机器人结构原理与应用教学大纲.docx

机器人结构原理与应用 一、课程说明 课程编号： 080610Z10 课程名称：机器人结构原理与应用 /Structure Principle of Robot and Its Application 课程类别：专业教育 学时/学分： 24/1.5(其中实践学时 4) 先修课程：机械原理、机械设计 适用专业： 机械设计制造及其自动化 教材、教学参考书： 1.兰虎 .工业机器人技术及应用 .北京：机械工业出版社 .2015; 2.孙汉卿，吴海波 .多关节机器人原理与维修 .北京：国防工业出版社 .2013; 3.余任冲 .工业机器人应用案例入门 .北京：电子工业出版社 .2015. 二、课程设置的目的意义 关节式机器人在制造领域应用越来越广泛， 已成为实现工业 4.0 的基础和关 键。了解机器人本体结构原理是学生将来从事机器人设计、集成和维护的基础。 本课程的主要目的是让机械专业学生认识到机械在机器人技术中的重要地 位，并以几种 “明星”关节式机器人为例，了解机器人的结构原理及在制造业中 应用集成方法。 作为特色， 本课程将重点放在机器人结构的具体实现方法上， 人学课程重点讲述机构学不同，从而实践性更强。 通过本课程的学习， 学生将了解常见机器人的结构实现原理， 与一般的机器 掌握机器人的 集成方法，为从事机器人领域，特别是机器人本体设计工作奠定基础。同时，机 器人作为复杂机电一体化产品， 也为专业基础课中的知识提供了具体应用， 帮助 学生进一步加深理解。 三、课程的基本要求 1.知识要求 了解机器人工作原理、分类和主要应用； 熟悉机器人结构构成； 掌握机器人减速器的结构原理； 掌握机器人工作机构的原理和设计方法 ; 掌握机器人集成方法。 2.能力要求 初步具备开展机器人结构详细设计的能力； 初步具备进行机器人应用系统集成的能力； 1 424 4 2 4 机电一体化设计和分析的能力。 3 素质培养要求 培养学生的创新意识； 培养学生的团队协作能力。 四、教学内容、重点难点及教学设计 章节 第 1 章 教学内容 绪论；机器人 的定义；机器 人历史、现状 及未来 总 学时分配 学 讲课 时 (含研讨 ) 2 2 机器人工作原 第 2 章 理；机器人的 6 4 关键技术 关节机器人结 第 3 章 构组成及各部 4 4 分工作原理 机器人减速器 第 4 章 的特点、 分类、 4 工作原理 机器人工作机 构的重要性、 第 5 章 常见机器人工 2 作机构的工作 原理 机器人工作站 设计与分析方 第 6 章 法；典型机器 6 人工作站工作 原理 注：实践包括实验、上机等 五、实践教学内容和基本要求 实 践 0 2 0 0 0 2 教学重点 机器人发展现 状、分类、趋 势 机器人运动学 建模；机器人 伺服；机器人 传感；机器人 操作 机器人腕部结 构工作原理与 构成；手臂结 构与构成；旋 转轴的结构与 构成 谐波减速机及 RV 减速机的 工作原理；设 计和制造方法 机器人工作机 构分类、结构 和设计方法 搬运、码垛、 装配机器人工 作站的构成的 设计分析 教学难点 机 器 人 分 类 机 器 人 运 动学建模 机 器 人 腕 部 的 传 动 结构 RV 减速机 工作原理 机 器 人 手 抓 的 机 构 原 理 和 设 计 机 器 人 选 型方法 教学方案设计 （含教学方法、 教学手段） 课堂教学， 搜集 典 型 机 器 人 的 多媒体资料， 形 象 地 展 示 给 学 生。 课堂教学 +现场 机器人操作。 关 键 技 术 部 分 课 堂 教 学 由 学 生 讲 解 ， 教 师 补 充、 点评。 采 用 问 题 引 导 式教学。 首先根 据 机 器 人 的 要 求， 让学生自主 开展设计， 然后 分 析 现 有 结 构 的精妙之处。 采用多媒体 +实 物 的 方 式 直 观 展示 RV 减速机 的工作原理。 根 据 不 同 的 应 用 场 合 要 求 课 前 设 计 工 作 机 构，课上汇报、 分析。 课堂教学 +机器 人工作站参观。 教 学 部 分 请 经 验 丰 富 的 企 业 专家主讲。 实验名称 机器人示教 编程及 TCP 标定 机器人工作 站集成 实验内容 组手动操作机器人， 熟悉机器人