《機(jī)器人技術(shù)》教學(xué)大綱課程英文名RobotTechnology課程代碼01M0074學(xué)分2總學(xué)時32理論學(xué)時24實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時8課程類別專業(yè)選修課課程性質(zhì)任選先修課程線性代數(shù)、機(jī)械工程、自動控制適用專業(yè)機(jī)械電子工程開課學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院執(zhí)筆人審定人制定時間2020年12月注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位機(jī)器人學(xué)是一門高度交叉的前沿學(xué)科，機(jī)器人技術(shù)是集力學(xué)、機(jī)械學(xué)、生物學(xué)、人類學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、控制論與控制工程學(xué)、電子工程學(xué)、人工智能、社會學(xué)等多學(xué)科知識之大成,是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的新技術(shù)。本課程的開設(shè)主要是為了拓寬學(xué)生的專業(yè)知識面，培養(yǎng)綜合運(yùn)用多學(xué)科知識的能力，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要的高層次機(jī)電一體化人才，以適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人及智能機(jī)器人的基本概念，分析解決機(jī)器人學(xué)中的主要問題，為以后機(jī)電結(jié)合的設(shè)計(jì)和工業(yè)機(jī)器人使用技術(shù)打下基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)1、能夠?qū)⒘鲇^點(diǎn)方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，通過對機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)，提升正確認(rèn)識問題、分析問題和解決問題的能力。掌握機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)理論，包括掌握機(jī)器人運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)分析的基本原理。具有對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行簡單位姿分析計(jì)算的能力。2、掌握機(jī)器人控制理論與技術(shù)，了解機(jī)器人控制問題，掌握機(jī)器人軌跡規(guī)劃、動力控制的基本原理。了解機(jī)器人高級智能動態(tài)控制基本方法。具有基本分析和設(shè)計(jì)機(jī)器人控制器的專業(yè)能力。闡述我國機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域中的自有技術(shù)，增強(qiáng)文化自信和民族自豪感，強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。3、掌握工業(yè)機(jī)器人編程語言及應(yīng)用，對ABB或其他工業(yè)機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行簡單軌跡規(guī)劃設(shè)計(jì)及控制器操作。面對我國機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域人才緊缺，以及對機(jī)器人先進(jìn)技術(shù)的迫切需求現(xiàn)狀，增強(qiáng)學(xué)生對國家民族自強(qiáng)發(fā)展的緊迫感，激發(fā)和增強(qiáng)學(xué)生的民族自尊心和責(zé)任感。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法采用課堂教學(xué)與實(shí)訓(xùn)實(shí)踐相結(jié)合的方式。課堂教學(xué)主要講解機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)組成、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析方法、控制基礎(chǔ)、以及傳感系統(tǒng)，并配合介紹機(jī)器人的視覺與應(yīng)用、智能機(jī)器人與智能控制、編程語言以及在不同領(lǐng)域的應(yīng)用等。通過實(shí)例的講解，使同學(xué)們更好地熟悉或掌握機(jī)器人技術(shù)的相關(guān)理論和實(shí)現(xiàn)方法，提高學(xué)生對機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)思維方式。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)則以工業(yè)機(jī)器人原機(jī)所用的VAL3等編程語言進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，要求學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)和練習(xí)，初步掌握工業(yè)機(jī)器人的基本操作過程。有機(jī)會安排學(xué)生參觀機(jī)器人生產(chǎn)線。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對課程歸屬專業(yè)畢業(yè)要求的支撐程度畢業(yè)要求1,2畢業(yè)要求3,4畢業(yè)要求5,7畢業(yè)要求10,11課程目標(biāo)1HHMM課程目標(biāo)2HHMM課程目標(biāo)3HHMM注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）；2?畢業(yè)要求須根據(jù)課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行描述。四、課程主要內(nèi)容與基本要求

知識點(diǎn)主要內(nèi)容基本要求第一章基礎(chǔ)知識①機(jī)器人的分類、發(fā)展史L1②機(jī)器人與機(jī)器人學(xué)研究領(lǐng)域和內(nèi)容L1③機(jī)器人的組成和分類L1④機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)L1⑤機(jī)器人的性能指標(biāo)L3⑥機(jī)器人的工作空間L3第二章機(jī)器人的位置運(yùn)動學(xué)①機(jī)器人機(jī)構(gòu)L3②機(jī)器人運(yùn)動學(xué)的矩陣表示及位置、姿態(tài)的坐標(biāo)變換L3③機(jī)器人的位置正逆運(yùn)動學(xué)方程L3④姿態(tài)的正逆運(yùn)動學(xué)方程L3⑤位姿的正逆運(yùn)動學(xué)方程L3⑥機(jī)器人逆運(yùn)動學(xué)解及退化和輕巧特性L2第三章微分運(yùn)動及速度①概述L2②微分關(guān)系與雅各比矩陣L3③坐標(biāo)系的微分運(yùn)動與機(jī)器人的微分運(yùn)動L3④坐標(biāo)系的微分運(yùn)動L3⑤坐標(biāo)系之間的微分變化L3⑥機(jī)器人和機(jī)器人手坐標(biāo)系的微分運(yùn)動L3⑦雅各比矩陣的計(jì)算L2⑧如何建立雅各比矩陣和微分算子之間的關(guān)聯(lián)L1第四章動力學(xué)分析和力①概述L2②拉格朗H力學(xué)L3③多自由度機(jī)器人的動力學(xué)方程L1第五章軌跡規(guī)劃①概述L2②路徑與軌跡L2③關(guān)節(jié)空間描述與直角坐標(biāo)空間描述L2④軌跡規(guī)劃的基本原理L2⑤直角坐標(biāo)空間的軌跡規(guī)劃L1第六章機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)、傳感器及編程語言①概述L1②機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)：驅(qū)動與控制L2①機(jī)器人傳感技術(shù)L3②機(jī)器人內(nèi)部傳感器L3③機(jī)器人的外部傳感器L3①概述L1②機(jī)器人編程語言的類別和基本特性L2③動作級語言L1④對象級語言L1基本要求:L1-了解,L2-理解，L3-掌握,L4-熟練掌握五、課程學(xué)時安排

早下號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標(biāo)第一1.1蓄電池2.完成作業(yè)：說明蓄電池結(jié)構(gòu)和原理.預(yù)習(xí)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)和電壓調(diào)節(jié)器課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)31.2發(fā)電機(jī)1.3電壓調(diào)節(jié)器2.完成作業(yè)：舉例說明電壓調(diào)節(jié)器原理.預(yù)習(xí)“發(fā)電機(jī)拆裝和電壓調(diào)節(jié)器仿真實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)31.4發(fā)電機(jī)拆裝和電壓調(diào)節(jié)器仿真實(shí)驗(yàn)2.完成實(shí)驗(yàn)報告思考題：畫出并說明三相橋式整流器電路的電壓整流原理（見教材圖1-13）；畫出汽車交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，標(biāo)注尺寸；畫出交流發(fā)電機(jī)繞線圖；畫出并說明電壓調(diào)節(jié)器JFT106或JFT201型晶體管調(diào)節(jié)器原理，并仿真.預(yù)習(xí)起動機(jī)原理和構(gòu)造課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4第一-苦2.1起動機(jī)2.完成作業(yè)：說明起動機(jī)原理和構(gòu)造.預(yù)習(xí)汽車電路課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32.2汽車空調(diào)2.3刮水器與車窗控制2.4汽車電路2.完成作業(yè)：舉例說明汽車電路.預(yù)習(xí)“汽車起動系統(tǒng)拆裝實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32.5汽車起動系統(tǒng)拆裝實(shí)驗(yàn)2.完成實(shí)驗(yàn)報告思考題：畫出并說明ST614型起動機(jī)電路，并說明工作原理（見教材圖2-8）；畫出實(shí)驗(yàn)中起動機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖，標(biāo)注主要尺寸；說明直流串勵電動機(jī)的特性.預(yù)習(xí)電子汽油噴射控制技術(shù)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4第三草3.1概述2.完成作業(yè)：說明汽車電子汽油噴射系統(tǒng)的組成.預(yù)習(xí)電子汽油噴射控制技術(shù)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)33.2電子汽油噴射控制技術(shù)2.完成作業(yè)：說明汽車電子汽油噴射系統(tǒng)典型傳感器和執(zhí)行器原理.預(yù)習(xí)柴油機(jī)電子噴射系統(tǒng)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)33.3柴油機(jī)電子噴射系統(tǒng)2.完成作業(yè)：說明柴油機(jī)電子噴射系統(tǒng)組成.預(yù)習(xí)電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)33.4電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)2.完成作業(yè)：概述典型電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)組成.預(yù)習(xí)“電控發(fā)動機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)33.5電控發(fā)動機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)2.完成實(shí)驗(yàn)報告思考題：大眾AJR型電噴發(fā)動機(jī)有哪些傳感器？并說明其中1個部件的工作原理；列出所有傳感器連接線；大眾AJR型電噴發(fā)動機(jī)有哪些執(zhí)行器？并說明其中1個部件的工作原理；列出所有執(zhí)行器連接線；畫出大眾AJR型電噴發(fā)動機(jī)電控簡圖.預(yù)習(xí)自動變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第四4.1自動變速器概述4.2自動變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.完成作業(yè)：舉例說明自動變速器的結(jié)構(gòu)和原理.預(yù)習(xí)“自動變速器的共性技術(shù)”和“動力總成綜合匹配規(guī)律”課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)34.3自動變速器的共性技術(shù)2.完成作業(yè)：說明自動變速器的共性技術(shù).預(yù)習(xí)“自動變速器的控制技術(shù)”課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)54.4動力總成綜合匹配規(guī)律2.完成作業(yè)：說明動力總成綜合匹配規(guī)律.預(yù)習(xí)“自動變速器的控制技術(shù)”課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4

課程目標(biāo)54.5自動變速器的控制技術(shù)2.完成作業(yè)：舉例說明自動變速器的控制技術(shù).預(yù)習(xí)“自動變速器實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)54.6自動變速器實(shí)驗(yàn)2.完成實(shí)驗(yàn)報告思考題：說明廣州本田雅閣轎車MAXA自動變速器齒輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成；指出每個傳感器的位置和名稱；說明不同檔位下電磁閥工作情況；各個電磁閥的阻值是多少？.預(yù)習(xí)“ABS邏輯控制算法”課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第五.Vr.早ABS控制技術(shù)概述ABS邏輯控制算法（1）21.完成作業(yè)：畫出典型的ABS邏輯控制算法課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)55.2ABS邏輯控制算法（2）2.完成作業(yè)：畫出混合ABS邏輯控制算法.預(yù)習(xí)“ABS整車控制技術(shù)”課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5ABS整車控制技術(shù)ASR控制技術(shù)2.完成作業(yè)：ASR控制技術(shù)原理.預(yù)習(xí)“ABS/ASR的驅(qū)動機(jī)構(gòu)與電子控制裝置”課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)35.5ABS/ASR的驅(qū)動機(jī)構(gòu)與電子控制裝置21.完成作業(yè)：說明ABS/ASR的驅(qū)動機(jī)構(gòu)與電子控制裝置課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3早下號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分酉己學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標(biāo)第一早基礎(chǔ)知識①②③④⑤⑥2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2第二jte.早機(jī)器人的位置運(yùn)動學(xué)21.完成作業(yè)：齊次變換矩陣表示2,預(yù)習(xí)“矩陣表示及變換、正逆運(yùn)動學(xué)方程”課程目標(biāo)1課程內(nèi)標(biāo)2

①課程目標(biāo)3②21.完成作業(yè)：空間坐標(biāo)系變化③2④2⑤⑥2.完成作業(yè)：D-H坐標(biāo)表示法.預(yù)習(xí)“雅各比矩陣與微分運(yùn)動”第三章微分運(yùn)動及速度①②2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3③④⑤2⑥⑦⑧21,完成作業(yè)：微分運(yùn)動坐標(biāo)系變換2.預(yù)習(xí)“動力學(xué)分析和力”第四音動力學(xué)分析和力①②③21.預(yù)習(xí)路徑與軌跡、關(guān)節(jié)及坐標(biāo)空間的軌跡規(guī)劃課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第五，章軌跡規(guī)劃①②③④2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第六機(jī)器人驅(qū)動控制2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第七,Vr.早機(jī)器人傳感器、應(yīng)用2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第八章.編程語言8課程實(shí)踐完成實(shí)驗(yàn)報告（2份）課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3四、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求

序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知及示教設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2了解工業(yè)機(jī)器人基本原理與操作觀摩學(xué)習(xí)演示必做2工業(yè)機(jī)器人編程實(shí)驗(yàn)2掌握工業(yè)機(jī)器人編程實(shí)現(xiàn)方法動手實(shí)踐設(shè)計(jì)必做3智能機(jī)器人運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)2掌握智能機(jī)器人運(yùn)動控制基本原理觀摩學(xué)習(xí)演示必做4工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析及控制實(shí)驗(yàn)2掌握機(jī)器人運(yùn)動學(xué)基本原理動手實(shí)踐設(shè)計(jì)必做注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。五、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等點(diǎn)名記錄、課堂發(fā)