力控制技術(shù)；機(jī)器人作業(yè)路徑規(guī)劃及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)等。

本課程的教學(xué)目的是使學(xué)生對(duì)機(jī)器人技術(shù)有一個(gè)明確的概念。掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)計(jì)算及運(yùn)動(dòng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)有一般性的了解。了解機(jī)器人傳感器、機(jī)器人控制、機(jī)器人編程、機(jī)器人的應(yīng)用等，建立機(jī)器人系統(tǒng)的完整概念。

本課程注重理論聯(lián)系實(shí)際，在講清基本概念的同時(shí)，以適當(dāng)?shù)臋C(jī)器人系統(tǒng)實(shí)例，結(jié)合在工程應(yīng)用中的實(shí)際，通過學(xué)生自己動(dòng)手編制程序、操作和實(shí)驗(yàn)，掌握必要的知識(shí)，為學(xué)生將來運(yùn)用機(jī)器人技術(shù)的理論和知識(shí)解決工程實(shí)際問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 課程的主要特點(diǎn)

本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的選修課。機(jī)器人技術(shù)融合了機(jī)械、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及控制技術(shù)等多門學(xué)科，但由于教學(xué)對(duì)象是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，學(xué)時(shí)較少，教學(xué)內(nèi)容的取舍上應(yīng)盡可能結(jié)合機(jī)電控制的特點(diǎn)。故本課程是一門重要的專業(yè)方向課，所涉及的知識(shí)面非常廣，要求學(xué)生對(duì)在此前所學(xué)知識(shí)有較綜合的理解及應(yīng)用能力，所以，學(xué)生對(duì)本課程應(yīng)予以足夠重視。

本課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，教學(xué)過程中，要注意理論聯(lián)系實(shí)際，重視實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容和安排。在時(shí)間允許的情況下，可以安排觀看機(jī)器人教學(xué)錄像片、到工廠或者實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀，了解工業(yè)機(jī)器人和智能機(jī)器人的真實(shí)使用情況，建立直觀的感性認(rèn)識(shí)。

2.3 教學(xué)定位

學(xué)生在進(jìn)入本課程學(xué)習(xí)之前，應(yīng)學(xué)過下列課程： 線性代數(shù)；

? 理論力學(xué)； ? 機(jī)械原理； ? 機(jī)械零件； ? 數(shù)字電子技術(shù)； ? 微機(jī)原理及應(yīng)用； ? 機(jī)電傳動(dòng)控制。

這些課程的學(xué)習(xí)將為本課程數(shù)學(xué)模型、力學(xué)模型、機(jī)構(gòu)及機(jī)器理論分析設(shè)計(jì)、接口電路及其控制以及驅(qū)動(dòng)電氣元器件傳動(dòng)控制等提供基礎(chǔ)。故本課程所涉及的知識(shí)面非常廣，要求學(xué)生對(duì)在此前所學(xué)知識(shí)有較綜合的理解及應(yīng)用能力，所以，學(xué)生對(duì)本課程應(yīng)予以足夠重視。

由于本課程是選修課，不屬于骨干課程，因此應(yīng)該以掌握概念和介紹應(yīng)用、拓寬視野和知識(shí)面為主。知識(shí)點(diǎn)與學(xué)時(shí)分配

3.1 機(jī)器人技術(shù)的基本概念

主要介紹機(jī)器人的基本概念、機(jī)器人的發(fā)展歷史、機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)、機(jī)器人的主要研究領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。（理解和掌握，核心內(nèi)容）

共4學(xué)時(shí)

3.2工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)

主要講述機(jī)器人的基本組成、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)副、工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)型式、并聯(lián)機(jī)器人、機(jī)器人的腕、機(jī)器人末端執(zhí)行器。（理解和掌握，核心內(nèi)容）

共4學(xué)時(shí)

3.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)

首先介紹機(jī)器人位置與姿態(tài)的描述，然后重點(diǎn)講述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題，最后對(duì)機(jī)器人的Jacobian矩陣進(jìn)行介紹。（理解和掌握，核心內(nèi)容）

共4學(xué)時(shí)

3.4機(jī)器人控制技術(shù) 主要講述機(jī)器人的基本控制方法，介紹自適應(yīng)控制、變結(jié)構(gòu)控制、學(xué)習(xí)控制等。重點(diǎn)講述自適應(yīng)控制和變結(jié)構(gòu)控制。（了解，重要內(nèi)容）

共2學(xué)時(shí)

3.5 機(jī)器人傳感器與信息處理

主要講述傳感器的基本原理與分類，重點(diǎn)介紹機(jī)器人內(nèi)部傳感器、外部傳感器、傳感器與計(jì)算機(jī)的接口設(shè)計(jì)、觸覺和視覺信息的處理。簡(jiǎn)單介紹機(jī)器人的語音信息的處理。（了解，重要內(nèi)容）

共2學(xué)時(shí)

3.6 機(jī)器人與人工智能

主要講授人工智能的基本概念、發(fā)展歷史和特點(diǎn)，人工智能的基本問題，包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、自學(xué)習(xí)等。（了解，重要內(nèi)容）

共2學(xué)時(shí)

3.7 機(jī)器人編程

主要介紹機(jī)器人語言的特點(diǎn)與功能、機(jī)器人編程語言的結(jié)構(gòu)、機(jī)器人的控制器、機(jī)器人的手持編程器，重點(diǎn)介紹機(jī)器人編程語言的結(jié)構(gòu)。最后介紹機(jī)器人離線編程。（重點(diǎn)掌握，核心內(nèi)容）

共4學(xué)時(shí)

3.8 機(jī)器人在工程實(shí)際中的應(yīng)用

主要介紹七自由度搬運(yùn)機(jī)器人、醫(yī)用排牙機(jī)器人、汽車加油機(jī)器人和仿人機(jī)器人的研究和應(yīng)用實(shí)例。（了解，重要內(nèi)容）

共2學(xué)時(shí)

3.9其它學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)課(學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí))講授提示及方法

4.1機(jī)器人技術(shù)的基本概念

重點(diǎn)：機(jī)器人的基本概念、機(jī)器人的主要研究領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)、機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)。

難點(diǎn)：機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)。

講授提示與方法：結(jié)合機(jī)器人的工程實(shí)際應(yīng)用講解。

主要介紹、機(jī)器人的發(fā)展歷史、、。（理解和掌握，核心內(nèi)容）

4.2工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)

重點(diǎn)：機(jī)器人的基本組成、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)副、工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)型式、機(jī)器人末端執(zhí)行器。

難點(diǎn)：并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)。

講授提示與方法：結(jié)合具體的機(jī)器人實(shí)際結(jié)構(gòu)講解。4.3機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)

重點(diǎn)：機(jī)器人位置與姿態(tài)的描述、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題、機(jī)器人的Jacobian矩陣。

難點(diǎn)：機(jī)器人的Jacobian矩陣。

講授提示與方法：結(jié)合PUMA機(jī)器人等典型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)例講解，并通過一定數(shù)量的習(xí)題進(jìn)行練習(xí)。

4.4機(jī)器人控制技術(shù)

重點(diǎn)：機(jī)器人的自適應(yīng)控制、變結(jié)構(gòu)控制、學(xué)習(xí)控制。難點(diǎn)：機(jī)器人的變結(jié)構(gòu)控制。

講授提示與方法：結(jié)合圖形和具體的控制實(shí)例講解。

4.5機(jī)器人傳感器與信息處理

重點(diǎn)：傳感器的基本原理與分類、機(jī)器人內(nèi)部傳感器和外部傳感器、傳感器與計(jì)算機(jī)的接口設(shè)計(jì)、觸覺和視覺信息的處理。

難點(diǎn)：觸覺和視覺信息的處理。

講授提示與方法：結(jié)合仿人智能機(jī)器人的傳感器的類型、功能和特點(diǎn)進(jìn)行講解和介紹，使學(xué)生獲得直觀的理解，并建立系統(tǒng)的概念。

4.6 機(jī)器人與人工智能

重點(diǎn)：人工智能的基本概念、發(fā)展歷史和特點(diǎn)、人工智能的基本問題（包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、自學(xué)習(xí)等）。

難點(diǎn)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、自學(xué)習(xí)。

講授提示與方法：結(jié)合仿人智能機(jī)器人的傳感器的類型、功能和特點(diǎn)進(jìn)行講解和介紹，使學(xué)生獲得直觀的理解，并建立系統(tǒng)的概念。

4.7 機(jī)器人編程

重點(diǎn)：機(jī)器人語言的特點(diǎn)與功能、機(jī)器人編程語言的結(jié)構(gòu)、機(jī)器人離線編程。

機(jī)器人的控制器、機(jī)器人的手持編程器，重點(diǎn)介紹機(jī)器人編程語言的結(jié)構(gòu)。最后介紹專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。

難點(diǎn)：機(jī)器人編程語言的結(jié)構(gòu)和機(jī)器人離線編程。講授提示與方法：結(jié)合具體的控制程序，逐條介紹編程語言的結(jié)構(gòu)。具體介紹Motoman機(jī)器人的離線編程軟件。

4.8 機(jī)器人在工程實(shí)際中的應(yīng)用

重點(diǎn)：七自由度搬運(yùn)機(jī)器人、醫(yī)用排牙機(jī)器人、汽車加油機(jī)器人和仿人機(jī)器人。難點(diǎn)：七自由度搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)。

講授提示與方法： 用PPT及機(jī)器人錄像，實(shí)現(xiàn)形象化的立體式教學(xué)效果。習(xí)題與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

5.1習(xí)題設(shè)計(jì)

由于本課程的內(nèi)容理論性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)，因此在各部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程中，需要學(xué)生做一定數(shù)量的習(xí)題。除課堂講解各部分的典型例題外，根據(jù)學(xué)習(xí)指導(dǎo)教材，對(duì)應(yīng)每一部分重點(diǎn)內(nèi)容來布置習(xí)題，目的是讓學(xué)生鞏固和加深理解課堂授課的重點(diǎn)內(nèi)容。

1、重點(diǎn)在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的正、逆問題和機(jī)器人編程語言，這幾部分內(nèi)容要重點(diǎn)留習(xí)題，并安排一定的課堂時(shí)間講解比較難的典型習(xí)題。

2、安排一定數(shù)量的上機(jī)計(jì)算習(xí)題，使學(xué)生真正理解和掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)等數(shù)學(xué)公式的意義和使用方法。

通過學(xué)生完成作業(yè)的情況以及學(xué)生對(duì)作業(yè)的難易程度等的反饋，了解學(xué)生對(duì)課程的理解和學(xué)習(xí)情況，針對(duì)存在的問題做進(jìn)一步的講解和啟發(fā)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)能夠達(dá)到融會(huì)貫通的理解和掌握。

5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)共計(jì)6學(xué)時(shí)。

1、惠魚機(jī)器人裝配實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）；

2、惠魚機(jī)器人控制實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）；

3、用C語言進(jìn)行機(jī)器人坐標(biāo)變換計(jì)算上機(jī)實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）； 考核與成績(jī)記載

6.1 考核的方式及成績(jī)的評(píng)定。

1． 學(xué)生成績(jī)的構(gòu)成：平時(shí)成績(jī)（30%）、期末成績(jī)（70%）

2．平時(shí)成績(jī)的構(gòu)成：實(shí)驗(yàn)成績(jī)10分、出勤率10分、作業(yè)成績(jī)10分。3． 期末成績(jī)：閉卷筆試70分。

6.2 考題的設(shè)計(jì)

考試題大體上可以分為三種類型，重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念，以及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)算法和機(jī)器人編程語言的理解和掌握。

1、概念題型：

（1）基本形式有選擇、填空。約占20%。（2）簡(jiǎn)答題，約占20%。

2、計(jì)算和解釋題型：

機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆問題求解計(jì)算。約占40%。

3、程序編制：

用機(jī)器人語言，編制簡(jiǎn)單的機(jī)器人控制程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的操作和控制。約占20%。

第二篇：《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)+++》教學(xué)大綱

《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

一、課程基本信息

課程名稱:工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 學(xué)時(shí):48 適用對(duì)象: 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)、電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)、機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè) 考核方式:考查

二、課程簡(jiǎn)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(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)以及其發(fā)展?fàn)顩r,為今后從事工業(yè)機(jī)器人的操作管理、維護(hù)維修、系統(tǒng)安裝調(diào)試和集成設(shè)計(jì)的工作打下基礎(chǔ)。

三、課程性質(zhì)與教學(xué)目的

本課程是專業(yè)基礎(chǔ)課,通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解機(jī)器人及其應(yīng)用,掌握機(jī)器人系統(tǒng)組成、機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)分析、控制和使用的技術(shù)要點(diǎn)和基礎(chǔ)理論。機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化裝置,它不是機(jī)械、電子的簡(jiǎn)單組合,而是機(jī)械、電子、控制、檢測(cè)、通信和計(jì)算機(jī)的有機(jī)融合,通過這門課的學(xué)習(xí),使學(xué)生對(duì)機(jī)器人有一個(gè)全面、深入的認(rèn)識(shí)。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(shí)分析問題解決問題的能力。第1章概述

機(jī)器人的基本概念,機(jī)器人的組成原理、機(jī)器人應(yīng)用與外部的關(guān)系、機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的現(xiàn)狀 第2章機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)

機(jī)器人的分類、機(jī)器人的基本術(shù)語與圖形符號(hào)、機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

第3章機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、機(jī)器人的腕部機(jī)構(gòu)、機(jī)器人的手部機(jī)構(gòu)、機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu) 第4章機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述、電動(dòng)機(jī)及其特性、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其特性 第5章機(jī)器人的控制系統(tǒng)

機(jī)器人的控制系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)及其參數(shù)、交流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、機(jī)器人控制的示教再現(xiàn)、機(jī)器人控制系統(tǒng)舉例第6章機(jī)器人的感覺系統(tǒng)

機(jī)器人的傳感技術(shù)、機(jī)器人的內(nèi)部傳感器、機(jī)器人的外部傳感器、機(jī)器人的視覺系統(tǒng)、機(jī)器人傳感器的選擇

第7章機(jī)器人的語言系統(tǒng)

機(jī)器人的語言系統(tǒng)概述、常用的機(jī)器人語言簡(jiǎn)介、機(jī)器人的離線編程、機(jī)器人的編程示例 第8章工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人概述、焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、裝配機(jī)器人

五、需要說明的問題

1.本大綱適用于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè);2.本大綱的學(xué)時(shí)為參考學(xué)時(shí),學(xué)時(shí)如有變化,任課教師可在此大綱的基礎(chǔ)上增減一些內(nèi)容。3.選用教材時(shí)要盡量選用新版教材,或最新獲獎(jiǎng)教材。

4.習(xí)題和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容著重加深基本概念的理解,基本方法的運(yùn)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),從而鞏固課堂教學(xué)效果。2017年8月24日

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第三篇：機(jī)器人教學(xué)大綱

課程編號(hào)：

課程名稱：機(jī)器人學(xué)

《機(jī)器人學(xué)》教學(xué)大綱

一、課程的地位、性質(zhì)何任務(wù)

本課程是自動(dòng)化、機(jī)械類專業(yè)為培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)應(yīng)用型人才而開設(shè)的碩士研究生選修課程。面對(duì)21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，人類（地球人）正在以非凡的智慧構(gòu)思新世紀(jì)的藍(lán)圖。世界的明天將更加美好。但是，地球人在發(fā)展中也面臨著環(huán)境、人口、資源、戰(zhàn)爭(zhēng)和貧困等普遍問題，同時(shí)還要學(xué)會(huì)與機(jī)器人共處,這是21世紀(jì)地球人必須正視和處理的緊要問題，是影響地球人生存和發(fā)展的休戚與共的重大事件。

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(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)。自第一臺(tái)電子編程工業(yè)機(jī)器人問世以來，機(jī)器人學(xué)已取得令人矚目的成就。正如宋健教授1999年7月5日在國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)第14屆大會(huì)報(bào)告中所指出的：“機(jī)器人學(xué)的進(jìn)步和應(yīng)用是本世紀(jì)自動(dòng)控制最有說服力的成就，是當(dāng)代最高意義上的自動(dòng)化。” 機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，不但使傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)面貌發(fā)生根本性的變化，而且將對(duì)人類的社會(huì)生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那髮W(xué)態(tài)度，本課程的主要任務(wù)是：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下基本要求：

（1）了解機(jī)器人的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與分類。了解機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域及其與人工智能的關(guān)系。

（2）掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程的表示及運(yùn)動(dòng)方程的求解。（3）掌握機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程。

（4）了解機(jī)器人的基本控制原則，初步掌握機(jī)器人的位置控制和柔順控制以及機(jī)器人的分解運(yùn)動(dòng)控制。

（5）了解機(jī)器人規(guī)劃的作用和任務(wù)，初步認(rèn)識(shí)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃問題。（6）了解機(jī)器人編程的要求和分類、機(jī)器人語言系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本功能。此外，還必須重視自學(xué)能力、分析問題和解決問題的能力。

二、學(xué)時(shí)分配表

教學(xué)內(nèi)容

第一章 緒論

第二章 機(jī)器人學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 第三章 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程的表示與求解

第四章

機(jī)器人動(dòng)力學(xué)

第五章

機(jī)器人的控制

第六章

機(jī)器人學(xué)的現(xiàn)狀與未來

合計(jì)

授課學(xué)時(shí)10 12 14 14 2 54

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

0

三、課程的內(nèi)容與要求

本課程具體內(nèi)容與要求如下： 第一章：緒論

通過本章內(nèi)容的教學(xué)，使學(xué)生了解機(jī)器人學(xué)的起源與發(fā)展，討論機(jī)器人學(xué)的定義，分析機(jī)器人的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與分類。

主要內(nèi)容：

1． 機(jī)器人學(xué)的發(fā)展。

2． 機(jī)器人的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與分類。3． 機(jī)器人學(xué)與人工智能的關(guān)系。第二章：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

通過本章內(nèi)容的教學(xué)，使學(xué)生掌握空間任意點(diǎn)的位置和姿態(tài)變換、坐標(biāo)變換、齊次坐標(biāo)變換、物體的變換和逆變換，以及通用旋轉(zhuǎn)變換等。

主要內(nèi)容：

1． 位置和姿態(tài)的表示。2． 坐標(biāo)變換。3．

齊次坐標(biāo)變換。4． 物體的變換及逆變換。5．

通用旋轉(zhuǎn)變換。第三章：機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)

通過本章內(nèi)容的教學(xué)，使學(xué)生掌握空間任意點(diǎn)的位置和姿態(tài)變換、坐標(biāo)變換、齊次坐標(biāo)變換、物體的變換和逆變換，以及通用旋轉(zhuǎn)變換等。

主要內(nèi)容：

1．機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程的表示。2．機(jī)械手運(yùn)動(dòng)方程的求解。3．機(jī)器人的雅可比公式。第四章：機(jī)器人動(dòng)力學(xué)

通過本章內(nèi)容的教學(xué)，使學(xué)生能夠掌握機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程、動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性；著重分析機(jī)械手動(dòng)力學(xué)方程的兩種求法，即拉格朗日功能平衡法和牛頓-歐拉動(dòng)態(tài)平衡法；然后總結(jié)出建立拉格朗日方程的步驟。

主要內(nèi)容： 1．剛體動(dòng)力學(xué)。2．機(jī)械手動(dòng)力學(xué)方程。3．機(jī)器人的動(dòng)態(tài)特性。4．機(jī)械手的穩(wěn)態(tài)負(fù)荷。第五章：機(jī)器人控制

通過本章內(nèi)容的教學(xué)，使學(xué)生了解機(jī)器人的控制原則、控制方法和軌跡規(guī)劃。主要內(nèi)容：

1． 機(jī)器人的基本控制原則。2．

機(jī)器人的位置控制。3．

機(jī)器人的柔順控制。4． 機(jī)器人的分解運(yùn)動(dòng)控制。第六章：機(jī)器人學(xué)的現(xiàn)狀與未來

包括國(guó)內(nèi)外機(jī)器人技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)、21世紀(jì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、我國(guó)新世紀(jì)機(jī)器人學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略等。不同類型機(jī)器人的研究發(fā)展?fàn)顩r等。

四、說明

機(jī)器人學(xué)課程目的是要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)、課堂教育，能了解機(jī)器人發(fā)展的最新技術(shù)與現(xiàn)狀；初步掌握機(jī)器人技術(shù)的基本知識(shí)。課外注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的興趣。課內(nèi)教學(xué)注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。

本課程應(yīng)在線性代數(shù)、機(jī)械機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制等課程后開設(shè)。

五、教材及教學(xué)參考書的選用

1、《機(jī)器人學(xué)》 蔡自興主編 清華大學(xué)出版社 2000年（教材）

2、《機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論》約翰J.克雷格主編 西北工業(yè)大學(xué)出版社 1987年

3、《機(jī)器人探索》 Fred G.Martin主編 電子工業(yè)出版社 2004年

第四篇：《機(jī)器人概論》教學(xué)大綱

《機(jī)器人概論》教學(xué)大綱

課程編號(hào)：

開課院系：機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電系 課程類別：專業(yè)選修

適用專業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化等 課內(nèi)總學(xué)時(shí)：32

學(xué)分：4 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4

課內(nèi)上機(jī)學(xué)時(shí)：0

先修課程：理論力學(xué)、自動(dòng)控制原理

執(zhí)筆：劉鴻飛

審閱：

一、課程教學(xué)目的

通過本課程的學(xué)習(xí)，了解和掌握工業(yè)機(jī)器人的基本原理、基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用方法。

二、課程教學(xué)基本要求

1．課程重點(diǎn)：

工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、軌跡規(guī)劃和軌跡控制等內(nèi)容。

2．課程難點(diǎn)：

齊次坐標(biāo)變換及其在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用。

3．能力培養(yǎng)要求：

熟練掌握6自由度機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，了解動(dòng)力學(xué)分析的基本方法和軌跡規(guī)劃和軌跡控制的基本原理。了解工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)合和應(yīng)用方法。

三、課程教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)

課堂教學(xué)（28學(xué)時(shí)）

1． 工業(yè)機(jī)器人概論（4學(xué)時(shí)）

了解工業(yè)機(jī)器人的基本概念、工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)及其組成部分、工業(yè)機(jī)器人的性能指標(biāo)、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用概況等

2． 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析（8學(xué)時(shí)）

2.1齊次變換的概念

2.2相鄰桿件間的變換矩陣的推導(dǎo) 2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解方程 2.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解方程 2.5 實(shí)例分析

3． 工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析（4學(xué)時(shí)）

3.1速度和加速度分析

3.2靜力和動(dòng)力分析

4． 工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃和軌跡控制（4學(xué)時(shí)）

4.1作業(yè)規(guī)劃和軌跡規(guī)劃

4.2工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)組成及其控制原理 5． 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程（8學(xué)時(shí)）5.1在生產(chǎn)中引入機(jī)器人系統(tǒng)的方法

5.2工業(yè)機(jī)器人工作站的構(gòu)成及設(shè)計(jì)方法 5.3 工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線的構(gòu)成及設(shè)計(jì)方法 5.4 機(jī)器人應(yīng)用中的輔助裝置 5.5 機(jī)器人應(yīng)用實(shí)例分析

實(shí)驗(yàn)教學(xué)（4學(xué)時(shí)）

1．熟悉工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及工作原理。

（2學(xué)時(shí)）2．熟悉機(jī)器人工作站的組成及主要附件的結(jié)構(gòu)。（2學(xué)時(shí)）

四、教材與參考書

教材

1.余達(dá)太、馬香峰等編，《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程》，冶金工業(yè)出版社，1999年，第1版 2．馬香峰編，《機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1991年，第1版

參考書

1.蔡自興編，《機(jī)器人學(xué)》，清華大學(xué)出版社，2000年，第1版

2.嚴(yán)學(xué)高、孟正大編，《機(jī)器人原理》，東南大學(xué)出版社，1992年，第1版

3.付京遜編，《機(jī)器人學(xué)》，中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1989年，第1版

五、作業(yè)

1．查資料寫論文：國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展概況，1000字左右，安排在第一章結(jié)束 2．6自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析，安排在第2章運(yùn)動(dòng)學(xué)正解講完

六、說明

采用多媒體教學(xué)。

課程編號(hào)：

課程名稱：機(jī)器人概論

開課學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電系 學(xué)時(shí)：32 學(xué)分：4 類別：專業(yè)選修

先修課程：理論力學(xué)、自動(dòng)控制原理 課程簡(jiǎn)介：本課程主要講述工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用概貌；機(jī)器人操作機(jī)的機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、工作空間和靈活度等基本理論；工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的基本概念和實(shí)用關(guān)鍵技術(shù)；機(jī)器人應(yīng)用中的示教方法、外設(shè)控制、安全措施等。在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)例講述機(jī)器人工作站和生產(chǎn)線的構(gòu)成、設(shè)計(jì)原則和方法，以及末端執(zhí)行器、變位機(jī)和機(jī)器人移動(dòng)臺(tái)架的選型和設(shè)計(jì)。

Course Code: Name of Course: Summary of Industrial Robotic

School: Mechanical Engineer Institute Credit Hours: 36 Credits: 4 Required or Elective: Elective Prerequisite: Mechanism Principle;Automatic Control Principle Syllabus: This course is a monograph, which mainly contains the engineering application of robotic technology and also the necessary theoretical analysis.It introduces industrial robot and its general picture of application engineering in broad outline.It gives detailed analysis of the basic theory of the mechanism structure of robot manipulator, motion equation, working space, dexterity, ect.It provides basic knowledge and practical key techniques of industrial robot motion control.Besides, the teaching methods, external equipment control ,safety measures and some other problems in operations are also discussed in a special chapter.The course expounds, with wide coverage and combine with actual examples, the structure of robot working station and production line, designing

principle and method as well as end effector，positioner and the model selection and design of robot moveable support.It gives brief analysis to some successful operational examples and prospects for the application of robot technology.

第五篇：智能機(jī)器人教學(xué)大綱

課程目標(biāo)：

智能機(jī)器人教學(xué)大綱（軟件部分）

機(jī)器人是集科技知識(shí)啟蒙、創(chuàng)造性思維訓(xùn)練及創(chuàng)造力開發(fā)的最佳載體?？梢赃m合于普通中學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面培養(yǎng)、提升現(xiàn)代學(xué)生的創(chuàng)造力、想象力與科學(xué)技能方面的素質(zhì)教育。在機(jī)器人課堂教學(xué)中應(yīng)該做到而且能做到徹底改變過去單一的教師灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)模式，讓學(xué)生在“玩中學(xué)”，“做中學(xué)”，在機(jī)器人的模型拼裝、編程控制調(diào)試的實(shí)踐過程中去體驗(yàn)，去掌握知識(shí)、去提高能力、去創(chuàng)新。注重的不是結(jié)果如何，更重要的是實(shí)踐的過程。最終學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)研究，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。課程教學(xué)要求：

教師課上不僅要講解程序設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，還要讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)，在有實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的機(jī)房上課。這樣可以講一些程序的功能，當(dāng)時(shí)就給學(xué)生演示這段程序在機(jī)器人上的實(shí)現(xiàn)，學(xué)生理解起來更加透徹。學(xué)生自己也可以隨時(shí)下載程序，在場(chǎng)地里調(diào)試。課上也要穿插運(yùn)用小組討論和個(gè)別化教學(xué)的方式。教學(xué)內(nèi)容： 寵物狗 教學(xué)目標(biāo)

設(shè)計(jì)搭建一條小狗 認(rèn)識(shí)nxt馬達(dá)

沖上山坡 教學(xué)目標(biāo)

認(rèn)識(shí)NXT，理解輸入和輸出。

認(rèn)識(shí)樂高零件,學(xué)會(huì)搭建，知道什么樣的速度可以上坡(速度與力量的關(guān)系)學(xué)校班車 教學(xué)目標(biāo)

開始學(xué)會(huì)robolab2.9的編程方式 學(xué)會(huì)控制馬達(dá)的時(shí)間

升旗儀式 教學(xué)目標(biāo)

1． 設(shè)計(jì)并搭建一架小旗升降機(jī)。

2． 運(yùn)用導(dǎo)航者級(jí)別2對(duì)國(guó)旗升降機(jī)進(jìn)行編程，分別用時(shí)間和觸動(dòng)傳感器來控制。

一堂體育課 教學(xué)目標(biāo)

1． 設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)雙馬達(dá)人形或車型機(jī)器人。

2． 運(yùn)用導(dǎo)航者2對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程，理解機(jī)器人是如何轉(zhuǎn)彎的.老師的煩惱 教學(xué)目標(biāo)

設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)自動(dòng)刮玻璃器。使用導(dǎo)航者3進(jìn)行編程。

拳擊賽 教學(xué)目標(biāo)

設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)拳擊機(jī)器人。認(rèn)識(shí)活塞運(yùn)動(dòng)。

運(yùn)用導(dǎo)航者3進(jìn)行編程。

九月的天氣 教學(xué)目標(biāo)

設(shè)計(jì)并搭建一架可以調(diào)節(jié)風(fēng)速的電動(dòng)風(fēng)扇。運(yùn)用齒輪加速。學(xué)習(xí)導(dǎo)航者4編程。

刷卡門 教學(xué)目標(biāo)

設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)門徑系統(tǒng)。知道如何測(cè)光值。

認(rèn)識(shí)光電傳感器，并能編寫簡(jiǎn)單程序。

光控路燈 教學(xué)目標(biāo)

設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)光控路燈。知道如何測(cè)光值 運(yùn)用光感解決問題。

留在圈內(nèi) 教學(xué)目標(biāo)

使用光電傳感器來解決問題 知道如何測(cè)得光值和使用光值

超市購(gòu)物 教學(xué)目標(biāo)

1、認(rèn)識(shí)萬向輪，并能夠搭建簡(jiǎn)單的萬向輪。

2、設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)可以裝貨物的萬向輪小車——超市購(gòu)物車

著火啦 教學(xué)目標(biāo)

練習(xí)觸感靈活的使用。運(yùn)用程序循環(huán)來解決問題。

日本旅游 教學(xué)目標(biāo)

培養(yǎng)孩子們的設(shè)計(jì)能力。

讓孩子們利用光感來解決問題 發(fā)展孩子們的動(dòng)手能力

綜合測(cè)試 教學(xué)目標(biāo)

培養(yǎng)孩子的綜合運(yùn)用能力

根據(jù)規(guī)則來解決問題 培養(yǎng)孩子們的設(shè)計(jì)能力