机器人概论教学大纲+考试大纲

《机器人概论》教学大纲

课程编号：176204 课程名称：机器人概论 学时/学分：64 /4

先修课程：《传感器与自动检测技术》、《线性代数》、《现代控制理论》 适用专业：自动化

开课系或教研室：机电工程系

一、课程性质与任务

1．课程性质：本课程是自动化类专业的专业方向课。课程包括了机器人学所有必要的基础知识、机器人部件和子系统以及机器人应用等内容。

2．课程任务：通过本课程的教学，应使学生达到下列要求：了解机器人的发展历史、构成、特征及应用等；掌握机器人的正向和逆向运动学，包括坐标的描述、变换、位姿分析以及机器人运动学的D-H描述等；熟悉机器人坐标的微分运动和速度分析；掌握用拉格朗日力学作为主要分析和研究方法对机器人动力学和相关力的分析；掌握关节空间和直角坐标空间的路径和轨迹规划；熟悉并掌握机器人中用到的驱动器和传感器。

二、课程教学基本要求

共64学时，一个学期进行。

三、课程教学内容

（一）基础知识

1. 机器人的诞生及发展 2. 机器人的组成部件 3. 机器人的应用领域 （二） 机器人位置运动学

※1. 机器人运动学的矩阵表示 ※2. 运动学矩阵的变换送 3. 机器人的正逆运动学

※4. 机器人正运动学方程的D-H方法 （三） 微分运动和速度

1. 雅可比矩阵及其计算述 2. 微分变化

※3. 雅可比矩阵和微分算子之间的关联器 （四） 动力学分析和力

1. 拉格朗日力学

2. 多自由度机器人的动力学方程 ※3. 坐标系间力和力矩的变换 （五） 轨迹规划

1. 路径与轨迹的概念 ※2. 关节空间描述及其规划 3. 直角坐标空间描述及其规划 （六） 驱动器

1. 驱动器的性能和比较 2. 液压驱动器 3. 电动机 （七） 传感器 （八） 模糊逻辑控制 （九） 机器人应用

包括工业机器人、拟人机器人、仿生机器人、空间机器人等

四、学时分配表 章序 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 合计 基础知识 机器人位置运动学 微分运动和速度 动力学分析和力 轨迹规划 驱动器 传感器 模糊逻辑控制 机器人应用 内容 课时 6 12 8 8 6 6 8 2 8 64 备注 五、教材及参考书

教材：《机器人学导论---分析、系统及应用》 孙富春等译

出版社：电子工业出版社 2004.01 参考书：《机器人引论》 主编：张涛

出版社：机械工业出版社 2010.05

《机器人学》（第2版） 主编：蔡自兴

出版社：清华大学出版社 2009.09 《机器人技术》 主编：李团结

出版社：电子工业出版社 2009.10

执笔：甲乙

审定： 日期：

机器人概论 课程考试大纲

名称：机器人概论 课程信息 性质： 专业方向课 考试对象 考试方式 考试方法 试卷来源 试题难易度 学时：64 编号：176204 学分：4 卷面总分 100 专业： 自动化 年级：3 1.闭卷 2.开卷 3.上机 4.综述 5.论文 6.设计 7.其它 （ 1 ） 1.笔试 2.口试 3.实际操作 4.其它 （ 1 ） 1.试题库 2.试卷库 3.校内统一命题 4.校外教师命题 5.任课教师命题（ 5 ） 1.较容易（30 ）% 2. 中等难度（ 70 ）% 3.较大难度（0 ）% 记忆 理解 分析 综合 应用 18 17 15 10 提高 扩展 合计 题 类 量 型 内 % 容 编 题 计 划 第一章：基础知识 第二章：机器人位置运动学 第三章：微分运动和速度 第四章：动力学分析和力 第五章：轨迹规划 第六章：驱动器 第七章：传感器 第八章：模模糊逻辑控制 2 4 0 4 0 6 4 4 10 2 32 17 4 15 6 14 2 第九章：机器人应用 合 计 阅卷方法： 记分方式： 备注： 6 30 10 60 4 100 1.微机阅卷 2.流水阅卷 3.任课教师阅卷 ( 2 ) 1.百分制 2.五级制 3.二级制 ( 1 ) 说明：1、如果课程采用平时分阶段考试、期中与期末结合考试或采用多种方法组成的综合性考试，需在备注栏内写明各部分考试所占分数的合成比例与方法。

2、本表一式两份，随试卷归档、教师所在系（院、部）各一份。