45《工业机器人》课程教学大纲
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《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)
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)
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)