机器人工学课程教学大纲

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1、《机器人工学》课程教学大纲课程编号（新课程由教务处填写）课程名称（屮文））机器人工学含课外是（々）（英文）Robotics否（）课程基本情况1.学分：4学时：50（其屮课内学时30，课外学时20）2.课程性质：专业选修课3.适用专业：机械电子工程适用对象：本科4.先修课程：线性代数、矩阵论、理论力学等5.首选教材：《机器人技术基础》，熊有伦著，华屮科技大学出版社，2008年二选教材：《机器人学》，蔡自兴著，清华大学出版社，2009年参考书目：《机器人技术及应用》，朱世强著，浙江大学出版社，2008年«IntroductiontoRob

2、otics-Analysis,System,Applicatons））美国.SaeedB.Niku教学目的及要求教学目的：传授机器人学基础理论知识。通过本课程学习，使学生了解机器人发展历史和国A外机器人技术研宄现状、研究前沿；使学生掌握机器人技术基础理论，包括机器人结构组成、工作原理、运动学、动力学、轨迹规划、控制等，培养学生分析机器人基础问题的方法；使学生了解1-2种典型工业机器人应用，培养学生分析和解决闷题能力。教学要求：1.了解工业机器人国内外发展现状、分类和应用2.了解机器人的基本组成和工作原理3.掌握D-H坐标法进行机器人运

3、动学建模，掌握机器人运动学正/逆求解方法4.掌握机器人的速度雅可比和力雅可比矩阵计算方法5.掌握机器人动力学建模方法6掌握机器人轨迹规划方法7.了解多关节机器人的操作原理及编程方法，掌握工业机器人的应用课程内容及学时分配课堂教学：（一）机器人技术概论（课内：4学时，课外：4学时）1.机器人定义、分类、组成和发展历史2.国际机器人技术研究现状分析3.中国机器人技术和产业发展现状4.多关节机器人工程应用重点：工业机器人机器人及其应用工程难点：机器人典型工程应用分析课外：国内外机器人发展现状调研报告（二）机器人学数学基础（课6学时，课外：4

4、学时）1.刚体位姿描述2.坐标变换3.齐次坐标和齐次变换4.齐次变换矩阵的运算5.变换方程6.欧拉角和KPY角7.旋转变换通式重点：刚体位置和姿态的齐次坐标表示难点：齐次坐标变换课外：学习坐标变换知识（三）机器人的运动学（课内：6学时，课外：4学时）1.连杆参数和连杆坐标系2.连杆变换和运动方程。3.典型多关节机器人的运动学正问题和逆问题求解4.机器人运动学习题课重点：连杆坐标系的建立、运动方程的建立难点：连杆坐标系的建立和参数的确定课外：应用MatlabRobotics工具箱编程完成多自巾度机器人运动学正/逆解分析（四）机器人雅可比

5、（课内：6学时，课外：4学时）1.刚体微分运动和广义速度2.雅可比的定义、雅可比矩阵构造方法3.力雅可比、刚度和变形重点：雅可比矩阵的构造方法难点：微分运动课外：自学矩阵论知识（五）机器人动力学（课内：4学吋，课外：4学吋）1.连杆的速度和加速度分析2.连杆静力学分析3.牛顿-欧拉递推动力学方程4.拉格朗日动力学方程重点：加速度递推方程和连杆静力分析难点：连杆的加速度分析课外：完成小项目作业报告（包括运动学建模-雅克比矩阵-动力学建模-轨迹规划）（六）轨迹规划（课闪：2学时）1.机器人的轨迹规划原理及方法2.轨迹规划的插值3.笛卡尔空

6、间轨迹规划方法重点：轨迹规划的插值难点：各种插值方法分析（七）工业机器人的应用工程（课内：2学吋）1.工业机器人的应用工程系统设计2.工业机器人的作业系统设计3.工业机器人周边装罝的设计4.基于工业机器人柔性生产线设计重点：工业机器人工作站设计难点：工业机器人的作业装罝（手爪）设计课外：工业机器人应用参观、典型工业机器人案例分析课外教学及配套实践环节：1.国外机器人发展现状调研报告2.学习坐标变换、矩阵论相关知识3.上机，应用MatlabRobotics工具箱编程完成多自由度机器人运动学正/逆解分析4.完成小项目作业报告（包括运动学建

7、模-雅克比矩阵-动力学建模-轨迹规划）5.工业机器人应用参观、典型工业机器人案例分析教学方式课堂教学：多媒体授课、习题讨论课外教学及配套实践环节：课外教学：调研报告、课外上机编程分析计算、小项目理论分析计算、自学、答疑实践环节：工博会参观、机器人企业参观、工程实践考核式及成绩评定办法课堂教学：本课程采用开卷考试，考试成绩占总评成绩的70%平时成绩（包括考勤、课外作业、课堂小测验、课堂发言等），占总评成绩的20%课外教学及配套实践环节：课外成绩（机器人技术调研报告等），占总评成绩的10%说明专业负责人审核意见刘亮（签名）2014年8月2

8、6日系审核意见精密机械（系）朱方文（签名）2014年8月26日学院审核意见王小静（签名）（公M）2014年8月26日说明：1.含课外培养的课程应填写课外培养对应部分。1.鼓励考核方式灵活多样，任课教师可根据课程特点规定课