《机器人学》课程教学大纲
课程名称（中英文）：机器人学 Robotics 总学时/周学时/学分：64/4/4 先修课程：高等数学、线性代数、大学物理等 授课时间：一（9-10）、五（5-6）/1-16周 授课对象：2015级机器人学院 开课学院： 电子工程与智能化学院 任课教师姓名/职称： 任斌/教授 联系电话：13528552196 Email:renbin@dgut.edu.cn 答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式；2.每次发放作业时，采用集中讲解方式。3.qq，微信等方式在线答疑。 使用教材：《机器人学基础》，蔡自兴等编著，机械工业出版社，2015，第2版。 教学参考资料：1.《机器人技术及其应用》，谢存禧主编，机械工业出版社，2012，第1版。 2. 《机器人技术基础》，柳洪编，冶金工业出版社，2002第1版。 3.《工业机器人技术》，郭洪红编，西安电子科大出版社，2008第3版。 课程考核方式：开卷（ ） 闭卷（ √ ） 课程论文（ ） 其它（ ） 课程简介: 《机器人学》是机器人学院的一门专业基础课，本课程是一门融运动、力学分析、机械结构及控制为一体的综合性课程。通过本课程的学习，使学生掌握机器人的基本原理、基本结构、基本控制方式及基本研究方法，通过实验将理论与实践结合，用理论为工程服务。 课程教学目标 1．知识与技能目标：通过本课程的学习，使学生建立机器人的基本概念，掌握机器人的结构和运动学分析。了解机器人语言，具备一定的机器人分析和应用能力。 课程支撑学生核心能力达成（可多选，）： ■c1.具有扎实的专业知识，能够运用数学物理等基础科学理论以及电子电路和信息系统的基础知识； □c2. 项目管理和团队合作的能力； 课程类别（必修/选修）：必修 其中实验（实训、讨论等）学时：24 授课地点：6E102,7B208,9A106机器人实验室 技巧以及使2．过程与方法目标：通过对机器人技术的学习■c3. 从事机器人学院所需的技术、使学生的思维和分析方法得到一定的训练，在此基用软硬件工作的能力； 并且能础上提高对机器人技术的认识，并具备一定的机器■c4. 设计与实施机器人工程相关实验，够进行资料的分析和解释； 人分析和应用能力，为以后专业发展打下基础。 3．情感、态度与价值观发展目标：通过本课程■c5. 设计机器人系统和元器件的能力； 的学习，培养作为一个工程技术人员必须具备的坚■c6. 认识时事议题和珠三角产业趋势。了解工持不懈的学习精神，勇于探索的科学态度和积极向程技术对环境、社会及全球的影响，并培育跨领上的价值观，为未来的学习、工作和生活奠定良好域持续学习的习惯和能力，以及外语能力； 的基础。 ■c7. 发现、分析及处理问题的能力； □c8. 培养专业道德以及认知社会责任。 理论教学进程 周次 教学主题 教学时长 4 教学的重点、难点及要求 了解机器人的定义,分类, 组成,理解坐标，技术参数的意义 理解位置和姿态的表示，能理解和掌握课堂教学 C1 教学方式 核心能力支撑 １ 第一章 绪论 2，3 第二章 数理基础 第三章 机器人运动学 第四章 机器人动力学 8 坐标变换、齐次坐标变换、通用旋转变换在机器人中的应用 课堂教学 C1、C7 4 5 理解和掌握机器人的运动学,机器人的4 雅可比矩阵分析. 能理解和掌握刚体动力学，机器人动力4 学方程式 了解机器人的基本控制原则，能理解和课堂教学 C1、C7 课堂教学 C1 6 第五章 机器人控制 掌握机器人的位置控制、机器人的力和4 位置混合控制、机器人的智能控制的方法及应用 课堂教学 C3、C7 7 第六章机器人传感器 第七章机器人轨迹规划 第八章 机器人的编程 4 2 2 4 4 了解各种传感器原理及传感器在机器人上的应用 了解轨迹规划应考虑的问题、掌握关节轨迹的插值计算、笛卡儿路径轨迹规划、规划轨迹的实时生成的方法及应用 了解在线和离线编程的意义 掌握使用MATLAB进行仿真 了解机器人在各种行业中的应用 了解机器人发展现状和趋势及社会问题 课堂教学 实践教学进程 C1、C6 课堂教学 课堂教学 C1、C7 C1、C6 课堂教学 C1、C3、C7 课堂教学 C3、C7 8 9 10 第九章 机器人应用 10 第十章 机器人学展望 合计： 40 周次 11 实验项目名称 实验1：ABB机器人的操作和实例 实验2：仿真软件的学时 2 重点与难点 学习ABB工业机器人的编辑控制与操作 学习ABB机器人的仿真软件编辑控实验项教学方核心能力目类型 式 支撑 A验证 D实验 C3 11 安装和工作站的建立 2 制与操作及工作站的建立和工作站的布局 学习用仿真软件创建目标点并生成A验证 D实验 C3 12 实验3：设计实例1：路径规划 2 轨迹、仿真运行并录制视频 A验证 D实验 C3 12 实验4：设计实例2图形化编程 实验5：设计实例3：2 学习用仿真软件图形化编程、创建机械装置、动画效果制作、RAPID编辑窗口 A验证 D实验 C3 13 带外轴的机器人系统及机器人搬运 2 带外轴的机器人系统及机器人搬运 A验证 D实验 C3 1、熟悉工业机器人的机械结构、组成特点、整体结构布局、安装调整方法。 2、掌握工业机器人的安装调试知识、验收机器人精度的方法。 3、掌握工业机器人典型故障的诊断及排除能力。 4、熟悉RV减速器、谐波减速器、螺旋伞齿轮传动等核心部件。 5、熟悉工业机器人机械装配的常用工具、测量仪器。 6、了解工业机器人的装配顺序流13 实验6：机器人的机械拆装实验 程及要求。 2 7、螺旋伞齿轮传动、机器人腕部安装实训。 8、谐波减速器、机器人大小臂拆装实训。 9、RV减速器、机器人底座拆装实训。 10、通过机器人各部件的安装和整机拆装实训，调试机器人手臂的平衡系统及精度调整技巧。 11、了解工业机器人精度检测常用工具、测量仪器的使用，熟悉工业机器人精度检测要求及流程，以及整机检验要求及流程。 1、了解工业机器人电气元件的选用及安装工艺，熟悉常用电工工具14 实验7：机器人的电气拆装实验 2 和常用电工仪表仪器的使用。 2、熟悉工业机器人的电路图及电气控制原理。 B综合 D实验 C3、C7 B综合 D实验 C3、C4、C5、C7 3、了解工业机器人I/O接口的定义、I/O信号焊接技术，进行I/O接口的连接和焊接训练。 4、掌握工业机器人的电路接线、安装连接、参数调试等电气装配工艺知识。 5、通过工业机器人与数控机床对接案例、安装调试实训，掌握工业机器人与数控机床的对接安装调试等知识。 6、工业机器人伺服驱动器调试实训。 7、工业机器人示教盒的参数调试。 8、修改数控系统PLC的梯形图，实现与机器人的对接调试实训。 9、安全教育和工业机器人的电气安全知识。 10、工业机器人的日常维护。 将U 盘和两种盖子使用托盘上料，14 实验8：U盘组装集成应用 实验9：机器人打磨集成应用 实验10：机器人检测集成应用 2 Yumi机器人将两个盖子和U盘通过插接合在一起，装配完成后将产品放到同步带输送线上。 15 15 2 2 机器人打磨方案设计 采用视觉外观检测及插接数据读写检测两种方式进行检测集成应用 装配好的子弹U盘及装完海绵盒子都流到并联机器人范围内，并联机16 实验11：机器人装盒装盖集成应用 4 器人通过视觉将U盘放到盒子内。产品流到装盖子工位，平面4轴机器人吸取盖子盖到盒子上，装配完成。 合计： 24 权重 10% 10% B综合 D实验 C3、C7 B综合 D实验 C3、C7 B综合 D实验 C3、C7 B综合 D实验 C3、C7 成绩评定方法及标准 考核内容 试验（闭卷） 评价标准 1. 评价标准：试卷参考解答及评分标准。 2. 要求：理解掌握所有的必做和选做试验。 期中考试（闭卷） 1. 评价标准：试卷参考解答及评分标准。 2. 要求：能灵活运用所学知识和方法进行求解，独立、按时完成题目的解答。 到堂情况 抽查不少于5次,缺勤1次扣3分,缺课按教务处要求执行 1. 评价标准：试卷参考解答及评分标准。 10% 70% 期末考试（闭卷） 2. 要求：能灵活运用所学机器人知识和方法进行求解，独立、按时完成考试。 系（专业）课程委员会审查意见： 我系（专业）课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（专业）课程委员会主任签名： 日期： 年 月 日
注：1、课程教学目标：请精炼概括3-5条目标，本课程教学目标须与授课对象的专业培养目标有一定的
对应关系。
2、学生核心能力（c1,c2...）：请从授课对象专业人才培养方案的“毕业要求”中复制。 3、教学方式（可多选）：A课堂教学、B户外教学、C分组讨论、D实验/实习。 4、实验项目类型：A验证、B综合/设计。
5、若课程无理论教学环节或无实践教学环节，可将相应的教学进度表删掉。
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