教案專業(yè)組別：專業(yè)名稱：課程名稱：《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》作品學(xué)時：

任務(wù)2.1工業(yè)機器人機械系統(tǒng)課程名稱工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)授課地點授課對象授課學(xué)時授課內(nèi)容授課形式授課時間教材選用教學(xué)重點工業(yè)機器人機械系統(tǒng)的組成：強調(diào)學(xué)生需要熟悉工業(yè)機器人的機座、臂部、腕部、手部或末端執(zhí)行器的類型、特點及運動結(jié)構(gòu)。末端執(zhí)行器的類型與選擇：學(xué)生應(yīng)能根據(jù)實際需求選擇合適的末端執(zhí)行器，并了解不同類型的末端執(zhí)行器（夾持式、吸附式、專用工具）的特點和適用場合。工業(yè)機器人的傳動機構(gòu)：重點講解諧波減速器和RV減速器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及它們的特點和應(yīng)用。工業(yè)機器人臂部的配置形式：介紹橫梁式、立柱式、機座式和屈伸式等配置形式，并分析它們的特點和適用場景。工業(yè)機器人腕部的運動形式和分類：讓學(xué)生理解腕部的獨立自由度以及如何通過腕部調(diào)整或改變工件的位姿。教學(xué)難點工業(yè)機器人機械系統(tǒng)的運動結(jié)構(gòu)：由于機械系統(tǒng)復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解各個組成部分如何協(xié)同工作。末端執(zhí)行器的設(shè)計與應(yīng)用：學(xué)生可能難以掌握如何根據(jù)特定任務(wù)設(shè)計和選擇末端執(zhí)行器。傳動機構(gòu)的工作原理：諧波減速器和RV減速器的工作原理較為復(fù)雜，學(xué)生可能難以理解其內(nèi)部的機械運動和動力傳遞。工業(yè)機器人臂部和腕部的配置形式與特點：學(xué)生可能難以區(qū)分不同配置形式的特點和適用場景。柔順腕部結(jié)構(gòu)的理解：柔順腕部結(jié)構(gòu)的概念和應(yīng)用可能對學(xué)生來說比較新穎和復(fù)雜。工業(yè)機器人的精度和靈活性：學(xué)生可能難以理解如何在保證精度的同時實現(xiàn)機器人的靈活性。多媒體資料：教學(xué)PPT，包含工業(yè)機器人機械系統(tǒng)的組成、末端執(zhí)行器的類型、傳動機構(gòu)等內(nèi)容工具：工業(yè)機器人的實物模型或打印模型，各種類型的末端執(zhí)行器，用于直觀展示。1.導(dǎo)入新課教師活動：通過展示工業(yè)機器人工作的視頻，引起學(xué)生的興趣和好奇心。學(xué)生活動：觀看視頻，思考并回答教師的問題。2.講授新知2.1.1工業(yè)機器人機座教師活動：展示不同類型的機座圖片、討論機座的設(shè)計考慮因素。機座的功能和分類（固定式和移動式）。固定式機座的安裝方式。移動式機座與行走機構(gòu)的組成。學(xué)生活動：認真聽講，記錄要點。2.1.2工業(yè)機器人臂部教師活動：通過模型或虛擬軟件展示臂部的運動。臂部的作用和配置形式橫梁式配置立柱式配置機座式配置屈伸式配置臂部的特點剛度要求高導(dǎo)向性要好重量要輕運動要平穩(wěn)、定位精度要高學(xué)生活動：分組討論不同配置形式的臂部適用的工作場景。2.1.3工業(yè)機器人腕部教師活動：演示腕部的運動形式。腕部的作用和運動形式臂轉(zhuǎn)手轉(zhuǎn)腕擺腕部的分類單自由度二自由度三自由度柔順腕部結(jié)構(gòu)主動柔順裝配被動柔順裝配學(xué)生活動：討論柔順腕部在精密裝配中的應(yīng)用。2.1.4工業(yè)機器人末端執(zhí)行器教師活動：分析末端執(zhí)行器的應(yīng)用場合。末端執(zhí)行器概述夾持式末端執(zhí)行器回轉(zhuǎn)型末端執(zhí)行器平移型末端執(zhí)行器末端執(zhí)行器的手指吸附式末端執(zhí)行器氣吸式末端執(zhí)行器磁吸式末端執(zhí)行器專用工具學(xué)生活動：觀察和操作不同類型的末端執(zhí)行器。2.1.5工業(yè)機器人的傳動機構(gòu)教師活動：展示減速器的工作原理視頻。諧波減速器結(jié)構(gòu)工作原理特點RV減速器結(jié)構(gòu)工作原理特點學(xué)生活動：討論減速器的選擇依據(jù)。3.實操練習(xí)教師活動：指導(dǎo)學(xué)生操作工業(yè)機器人。學(xué)生活動：記錄操作過程和觀察結(jié)果。4.總結(jié)與鞏固教師活動：總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容。老師組織學(xué)生填寫“考核與評價細則”表并統(tǒng)計分數(shù)。學(xué)生活動：討論在實操中遇到的問題、回顧本節(jié)課內(nèi)容，積極回答教師的問題。布置任務(wù)教案專業(yè)組別：專業(yè)名稱：課程名稱：《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》作品學(xué)時：

任務(wù)2.2工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)課程名稱工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)授課地點授課對象授課學(xué)時授課內(nèi)容授課形式授課時間教材選用教學(xué)重點工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)的分類：液壓驅(qū)動、氣動驅(qū)動和電動驅(qū)動的定義和區(qū)別。各驅(qū)動系統(tǒng)的特點：輸出功率、控制性能、響應(yīng)速度、結(jié)構(gòu)性能及體積、安全性、對環(huán)境的影響和在工業(yè)機器人中的應(yīng)用范圍。液壓驅(qū)動系統(tǒng)的組成與工作原理：液壓泵、液動機、控制調(diào)節(jié)裝置、輔助裝置的作用及其協(xié)同工作方式。氣動驅(qū)動系統(tǒng)的組成與工作原理：氣源系統(tǒng)、氣源凈化輔助設(shè)備、氣動執(zhí)行機構(gòu)、空氣控制閥和氣動邏輯元件的構(gòu)成和功能。電動驅(qū)動系統(tǒng)的組成與工作原理：直流伺服電動機、交流伺服電動機、步進伺服電動機的特點和應(yīng)用。驅(qū)動系統(tǒng)的比較與應(yīng)用：比較三種驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)勢和局限性，并根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇合適的驅(qū)動系統(tǒng)。教學(xué)難點液壓驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理：學(xué)生可能難以理解液壓泵如何將機械能轉(zhuǎn)換為壓力能，以及伺服閥如何利用電信號控制液壓系統(tǒng)。氣動驅(qū)動系統(tǒng)的氣源凈化過程：學(xué)生可能對壓縮空氣中水汽、油氣和灰塵的去除過程感到困惑。電動驅(qū)動系統(tǒng)中電動機的分類和選擇：不同類型的電動機（直流、交流、步進）及其適用場景的區(qū)別可能難以掌握。伺服驅(qū)動器的控制原理：學(xué)生可能難以理解伺服驅(qū)動器如何通過PWM信號控制電動機的動作。驅(qū)動系統(tǒng)的維護和安全性：液壓系統(tǒng)的漏油問題、氣動系統(tǒng)的噪聲問題、電動系統(tǒng)的火花問題等維護和安全性問題可能難以全面掌握。多媒體資料：教學(xué)PPT，包含液壓驅(qū)動、氣動驅(qū)動、電動驅(qū)動系統(tǒng)等教學(xué)視頻。1.導(dǎo)入新課教師活動：通過提問和討論，激發(fā)學(xué)生對驅(qū)動系統(tǒng)的興趣。學(xué)生活動：思考并回答教師的問題。2.講授新知2.2.1工業(yè)機器人液壓驅(qū)動系統(tǒng)教師活動：分析液壓驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用場景和優(yōu)缺點。液壓系統(tǒng)的組成液壓泵液壓執(zhí)行裝置控制調(diào)節(jié)裝置輔助裝置液壓伺服驅(qū)動系統(tǒng)學(xué)生活動：觀看液壓驅(qū)動系統(tǒng)的工作視頻。2.2.2工業(yè)機器人氣體驅(qū)動系統(tǒng)教師活動：分析氣動驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用場景和優(yōu)缺點。氣源系統(tǒng)液壓泵液壓執(zhí)行裝置控制調(diào)節(jié)裝置輔助裝置氣源凈化輔助設(shè)備后冷卻器油水分離器儲氣罐過濾器氣動執(zhí)行機構(gòu)氣缸氣動馬達空氣控利潤和氣動邏輯元件壓力控制閥流量控制閥方向控制閥學(xué)生活動：觀看氣動驅(qū)動系統(tǒng)的工作視頻。2.2.3工業(yè)機器人電動驅(qū)動系統(tǒng)教師活動：分析電動驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用場景和優(yōu)缺點。電動機直流伺服電動機（DC伺服電動機）交流伺服電動機（AC伺服電動機步進伺服電動機驅(qū)動器直流伺服電動機驅(qū)動器交流伺服電動機驅(qū)動器步進伺服電動機驅(qū)動器學(xué)生活動：觀看電動驅(qū)動系統(tǒng)的工作視頻。3.實操練習(xí)教師活動：指導(dǎo)學(xué)生操作工業(yè)機器人工作站。學(xué)生活動：記錄操作過程和觀察結(jié)果。4.總結(jié)與鞏固教師活動：總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容。老師組織學(xué)生填寫“考核與評價細則”表并統(tǒng)計分數(shù)。學(xué)生活動：討論在實操中遇到的問題、回顧本節(jié)課內(nèi)容，積極回答教師的問題。布置任務(wù)教案專業(yè)組別：專業(yè)名稱：課程名稱：《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》作品學(xué)時：

任務(wù)2.3工業(yè)機器人傳感系統(tǒng)課程名稱工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)授課地點授課對象授課學(xué)時授課內(nèi)容授課形式授課時間教材選用教學(xué)重點傳感器的基本概念和作用：理解傳感器在工業(yè)機器人中的重要性，以及它們?nèi)绾螌⑽锢砹哭D(zhuǎn)換為電信號。工業(yè)機器人傳感器的分類：掌握內(nèi)部傳感器和外部傳感器的區(qū)別，以及它們的功能和應(yīng)用場景。傳感器的性能指標：了解靈敏度、線性度、精度、測量范圍、重復(fù)性、分辨率和響應(yīng)時間等關(guān)鍵性能指標。內(nèi)部傳感器的類型和應(yīng)用：重點學(xué)習(xí)位移傳感器、速度傳感器和力覺傳感器的工作原理和應(yīng)用。外部傳感器的類型和應(yīng)用：重點學(xué)習(xí)視覺傳感器、非視覺傳感器（如接近覺、觸覺、力覺、聽覺等）的工作原理和應(yīng)用。傳感器的選擇和使用：根據(jù)工業(yè)機器人的使用要求和場合，學(xué)會選擇合適的傳感器。教學(xué)難點傳感器工作原理的深入理解：學(xué)生可能難以理解某些傳感器（如光電編碼器、力覺傳感器）的工作原理。傳感器性能指標的量化理解：學(xué)生可能難以把握靈敏度、線性度等性能指標的具體含義和測量方法。內(nèi)部傳感器和外部傳感器的區(qū)別：學(xué)生可能難以區(qū)分內(nèi)部傳感器和外部傳感器，以及它們在機器人中的應(yīng)用差異。傳感器的選擇和應(yīng)用：學(xué)生可能在如何根據(jù)實際應(yīng)用場景選擇合適的傳感器方面存在困難。傳感器的維護和故障診斷：學(xué)生可能難以掌握傳感器的維護方法和故障診斷技巧。多媒體資料：教學(xué)PPT，包含液壓驅(qū)動、氣動驅(qū)動、電動驅(qū)動系統(tǒng)等教學(xué)視頻。教學(xué)工具:工業(yè)機器人傳感器模型或?qū)嵨?電位器式位移傳感器、光電編碼器、測速發(fā)電機、力覺傳感器、CCD傳感器等。1.導(dǎo)入新課教師活動：通過提問和討論，激發(fā)學(xué)生對驅(qū)動系統(tǒng)的興趣。學(xué)生活動：思考并回答教師的問題。2.講授新知相關(guān)知識工業(yè)機器人傳感器的種類內(nèi)部傳感器外部傳感器性能指標2.3.1工業(yè)機器人內(nèi)部傳感器教師活動：演示不同類型內(nèi)部傳感器的工作原理。分析內(nèi)部傳感器在工業(yè)機器人中的應(yīng)用場景。位移傳感器速度傳感器力覺傳感器學(xué)生活動：認真聽講，做筆記。2.3.2教師活動：使用CCD傳感器進行物體識別和定位。接觸覺傳感器滑覺傳感器接近覺傳感器視覺傳感器學(xué)生活動：記錄操作過程和觀察結(jié)果。3.實操練習(xí)教師活動：指導(dǎo)學(xué)生操作工業(yè)機器人傳感器。學(xué)生活動：分組進行工業(yè)機器人傳感器的操作練習(xí)。描述傳感器的類型、工作原理和應(yīng)用場景。4.總結(jié)與鞏固教師活動：總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容。老師組織學(xué)生填寫“考核與評價細則”表并統(tǒng)計分數(shù)。學(xué)生活動：討論在實操中遇到的問題、回顧本節(jié)課內(nèi)容，積極回答教師的問題。布置任務(wù)教案專業(yè)組別：專業(yè)名稱：課程名稱：《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》作品學(xué)時：

任務(wù)2.4工業(yè)機器人控制系統(tǒng)課程名稱工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)授課地點授課對象授課學(xué)時授課內(nèi)容授課形式授課時間教材選用教學(xué)重點工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的功能：理解示教再現(xiàn)和運動控制兩種基本功能。工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的特點：掌握控制系統(tǒng)與機構(gòu)運動學(xué)及動力學(xué)的關(guān)系、多變量控制、計算機控制、閉環(huán)控制的需求。工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成：學(xué)習(xí)控制計算機、示教盒、操作面板、存儲器、輸入/輸出接口、傳感器接口等組成部分。工業(yè)機器人控制方式：掌握運動控制、力（力矩）控制和智能控制三種控制方式。工業(yè)機器人控制器的功能：了解多任務(wù)功能、網(wǎng)絡(luò)功能、操作歷史記錄功能、海量存儲和用戶接口。工業(yè)機器人常用的控制器：學(xué)習(xí)單CPU結(jié)構(gòu)、多CPU結(jié)構(gòu)、串行和并行處理結(jié)構(gòu)的控制器。教學(xué)難點控制系統(tǒng)與機構(gòu)運動學(xué)及動力學(xué)的關(guān)系：學(xué)生可能難以理解控制系統(tǒng)如何與機器人的物理運動相互作用。多變量控制系統(tǒng)的理解：學(xué)生可能難以把握多變量控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，尤其是在實時控制中的應(yīng)用。計算機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)：學(xué)生可能難以掌握如何利用計算機技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜的控制算法。閉環(huán)控制的實現(xiàn)：學(xué)生可能難以理解如何結(jié)合傳感器反饋實現(xiàn)精確的閉環(huán)控制。智能控制的實現(xiàn)：學(xué)生可能難以掌握智能控制算法，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等。控制器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性：學(xué)生可能難以理解并行處理結(jié)構(gòu)和串行處理結(jié)構(gòu)的區(qū)別及應(yīng)用?？刂扑惴ǖ牟⑿谢簩W(xué)生可能難以掌握如何將串行算法改造為并行算法以提高計算速度。多媒體資料：教學(xué)PPT，包含液壓驅(qū)動、氣動驅(qū)動、電動驅(qū)動系統(tǒng)等教學(xué)視頻。教學(xué)工具:ABB工業(yè)機器人的IRC5緊湊型控制柜1.導(dǎo)入新課教師活動：通過提問和討論，引入工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的概念。介紹控制系統(tǒng)在工業(yè)機器人中的作用和重要性。學(xué)生活動：思考并回答教師的問題。2.講授新知相關(guān)知識控制系統(tǒng)的功能示教再現(xiàn)功能運動控制功能控制系統(tǒng)的特點控制系統(tǒng)的組成2.4.1工業(yè)機器人控制方式教師活動：通過案例分析，討論不同控制方式的實際應(yīng)用。運動控制點位控制連續(xù)軌跡控制力（力矩）控制智能控制學(xué)生活動：分析一個具體任務(wù)，選擇最合適的控制方式。2.4.2教