《机器人技术理论》教学大纲

1、机器人技术课程教学大纲课程名称：机器人技术（Robotics Technology）课程编号：GT1606课程性质：个性化拓展课程学 时：总学时18（理论课学时18、实验课学时0）学 分：1考核方式：考查适用对象：机械电子工程、机电技术教育、机械制造设计及其自动化前修课程：电工技术、电子技术、机械设计建议开课学期：第6学期一、课程性质、目的与任务机器人技术是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的专业选修课，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论，是一门高度交叉的前沿学科，机器人技术是集力学、机械学、生物学、人类学、计算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多

2、学科知识之大成，是一项综合性很强的新技术。通过该课程的学习，使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况，为今后从事光机电一体化与系统设计、制造的研究工作打下基础。二、教学基本要求通过本课程的学习，使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识。培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力。三、课程内容与学时分配章 节理论教学内容理论学时第一章绪论2第二章工业机器人机构4第三章机器人运动学和动力学6第四章

3、工业机器人的环境感觉技术4 第五章机器人控制4合 计18第一章 绪论（2学时）【教学目标】使学生了解工业机器人的发展及现状，结构原理及应用情况。【重点难点】介绍工业机器人的产生和发展过程，掌握机器人的概念、特点、工业机器人的基本分类、工业机器人的应用、工业机器人的组成以及主要性能参数，工业机器人的手部、腕部、臂部、机座的结构原理和实例。第一节 机器人应用和发展(1学时)机器人的分类，工业机器人的应用和发展第二节工业机器人的基本组成及技术参数(1学时)工业机器人的基本组成，工业机器人的技术参数，工业机器人的坐标本章习题要点： 工业机器人的基本组成，主要技术参数。第二章 工业机器人机构(4学时)【

4、教学目标】本部分介绍常用机器人机构， 要求学生掌握常用机器人机构设计形式。【重点难点】机器人末端操作器、手腕、手臂及机器人驱动与传动形式。第一节 机器人末端操作器（1学时）夹钳式取料手，吸附式取料手，专用操作器及转换器，仿生多指灵巧手第二节 机器人手腕（1学时） 手腕的典型结构，柔顺手腕结构第三节 机器人手臂和机座（1学时）固定式机器人，移动式机器人第四节 工业机器人的驱动与传动（1学时）直线驱动机构，旋转驱动机构，工业机器人的传动，驱动传动方式的应用本章习题要点： 工业机器人的手腕运动方式设计，驱动方式选择。第三章 机器人运动学（6学时）【教学目标】本章介绍机器人的微移动和微转动概念、两坐标

5、系间的微分运动关系、变换式（方程）中的微分关系、机器人雅可比矩阵的概念、求法微分变换法；了解逆雅可比矩阵的概念和求解。【重点难点】通过介绍连杆参数和关节变量的设定、杆件坐标系的建立原则、相邻杆件运动学关系A矩阵，掌握机器人运动方程的建立、机器人运动方程的求解过程。第一节 工业机器人的运动学（2学时）工业机器人位姿描述，齐次变换及运算，工业机器人的连杆参数和齐次变换矩阵，工业机器人的运动学方程第二节 工业机器人的动力学（2学时）工业机器人速度分析，工业机器人静力分析，工业机器人动力学分析第三节 工业机器人的运动轨迹规划（2学时）路径和轨迹，轨迹规划，关节空间的轨迹规划本章习题要点：机器人动力学模

6、型建立和分析。第四章 工业机器人的环境感觉技术（2学时）【教学目标】掌握机器人传感器的基础知识及常用传感器类型。【重点难点】机器人多传感器融合技术。第一节 工业机器人的视觉（0.5学时）视觉系统的硬件组成，机器人视觉的应用。第二节 工业机器人的触觉（1.5学时）机器人的接触觉，机器人的接近觉，机器人的压觉，机器人的滑觉，机器人的力觉本章习题要点：机器人触觉系统的构成及其应用。第五章 机器人控制（2学时）【教学目标】掌握机器人的基本控制方法，工业机器人控制的特点及分类、工业机器人位置控制、工业机器人力控制。【重点难点】掌握机器人基本控制原理、点位控制方式、连续轨迹控制方式原理。第一节 工业机器人控制系统的特点和主要功能（1学时） 特点及主要功能，示教再现控制，工业机器人的运动控制。第二节 工业机器人的控制方式（1学时）5.3.1点位控制方式（PTP）5.3.2连续轨迹控制方式（CP）本章习题要点：机器人的控制方式的确定。四、考核方式及要求根据学生所