机器人学课程教学大纲

《机器人学》课程教学大纲课程名称（中英文）：机器人学Robotics课程类别（必修/选修）：必修总学时/周学时/学分：64/4/4其中实验（实训、讨论等）学时：24先修课程：高等数学、线性代数、大学物理等授课时间：一（9-10）、五（5-6）/1-16周授课地点：6E102,7B208,9A106机器人实验室授课对象：2015级机器人学院开课学院：电子工程与智能化学院任课教师姓名/职称：任斌/教授联系电话：[phone]Email:[e-mail]答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式；2.每次发放作业时，采用集中讲解方式。3.qq，微信等方式在线答疑。使用教材：《机器人学基础》，蔡自兴等编著，机械工业出版社，2015，第2版。教学参考资料：1.《机器人技术及其应用》，谢存禧主编，机械工业出版社，2012，第1版。2.《机器人技术基础》，柳洪编，冶金工业出版社，2002第1版。3.《工业机器人技术》，郭洪红编，西安电子科大出版社，2008第3版。课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（）课程简介:《机器人学》是机器人学院的一门专业基础课，本课程是一门融运动、力学分析、机械结构及控制为一体的综合性课程。通过本课程的学习，使学生掌握机器人的基本原理、基本结构、基本控制方式及基本研究方法，通过实验将理论与实践结合，用理论为工程服务。课程教学目标1．知识与技能目标：通过本课程的学习，使学生建立机器人的基本概念，掌握机器人的结构和运动学分析。了解机器人语言，具备一定的机器人分析和应用能力。2．过程与方法目标：通过对机器人技术的学习使学生的思维和分析方法得到一定的训练，在此基础上提高对机器人技术的认识，并具备一定的机器人分析和应用能力，为以后专业发展打下基础。3．情感、态度与价值观发展目标：通过本课程的学习，培养作为一个工程技术人员必须具备的坚持不懈的学习精神，勇于探索的科学态度和积极向上的价值观，为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。课程支撑学生核心能力达成（可多选，）：■c1.具有扎实的专业知识，能够运用数学物理等基础科学理论以及电子电路和信息系统的基础知识；□c2.项目管理和团队合作的能力；■c3.从事机器人学院所需的技术、技巧以及使用软硬件工作的能力；■c4.设计与实施机器人工程相关实验，并且能够进行资料的分析和解释；■c5.设计机器人系统和元器件的能力；■c6.认识时事议题和珠三角产业趋势。了解工程技术对环境、社会及全球的影响，并培育跨领域持续学习的习惯和能力，以及外语能力；■c7.发现、分析及处理问题的能力；□c8.培养专业道德以及认知社会责任。理论教学进程周次教学主题教学时长教学的重点、难点及要求教学方式核心能力支撑１第一章绪论4了解机器人的定义,分类,组成,理解坐标，技术参数的意义课堂教学C12，3第二章数理基础8理解位置和姿态的表示，能理解和掌握坐标变换、齐次坐标变换、通用旋转变换在机器人中的应用课堂教学C1、C74第三章机器人运动学4理解和掌握机器人的运动学,机器人的雅可比矩阵分析.课堂教学C15第四章机器人动力学4能理解和掌握刚体动力学，机器人动力学方程式课堂教学C1、C76第五章机器人控制4了解机器人的基本控制原则，能理解和掌握机器人的位置控制、机器人的力和位置混合控制、机器人的智能控制的方法及应用课堂教学C3、C77第六章机器人传感器4了解各种传感器原理及传感器在机器人上的应用课堂教学C3、C78第七章机器人轨迹规划4了解轨迹规划应考虑的问题、掌握关节轨迹的插值计算、笛卡儿路径轨迹规划、规划轨迹的实时生成的方法及应用课堂教学C1、C3、C79第八章机器人的编程4了解在线和离线编程的意义掌握使用MATLAB进行仿真课堂教学C1、C710第九章机器人应用2了解机器人在各种行业中的应用课堂教学C1、C610第十章机器人学展望2了解机器人发展现状和趋势及社会问题课堂教学C1、C6合计：40实践教学进程周次实验项目名称学时重点与难点实验项目类型教学方式核心能力支撑11实验1：ABB机器人的操作和实例2学习ABB工业机器人的编辑控制与操作A验证D实验C311实验2：仿真软件的安装和工作站的建立2学习ABB机器人的仿真软件编辑控制与操作及工作站的建立和工作站的布局A验证D实验C312实验3：设计实例1：路径规划2学习用仿真软件创建目标点并生成轨迹、仿真运行并录制视频A验证D实验C312实验4：设计实例2图形化编程2学习用仿真软件图形化编程、创建机械装置、动画效果制作、RAPID编辑窗口A验证D实验C313实验5：设计实例3：带外轴的机器人系统及机器人搬运2带外轴的机器人系统及机器人搬运A验证D实验C313实验6：机器人的机械拆装实验21、熟悉工业机器人的机械结构、组成特点、整体结构布局、安装调整方法。2、掌握工业机器人的安装调试知识、验收机器人精度的方法。3、掌握工业机器人典型故障的诊断及排除能力。4、熟悉RV减速器、谐波减速器、螺旋伞齿轮传动等核心部件。5、熟悉工业机器人机械装配的常用工具、测量仪器。6、了解工业机器人的装配顺序流程及要求。7、螺旋伞齿轮传动、机器人腕部安装实训。8、谐波减速器、机器人大小臂拆装实训。9、RV减速器、机器人底座拆装实训。10、通过机器人各部件的安装和整机拆装实训，调试机器人手臂的平衡系统及精度调整技巧。11、了解工业机器人精度检测常用工具、测量仪器的使用，熟悉工业机器人精度检测要求及流程，以及整机检验要求及流程。B综合D实验C3、C4、C5、C714实验7：机器人的电气拆装实验21、了解工业机器人电气元件的选用及安装工艺，熟悉常用电工工具和常用电工仪表仪器的使用。2、熟悉工业机器人的电路图及电气控制原理。B综合D实验C3、C73、了解工业机器人I/O接口的定义、I/O信号焊接技术，进行I/O接口的连接和焊接训练。4、掌握工业机器人的电路接线、安装连接、参数调试等电气装配工艺知识。5、通过工业机器人与数控机床对接案例、安装调试实训，掌握工业机器人与数控机床的对接安装调试等知识。6、工业机器人伺服驱动器调试实训。7、工业机器人示教盒的参数调试。8、修改数控系统PLC的梯形图，实现与机器人的对接调试实训。9、安全教育和工业机器人的电气安全知识。10、工业机器人的日常维护。14实验8：U盘组装集成应用2将U盘和两种盖子使用托盘上料，Yumi机器人将两个盖子和U盘通过插接合在一起，装配完成后将产品放到同步带输送线上。B综合D实验C3、C715实验9：机器人打磨集成应用2机器人打磨方案设计B综合D实验C3、C715实验10：机器人检测集成应用2采用视觉外观检测及插接数据读写检测两种方式进行检测集成应用B综合D实验C3、C716实验11：机器人装盒装盖集成应用4装配好的子弹U盘及装完海绵盒子都流到并联机器人范围内，并联机器人通过视觉将U盘放到盒子内。产品流到装盖子工位，平面4轴机器人吸取盖子盖到盒子上，装配完成。B综合D实验C3、C7合计：24成绩评定方法及标准考核内容评价标准权重试验（闭卷）1.评价标准：试卷参考解答及评分标准。2.要求：理解掌握所有的必做和选做试验。10%期中考试（闭卷）1.评价标准：试卷参考解答及评分标准。10%2.要求：能灵活运用所学知识和方法进行求解，独立、按时完成题目的解答。到堂情况抽查不少于5次,缺勤1次扣3分,缺课按教务处要求执行10%期末考试（闭卷）1.评价标准：试卷参考解答及评分标准。2.要求：能灵活运用所学机器人知识和方法进行求解，独立、按时完成考试。70%系（专业）课程委员会审查意见：我系（专业）课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。系（专业）课程委员会主任签名：日期：年月日注：1、课程教学目标：请精炼概括3-5条目标，本课程教学目标须与授课对象的专业培养目标有一定的对应关系。2、学生核心能力（c1,c2...）：请从授课对象专业人才培养方案的“毕业要求”中复制。3、教学方式（可多选）：A课堂教学、B户外教学、C分组讨论、D实验/实习。4、实验项目类型：A验证、B综合/设计。5、若课程无理论教学环节或无实践教学环节，可将相应的教学进度表删掉。