《機器人機械基礎(chǔ)與機構(gòu)學(xué)》教學(xué)大綱

《機器人機械基礎(chǔ)與機構(gòu)學(xué)》教學(xué)大綱課程編號：13230416英文名稱：RobotFundamentalsofMachineryandMechanism學(xué)分：3.5學(xué)時：總學(xué)時64學(xué)時，其中理論48學(xué)時，實踐16學(xué)時先修課程：高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)、工程圖學(xué)課程類別：專業(yè)必修課授課對象：機器人工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機電學(xué)院修讀學(xué)期：第4學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《機器人機械基礎(chǔ)與機構(gòu)學(xué)》是一門研究工業(yè)機器人機械結(jié)構(gòu)的專業(yè)主干課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，了解工業(yè)機器人基本組成，掌握機器人中的常用機構(gòu)和通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及分析計算方法，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生初步具有分析機器人簡單機械和傳動裝置的能力，為學(xué)生今后在工業(yè)機器人領(lǐng)域從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1能夠?qū)C械基礎(chǔ)知識和數(shù)學(xué)模型方法用于機器人工程相關(guān)領(lǐng)域，對專業(yè)工程問題具有解決方案的比較與綜合。課程目標(biāo)2了解機器人工程相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，能夠在法律和技術(shù)規(guī)范的框架下開展工作，理解不同社會文化對工程活動的影響。課程目標(biāo)3知曉和理解環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的理念和內(nèi)涵，關(guān)注機器人工程相關(guān)領(lǐng)域的方針政策和法律法規(guī)。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)權(quán)重1.4能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識和數(shù)學(xué)模型方法用于機器人工程相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)工程問題解決方案的比較與綜合。課程目標(biāo)1H6.1了解機器人工程相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，能夠在法律和技術(shù)規(guī)范的框架下開展工作，理解不同社會文化對工程活動的影響；課程目標(biāo)2H7.1知曉和理解環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的理念和內(nèi)涵，關(guān)注機器人工程相關(guān)領(lǐng)域的方針政策和法律法規(guī)；課程目標(biāo)3M（注：要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點應(yīng)是一一對應(yīng)支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1概述基本要求：了解機械的基本概念及組成，掌握機構(gòu)運動簡圖，掌握機構(gòu)自由度計算及確定運動條件重、難點：機構(gòu)運動簡圖，機構(gòu)自由度計算德育要求：社會責(zé)任，工程師擔(dān)當(dāng)4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32連桿機構(gòu)基本要求：了解平面四桿機構(gòu)的基本組成及基本特性，掌握平面四連桿機構(gòu)的演化及設(shè)計重、難點：平面四連桿機構(gòu)的演化及設(shè)計德育要求：熱愛學(xué)習(xí)熱愛生活6集中講授課程目標(biāo)13凸輪機構(gòu)基本要求：了解凸輪機構(gòu)的分類與應(yīng)用，掌握從動件運動規(guī)律及凸輪機構(gòu)基本參數(shù)的確定，了解圖解法設(shè)計盤形凸輪輪廓重、難點：從動件運動規(guī)律及凸輪機構(gòu)基本參數(shù)的確定德育要求：實踐創(chuàng)新，付出和堅持4集中講授課程目標(biāo)14齒輪機構(gòu)基本要求：了解齒輪機構(gòu)的特點與類型，掌握齒廓嚙合基本定理及漸開線齒廓，漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱直齒的嚙合傳動，了解漸開線齒輪的加工與變位齒輪，斜齒圓柱齒輪機構(gòu)、錐齒輪機構(gòu)、蝸桿機構(gòu)重、難點：齒廓嚙合基本定理及漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱直齒的嚙合傳動德育要求：工匠精神8集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)25輪系基本要求：了解輪系的組成與類型，掌握輪系的傳動比計算，了解輪系的功能及其它輪系重、難點：輪系的傳動比計算德育要求：抗壓抗曲折能力4集中講授課程目標(biāo)16螺紋與螺紋傳動基本要求：了解螺紋的基本概念，掌握螺紋傳動重、難點：螺紋傳動德育要求：熱愛學(xué)習(xí)熱愛生活2集中講授課程目標(biāo)17帶傳動與鏈傳動基本要求：了解掌握帶傳動機構(gòu)和鏈傳動機構(gòu)重、難點：帶傳動德育要求：熱愛學(xué)習(xí)熱愛生活2集中講授課程目標(biāo)18其它傳動機構(gòu)基本要求：了解棘輪傳動機構(gòu)和槽輪傳動機構(gòu)、不完全齒輪傳動機構(gòu)德育要求：熱愛學(xué)習(xí)熱愛生活2集中講授課程目標(biāo)19常用零部件基本要求：了解掌握軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器德育要求：工匠精神4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)310工業(yè)機器人概述基本要求：了解工業(yè)機器人的發(fā)展歷史，工業(yè)機器人的特點與分類，工業(yè)機器人的組成與參數(shù)德育要求：社會責(zé)任，工程師擔(dān)當(dāng)2集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)311驅(qū)動方式與傳動機構(gòu)基本要求：掌握工業(yè)機器人的驅(qū)動方式與常用傳動機構(gòu)，了解工業(yè)機器人的典型傳動機構(gòu)重、難點：工業(yè)機器人的驅(qū)動方式與常用傳動機構(gòu)德育要求：社會責(zé)任，工程師擔(dān)當(dāng)4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)212機身與臂部機構(gòu)基本要求：了解機身與臂部設(shè)計的基本要求，了解機身設(shè)計和臂部設(shè)計德育要求：熱愛學(xué)習(xí)熱愛生活2集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)213腕部、手部與行走機構(gòu)基本要求：了解腕部機構(gòu)，手部機構(gòu)和行走機構(gòu)。德育要求：社會責(zé)任，工程師擔(dān)當(dāng)4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2合計48序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標(biāo)1平面機構(gòu)運動簡圖測繪實驗繪制4~6個平面機構(gòu)的運動簡圖，計算并驗證其自由度。（必修）2綜合課程目標(biāo)1課程目標(biāo)32漸開線齒輪的范成實驗用范成儀模擬實現(xiàn)齒輪輪坯與刀具間的傳動“切削”過程。（必修）2驗證課程目標(biāo)1課程目標(biāo)33齒輪傳動機構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動機構(gòu)的綜合設(shè)計（必修）8設(shè)計課程目標(biāo)1課程目標(biāo)34軸系組合設(shè)計滾動軸承組合裝置的設(shè)計（必修）4設(shè)計課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3合計16注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括演示、驗證、綜合、設(shè)計等。四、課程教學(xué)方法1.集中講授，多媒體+黑板板書教學(xué)2.上傳資料到學(xué)習(xí)網(wǎng)站，學(xué)生線上學(xué)習(xí)，作業(yè)提交網(wǎng)站統(tǒng)一批改。超星電機課程網(wǎng)站：3.課堂線上線下混合教材模式，紙質(zhì)教材授課和專業(yè)網(wǎng)站結(jié)合教學(xué)。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計1課堂內(nèi)外0010102章節(jié)測試0200203實驗成績0100104平時作業(yè)0100105期末考試500050課程目標(biāo)對應(yīng)分值504010100（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.課堂內(nèi)外與評價標(biāo)準(zhǔn)觀察點分值90-100分70-89分60-69分0-59分課堂內(nèi)外課堂提問（20分）能夠回答出老師上課知識點的問題，回答內(nèi)容正確，注意力集中聽講，已掌握課堂知識點。(18-20分)對老師的提問能夠回答，內(nèi)容大部分正確，表示注意力集中聽講，理解力不太夠（14-17分）對老師的提問能夠應(yīng)答，正確度不高，表示注意力不夠集中聽講，思想偶爾開小差（12-15分）對老師的提問答非所問，完全沒有聽課。（0分）課堂練習(xí)（20分）隨堂練習(xí)檢查，能夠快速做題并答案正確。(18-20分)隨堂練習(xí)檢查，能夠做題并答案大部分正確。（14-17分）隨堂練習(xí)檢查，只能做出部分答案。（12-15分）完全不會做。（0分）課外學(xué)習(xí)（20分）根據(jù)學(xué)習(xí)通網(wǎng)站學(xué)習(xí)時間統(tǒng)計打分前20%為優(yōu)秀。能主動學(xué)習(xí)了解自動化相關(guān)領(lǐng)域的工程實踐對社會的影響及專業(yè)人員應(yīng)承擔(dān)的社會責(zé)任。(18-20分)根據(jù)學(xué)習(xí)通網(wǎng)站學(xué)習(xí)時間統(tǒng)計打分40%良。能去學(xué)習(xí)了解自動化相關(guān)領(lǐng)域的工程實踐對社會的影響及專業(yè)人員應(yīng)承擔(dān)的社會責(zé)任。（14-17分）根據(jù)學(xué)習(xí)通網(wǎng)站學(xué)習(xí)時間統(tǒng)計打分，能夠偶爾去學(xué)習(xí)。中。能去了解自動化相關(guān)領(lǐng)域的工程實踐對社會的影響及專業(yè)人員應(yīng)承擔(dān)的社會責(zé)任。（12-15分）完全不去網(wǎng)站學(xué)習(xí)。（0分）遲到曠課（40分）整個學(xué)期全勤（40分）偶爾有遲到，每遲到1次扣1分，曠課扣5分。（28-36分）經(jīng)常遲到。（24-27分）經(jīng)常曠課。（0分）2.章節(jié)測試與評價標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)測試根據(jù)測試題目及評分標(biāo)注進(jìn)行打分（百分制）。3.實驗成績與與評價標(biāo)準(zhǔn)觀察點分值90-100分70-89分60-69分0-59分課程實驗?zāi)芨鶕?jù)實驗要求自主設(shè)計實驗方案，搭建系統(tǒng)并安全實驗，有自己的設(shè)計理念。實驗報告完整，方案解析和結(jié)果分析有理有據(jù)。能根據(jù)實驗要求搭建實驗系統(tǒng)，并安全實驗，有一定的設(shè)計思維和創(chuàng)新意識。實驗報告完整，方案解析和結(jié)果分析基本到位。能根據(jù)實驗要求搭建實驗系統(tǒng)，并安全實驗，設(shè)計思維和創(chuàng)新意識較差。實驗報告基本完整，方案解析和結(jié)果分析不準(zhǔn)確。不參與實驗或?qū)嶒炦^程存在安全隱患，實驗報告不交或內(nèi)容不完整，無方案解析、結(jié)果分析等內(nèi)容。4.平時作業(yè)考核與評價標(biāo)準(zhǔn)觀察點分值90-100分70-89分60-69分0-59分平時作業(yè)按時完成，學(xué)習(xí)態(tài)度很認(rèn)真，計算正確，解答答案正確或合理，字跡工整，完成質(zhì)量高。按時完成，學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，計算基本正確，解答答案基本正確或合理，字跡工整，完成質(zhì)量較高。按時完成，學(xué)習(xí)態(tài)度較認(rèn)真，計算有錯誤，解答答案大部分正確或合理，字跡比較工整，完成質(zhì)量一般。延時完成，學(xué)習(xí)態(tài)度很不認(rèn)真，計算、解答答案錯誤較多或者不答，字跡潦草，完成質(zhì)量差，或有抄襲行為。5.期末試卷考核與評價標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計期末考核試題，綜合檢驗學(xué)生對課程相關(guān)知識的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計相應(yīng)評分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《機械基礎(chǔ)與機器人機構(gòu)學(xué)》，周佰榮主編，機械工業(yè)出版社，2022年6月版；2．《機械設(shè)計基礎(chǔ)》，李建功主編，機械工業(yè)出版社，201