《工業(yè)機(jī)器人》教學(xué)大綱

1、工業(yè)機(jī)器人教學(xué)大綱課程名稱（漢）：工業(yè)機(jī)器人課程名稱（英）：Industrial robot課程代碼：232028091課程類型：專業(yè)教育平臺(tái)專業(yè)選修課程模塊適用對(duì)象：機(jī)器人工程專業(yè)本科大三學(xué)時(shí)/學(xué)分：32學(xué)時(shí)/2學(xué)分先修課程：機(jī)器人工程專業(yè)導(dǎo)論、機(jī)器人傳感技術(shù)、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)與控制方案版本：2021版一、課程簡(jiǎn)介（150200字）（包括課程的內(nèi)容概述、課程的性質(zhì)、目的、地位、作用等） 工業(yè)機(jī)器人課程內(nèi)容包括工業(yè)機(jī)器人的基本知識(shí)、工業(yè)機(jī)器人的分類和技術(shù)參數(shù)、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人的感覺系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)及工業(yè)機(jī)器人的編程、工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用

2、等知識(shí)。本課程是機(jī)器人工程專業(yè)核心課，是在學(xué)習(xí)完機(jī)器人傳感技術(shù)、機(jī)器人驅(qū)動(dòng)與控制后，為加強(qiáng)機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知的一門課程。本課程的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人的基本概念和內(nèi)容體系有較完整的認(rèn)知，能培養(yǎng)學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人安裝、操作、編程及設(shè)計(jì)制造的相應(yīng)技能，具備初步的智能制造應(yīng)用能力。二、課程的教學(xué)目標(biāo)課程目標(biāo)1：了解機(jī)器人的由來與發(fā)展、組成與技術(shù)參數(shù)，掌握機(jī)器人分類與應(yīng)用，對(duì)各類機(jī)器人有較系統(tǒng)地完整認(rèn)識(shí)。課程目標(biāo)2：了解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的基本概念，能進(jìn)行簡(jiǎn)單機(jī)器人的位姿分析和運(yùn)動(dòng)分析。課程目標(biāo)3：了解機(jī)器人本體基本結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身及臂部結(jié)構(gòu)、腕部及手部結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)及行走機(jī)構(gòu)等。課程

3、目標(biāo)4：要求了解速度雅可比矩陣與速度分析方法，學(xué)會(huì)力雅可比矩陣與靜力計(jì)算公式，了解機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模和仿真的思路和方法。課程目標(biāo)5：理解機(jī)器人控制系統(tǒng)的原理和方式，能夠進(jìn)行初步的機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。課程目標(biāo)6：掌握機(jī)器人系統(tǒng)常用的傳感器用途及其工作原理。課程目標(biāo)7：能夠進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃，理解編程特點(diǎn)與掌握編程語言。課程目標(biāo)8：對(duì)操縱型機(jī)器人、智能機(jī)器人的系統(tǒng)及應(yīng)用有一般的了解。三、課程目標(biāo)對(duì)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)（非認(rèn)證專業(yè)可以省略本項(xiàng)內(nèi)容）課程目標(biāo)支撐權(quán)重工程知識(shí)13，580.05問題分析23，580.06設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案280.03四、教學(xué)內(nèi)容及其

4、基本要求序號(hào)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求（包括重點(diǎn)難點(diǎn)、教學(xué)方法、學(xué)生掌握的程度等）對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1機(jī)器人概述要求能夠了解機(jī)器人的概念，了解機(jī)器人的分類以及發(fā)展，掌握機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)、分類、應(yīng)用、組成與技術(shù)參數(shù)等研究?jī)?nèi)容。采用講授教學(xué)法、討論教學(xué)法教學(xué)。12工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)理解工業(yè)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)，掌握驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)理，掌握機(jī)身和臂部、腕部、手部及行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路和方法。采用講授教學(xué)法、討論教學(xué)法教學(xué)。教學(xué)重點(diǎn)在于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分類、機(jī)身和臂部的設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)是腕部和手部的設(shè)計(jì)和行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。23工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)主要介紹機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)求解過程，要求了解機(jī)器人齊次坐標(biāo)變換、方程的建立、DH參數(shù)及坐標(biāo)變換的方法，

5、并能求解機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)。主要采用講授教學(xué)法、討論教學(xué)法、引導(dǎo)教學(xué)法教學(xué)。34工業(yè)機(jī)器人靜力學(xué)計(jì)算和動(dòng)力學(xué)分析要求掌握速度雅可比矩陣與速度分析方法，學(xué)會(huì)力雅可比矩陣與靜力計(jì)算公式，了解機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模和仿真的思路和方法。采用講授教學(xué)法和啟發(fā)教學(xué)法教學(xué)。教學(xué)重點(diǎn)是速度雅可比矩陣與速度分析、工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析。教學(xué)難點(diǎn)是力雅可比矩陣與靜力計(jì)算、機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模和仿真。45工業(yè)機(jī)器人控制要求掌握工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)與控制方式，包括單關(guān)節(jié)機(jī)器人模型和控制、基于關(guān)節(jié)坐標(biāo)的控制、基于作業(yè)空間的伺服控制和機(jī)器人末端操作器的力/力矩控制。重點(diǎn)是機(jī)器人控制系統(tǒng)與控制方式、基于關(guān)節(jié)坐標(biāo)的控制。難點(diǎn)是機(jī)器人末端操作

6、器的力/力矩控制。采用講授教學(xué)法和討論教學(xué)法教學(xué)。56工業(yè)機(jī)器人感覺系統(tǒng)要求掌握工業(yè)機(jī)器人傳感器的基本概念，了解各種常用傳感器的組成、用途及其工作原理，掌握工業(yè)機(jī)器人感覺系統(tǒng)幾種常見傳感器。教學(xué)重點(diǎn)是各種常用傳感器用途及其工作原理。采用講授教學(xué)法、演示教學(xué)法教學(xué)。67工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃與編程要求理解工業(yè)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃概念，掌握編程語言和方法，能夠進(jìn)行初步編程。教學(xué)重點(diǎn)是工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃的方法。教學(xué)難點(diǎn)在于工業(yè)機(jī)器人編程實(shí)現(xiàn)。采用講授教學(xué)法、討論教學(xué)法教學(xué)。78工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用要求了解工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用準(zhǔn)則和步驟、掌握典型工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)是工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用準(zhǔn)則和步驟。采用講授教

7、學(xué)法、討論教學(xué)法、引導(dǎo)教學(xué)法教學(xué)。8五、各教學(xué)環(huán)節(jié)及學(xué)時(shí)分配知識(shí)模塊教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)及學(xué)時(shí)講授課習(xí)題課討論課實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）合計(jì)理論機(jī)器人概述213工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)44工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)44工業(yè)機(jī)器人靜力學(xué)計(jì)算和動(dòng)力學(xué)分析44應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人控制44工業(yè)機(jī)器人感覺系統(tǒng)44工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃與編程44工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用213總復(fù)習(xí)22合計(jì)32六、成績(jī)考核及基本要求考核環(huán)節(jié)建議分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)平時(shí)成績(jī)30%出勤（20%）課堂表現(xiàn)（10%，主要依據(jù)回答問題，參與討論情況，由任課教師靈活掌握）18作業(yè)成績(jī)20%作業(yè)情況（20%，主要依據(jù)書面作業(yè)情況由任課教師靈活掌握）18期末成績(jī)50%閉卷考試卷面成績(jī)，滿分為100分，占總評(píng)成績(jī)的50%18七、教材與主要教學(xué)參考資源推薦教材：韓建海.工業(yè)機(jī)器人（第四版）：華中