45《工业机器人》课程教学大纲

《工业机器人》课程教学大纲

一．课程基本信息

《工业机器人》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。通过该课程的学习，使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况，为今后从事光机电一体化与系统设计、制造的研究工作打下基础。

开课单位：机械工程学院

课程编号： 02010267b

英文名称：INDUSTRIAL ROBOT TECHNOLOGY

学时：总计32学时，其中理论授课26学时，实验（含上机）6学时

学分：2学分

面向对象：机械电子工程专业

先修课程：《线性代数》，《测试技术及仪器》，《电工电子学》，《机械设计基础》

教材：

《工业机器人》第二版吴振彪王正家主编(华中科技大学出版社)

主要教学参考书目或资料：

1 《工业机器人技术基础》孙树栋主编（西北工业大学出版社）

2 《机器人与控制技术》孙迪生，王炎主编机械工业出版社，1997

二．教学目的和任务

《工业机器人》是机械电子工程的专业选修课，通过本课程的学习，使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识。培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力。

三．教学目标与要求

本课程系统的介绍了机器人设计、控制、编程和使用的理论基础和技术要点，包括工业机器人的一般概论，机器人运动学，静力/动力学分析，工业机器人机械系统设计，工业机器人的控制和工业机器人的应用等内容。通过课程学习，使学生掌握工业机器人的基本原理、基础知识，对工业机器人机械系统的总体设计方法有初步了解，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。

四．教学内容、学时分配及其基本要求

第一章绪论(2学时)

（一）教学内容

1、工业机器人的定义、应用领域与发展；

2、工业机器人的组成、分类及技术参数。

（二）基本要求

1、明确本课程的研究对象、内容、性质、任务；

2、了解工业机器人的定义、应用领域与发展方向；

3、了解工业机器人的组成、分类及技术参数。

第二章工业机器人运动学(6学时含讲授4学时，实验2学时)

（一）教学内容

1、工业机器人坐标表示方法，齐次坐标变换；

2、工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵；

3、工业机器人运动学方程及其推导过程；

（二）基本要求

1、掌握齐次坐标及齐次变换；

2、掌握工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵；

3、重点学习工业机器人运动学方程。

第三章工业机器人静力计算及动力学分析（4学时)

（一）教学内容

1、工业机器人速度雅可比；

2、工业机器人静力计算；

3、工业机器人动力学分析；

（二）基本要求

1、掌握工业机器人速度雅可比与速度分析；

2、掌握工业机器人力雅可比与静力计算；

3、学会工业机器人动力学分析。

第四章工业机器人机械系统设计（6学时含讲授4学时，实验2学时）

（一）教学内容

1、工业机器人总体设计；

2、传动部件、臂部、手腕、手部、机身设计；

3、行走机构设计。

（二）基本要求

1、了解工业机器人总体设计过程；

2、了解传动部件、臂部、手腕、手部、机身的设计方法；

3、了解行走机构设计方法。

第五章工业机器人的感觉系统（4学时）

（一）教学内容

1、机器人的感觉系统；

2、常用传感器原理及其应用。

（二）基本要求

1、了解机器人的感觉系统原理；

2、了解关节传感器、触觉传感器、力觉传感器和环境识别传感器的基本型式和应用。第六章工业机器人控制（4学时)

（一）教学内容

1、机器人控制的特点及分类；

2、工业机器人位置控制；

3、工业机器人力控制。

（二）基本要求

1、掌握工业机器人控制的特点及分类；

2、了解工业机器人位置控制、工业机器人力控制方法。

第七章工业机器人的轨迹规划及编程（4学时含讲授2学时，实验2学时）

（一）教学内容

1、工业机器人的轨迹规划方法；

2、工业机器人的编程。

（二）基本要求

1、了解工业机器人的轨迹规划方法；

2、了解工业机器人的编程方法。

第八章工业机器人应用实例（2学时）

（一）教学内容

1、典型机器人的应用案例；

2、工业机器人的最新研究和应用动态。

（二）基本要求

1、介绍典型机器人的应用案例，学习其基本原理和设计方法；

2、了解工业机器人的最新研究和应用现状，了解其发展趋势。

五．教学方法及手段

要求用多媒体教学手段授课，注重教学过程中理论联系实际，注重应用能力培养。

六．考核方式及考核方法

考核方式为考查，采用闭卷等形式。总成绩由平时成绩、实验和考核成绩构成。成绩构成比例为：平时成绩20%，实验20%，考试60%。

七．课内实验（上机）教学安排

（制定人：李磊审定人：张冰蔚）