《智能機(jī)器人》課程教學(xué)大綱(本科)

《智能機(jī)器人》課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：04219課程名稱：智能機(jī)器人英文名稱:IntelligentRobot課程類型：專業(yè)課課程要求：選修學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2 （講課學(xué)時(shí)：28上機(jī)學(xué)時(shí)：4）適用專業(yè)：智能科學(xué)與技術(shù)一、 課程性質(zhì)與任務(wù)智能機(jī)器人是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握機(jī)器人基木知識(shí)和基本設(shè)計(jì)方法的技

術(shù)專業(yè)課，也是工科學(xué)生將來從事機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。本課程在教學(xué)內(nèi)容方面著重基本

知識(shí)、基本理論和基本設(shè)計(jì)方法的講解；在培養(yǎng)實(shí)踐能力方面著重設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，使學(xué)生

具有一定的機(jī)器人設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力，，該門課程支撐畢業(yè)要求中1.1,2.1,3.3,4.1,4.3,

6.1,10.1和12.1。二、 課程與其他課程的聯(lián)系先修課程：高等數(shù)學(xué)、自動(dòng)控制原理、模糊技術(shù)基礎(chǔ)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制后續(xù)課程：智能機(jī)器人綜合實(shí)踐高等數(shù)學(xué)為機(jī)器人數(shù)學(xué)模型建立打下基礎(chǔ)，自動(dòng)控制原理為機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供方法，

模糊技術(shù)基礎(chǔ)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能控制；本課程為后續(xù)智能機(jī)器人綜合實(shí)踐課程

提供基本知識(shí)和方法。三、 課程教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論知識(shí)，了解智能機(jī)器人的發(fā)展、機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)，掌握機(jī)器人數(shù)學(xué)建模方法，具有機(jī)器人軌跡規(guī)劃和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的能力。（支撐畢業(yè)要求1.1, 2.1）具有機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的基本能力。（支撐畢業(yè)要求3.3,4.1）掌握基本的機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的創(chuàng)新方法，培養(yǎng)學(xué)生追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識(shí)。（支撐畢業(yè)要求4.1,43）培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，了解機(jī)械設(shè)計(jì)過程中國家有關(guān)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、

安全、健康、倫理等政策和制約因素。（支撐畢業(yè)要求3.3）培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有

關(guān)技術(shù)資料的能力。（支撐畢業(yè)要求4.1,6.1）了解機(jī)器人技術(shù)的前沿和新發(fā)展動(dòng)向。（支撐畢業(yè)要求10.1,12.1）

四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序

號(hào)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求學(xué)時(shí)教學(xué)

方式對(duì)應(yīng)課

程教學(xué)

目標(biāo)1一、緒論機(jī)器人學(xué)的發(fā)展機(jī)器人結(jié)構(gòu)與分類機(jī)器人學(xué)與人工智能智能機(jī)器人發(fā)展了解本課程研究的對(duì)象、內(nèi)容了解機(jī)器人分類與組成了解智能機(jī)器人概況2講授1,5,62二、數(shù)理基礎(chǔ)位置和姿態(tài)的表示坐標(biāo)變換齊次坐標(biāo)變換物體的變換及逆變換通用旋轉(zhuǎn)變換掌握機(jī)器人坐標(biāo)表示方法。掌握機(jī)器人坐標(biāo)變換方法。6講授、1,2,43三、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程的表示機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程的求解PUMA560機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的建立

方法掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方程的求解2講授

討論1,24四、機(jī)器人動(dòng)力學(xué)剛體動(dòng)力學(xué)機(jī)械手動(dòng)力學(xué)方程掌握機(jī)器人靜力分析方法掌握機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型的建立

方法4講授討論1,25五、機(jī)器人控制機(jī)器人的基本控制原則機(jī)器人的位置控制機(jī)器人的力和位置混合控制機(jī)器人的智能控制實(shí)驗(yàn)掌握機(jī)器人的位置控制方法掌握機(jī)器人的力和位置混合控

制方法掌握機(jī)器人的智能控制方法8講授

討論

實(shí)驗(yàn)126六、機(jī)器人軌跡規(guī)劃機(jī)器人傳感器關(guān)節(jié)軌跡的插值計(jì)算笛卡爾路徑軌跡規(guī)劃規(guī)劃軌跡的實(shí)時(shí)生成實(shí)驗(yàn)了解機(jī)器人傳感器掌握機(jī)器人插值計(jì)算的方法掌握機(jī)器人軌跡規(guī)劃的基本方

法8講授

討論

實(shí)驗(yàn)1,27七、智能機(jī)器人技術(shù)智能機(jī)器人概述新型驅(qū)動(dòng)元件了解智能機(jī)器人發(fā)展概況掌握智能機(jī)器人的控制方法掌握智能機(jī)器人的視覺技術(shù)2講授

討論1,3

智能機(jī)器人的控制技術(shù)智能機(jī)器人的視覺技術(shù)五、 其他教學(xué)環(huán)節(jié)（課外教學(xué)環(huán)節(jié)、要求、目標(biāo)）課外實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)機(jī)器人智能控制方法：掌握機(jī)器人控制器設(shè)計(jì)方法。機(jī)器人軌跡跟蹤：掌握機(jī)器人任務(wù)設(shè)計(jì)及編程方法。六、 教學(xué)方法本課程以課堂教學(xué)為主，結(jié)合作業(yè)、自學(xué)及測(cè)驗(yàn)等教學(xué)手段和形式完成課程教學(xué)任務(wù)。在課堂教學(xué)中，通過講授、提問、討論、演示等教學(xué)方法和手段讓學(xué)生理解機(jī)器人技術(shù)

的理論體系，掌握數(shù)學(xué)建模的基本方法，機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原理，強(qiáng)調(diào)控制方法的工

程應(yīng)用背景。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、與其他同學(xué)合作解決問題的能力、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力、獲取

和整理信息的能力、準(zhǔn)確運(yùn)用語言文字的表達(dá)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。在自學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中，對(duì)課程中某些有助于?進(jìn)一步拓寬機(jī)器人理論知識(shí)的內(nèi)容，通過教師的

指導(dǎo)，由學(xué)生自學(xué)完成，通過自學(xué)這-?教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。七、 考核及成績?cè)u(píng)定方式最終成績由過程考核和期末成績而評(píng)定。所占比例如下：過程考核：10%。兩次實(shí)驗(yàn)，每次5分，計(jì)10分。期末成績：90%。主要考核機(jī)器人基本概念、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模方法、控制及路徑規(guī)劃

設(shè)計(jì)方法的掌握程度。八、 教材及參考書目教材：[1]機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)（第