机器人教学大纲

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机器人基础实践教学大纲

机器人基础实践教学大纲

机器人基础实践教学大纲机器人基础实践教学大纲引言:机器人技术是当今科技领域中备受关注的热门话题。

随着科技的不断进步,机器人已经走进了人们的生活,并在许多领域发挥着重要的作用。

为了培养学生对机器人技术的兴趣和能力,我们需要设计一份全面而有深度的机器人基础实践教学大纲。

一、机器人基础概述在本节中,我们将介绍机器人的基本定义和分类。

学生将了解机器人的起源、发展和应用领域。

通过学习机器人的基础知识,学生将对机器人技术有一个整体的认识。

二、机器人的工作原理在这一部分,我们将详细介绍机器人的工作原理。

学生将了解机器人的感知、决策和执行过程。

我们将涵盖传感器技术、控制系统和执行机构等方面的知识,以帮助学生理解机器人是如何与环境进行交互的。

三、机器人编程机器人编程是机器人技术中至关重要的一环。

在这一节中,我们将介绍机器人编程的基本原理和方法。

学生将学习编程语言、算法和逻辑思维等相关知识。

通过编写简单的机器人程序,学生能够提高自己的编程能力,并将其应用于机器人控制中。

四、机器人传感技术传感技术是机器人感知环境的核心。

在本节中,我们将介绍不同类型的传感器及其应用。

学生将学习如何选择和使用传感器来获取环境信息,并将其应用于机器人的导航、避障和感知等任务中。

五、机器人运动控制机器人的运动控制是实现机器人任务的关键。

在这一部分,我们将介绍机器人的运动学和动力学原理。

学生将学习如何控制机器人的姿态、速度和加速度等参数,以实现各种运动任务。

六、机器人应用案例在本节中,我们将介绍机器人在不同领域的应用案例。

学生将了解机器人在工业、医疗、农业和教育等领域的实际应用。

通过学习真实的案例,学生将能够更好地理解机器人技术的潜力和局限性。

七、机器人竞赛与实践机器人竞赛是机器人教学中的一种重要形式。

在这一节中,我们将介绍机器人竞赛的种类和规则。

学生将有机会参与机器人设计和编程的实践活动,锻炼自己的团队合作和问题解决能力。

结论:通过本教学大纲的实施,学生将能够全面了解机器人技术的基本原理和应用。

工业机器人课程教学大纲

工业机器人课程教学大纲

工业机器人课程教学大纲《工业机器人》课程教学大纲一(课程的性质与任务课程性质:本课程综合介绍了机器人技术,设计思想和发展趋势主要任务:本课程是要求学生通过学习、课堂教育,能了解机器人发展的最新技术与现状;初步掌握机器人技术的基本知识。

二(课时分配序号课题小计讲课实验机动一绪言 2 2 二机器人学的数学基础 4 4 三机器人运动方程的表示与求解 8 8 四机器人动力学 6 6机器人的控制五 4 4 六机器人学的现状、未来 2 2合计 28 26 2三(课程教学内容第一章绪言简述机器人学的起源与发展,讨论机器人学的定义,分析机器人的特点、结构与分类。

第二章机器人学的数学基础空间任意点的位置和姿态变换、坐标变换、齐次坐标变换、物体的变换和逆变换,以及通用旋转变换等。

第三章机器人运动方程的表示与求解机械手运动姿态、方向角、运动位置和坐标的运动方程以及连杆变换矩阵的表示,欧拉变换、滚-仰-偏变换和球面变换等求解方法,机器人微分运动及其雅可比矩阵等第四章机器人动力学机器人动力学方程、动态特性和静态特性;着重分析机械手动力学方程的两种求法,即拉格朗日功能平衡法和牛顿-欧拉动态平衡法;然后总结出建立拉格朗日方程的步骤第五章机器人的控制机器人控制与规划第六章机器人学的现状、未来包括国内外机器人技术和市场的发展现状和预测、21世纪机器人技术的发展趋势、我国新世纪机器人学的发展战略等。

不同类型机器人的研究发展状况等。

四(教学的基本要求采用启发式教学,培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力;理论以够用为度,且从应用的角度,尽量简化定量分析。

五(建议教材与教学参考书1、机器人学、蔡自兴、清华大学出版社、20002、机器人学导论,约翰J.克雷格、西北工业大学出版社、1987 六(说明1( 本课程的教学原则上须由一定工作经验的讲师及讲师以上的教师担任,以保证理论知识和实践操作技能教学的需要。

2( 本课程适用于高职数控技术应用、机电一体化、机电工程及自动化、机械工程与自动化等专业。

工业机器人 教学大纲

工业机器人 教学大纲

工业机器人教学大纲工业机器人教学大纲引言工业机器人是一种能够自动执行各种任务的机器人系统,它在现代制造业中扮演着重要的角色。

为了培养适应工业机器人应用需求的人才,制定一份全面的工业机器人教学大纲是至关重要的。

本文将探讨工业机器人教学大纲的内容和结构,以及其在培养学生技能和知识方面的重要性。

一、基础知识在工业机器人教学大纲中,首先应包括工业机器人的基础知识。

这包括机器人的定义、分类和应用领域。

学生需要了解机器人的基本构造和工作原理,以及机器人在制造业、物流和医疗等领域的应用。

此外,还应介绍机器人的安全性和维护保养方面的知识,以确保学生能够正确操作和维护机器人系统。

二、编程与控制工业机器人的编程与控制是培养学生技能的关键部分。

教学大纲应包括机器人编程语言的介绍,如G代码和Rapid语言。

学生需要学习如何编写程序,以实现机器人的自动化操作。

此外,还需要教授机器人的运动控制和路径规划技术,使学生能够精确控制机器人的运动轨迹和速度。

三、传感器与视觉系统工业机器人的传感器和视觉系统在实际应用中起着重要的作用。

教学大纲应包括传感器的种类和原理,以及它们在机器人系统中的应用。

学生需要学习如何选择和配置传感器,并利用传感器获取环境信息,实现机器人的自主感知和决策能力。

此外,还应介绍机器人的视觉系统,包括图像处理和目标识别技术,以提高机器人的视觉感知能力。

四、应用案例分析为了帮助学生更好地理解工业机器人的应用,教学大纲应包括一些实际的应用案例分析。

通过分析不同行业中的机器人应用案例,学生可以了解机器人在不同环境下的工作方式和应用效果。

此外,还可以让学生思考机器人在未来的发展趋势和应用前景。

五、实践操作与项目工业机器人的实践操作和项目是培养学生实际操作能力的重要环节。

教学大纲应包括一些实践操作的内容,如机器人系统的组装与调试,以及编写简单程序实现基本操作。

此外,还可以设计一些机器人应用项目,让学生通过实际操作来解决实际问题,提高他们的创新能力和解决问题的能力。

机器人基础教学大纲

机器人基础教学大纲

机器人基础教学大纲机器人基础教学大纲随着科技的不断发展,机器人已经渗透到我们生活的方方面面。

从工业生产到医疗保健,从教育培训到家庭服务,机器人的应用范围越来越广泛。

为了培养未来的机器人工程师和用户,制定一份机器人基础教学大纲至关重要。

本文将探讨机器人基础教学大纲的内容和结构,并提出一些建议。

一、机器人基础知识机器人基础知识是学习机器人的基石。

学生应该了解机器人的定义、分类和发展历程。

他们需要了解机器人的组成部分,包括传感器、执行器、控制系统等。

此外,学生还应该学习机器人的工作原理和基本原则,如感知、决策和执行。

二、机器人编程机器人编程是机器人技术的核心。

学生应该学习编程语言和算法,以实现机器人的自主操作和任务执行。

他们需要学习控制结构和流程控制,了解条件语句和循环语句的应用。

此外,学生还应该学习传感器数据的处理和分析,以实现机器人的感知和决策能力。

三、机器人机械设计机器人机械设计是机器人技术的重要组成部分。

学生应该学习机械设计的基本原理和方法。

他们需要了解机械结构的设计原则和机械零件的选择。

此外,学生还应该学习CAD软件的使用,以进行机械设计和模拟。

四、机器人电子技术机器人电子技术是机器人技术的关键。

学生应该学习电子元件的基本知识和电路设计的原理。

他们需要了解传感器和执行器的工作原理,以及电子电路的组成和功能。

此外,学生还应该学习电路板的设计和制造,以实现机器人的电子控制。

五、机器人应用领域机器人应用领域是机器人技术的广泛应用。

学生应该了解机器人在工业生产、医疗保健、教育培训和家庭服务等领域的应用。

他们需要了解机器人的优势和局限性,以及机器人在不同领域的应用案例。

此外,学生还应该学习机器人的伦理和社会影响,以进行合理的机器人应用和发展。

六、机器人实践项目机器人实践项目是机器人教学的重要环节。

学生应该参与机器人设计和制作的实践项目。

他们需要应用所学的机器人知识和技能,解决实际问题和完成任务。

此外,学生还应该学习团队合作和项目管理,以提高机器人实践项目的效果和质量。

工业机器人教学大纲

工业机器人教学大纲

工业机器人教学大纲工业机器人教学大纲随着科技的不断进步,工业机器人在现代生产中扮演着越来越重要的角色。

工业机器人的应用范围广泛,从汽车制造到电子设备组装,从食品加工到药品生产,都离不开它们的帮助。

然而,要想充分发挥工业机器人的作用,就需要对其进行系统的教学和培训。

本文将探讨工业机器人教学的大纲,以帮助人们更好地理解和使用这一技术。

一、工业机器人的基本原理在开始学习工业机器人之前,首先需要了解它们的基本原理。

工业机器人是由多个部件组成的复杂系统,包括机械结构、电子控制、传感器和软件等。

学习者需要了解机器人的结构和工作原理,以及各个部件之间的协调和配合。

此外,还需要学习机器人的编程语言和编程方法,以便能够对其进行控制和操作。

二、工业机器人的应用领域工业机器人的应用领域非常广泛,不同的行业和工作环境都需要不同类型的机器人。

学习者需要了解各个行业的特点和需求,以便能够根据实际情况选择合适的机器人。

例如,在汽车制造行业,机器人主要用于焊接、喷涂和装配等工作;在电子设备组装行业,机器人主要用于精密组装和测试等工作。

学习者还需要了解机器人在各个行业中的具体应用案例,以便能够更好地理解和应用机器人技术。

三、工业机器人的编程和操作工业机器人的编程和操作是学习的重点内容。

学习者需要学习机器人的编程语言和编程方法,以便能够编写程序来控制机器人的运动和动作。

此外,还需要学习机器人的操作方法和技巧,以便能够熟练地操作机器人进行各种工作。

学习者还需要学习机器人的安全操作规范,以确保机器人的安全运行和人员的安全。

四、工业机器人的维护和保养工业机器人的维护和保养是保证其正常运行和延长使用寿命的关键。

学习者需要学习机器人的日常维护和保养方法,包括清洁、润滑、更换零部件等。

此外,还需要学习机器人的故障排除和维修方法,以便能够及时解决机器人出现的故障和问题。

学习者还需要了解机器人的安全维护规范,以确保机器人的安全运行和人员的安全。

五、工业机器人的发展趋势工业机器人技术在不断发展和演进,学习者需要了解工业机器人的最新发展趋势和应用前景。

《工业机器人技术基础》课程教学大纲

《工业机器人技术基础》课程教学大纲

《工业机器人技术基础》课程教学大纲一、课程地位与作用工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一,是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。

这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用。

工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸方面具有举足轻重的地位。

本课程是以工业机器人概述、基本组成及技术参数、本体与控制器连接、末端操作器、工业机器人的环境感觉技术、编程语言介绍、工业机器人系统集成项目流程等为研究对象的一门专业基础课。

二、教学目标学生通过对本课程的学习,熟知工业机器人使用及搬运安全事项;了解工业机器人常见国际品牌与国内品牌;掌握工业机器人的三大组成部分和六个子系统;工业机器人的主要技术参数和常用软件,工业机器人末端操作器种类与应用等,让学生对工业机器人的定义、发展历史及前景、运用领域、基本组成、主要技术参数有一个初步的认识,为后面的专业核心课程打下理论基础,培养学生的学习兴趣,建立长期的学习计划。

同时树立示教器、专用设备、教具使用的安全意识及保养意识,使学生初步具备分析和解决基础技术问题的能力。

三、课程教学内容与方法设计第一章绪论【教学目标】1.掌握工业机器人行业典型应用、市场前景;2.熟知工业机器人品牌认识及行业应用前景;3.熟知使用机器人安全注意事项以及机器人的分类。

【重点难点】1.工业机器人的应用环境;2.工业机器人的使用安全;【教学内容】1.机器人的分类;2.工业机器人的应用环境,工业机器人的历史发展;3.工业机器人家族介绍;4.工业机器人应用安全注意事项。

【教学方法与设计】1.本章主要采用哪些教学方法?通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。

通过讲授和多媒体教学的方式,并结合板书进行教学,在讲解过程中注重与学生互动。

2.如何组织教学?运用哪些教学手段?在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示,还要进行关键词组的板书。

《机器人学》教学大纲

《机器人学》教学大纲

《机器人学》课程教学大纲、课程基本信息二、课程目标(一)总体目标:机器人学是智能制造工程专业培养计划中一门高度交叉、前沿的重要专业必修课程,融合了运动学/动力学分析、机械学、控制理论与工程、计算机技术、人工智能等多学科内容的综合性新技术应用课程.通过该课程的学习,使学生了解并掌握机器人学相关的基本理论和方法,具有现代机器人系统设计、分析、应用等基本能力和以后从事相关科学研究和技术工作的能力。

本课程针对智能制造工程专业的特点,主要介绍机器人数学基础、工业机器人、服务机播人的基本机械结构设计、运动学与动力学分析,以及机器人传感器和控制技术等基础理论和技术基础知识,并以实际工程应用为背景,安排各类机器人实样参观、专题讲座、实验等内容。

通过本课程教学,不但使学生掌握机器人技术的基本理论知识,使学生对各类机器人技术和开发方法有所了解,同时通过课程设计等活动培养其在逻辑思维、科学研究和设计实践上的能力,从而培养学生综合运用机器人技术解决智能制造领域实际工程问题的能力。

(二)课程目标:课程目标1:学习并掌握现代机器人的基本理论及方法,具有应用机器人解决工程问题的创新意识和能力;(支撑毕业要求1)课程目标2:学习并掌握工业机器人、服务机器人的状态检测和控制技术,具有利用先进控制理论和方法进行机器人控制并完成具体工程应用的能力;(支撑毕业要求2)课程目标3:学习并掌握现代机器人的总体设计、技术设计和详细结构设计及控制系统设计等内容,具有根据实际工程问题设计相应机器人解决方案的能力:(支撑毕业要求3)课程目标4:评定方法包括课后作业(15%)、实验(20%)、项目研究(15%)和期末考试(50%)环节,总评成绩以百分计,满分100分,各考核环节所占分值比例和根据具体情况微调。

2.(三)评分标准通过机器人的实验,获得相关实验设计和实验技能的基本训练,具有应用相关实验方法解决实际工程问题的能力。

(支撑毕业要求5)(三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系三、教学内容第1章:绪论(3学时)通过本章内容的教学,使学生了解机器人学的起源与发展,讨论机器人学的定义,分析机器人的特点、结构与分类。

机器人 教学大纲

机器人 教学大纲

机器人教学大纲机器人教学大纲随着科技的不断发展,机器人已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。

无论是在工业生产中的应用,还是在日常生活中的辅助,机器人都扮演着重要的角色。

为了更好地培养和发展机器人领域的人才,制定一份全面而有深度的机器人教学大纲显得尤为重要。

一、机器人概述在机器人教学大纲的开篇,我们需要对机器人进行一个全面的概述。

包括机器人的定义、发展历程、分类等方面的内容。

通过对机器人的概述,学生们可以对机器人有一个整体的认识,为后续的学习奠定基础。

二、机器人技术基础在这一部分,我们将对机器人技术的基础知识进行讲解。

包括机器人的硬件组成、传感器技术、控制技术等方面的内容。

学生们可以通过学习这些基础知识,了解机器人的构造和工作原理,为后续的实践应用打下基础。

三、机器人编程机器人编程是机器人领域中至关重要的一部分。

在这一部分,我们将介绍机器人编程的基本原理和方法。

包括编程语言的选择、编程环境的搭建、算法设计等方面的内容。

通过学习机器人编程,学生们可以掌握如何通过编程来控制机器人的行为,实现各种功能。

四、机器人应用机器人的应用领域广泛,涉及到工业、医疗、农业、教育等多个领域。

在这一部分,我们将介绍机器人在不同领域中的应用案例。

学生们可以通过学习这些案例,了解机器人在实际生活中的应用场景,培养对机器人应用的创新思维。

五、机器人伦理与法律随着机器人技术的不断发展,机器人伦理和法律问题也日益凸显。

在这一部分,我们将对机器人伦理和法律问题进行探讨。

包括机器人与人类关系、机器人的道德责任、机器人法律框架等方面的内容。

通过学习机器人伦理与法律,学生们可以对机器人技术的发展有一个更加全面的认识。

六、机器人创新设计机器人创新设计是机器人教学大纲中的重要一环。

在这一部分,我们将引导学生们进行机器人创新设计的实践。

学生们可以根据自己的兴趣和需求,设计并制作自己的机器人项目。

通过实践,学生们可以将所学知识应用到实际中,培养创新思维和动手能力。

机器人应用 教学大纲

机器人应用 教学大纲

机器人应用教学大纲机器人应用教学大纲引言近年来,机器人技术的快速发展引起了广泛的关注和研究。

机器人不仅在工业制造、医疗保健和农业等领域发挥着重要作用,还逐渐进入了教育领域。

机器人教育为学生提供了一种全新的学习方式,既激发了他们的创造力和创新思维,又培养了他们的合作精神和解决问题的能力。

为了推动机器人教育的普及和发展,制定一份全面且有深度的机器人应用教学大纲至关重要。

一、机器人基础知识在机器人教学大纲中,首先需要包括机器人的基础知识。

学生需要了解机器人的定义、分类和组成部分。

他们应该学习机器人的机械结构、传感器、控制系统和编程技术等基本概念。

通过深入了解机器人的构造和工作原理,学生可以建立对机器人的基本认知,为后续的学习打下坚实的基础。

二、机器人编程机器人的编程是机器人教学大纲中的重要内容之一。

学生需要学习编程语言和算法,掌握基本的编程思维和逻辑思维能力。

他们应该学习如何编写简单的程序,控制机器人进行基本的动作和任务。

通过编程,学生可以培养解决问题的能力和创新思维,提高他们的计算机素养和信息技术能力。

三、机器人传感与感知机器人的传感与感知是机器人教学大纲中的另一个重要内容。

学生需要学习各种传感器的原理和应用,了解机器人如何通过传感器获取环境信息。

他们应该学习如何使用传感器进行距离测量、颜色识别和障碍物检测等任务。

通过学习传感与感知,学生可以培养观察力和实验能力,提高他们的科学素养和实践能力。

四、机器人应用领域机器人应用领域是机器人教学大纲中的另一个重要内容。

学生需要了解机器人在工业制造、医疗保健、农业和服务业等领域的应用。

他们应该学习机器人在自动化生产线上的应用、机器人手术的原理和技术以及机器人在农田管理和家庭服务中的应用等。

通过学习机器人的应用领域,学生可以了解机器人技术的发展趋势和前景,激发他们对机器人技术的兴趣和热情。

五、机器人伦理与社会影响机器人伦理与社会影响是机器人教学大纲中的最后一个重要内容。

工业机器人 课程教学大纲

工业机器人 课程教学大纲

工业机器人课程教学大纲一、引言在当前快速发展的数字化时代,工业机器人已经成为现代工业生产的重要组成部分。

工业机器人拥有高效、精确、灵活等特点,广泛应用于制造业、物流业、医疗等领域。

为了适应行业需求,本课程旨在培养学生对工业机器人的全面了解与应用能力。

二、课程简介1. 课程名称:工业机器人2. 学时安排:40学时(理论课程20学时,实践操作20学时)3. 授课方式:理论课程采用讲授与小组讨论相结合,实践操作课程注重实际动手操作与案例分析相结合。

4. 主要教材:《工业机器人原理与应用》三、课程目标本课程旨在使学生:1. 了解工业机器人的基本概念、发展历程和应用领域;2. 掌握工业机器人的组成结构、工作原理和操作方式;3. 能够理解工业机器人的编程与控制技术,并能够进行简单编程;4. 具备工业机器人系统的故障诊断与维修能力;5. 能够综合运用所学知识,解决实际工业机器人的应用问题。

四、课程内容1. 工业机器人概述1.1 工业机器人的定义与基本原理1.2 工业机器人的发展历程与应用领域1.3 工业机器人与传统制造方式的比较2. 工业机器人的结构与工作原理2.1 工业机器人的组成结构与分类2.2 机器人的运动学与坐标系2.3 手、眼、脑一体化技术3. 工业机器人的编程与控制技术3.1 机器人编程语言与编程方式3.2 传感器与反馈控制技术3.3 机器人控制系统与通信技术4. 工业机器人的实践操作与案例分析4.1 工业机器人的安装与调试4.2 工业机器人的运行与监控4.3 工业机器人在不同应用领域的实际案例探讨五、教学方法与评价方式1. 教学方法本课程将采用多种教学方法,包括讲授、小组讨论、案例分析、实践操作等,注重理论与实践相结合,提升学生的实际应用能力。

2. 评价方式本课程的评价方式将综合考虑学生的理论学习、实践操作与案例分析等方面表现,主要包括课堂表现、作业与实验报告、期末考试等。

六、参考资料1. 教材:- 《工业机器人原理与应用》2. 扩展阅读:- 《工业机器人控制技术与应用》- 《工业机器人编程实践指南》七、教学团队1. 主讲教师:李老师- 专业背景:自动化工程硕士- 研究方向:工业机器人应用与控制- 联系方式:邮箱:*******************.cn2. 助教团队:- 负责辅助实践操作课程的实施与指导- 联系方式:邮箱:*****************.cn八、学生要求1. 具备自动控制基础知识与计算机编程基础知识;2. 积极参与理论学习与实践操作,完成课堂作业与实验报告;3. 能够灵活运用所学知识解决实际问题,具备一定的团队合作与解决问题的能力。

机器人基础教学大纲A

机器人基础教学大纲A
定义:机器人运动学主要研究机器人的位置、姿态和速度等运动参数 坐标系:建立机器人各关节的坐标系,确定各关节之间的相对位置关系 运动学方程:建立机器人末端执行器与各关节之间的运动学方程,实现机器人的运动控制 逆运动学:根据目标位置和姿态,求解机器人的关节角度,实现机器人的定位和姿态调整
机器人动力学基础
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汇报人:XX
目录
机器人的定义与分类
定义:机器人是一种能够自动执行任务的机器系统,具有感知、决策、行动和交互能力。
分类:根据应用领域和功能特点,机器人可以分为工业机器人、服务机器人、特种机器人等类型。
机器人的组成与工作原理
物体识别与分类技术
物体识别技术:利用传感器和计算机视觉技术识别物体
分类技术:将识别出的物体进行分类和标注
技术应用:在机器人基础教学大纲A中,物体识别与分类技术是实现机器人自主导航、智能 交互等关键技术之一
技术发展:随着计算机视觉和人工智能技术的不断发展,物体识别与分类技术的准确率和实 时性不断提高
应用领域:工 业自动化、智 能监控、医疗
诊断等
技术组成:图 像采集、预处 理、特征提取、
目标跟踪等
发展趋势:高 精度、高效率、
智能化
目标检测与跟踪技术
目标检测:识别图像中的物体,并确定其位置和大小 目标跟踪:实时跟踪目标物体的位置和运动轨迹 应用场景:机器人导航、人机交互、安全监控等 技术难点:实时性、准确性、鲁棒性等方面的挑战
ROS(Robot Operating System)开发环境
添加标题
简介:ROS是一个用于机器人开发的灵活框架,提供了一组工具和库,使开发者能够轻松地创建和 修改机器人应用程序。
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课程编号:
课程名称:机器人学
《机器人学》教学大纲
一、课程的地位、性质何任务
本课程是自动化、机械类专业为培养高级工程技术应用型人才而开设的硕士研究生选修课程。

面对21世纪知识经济时代的机遇与挑战,人类(地球人)正在以非凡的智慧构思新世纪的蓝图。

世界的明天将更加美好。

但是,地球人在发展中也面临着环境、人口、资源、战争和贫困等普遍问题,同时还要学会与机器人共处,这是21世纪地球人必须正视和处理的紧要问题,是影响地球人生存和发展的休戚与共的重大事件。

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。

自第一台电子编程工业机器人问世以来,机器人学已取得令人瞩目的成就。

正如宋健教授1999年7月5日在国际自动控制联合会第14届大会报告中所指出的:“机器人学的进步和应用是本世纪自动控制最有说服力的成就,是当代最高意义上的自动化。

”机器人技术的出现与发展,不但使传统的工业生产面貌发生根本性的变化,而且将对人类的社会生活产生深远的影响。

通过本课程的学习,培养学生的思维能力和严谨的求学态度,本课程的主要任务是:通过本课程的学习,使学生达到以下基本要求:
(1)了解机器人的特点、结构与分类。

了解机器人学的研究领域及其与人工智能的关系。

(2)掌握机器人运动方程的表示及运动方程的求解。

(3)掌握机器人动力学方程。

(4)了解机器人的基本控制原则,初步掌握机器人的位置控制和柔顺控制以及机器人的分解运动控制。

(5)了解机器人规划的作用和任务,初步认识机器人的轨迹规划问题。

(6)了解机器人编程的要求和分类、机器人语言系统的结构和基本功能。

此外,还必须重视自学能力、分析问题和解决问题的能力。

二、学时分配表
教学内容授课学时实验学时
第一章第二章第三章第四章第五章第六章绪论
机器人学的数学基础
机器人运动方程的表示与求

机器人动力学
机器人的控制
机器人学的现状与未来
2
10
12
14
14
2
合计54 0
三、课程的内容与要求
本课程具体内容与要求如下:
第一章:绪论
通过本章内容的教学,使学生了解机器人学的起源与发展,讨论机器人学的定义,分析机器人的特点、结构与分类。

主要内容:
1.机器人学的发展。

2.机器人的特点、结构与分类。

3.机器人学与人工智能的关系。

第二章:数学基础
通过本章内容的教学,使学生掌握空间任意点的位置和姿态变换、坐标变换、齐次坐标变换、物体的变换和逆变换,以及通用旋转变换等。

主要内容:
1.位置和姿态的表示。

2.坐标变换。

3.齐次坐标变换。

4.物体的变换及逆变换。

5.通用旋转变换。

第三章:机器人运动学
通过本章内容的教学,使学生掌握空间任意点的位置和姿态变换、坐标变换、齐次坐标变换、物体的变换和逆变换,以及通用旋转变换等。

主要内容:
1.机器人运动方程的表示。

2.机械手运动方程的求解。

3.机器人的雅可比公式。

第四章:机器人动力学
通过本章内容的教学,使学生能够掌握机器人动力学方程、动态特性和静态特性;着重分析机械手动力学方程的两种求法,即拉格朗日功能平衡法和牛顿-欧拉动态平衡法;然后总结出建立拉格朗日方程的步骤。

主要内容:
1.刚体动力学。

2.机械手动力学方程。

3.机器人的动态特性。

4.机械手的稳态负荷。

第五章:机器人控制
通过本章内容的教学,使学生了解机器人的控制原则、控制方法和轨迹规划。

主要内容:
1.机器人的基本控制原则。

2.机器人的位置控制。

3.机器人的柔顺控制。

4.机器人的分解运动控制。

第六章:机器人学的现状与未来
包括国内外机器人技术和市场的发展现状和预测、21世纪机器人技术的发展趋势、我国新世纪机器人学的发展战略等。

不同类型机器人的研究发展状况等。

四、说明
机器人学课程目的是要求学生通过学习、课堂教育,能了解机器人发展的最新技术与现状;初步掌握机器人技术的基本知识。

课外注重培养学生对机器人的兴趣。

课内教学注重对学生能力的培养。

本课程应在线性代数、机械机构和自动控制等课程后开设。

五、教材及教学参考书的选用
1、《机器人学》蔡自兴主编清华大学出版社 2000年(教材)
2、《机器人学导论》约翰J.克雷格主编西北工业大学出版社 1987年
3、《机器人探索》 Fred G.Martin主编电子工业出版社 2004年。

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