生物生产机器人 教学大纲

1、教学大纲课程代码：13120601 课程名称：生物生产机器人学分：2.0 周学时：1.5-1.0面向对象：农业工程、农业机械化工程、农业电气化与自动化专业 三、四年级本科生预修课程要求：计算机图像处理与机器视觉，生物传感器与测试技术，生物物料学，自动控制理论，机械工程基础一、课程介绍（100-150字）（1）中文简介机器人技术尽管相对较新，却是为大家所公认的。生物生产是世界上最主要的产业之一。随着现代科学技术的迅速发展，21世纪将逐渐形成一个自动化、智能化作业的现代新型生物生产产业。毫无疑问，生物生产将继续成为改进和维持人类生存的关键。在很多生物生产系统中，机器人都是影响系统生产率的关键因素。

2、因此，如何应用机器人技术到生物生产中引起了人们的高度关注。本课程的目的就是帮助学生了解设计生物生产机器人所使用的基本原则，主要讲述生物生产机器人的基本原理，包括机械手的组成、传感元件、行走系统和推理算法，并对在现有生物生产系统中具有特殊设计和独特功能的机器人进行了说明。（2）英文简介Robotics is a relatively new but well-recognized technology. Bioproduction is one of the major industries worldwide. With the development of science technolog

3、y, it is expected that there will be an automatic and intelligent modern bioproduction industry in 21st Century. There is no doubt that bioproduction will continue to be a key industry needed for enhancing and sustaining human lives. In many bioproduction systems, robotics is an important factor tha

4、t influences system productivity. The application of robotics to bioproduction is therefore a subject matter that deserves a high degree of attention. The aim of course is to aid students in understanding the underlying principles used in designing bioproduction robots. This course provides a system

5、atic overview of robotics technologies applied to bioproduction tasks. The fundamentals are presented, including the major components of manipulators, sensing elements, traveling devices, and reasoning algorithms. And the special design considerations and unique features of the robots used in variou

6、s bioproduction systems are introduced.二、教学目标通过学习本课程可以使学生掌握生物生产机器人的设计要求、设计原理和方法以及进行研究的基本知识和技能，并了解国内外最新研究成果和发展趋势，为今后从事相关研究打下良好的基础。三、教学任务1）能够说明生物生产机器人的主要构成要素及其特点；2）能够掌握生物生产机器人的设计要求、设计原理和设计方法；3）能够分析生物生产机器人现有实例，并评价其优缺点，提出改进方案；4）能够运用所学的基本知识和技能，设计生物生产机器人；5）了解国内外在此领域内的最新研究成果和发展趋势，形成外文参考文献的查阅能力；6）具有在讨论和团队作业

7、中的批评与合作的能力。注：以上结果可以通过课堂回答问题、讨论、随堂测验、课程作业以及笔试等环节测量。四、教学安排课 次教学内容学时第1讲第1章 引言1.1 何谓生物生产机器人？ 1.2 生物生产机器人的必要性 1.3 生物生产机器人的独特性 1.4 专著概述第2章 生物生产机器人概述2.1 生物生产机器人的作业对象 2.2 生物体的特性 2.3 生物生产机器人的特征 2.4 对生物生产机器人的期望 2.5 多用途的生物生产机器人 2.6 生物生产机器人：工程技术、生物学与社会科学的综合3学时第2讲第3章 生物生产机器人的基本原理与组成3.1 机器人的基本原理 3.2 机器人的基本组成第4章 机

8、械手的设计与控制4.1 机械手的构造 4.2 机构评价 4.3 生物生产用机械手 4.4 末端执行器的操作3学时第3讲第5章 机器视觉（1）5.1照明与相机3学时第4讲第5章 机器视觉（2）5.2反射光谱及其在农业机器人中的应用3学时第5讲第5章 机器视觉（3）5.3图像处理练习4学时第6讲第6章 生物生产机器人常用传感器6.1 除视觉感知外的外部传感器 6.2 机械控制中的内部传感器第7章 在生物生产环境中的自行走装置7.1 车轮型 7.2 轨道型 7.3 履带型 7.4 架式系统7.5 有腿机器人2学时第7讲第8章 生物生产机器人智能化8.1 基于知识的决策支持8.2 模糊控制 8.3 机器人系统中人工神经网络的应用第9章 可控环境下的生物生产机器人第10章 野外环境下的生物生产机器人3学时第8讲第11章 食品生产机器人第12章 基于农业机器人的食品溯源 12.1 绪论 12.2 系统分析 12.3 工程经济学 12.4 系统综合3学时实验课1实验1：机械手运动及控制