生物生產(chǎn)機(jī)器人 教學(xué)大綱

1、教學(xué)大綱課程代碼：13120601 課程名稱：生物生產(chǎn)機(jī)器人學(xué)分：2.0 周學(xué)時(shí)：1.5-1.0面向?qū)ο螅恨r(nóng)業(yè)工程、農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程、農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化專業(yè) 三、四年級(jí)本科生預(yù)修課程要求：計(jì)算機(jī)圖像處理與機(jī)器視覺，生物傳感器與測(cè)試技術(shù)，生物物料學(xué)，自動(dòng)控制理論，機(jī)械工程基礎(chǔ)一、課程介紹（100-150字）（1）中文簡(jiǎn)介機(jī)器人技術(shù)盡管相對(duì)較新，卻是為大家所公認(rèn)的。生物生產(chǎn)是世界上最主要的產(chǎn)業(yè)之一。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，21世紀(jì)將逐漸形成一個(gè)自動(dòng)化、智能化作業(yè)的現(xiàn)代新型生物生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)。毫無疑問，生物生產(chǎn)將繼續(xù)成為改進(jìn)和維持人類生存的關(guān)鍵。在很多生物生產(chǎn)系統(tǒng)中，機(jī)器人都是影響系統(tǒng)生產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。

2、因此，如何應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)到生物生產(chǎn)中引起了人們的高度關(guān)注。本課程的目的就是幫助學(xué)生了解設(shè)計(jì)生物生產(chǎn)機(jī)器人所使用的基本原則，主要講述生物生產(chǎn)機(jī)器人的基本原理，包括機(jī)械手的組成、傳感元件、行走系統(tǒng)和推理算法，并對(duì)在現(xiàn)有生物生產(chǎn)系統(tǒng)中具有特殊設(shè)計(jì)和獨(dú)特功能的機(jī)器人進(jìn)行了說明。（2）英文簡(jiǎn)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、教學(xué)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)本課程可以使學(xué)生掌握生物生產(chǎn)機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)原理和方法以及進(jìn)行研究的基本知識(shí)和技能，并了解國(guó)內(nèi)外最新研究成果和發(fā)展趨勢(shì)，為今后從事相關(guān)研究打下良好的基礎(chǔ)。三、教學(xué)任務(wù)1）能夠說明生物生產(chǎn)機(jī)器人的主要構(gòu)成要素及其特點(diǎn)；2）能夠掌握生物生產(chǎn)機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法；3）能夠分析生物生產(chǎn)機(jī)器人現(xiàn)有實(shí)例，并評(píng)價(jià)其優(yōu)缺點(diǎn)，提出改進(jìn)方案；4）能夠運(yùn)用所學(xué)的基本知識(shí)和技能，設(shè)計(jì)生物生產(chǎn)機(jī)器人；5）了解國(guó)內(nèi)外在此領(lǐng)域內(nèi)的最新研究成果和發(fā)展趨勢(shì)，形成外文參考文獻(xiàn)的查閱能力；6）具有在討論和團(tuán)隊(duì)作業(yè)

7、中的批評(píng)與合作的能力。注：以上結(jié)果可以通過課堂回答問題、討論、隨堂測(cè)驗(yàn)、課程作業(yè)以及筆試等環(huán)節(jié)測(cè)量。四、教學(xué)安排課 次教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)第1講第1章 引言1.1 何謂生物生產(chǎn)機(jī)器人？ 1.2 生物生產(chǎn)機(jī)器人的必要性 1.3 生物生產(chǎn)機(jī)器人的獨(dú)特性 1.4 專著概述第2章 生物生產(chǎn)機(jī)器人概述2.1 生物生產(chǎn)機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象 2.2 生物體的特性 2.3 生物生產(chǎn)機(jī)器人的特征 2.4 對(duì)生物生產(chǎn)機(jī)器人的期望 2.5 多用途的生物生產(chǎn)機(jī)器人 2.6 生物生產(chǎn)機(jī)器人：工程技術(shù)、生物學(xué)與社會(huì)科學(xué)的綜合3學(xué)時(shí)第2講第3章 生物生產(chǎn)機(jī)器人的基本原理與組成3.1 機(jī)器人的基本原理 3.2 機(jī)器人的基本組成第4章 機(jī)

8、械手的設(shè)計(jì)與控制4.1 機(jī)械手的構(gòu)造 4.2 機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià) 4.3 生物生產(chǎn)用機(jī)械手 4.4 末端執(zhí)行器的操作3學(xué)時(shí)第3講第5章 機(jī)器視覺（1）5.1照明與相機(jī)3學(xué)時(shí)第4講第5章 機(jī)器視覺（2）5.2反射光譜及其在農(nóng)業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用3學(xué)時(shí)第5講第5章 機(jī)器視覺（3）5.3圖像處理練習(xí)4學(xué)時(shí)第6講第6章 生物生產(chǎn)機(jī)器人常用傳感器6.1 除視覺感知外的外部傳感器 6.2 機(jī)械控制中的內(nèi)部傳感器第7章 在生物生產(chǎn)環(huán)境中的自行走裝置7.1 車輪型 7.2 軌道型 7.3 履帶型 7.4 架式系統(tǒng)7.5 有腿機(jī)器人2學(xué)時(shí)第7講第8章 生物生產(chǎn)機(jī)器人智能化8.1 基于知識(shí)的決策支持8.2 模糊控制 8.3 機(jī)器人系統(tǒng)中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用第9章 可控環(huán)境下的生物生產(chǎn)機(jī)器人第10章 野外環(huán)境下的生物生產(chǎn)機(jī)器人3學(xué)時(shí)第8講第11章 食品生產(chǎn)機(jī)器人第12章 基于農(nóng)業(yè)機(jī)器人的食品溯源 12.1 緒論 12.2 系統(tǒng)分析 12.3 工程經(jīng)濟(jì)學(xué) 12.4 系統(tǒng)綜合3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課1實(shí)驗(yàn)1：機(jī)械手運(yùn)動(dòng)及控制