第一篇：《工業機器人基礎》課程簡介

《工業機器人基礎》課程簡介

課程名稱：工業機器人基礎

英文名稱：INDUSTRYROBOTINTRODUCTION

開課學期：第7學期

學時/學分：32學時2學分

課程類型：學科專業選修課

開課專業：機械設計制造及其自動化

選用教材：《工業機器人技術》 郭洪紅主編西安電子科技大學出版社，2006 主要參考書：1.《機器人技術基礎》熊有倫主編 華中理工大學出版社，1996

2.《機器人技術基礎》孟慶鑫、王曉東主編 哈爾濱工業大學出版社，2006

3.《機器人與控制技術》孫迪生，王炎主編 機械工業出版社，1997

4.《工業機器人》 吳振彪主編華中理工大學出版社，1997

主講教師：機電工程系 王麗

一、課程性質、目的與任務

《工業機器人基礎》是一門培養學生具有機器人設計和使用方面基礎知識的專業選修課，本課程主要研究機器人的性能分析與控制方法。通過本課程的學習，使學生初步掌握工業機器人的基本原理和應用技術，具備必要理論知識和一定的分析計算能力，為實際從事相關領域的工作奠定基礎。其主要任務是培養學生：

1、掌握工業機器人運動系統設計方法，具有進行總體設計的能力；

2、掌握工業機器人整體性能、主要部件性能的分析方法；

3、掌握工業機器人常用的控制理論與方法，具有進行工業機器人控制系統設計的能力；

4、了解工業機器人的新理論，新方法及發展趨向。

二、課程的主要內容

1． 通過“緒論”使學生了解工業機器人的定義、應用與發展；了解工業機器人的組成、分類；了解工業機器人的主要技術參數；掌握工業機器人運動系統設計方法。

2． 通過“工業機器人機構” 的學習使學生了解工業機器人末端操作器、手腕、臂部、機座、驅動與傳動部件設計。

3． 通過“工業機器人運動學和動力學”使學生掌握齊次坐標及齊次變換；掌握工業機器人連桿參數及其齊次變換矩陣；掌握工業機器人運動學方程；掌握工業機器人速度雅可比與速度分析；掌握工業機器人力雅可比與靜力計算；掌握工業機器人動力學分析；掌握工業機器人軌跡規劃的主要內容和方法。

4． 通過“工業機器人的環境感覺技術”使學生掌握工業機器人的視覺、觸覺、位置及位移技術。

5． 通過“工業機器人控制”使學生掌握工業機器人控制的特點及主要功能、工業機器人控制方式、電動機控制。

第二篇：工業機器人安裝調試 課程簡介

工業機器人安裝調試(Industrial Robot Installation and Debugging）

課程編號：01115049 課程性質：專業方向任選課

開設學期及學時分配：第六學期； 32學時

適用專業及層次：機械設計制造及其自動化 本科 先行課程：無 后繼課程：*****

課程目的、內容與要求：

工業機器人課程是機械設計制造及其自動化專業各專業方向的一門主要專業技術課，是一門多學科的綜合性技術，它涉及自動控制、計算機、傳感器、人工智能、電子技術和機械工程等多學科的內容。其目的是使學生了解工業機器人的基本結構，了解和掌握工業機器人的基本知識，使學生對機器人及其控制系統有一個完整的理解。培養學生在機器人技術方面分析與解決問題的能力，培養學生在機器人技術方面具有一定的動手能力，為畢業后從事專業工作打下必要的機器人技術基礎。教材：劉極峰主編，《機器人技術基礎》，高等教育出版社，2006 推薦參考書：

1.熊有倫編著，《機器人技術基礎》，華中理工大學出版社,1996 2.余達太、馬香峰等著，《工業機器人應用工程》，冶金工業出版社,1999 3.殷際英、何廣平編著，《關節型機器人》，化工工業出版社,1994 授課教師：

1.主講教師要具有中級及以上專業技術職稱和碩士研究生及以上學歷。

2.能履行教師職責，愛崗敬業，為人師表，具有良好的師德教風和較高的業務水平。

3.本課程內容涉及自動控制、計算機、傳感器、人工智能、電子技術和機械工程等多學科的理論基礎，要求老師熟悉相關理論的基礎上具備一定的軟件開發與編程調試的實踐經驗。教學與實驗設施：

本課程在工業機器人實驗室開展，實驗室實驗器材要滿足課程教學需要，實驗室計算機數量滿足教學需要，能同時運行office課件和-HI5-N30相關軟件。實驗性質：非獨立設課 實驗類型：基礎實驗 教學方法與手段：

本課程教學方法要靈活，可用多媒體課件與板書相結合的教學形式，有些內容可以通過實物或圖片演示。教學要充分發揮學生主體性，與學生建立起平等、民主和對話的師生關系，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力和探究意識，使學生掌握本課程的核心內容外，指導學生對相關外延知識的獲取能力。課程考核與評價：

本課程的考核應該包括平時成績、期末考試和實驗成績3個部分，實行百分制。其中平時成績可以通過個人作業、學習態度、到課率及小組討論等方式進行評定，期末考試可以采用開卷或閉卷形式，重點考查學生對工業機器人的安裝調試的基本概念、基本理論、基本方法的理解和掌握程度。

在課程的總成績中，平時成績占10%，期末考試成績占50%，實驗成績占40%

第三篇：課程簡介工業

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第四篇：《工業機器人技術基礎+++》教學大綱

《工業機器人技術基礎》教學大綱

一、課程基本信息

課程名稱:工業機器人技術基礎 學時:48 適用對象: 工業機器人技術專業、電氣自動化技術專業、機電一體化技術專業 考核方式:考查

二、課程簡介

機器人學是一門高度交叉的前沿學科,機器人技術是集力學、機械學、生物學、人類學、計算機科學與工程、控制論與控制工程學、電子工程學、人工智能、社會學等多學科知識之大成,是一項綜合性很強的新技術。通過該課程的學習,使得學生基本熟悉這門技術以及其發展狀況,為今后從事工業機器人的操作管理、維護維修、系統安裝調試和集成設計的工作打下基礎。

三、課程性質與教學目的

本課程是專業基礎課,通過本課程的學習,使學生了解機器人及其應用,掌握機器人系統組成、機構、運動分析、控制和使用的技術要點和基礎理論。機器人是典型的機電一體化裝置,它不是機械、電子的簡單組合,而是機械、電子、控制、檢測、通信和計算機的有機融合,通過這門課的學習,使學生對機器人有一個全面、深入的認識。培養學生綜合運用所學基礎理論和專業知識分析問題解決問題的能力。第1章概述

機器人的基本概念,機器人的組成原理、機器人應用與外部的關系、機器人應用技術的現狀 第2章機器人的基礎知識

機器人的分類、機器人的基本術語與圖形符號、機器人的技術參數、機器人的運動學基礎、機器人的動力學基礎

第3章機器人的機械結構系統

機器人的機械結構系統、機器人的腕部機構、機器人的手部機構、機器人的行走機構 第4章機器人的驅動系統

機器人的驅動系統概述、電動機及其特性、液壓驅動系統及其特性 第5章機器人的控制系統

機器人的控制系統、伺服控制系統及其參數、交流伺服電動機的調速、機器人控制系統結構、機器人控制的示教再現、機器人控制系統舉例第6章機器人的感覺系統

機器人的傳感技術、機器人的內部傳感器、機器人的外部傳感器、機器人的視覺系統、機器人傳感器的選擇

第7章機器人的語言系統

機器人的語言系統概述、常用的機器人語言簡介、機器人的離線編程、機器人的編程示例 第8章工業機器人及其應用

工業機器人概述、焊接機器人、搬運機器人、噴涂機器人、裝配機器人

五、需要說明的問題

1.本大綱適用于工業機器人技術、電氣自動化技術、機電一體化技術專業;2.本大綱的學時為參考學時,學時如有變化,任課教師可在此大綱的基礎上增減一些內容。3.選用教材時要盡量選用新版教材,或最新獲獎教材。

4.習題和實驗內容著重加深基本概念的理解,基本方法的運用和創新能力的培養,從而鞏固課堂教學效果。2017年8月24日

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第五篇：《工業機器人技術》課程教學改革

《工業機器人技術》課程教學改革

摘要：《工業機器人技術》是一門多學科交叉的、理論與實踐結合緊密的課程。本文結合《工業機器人技術》課程特點和教學中存在的若干問題，提出建立貫穿教學內容的主線，改善實踐條件和鼓勵自我探索的改革措施。實踐表明這些改革措施是合理的，并在教學中取得了良好的效果。

關鍵詞：工業機器人；教學改革；應用型本科

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）25-0074-02

當前，世界范圍內新一輪科技革命和產業變革加速進行，國家實施創新驅動發展、“中國制造2025”、“互聯網+”等重大戰略，機器人技術專業領域的人才需求愈趨旺盛，因此培養具有創新性，符合社會實踐崗位的人才是當前應用型本科院校進行《工業機器人技術》課程教學改革的核心。

一、《工業機器人技術》課程教學現狀

《工業機器人技術》是機電一體化、自動化等相關專業的專業方向課之一，涵蓋機器人結構、機器人運動學、動力學、軌跡規劃、機器人控制等內容[1][2]，涉及機械原理、機械設計、電子電路技術、自動控制原理、傳感器技術等知識，是一門多學科交叉、理論與實踐緊密結合的課程，對培養學生機電一體化、自動控制技術的綜合實踐能力具有重要意義。

目前我院的機械設計及其自動化專業和自動化專業均嘗試開設《工業機器人技術》課程，課程被安排在第七學期開課，理論32課時，實踐8課時，在教學過程中主要存在問題如下：

1.課程需要的先學知識欠缺。學生在學習《工業機器人技術》這門課程之前，需要具備一定的機械結構和控制理論方面的基礎知識，而大部分應用型本科院校中，機械設計及其自動化專業和機電一體化專業的同學具有力學、運動學、機械結構、電工、電子方面的知識卻缺乏控制理論的基礎知識，自動化專業的同學具有控制理論、電機拖動、信號與系統等方面的知識卻缺乏力學、機械結構方面的知識，導致在這些專業開設《工業機器人技術》都有不少的障礙，學生難以對課程產生整體認識。

2.缺乏適合的教材。應用型本科院校以本科教育為主，面向區域經濟社會，以學科為依托，以應用型專業教育為基礎，以社會人才需求為導向，培養高層次應用型人才，要求學生具有一定的理論素養，以滿足應用所學理論知識進行科技創新的需要，同時要求學生掌握本專業相關技術，具有較強的實踐動手能力。工業機器人的相關教材有的偏重理論講解，而有的教材卻流于產品說明或用戶指南[3]，難以適應應用型本科學生的特點與教學需求。

3.涉及的概念抽象。工業機器人的控制以運動學和動力學為基礎，這就離不開D-H坐標系的建立和空間坐標的變換，即使能讓學生看到機器人實體也難以直觀展現抽象的坐標系、工作空間、關節空間等概念。此外運動學、動力學方程的推導、微分運動分析等抽象、復雜的數學推導很容易讓學生望而卻步，喪失學好該課程的信心，不利于課堂教學的開展[4]。

4.實踐條件缺乏。目前的工業機器人產品缺乏規范性，品牌繁雜且互不兼容，開放程度較低，因此如何選擇具體的工業機器人進行實踐教學也是面臨的一個難題，而且機器人造價不菲，受資金和場地等條件的制約，構建專門的機器人實驗室的成本太高，這就造成了目前這門課程的實踐條件缺乏，實踐環節難以開展，無法充分調動學生的學習熱情。

二、改革措施的探索

《工業機器人技術》的教學目的包括：使學生了解有關機器人技術方面的基本知識和機器人學的基本原理和方法，掌握機器人所涉及的基本理論和關鍵技術，培養學生綜合運用所學基礎理論和專業知識解決專業領域內實際問題的能力，為此對課程進行如下三個方面的改革。

1.建立貫穿教學內容的主線。坐標變換、運動學、動力學、機器人本體結構、機器人控制是《工業機器人技術》的關鍵部分，為了讓學生將零散的知識有個整體的認識，先從機器人的機械結構入手，講解機器人三大組成部分（機械部分、傳感部分、控制部分）的關系[5]。由于機器人控制的本質是對下列方程式的雙向控制[2]：

V（t）？圮T（t）？圮C（t）？圮θ（t）？圮X（t）

（其中：X（t）為末端執行裝置的狀態，包括位置、姿態和開閉狀態等，θ（t）為關節變量，C（t）為作用在各關節上的力矩矢量，T（t）為各傳動電動機的力矩矢量，經過變送器送到各個關節，V（t）為施加在電動機上的電流或電壓矢量。）

以機器人雙向控制方程式為主線，以典型機器人（如PUMA560）為例，對坐標變換、運動學、動力學、軌跡規劃、機器人控制系統進行由淺及深的講解，明確各個部分內容在上述控制方程式中的作用，先對機器人控制有個全局的了解，再細化到實現機器人控制的每一個層級，帶著問題一層一層剖析，整個課程的學習就連貫起來了，而且學生也能明白地知道每次課在整個機器人控制中的位置，目標明確了，更能調動學習的主動性和積極性。最后，結合授課老師的科研項目或對具體對象控制過程的相關視頻資料，展開典型工業機器人的應用分析，如噴涂、焊接、碼垛機器人，使學生對所學基礎內容的工程應用有深入的了解和直觀的認識。此外，在課程授課過程中穿插與課程內容有關的機器人最新研究成果，比如本田公司的雙足機器人、用于軍隊和康復治療的穿戴式機器人等，不僅對于提高同學們的學習興趣有一定的幫助，而且能拓寬同學們的視野，提高其領悟力。

2.改善實踐條件。工業機器人的實踐環節作為《工業機器人技術》教學體系中的重要組成部分，將學生的綜合素質培養和創新能力培養作為核心，在加強學生對基礎理論知識理解的同時，更培養學生運用所學知識的實踐操作能力和創新能力。工業機器人的認識實驗共2學時，主要以實驗室現有的6軸工業機械手為對象，了解工業機器人基本結構與工作原理，熟悉機器人機械結構特點、電氣線路硬件情況及手動運行機械臂，觀察關節運動情況。機器人的運動學、動力學、軌跡規劃和運動仿真共4學時，利用MATLAB的robotics toolbox實現[6]，利用ADAMS軟件強大的仿真模塊，在Simulink中實現對虛擬樣機的控制操作，最后安排2學時到校外企業觀摩工業機器人的工程應用，增強對所學知識應用場景的切身體驗。后繼的工業機器人技術實踐環節擬引入ABB公司的Robot Studio建立工業機器人離線編程示教工作站[7]，以數字化工廠為實踐平臺，增加學生的動手??踐、創新的機會。

3.鼓勵自我探索。哈佛前校長認為，教學內容固然重要，但對于學生影響更為深遠的是教學方法[8]。《工業機器人技術》是一門較難的課程，通過前述機器人雙向控制方程式將分散的知識點貫穿成一整體，幫助同學明確每一部分在整個機器人控制中的作用，每開始新的知識點前，必用啟發式的問題，引導學生思考在已有知識的基礎上，如何往下一步展開，從而引起學生的學習興趣，鼓勵學生在課后搜集相關資料，主動尋找答案。以參與期末綜合評分作為激勵，分組在課堂上展開討論，最后由老師對研討情況進行點評、總結和補充講解，讓學生帶著問題學習，充分調動學生的學習積極性，通過這個過程，學生的自我學習、探索和創新能力可以得到有效培養。

三、結語

《工業機器人技術》對學生難，對授課老師也是很大的挑戰，由于沒有完全適應的教材，授課老師需要根據教學目標選定的授課內容，引入緊跟時代潮流的知識豐富教學內容，整理講義，選擇能激發學習興趣的教學方法，有效培養學生的綜合應用所學知識解決實際問題的能力和工程實踐能力，?@個過程永無止境。課程教學改革是一個長期、不斷深化的過程，相信在后續的教學過程中會有不斷的改進和完善。

參考文獻：

[1]李團結.機器人技術[M].北京：電子工業出版社，2009.[2]蔡自興.機器人學基礎[M].北京：機械工業出版社，2015.[3]于霜.高職院校工業機器人創新實踐教學研究[J].科技創新導報，2015，12（20）：25-25.[4]黃用華.理工科高校《工業機器人》課程教學改革淺析[J].科技信息，2012，（21）：20.[5]于楚泓.《工業機器人技術》課程教學改革探索[J].科技風，2017，（8）：54-54.[6]謝斌.基于MATLAB R obotics Toolbox的機器人學仿真實驗教學[J].計算機教育，2010，（19）：140-143.[7]高慧.工業機器人離線編程技術課程教學創新[J].佳木斯職業學院學報，2017，（7）.22-24.[8]戴敏，張志勝，史金飛.大學生創新與實踐能力培養的探索――“教育機器人設計與制作綜合實踐”課程建設的一點體會[J].東南大學學報：哲學社會科學版，2008，（s1）：259-261.