《智能機器人》課程教學大綱(本科)

《智能機器人》課程教學大綱課程編號：04219課程名稱：智能機器人英文名稱:IntelligentRobot課程類型：專業(yè)課課程要求：選修學時/學分：32/2 （講課學時：28上機學時：4）適用專業(yè)：智能科學與技術一、 課程性質與任務智能機器人是智能科學與技術專業(yè)學生學習和掌握機器人基木知識和基本設計方法的技

術專業(yè)課，也是工科學生將來從事機器人技術應用的理論基礎。本課程在教學內容方面著重基本

知識、基本理論和基本設計方法的講解；在培養(yǎng)實踐能力方面著重設計技能的基本訓練，使學生

具有一定的機器人設計和應用能力，，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、自動控制原理、模糊技術基礎、神經網絡控制后續(xù)課程：智能機器人綜合實踐高等數(shù)學為機器人數(shù)學模型建立打下基礎，自動控制原理為機器人控制系統(tǒng)設計提供方法，

模糊技術基礎及神經網絡控制可實現(xiàn)機器人智能控制；本課程為后續(xù)智能機器人綜合實踐課程

提供基本知識和方法。三、 課程教學目標學習機器人基礎知識和基本理論知識，了解智能機器人的發(fā)展、機器人本體結構，掌握機器人數(shù)學建模方法，具有機器人軌跡規(guī)劃和設計控制系統(tǒng)的能力。（支撐畢業(yè)要求1.1, 2.1）具有機器人機構設計和實現(xiàn)控制目標的基本能力。（支撐畢業(yè)要求3.3,4.1）掌握基本的機器人結構設計和控制的創(chuàng)新方法，培養(yǎng)學生追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識。（支撐畢業(yè)要求4.1,43）培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，了解機械設計過程中國家有關的經濟、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)學生的工程實踐學習能力，使學生具有運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有

關技術資料的能力。（支撐畢業(yè)要求4.1,6.1）了解機器人技術的前沿和新發(fā)展動向。（支撐畢業(yè)要求10.1,12.1）

四、教學內容、基本要求與學時分配序

號教學內容教學要求學時教學

方式對應課

程教學

目標1一、緒論機器人學的發(fā)展機器人結構與分類機器人學與人工智能智能機器人發(fā)展了解本課程研究的對象、內容了解機器人分類與組成了解智能機器人概況2講授1,5,62二、數(shù)理基礎位置和姿態(tài)的表示坐標變換齊次坐標變換物體的變換及逆變換通用旋轉變換掌握機器人坐標表示方法。掌握機器人坐標變換方法。6講授、1,2,43三、機器人運動學機器人運動方程的表示機器人運動方程的求解PUMA560機器人運動方程掌握機器人運動學模型的建立

方法掌握機器人運動方程的求解2講授

討論1,24四、機器人動力學剛體動力學機械手動力學方程掌握機器人靜力分析方法掌握機器人動力學模型的建立

方法4講授討論1,25五、機器人控制機器人的基本控制原則機器人的位置控制機器人的力和位置混合控制機器人的智能控制實驗掌握機器人的位置控制方法掌握機器人的力和位置混合控

制方法掌握機器人的智能控制方法8講授

討論

實驗126六、機器人軌跡規(guī)劃機器人傳感器關節(jié)軌跡的插值計算笛卡爾路徑軌跡規(guī)劃規(guī)劃軌跡的實時生成實驗了解機器人傳感器掌握機器人插值計算的方法掌握機器人軌跡規(guī)劃的基本方

法8講授

討論

實驗1,27七、智能機器人技術智能機器人概述新型驅動元件了解智能機器人發(fā)展概況掌握智能機器人的控制方法掌握智能機器人的視覺技術2講授

討論1,3

智能機器人的控制技術智能機器人的視覺技術五、 其他教學環(huán)節(jié)（課外教學環(huán)節(jié)、要求、目標）課外實驗4學時機器人智能控制方法：掌握機器人控制器設計方法。機器人軌跡跟蹤：掌握機器人任務設計及編程方法。六、 教學方法本課程以課堂教學為主，結合作業(yè)、自學及測驗等教學手段和形式完成課程教學任務。在課堂教學中，通過講授、提問、討論、演示等教學方法和手段讓學生理解機器人技術

的理論體系，掌握數(shù)學建模的基本方法，機器人控制系統(tǒng)設計基本原理，強調控制方法的工

程應用背景。培養(yǎng)學生自主學習能力、與其他同學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、準確運用語言文字的表達能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。在自學教學環(huán)節(jié)中，對課程中某些有助于?進一步拓寬機器人理論知識的內容，通過教師的

指導，由學生自學完成，通過自學這-?教學手段培養(yǎng)學生的自主學習能力。七、 考核及成績評定方式最終成績由過程考核和期末成績而評定。所占比例如下：過程考核：10%。兩次實驗，每次5分，計10分。期末成績：90%。主要考核機器人基本概念、運動學和動力學建模方法、控制及路徑規(guī)劃

設計方法的掌握程度。八、 教材及參考書目教材：[1]機器人學基礎（第