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文本内容:
工业机器人课程教学大纲
一、课程基本信息课程编号201404140课程中文名称工业机器人课程英文名称:IndustrialRobot课程性质专业选修课程开课专业自动化开课学期6总学时32(其中理论32学时,实验0学时)总学分2
二、课程目标机器人技术是当前自动化专业的典型控制对象,其应用领域越来越广泛该课程为自动化专业工业自动化方向的一门专业主干课程,通过本课程的学习,使学生了解并掌握工业机器人及其控制所相关的技术基础,使学生具有一定机器人及其控制系统设计能力,能够解决工业现场的机器人及相关自动化设备的设计与控制问题
三、教学基本要求1培养学生掌握工业机器人的应用和发展、工业机器人的种类、机器人系统组成及相关知识,重点掌握机器人系统组成及相关知识2掌握机器人末端执行器、机器人手腕、机器人手臂、机器人机座的基本构成3掌握机器人运动学方程、微分运动,重点培养利用机器人运动学对一个具体工业机器人进行运动学分析的能力4掌握利用拉格朗日方程法、牛顿-欧拉方程法对机器人进行动力学建模和动力学分析的能力5培养学生掌握机器人基本轨迹规划方法,能够利用多项式插值和抛物线拟合对机器人运动进行轨迹规划6学习工业机器人的设计步骤、工业机器人的传动系统设计、典型工业机器人系统的设计过程7掌握机器人控制器设计方法,控制器分解的流程和策略8培养学生了解机器人力控制的基本策略,具备分析机器人任务约束的能力9结合工程中的具体应用,以典型工业机器人具体应用过程为对象,培养学生理论结合实际的能力
四、教学内容与学时分配1绪论2学时
1.1工业机器人背景
1.2机器人历史
1.3机器人研究现状2工业机器人基本概念(2学时)
2.1自由度与区域覆盖
2.2空间和变换3机器人运动学(6学时)
3.1机器人坐标系描述
3.2机器人正运动学
3.3机器人逆运动学
3.4工业机器人运动学实例4机器人的速度和受力(4学时)
4.1连杆运动
4.2连杆间速度和加速度传递
4.3雅可比矩阵5机器人动力学(6学时)
5.1刚体加速度及质量分布
5.2牛顿欧拉方程
5.3拉格朗日方程6机器人轨迹规划(2学时)
6.1多项式插值
6.2抛物线拟合7机器人的机械设计(2学时)
7.1机器人运动学构型
7.2机器人常用传感器
7.3驱动方式8机器人的线性控制(2学时)
8.1反馈与闭环系统
8.2控制律分解9机器人的非线性控制(2学时)
9.1多输入多输出控制系统
9.2李雅普诺夫稳定性分析10机器人力控制(2学时)
10.1工业机器人局部任务约束
10.2力位混合控制问题11工业机器人的典型应用(2学时))
五、教学方法及手段采用课上讲解与机器人实验室演示相结合的方式,课堂教学为主,利用多媒体辅助教学加强学生对学习内容的理解,引导学生在学习中研究、在研究中学习激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识同时,对优秀的学生可直接参加机器人及控制系统的设计与实验
六、实验(或)上机内容无
七、前续课程、后续课程前续课程微积分A、自动控制理论、自动控制元件
八、参考教材及学习资源教材:[l]JohnJ.Craig著,贪超译.机器人学导论[M].北京机械工业出版社,
2011.
[2]蔡自兴著机器人学[M].北京清华大学出版社,
2000.主要参考资料⑴周远清机器人学[M].北京清华大学出版社,
1997.
[2]白井良明.机器人工程[M].北京科学出版社,
2002.⑶周伯英.工业机器人设计[M].北京北京机械工业出版社,
1995.
[4]孙富春机器人学导论[M].北京电子工业出版社,
2005.
九、考核方式教学基本要求项考核形式占总成绩的比例机器人基本概念考试5%机器人坐标系描述考试5%机器人运动学考试20%机器人动力学考试20%机器人轨迹规划考试10%机器人机械设计考试5%机器人线性控制考试10%机器人非线性控制考试10%机器人力控制考试10%工业机器人的典型应用考试5%。