《智能机器人》课程教学大纲(本科).docx
智能机器人课程教学大纲课程编号：04219课程名称：智能机器人英文名称:InteHigentRobot课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：32/2（讲课学时：28上机学时：4）适用专业：智能科学与技术一、课程性质与任务智能机器人是智能科学与技术专业学生学习和掌握机器人基木知识和基本设计方法的技术专业课，也是工科学生将来从事机器人技术应用的理论基础。本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本设计方法的讲解；在培养实践能力方面着重设计技能的基本训练，使学生具有一定的机器人设计和应用能力，该门课程支撑毕业要求中112.1,3.3,4.1,4.3,6.1,10.1和12.1。二、课程与其他课程的联系先修课程：高等数学、自动控制原理、模糊技术基础、神经网络控制后续课程：智能机器人综合实践高等数学为机器人数学模型建立打下基础，自动控制原理为机器人控制系统设计提供方法，模糊技术基础及神经网络控制可实现机器人智能控制；本课程为后续智能机器人综合实践课程提供基本知识和方法。三、课程教学目标1 .学习机器人基础知识和基本理论知识，了解智能机器人的发展、机器人本体结构，掌握机器人数学建模方法，具有机器人轨迹规划和设计控制系统的能力。（支撑毕业要求1.1,2.1）2 .具有机器人机构设计和实现控制目标的基本能力。（支撑毕业要求3.3,4.1）3 .掌握基本的机器人结构设计和控制的创新方法，培养学生追求创新的态度和意识。（支撑毕业要求4.1,43）4 .培养学生树立正确的设计思想，了解机械设计过程中国家有关的经济、环境、法律、安全、健康、伦理等政策和制约因素。（支撑毕业要求3.3>5 .培养学生的工程实践学习能力，使学生具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。（支撑毕业要求4.1,6.1）6 .了解机器人技术的前沿和新发展动向。（支撑毕业要求IOli2.1）四、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容教学要求学时教学方式对应课程教学目标1一、绪论1.机器人学的发展2 .机器人结构与分类3 .机器人学与人工智能4 .智能机器人发展1 .了解本课程研究的对象、内容2 .了解机器人分类与组成3 .了解智能机器人概况2讲授1.5,62二、数理基础1 .位置和姿态的表示2 .坐标变换3 .齐次坐标变换4 .物体的变换及逆变换5 .通用旋转变换1 .掌握机器人坐标表示方法。2 .掌握机器人坐标变换方法。6讲授、1,2,43三、机器人运动学1 .机器人运动方程的表示2 .机器人运动方程的求解3 .PUMA560机器人运动方程1 .掌握机器人运动学模型的建立方法2 .掌握机器人运动方程的求解2讲授讨论1,24四、机器人动力学1 .刚体动力学2 .机械手动力学方程1 .掌握机器人静力分析方法2 .掌握机器人动力学模型的建立方法4讲授讨论1,25五、机器人控制1 .机器人的基本控制原则2 .机器人的位置控制3 .机器人的力和位置混合控制4 .机器人的智能控制5 .实验1 .掌握机器人的位置控制方法2 .掌握机器人的力和位置混合控制方法3 .掌握机器人的智能控制方法8讲授讨论实验126六、机器人轨迹规划1 .机器人传感器2 .关节轨迹的插值计算3 .笛卡尔路径轨迹规划4 .规划轨迹的实时生成5 .实验1 .了解机器人传感器2 .掌握机器人插值计算的方法3 .掌握机器人轨迹规划的基本方法8讲授讨论实验1,27七、智能机器人技术1.智能机器人概述2.新型驱动元件1 .了解智能机器人发展概况2 .掌握智能机器人的控制方法3 .掌握智能机器人的视觉技术2讲授讨论1,33 .智能机器人的控制技术4 .智能机器人的视觉技术五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）课外实验4学时1 .机器人智能控制方法：掌握机器人控制器设计方法。2 .机器人轨迹跟踪：掌握机器人任务设计及编程方法。六、教学方法本课程以课堂教学为主，结合作业、自学及测验等教学手段和形式完成课程教学任务。在课堂教学中，通过讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生理解机器人技术的理论体系，掌握数学建模的基本方法，机器人控制系统设计基本原理，强调控制方法的工程应用背景。培养学生自主学习能力、与其他同学合作解决问题的能力、发现问题与解决问题的能力、获取和整理信息的能力、准确运用语言文字的表达能力，激发学生的创新思维。在自学教学环节中，对课程中某些有助于进一步拓宽机器人理论知识的内容，通过教师的指导，由学生自学完成，通过自学这一教学手段培养学生的自主学习能力。七、考核及成绩评定方式最终成绩由过程考核和期末成绩而评定。所占比例如下：过程考核：10%。两次实验，每次5分,计10分。期末成绩：90%。主要考核机器人基本概念、运动学和动力学建模方法、控制及路径规划设计方法的掌握程度。八、教材及参考书目1 .教材：机器人学基础（第二版），蔡自兴，机械工业出版社，2017.2 .参考书目：1机器人技术基础（第二版），刘极峰，丁继斌主编，高等教育出版社，2013.2机器人学导论（第二版），SaeedB.Niku,电子工业出版社，2013.
