《智能機器人》課程教學(xué)大綱(本科)

《智能機器人》課程教學(xué)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(xué)時/學(xué)分：32/2 （講課學(xué)時：28上機學(xué)時：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)和掌握機器人基木知識和基本設(shè)計方法的技

術(shù)專業(yè)課，也是工科學(xué)生將來從事機器人技術(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、基本理論和基本設(shè)計方法的講解；在培養(yǎng)實踐能力方面著重設(shè)計技能的基本訓(xùn)練，使學(xué)生

具有一定的機器人設(shè)計和應(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：智能機器人綜合實踐高等數(shù)學(xué)為機器人數(shù)學(xué)模型建立打下基礎(chǔ)，自動控制原理為機器人控制系統(tǒng)設(shè)計提供方法，

模糊技術(shù)基礎(chǔ)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)機器人基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)，掌握機器人數(shù)學(xué)建模方法，具有機器人軌跡規(guī)劃和設(shè)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(gòu)設(shè)計和實現(xiàn)控制目標(biāo)的基本能力。（支撐畢業(yè)要求3.3,4.1）掌握基本的機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制的創(chuàng)新方法，培養(yǎng)學(xué)生追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識。（支撐畢業(yè)要求4.1,43）培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想，了解機械設(shè)計過程中國家有關(guān)的經(jīng)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(xué)生的工程實踐學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生具有運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有

關(guān)技術(shù)資料的能力。（支撐畢業(yè)要求4.1,6.1）了解機器人技術(shù)的前沿和新發(fā)展動向。（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)時分配序

號教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求學(xué)時教學(xué)

方式對應(yīng)課

程教學(xué)

目標(biāo)1一、緒論機器人學(xué)的發(fā)展機器人結(jié)構(gòu)與分類機器人學(xué)與人工智能智能機器人發(fā)展了解本課程研究的對象、內(nèi)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(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)變換掌握機器人坐標(biāo)表示方法。掌握機器人坐標(biāo)變換方法。6講授、1,2,43三、機器人運動學(xué)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(xué)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(xué)剛體動力學(xué)機械手動力學(xué)方程掌握機器人靜力分析方法掌握機器人動力學(xué)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(guān)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(shù)智能機器人概述新型驅(qū)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(shù)2講授

討論1,3

智能機器人的控制技術(shù)智能機器人的視覺技術(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)）課外實驗4學(xué)時機器人智能控制方法：掌握機器人控制器設(shè)計方法。機器人軌跡跟蹤：掌握機器人任務(wù)設(shè)計及編程方法。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)及測驗等教學(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)生理解機器人技術(shù)

的理論體系，掌握數(shù)學(xué)建模的基本方法，機器人控制系統(tǒng)設(shè)計基本原理，強調(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，對課程中某些有助于?進一步拓寬機器人理論知識的內(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(xué)和動力學(xué)建模方法、控制及路徑規(guī)劃

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