工業機器人課程教學大綱一、課程基本信息課程編號：201404140課程中文名稱：工業機器人課程英文名稱：IndustrialRobot課程性質：專業選修課程開課專業：自動化開課學期：6總學時：32二、課程目標機器人技術是當前自動化專業的典型控制對象，其應用領域越來越廣泛。該課程為自動化專業工業自動化方向的一門專業主干課程，通過本課程的學習，使學生了解并掌握工業機器人及其控制所相關的技術基礎，使學生具有一定機器人及其控制系統設計能力，能夠解決工業現場的機器人及相關自動化設備的設計與控制問題。具體目標如下：1、培養學生掌握工業機器人的應用和發展、工業機器人的種類、機器人系統組成及相關知識，重點掌握機器人系統組成及相關知識。2、掌握機器人末端執行器、機器人手腕、機器人手臂、機器人機座的基本構成。3、掌握機器人運動學方程，重點培養利用機器人運動學對一個具體工業機器人進行運動學分析的能力。4、掌握利用拉格朗日方程法、牛頓-歐拉方程法對機器人進行動力學建模和動力學分析的能力。5、培養學生掌握機器人基本軌跡規劃方法，能夠利用多項式插值和拋物線擬合對機器人運動進行軌跡規劃。6、學習工業機器人的設計步驟、工業機器人的傳動系統設計、典型工業機器人系統的設計過程。7、掌握機器人控制器設計方法，控制器分解的流程和策略。8、培養學生了解機器人力控制的基本策略，具備分析機器人任務約束的能力。9、結合工程中的具體應用，以典型工業機器人具體應用過程為對象，培養學生理論結合實際的能力。三、教學基本要求通過本課程的學習，培養學生了解并掌握工業機器人及其控制所相關的技術基礎，使學生具有一定機器人及其控制系統設計能力，能夠解決工業現場的機器人及相關自動化設備的設計與控制問題，具備以下素質：1、通過學習養成積極思考問題、主動學習的習慣；2、通過學習培養較強的自主學習能力和解決問題的能力；3、通過學習學會收集、分析、整理參考資料的技能，培養對新技術信息的掌握能力；4、通過學習能夠根據要求，自主完成特定任務的能力；5、通過學習培養良好的團隊合作精神，養成良好的工作責任心。四、教學內容與學時分配1緒論（2學時）1.1工業機器人背景1.2機器人歷史1.3機器人研究現狀2工業機器人基本概念（2學時）2.1自由度與區域覆蓋2.2空間和變換3機器人運動學（6學時）3.1機器人坐標系描述3.2機器人正運動學3.3機器人逆運動學3.4工業機器人運動學實例4機器人的速度和受力（4學時）4.1連桿運動4.2連桿間速度和加速度傳遞4.3雅可比矩陣5機器人動力學（6學時）5.1剛體加速度及質量分布5.2牛頓歐拉方程5.3拉格朗日方程6機器人軌跡規劃（2學時）6.1多項式插值6.2拋物線擬合7機器人的機械設計（2學時）7.1機器人運動學構型7.2機器人常用傳感器7.3驅動方式8機器人的線性控制（2學時）8.1反饋與閉環系統8.2控制律分解9機器人的非線性控制（2學時）9.1多輸入多輸出控制系統9.2李雅普諾夫穩定性分析10機器人力控制（2學時）10.1工業機器人局部任務約束10.2力位混合控制問題11工業機器人的典型應用（2學時）五、教學方法及手段以課堂教學形式達成課程目標，分析重點難點，精選內容，組織教案；課堂教學為主，利用多媒體輔助教學加強學生對學習內容的理解，引導學生“在學習中研究、在研究中學習”激發學生的學習興趣，培養學生的創新意識。同時，將科研最新成果和承擔的科研項目引入教學中，保持教學內容的新穎性，啟發學生對本專業的興趣，利于同學深入思考，最終以試卷形式進行考核。六、實驗（或）上機內容無七、前續課程、后續課程前續課程：機械設計基礎B后續課程：學士學位論文八、參考教材及學習資源[1]JohnJ.Craig著，贠超譯.機器人學導論（第三版）[M].北京：機械工業出版社，2011.4.[2]蔡自興著.機器人學[M].北京：清華大學出版社，2000.[3]白井良明.機器人工程[M].北京：科學出版社，2002.[4]孫富春.機器人學導論[M].北京：電子工業出版社，2005.九、考核方式教學基本要求項考核形式占總成績的比例機器人基本概念考試5%機器人坐標系描述考試5%機