《《机器人技术》教学大纲（本科）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《机器人技术》教学大纲（本科）.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机器人技术教学大纲课程英文名Robot Technology课程代码01M0074学分2总学时32理论学时24实验/实践学时 8课程类别专业选修课课程性质任选先修课程线性代数、机械工程、自动控制适用专业机械电子工程开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年12月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位机器人学是一门高度交叉的前沿学科，机器人技术是集力学、机械学、生物学、人类学、计 算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成, 是一项综合性很强的新技术。本课程的开设主要是为了
2、拓宽学生的专业知识面，培养综合运用多 学科知识的能力，培养适应现代化建设需要的高层次机电一体化人才，以适应现代科学技术发展 的需要。通过本课程的学习，要求学生掌握工业机器人及智能机器人的基本概念，分析解决机器 人学中的主要问题，为以后机电结合的设计和工业机器人使用技术打下基础。（二）课程目标1、能够将立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，通过对机器人技术的学习，提 升正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。掌握机器人学基础理论，包括掌握机器人运动学、 动力学分析的基本原理。具有对工业机器人进行简单位姿分析计算的能力。2、掌握机器人控制理论与技术，了解机器人控制问题，掌握机器人轨迹规划、动
3、力控制的 基本原理。了解机器人高级智能动态控制基本方法。具有基本分析和设计机器人控制器的专业能 力。阐述我国机器人技术领域中的自有技术，增强文化自信和民族自豪感，强化学生工程伦理教 育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。3、掌握工业机器人编程语言及应用，对ABB或其他工业机器人设备进行简单轨迹规划设计 及控制器操作。面对我国机器人技术领域人才紧缺，以及对机器人先进技术的迫切需求现状，增 强学生对国家民族自强发展的紧迫感，激发和增强学生的民族自尊心和责任感。二、课程目标达成的途径与方法采用课堂教学与实训实践相结合的方式。课堂教学主要讲解机器人的基本结构组成、运
4、动学和动力学分析方法、控制基础、以及传感 系统，并配合介绍机器人的视觉与应用、智能机器人与智能控制、编程语言以及在不同领域的应 用等。通过实例的讲解，使同学们更好地熟悉或掌握机器人技术的相关理论和实现方法，提高学 生对机器人技术的学习兴趣、培养思维方式。实验环节则以工业机器人原机所用的VAL3等编程语言进行实训，要求学生通过实训学习和练习，初步掌握工业机器人的基本操作过程。有机会安 排学生参观机器人生产线。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度毕业要求1, 2毕业要求3, 4毕业要求5, 7毕业要求10,11课程目标1HHMM课程目标2HHMM课程
5、目标3HHMM注：1.支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）；2 毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求第一章基础知识机器人的分类、发展史L1机器人与机器人学研究领域和内容L1机器人的组成和分类L1机器人的主要技术参数L1机器人的性能指标L3机器人的工作空间L3第二章 机器人的位置运动学机器人机构L3机器人运动学的矩阵表示及位置、姿态的坐标变换L3机器人的位置正逆运动学方程L3姿态的正逆运动学方程L3位姿的正逆运动学方程L3机器人逆运动学解及退化和轻巧特性L2第三章微分运动及速度概述L2微分关系与雅各比矩阵L
6、3坐标系的微分运动与机器人的微分运动L3坐标系的微分运动L3坐标系之间的微分变化L3机器人和机器人手坐标系的微分运动L3雅各比矩阵的计算L2如何建立雅各比矩阵和微分算子之间的关联L1第四章动力学分析和力概述L2拉格朗H力学L3多自由度机器人的动力学方程L1第五章轨迹规划概述L2路径与轨迹L2关节空间描述与直角坐标空间描述L2轨迹规划的基本原理L2直角坐标空间的轨迹规划L1第六章 机器人运动控制系统、 传感器及编程语言概述L1机电系统动力学：驱动与控制L2机器人传感技术L3机器人内部传感器L3机器人的外部传感器L3概述L1机器人编程语言的类别和基本特性L2动作级语言L1对象级语言L1基本要求:L
7、1-了解,L2-理解，L3-掌握,L4-熟练掌握五、课程学时安排早下号教学内容学时分配学生任务对应课程目 标第一1.1蓄电池21 .完成作业：说明蓄电池结构和原理2 .预习发电机结构和电压调节器课程目标1课程目标2课程目标31.2发电机1.3电压调节器21 .完成作业：举例说明电压调节器原理2 .预习“发电机拆装和电压调节器仿真实验”实验指 导书课程目标1课程目标2课程目标31.4发电机拆装 和电压调节器仿 真实验21 .完成实验报告思考题：画出并说明三相桥式整流器 电路的电压整流原理（见教材图1-13）；画出汽车交 流发电机结构，标注尺寸；画出交流发电机绕线图； 画出并说明电压调节器JFT1
8、06或JFT201型晶体管调 节器原理，并仿真2 .预习起动机原理和构造课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4第一-苦2.1起动机21 .完成作业：说明起动机原理和构造2 .预习汽车电路课程目标1课程目标2课程目标32.2汽车空调2.3刮水器与车 窗控制2.4汽车电路21 .完成作业：举例说明汽车电路2 .预习“汽车起动系统拆装实验”实验指导书课程目标1课程目标2课程目标32.5汽车起动系 统拆装实验21 .完成实验报告思考题：画出并说明ST614型起动机 电路，并说明工作原理（见教材图2-8）；画出实验中 起动机结构简图，标注主要尺寸；说明直流串励电动 机的特性2 .预习电子汽油喷射控制技
9、术课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4第三 草3.1概述21 .完成作业：说明汽车电子汽油喷射系统的组成2 .预习电子汽油喷射控制技术课程目标1课程目标2课程目标33.2电子汽油喷 射控制技术21 .完成作业：说明汽车电子汽油喷射系统典型传感器 和执行器原理2 .预习柴油机电子喷射系统课程目标1课程目标2课程目标33.3柴油机电子 喷射系统21 .完成作业：说明柴油机电子喷射系统组成2 .预习电子点火控制系统课程目标1课程目标2课程目标33.4电子点火控 制系统21 .完成作业：概述典型电子点火控制系统组成2 .预习“电控发动机拆装实验”实验指导书课程目标1课程目标2课程目标33.5电控发
10、动机 拆装实验21 .完成实验报告思考题：大众AJR型电喷发动机有哪 些传感器？并说明其中1个部件的工作原理；列出所 有传感器连接线；大众AJR型电喷发动机有哪些执行 器？并说明其中1个部件的工作原理；列出所有执行 器连接线；画出大众AJR型电喷发动机电控简图2 .预习自动变速器的结构特点课程目标1课程目标2课程目标3第四4.1自动变速器 概述4.2自动变速器 的结构特点21 .完成作业：举例说明自动变速器的结构和原理2 .预习“自动变速器的共性技术”和“动力总成综合 匹配规律”课程目标1课程目标2课程目标34.3自动变速器 的共性技术21 .完成作业：说明自动变速器的共性技术2 .预习“自动
11、变速器的控制技术”课程目标2 课程目标3 课程目标4 课程目标54.4动力总成综 合匹配规律21 .完成作业：说明动力总成综合匹配规律2 .预习“自动变速器的控制技术”课程目标2课程目标3 课程目标4课程目标54.5自动变速器 的控制技术21 .完成作业：举例说明自动变速器的控制技术2 .预习“自动变速器实验”实验指导书课程目标2 课程目标3 课程目标4 课程目标54.6自动变速器 实验21 .完成实验报告思考题：说明广州本田雅阁轿车 MAXA自动变速器齿轮机构的构成；指出每个传感器 的位置和名称；说明不同档位下电磁阀工作情况；各 个电磁阀的阻值是多少？2 .预习“ABS逻辑控制算法”课程目标
12、1课程目标2 课程目标3第五.Vr. 早5.1 ABS控制技 术概述5.2 ABS逻辑控 制算法（1）21.完成作业：画出典型的ABS逻辑控制算法课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4课程目标55.2 ABS逻辑控制算法（2）21 .完成作业：画出混合ABS逻辑控制算法2 .预习“ABS整车控制技术”课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程目标4课程目标55.3 ABS整车控 制技术5.4 ASR控制技 术21 .完成作业：ASR控制技术原理2 .预习“ABS/ASR的驱动机构与电子控制装置”课程目标1课程目标2课程目标35.5 ABS/ASR 的 驱动机构与电子 控制装置21.完成作
13、业：说明ABS/ASR的驱动机构与电子控制 装置课程目标1课程目标2 课程目标3早下号教学内容学 时分酉己学生任务对应课程目 标第一早基础知识2课程目标1课程目标2第二jte. 早机器人的位置运 动学21 .完成作业：齐次变换矩阵表示2,预习“矩阵表示及变换、正逆运动学方程”课程目标1课程内标2课程目标321.完成作业：空间坐标系变化2221 .完成作业：D-H坐标表示法2 .预习“雅各比矩阵与微分运动”第三 章微分运动及速度2课程目标1课程目标2 课程目标3221 ,完成作业：微分运动坐标系变换2.预习“动力学分析和力”第四音动力学分析和力 21 .预习路径与轨迹、关节及坐标空间的轨迹规划课
14、程目标1课程目标2 课程目标3第五，章轨迹规划2课程目标1 课程目标2 课程目标3第六机器人驱动控制2课程目标1课程目标2 课程目标3第七,Vr. 早机器人传感器、应用2课程目标1课程目标2课程目标3第八章.编程语言8课程实践完成实验报告（2份）课程目标1课程目标2课程目标3四、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验 性质实验 类别1工业机器人认知及示教 设计实验2了解工业机器人基本原理 与操作观摩学习演示必做2工业机器人编程实验2掌握工业机器人编程实现 方法动手实践设计必做3智能机器人运动控制实 验2掌握智能机器人运动控制 基本原理观摩学习演示必做4工业机器人运动学分析
15、及控制实验2掌握机器人运动学基本原 理动手实践设计必做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。五、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业、 实验等点名记录、课堂发言记 录、作业完成质量40%,其中到 课率占10%, 作业成绩占10%,实验成 绩占20%期末考核闭卷卷面成绩60%考核类别考试成绩登记方式百分制六、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1 .机器人学导论一一分析、控制及应用，Saeed BNiku著，孙富春 朱纪洪文I国栋（译），电子 工业出版社，2018.3,第二版（-）主要参考书：2 .机器人学，蔡自兴，清华大学出版社，2015.1,第三版.3 .机器人学导论，约翰工克雷格，西北工业大学出版社，1987.