《微型机器人设计》教学教案—什么是机器人.docVIP

任务1.1 什么是机器人？ 任务描述： 通过举例、展示、讲解等方法让学生对机器人的概念、常见类型等有一个感性的认识。 任务分析及相关知识点： “机器人”英文名为Robot，由捷克语中的“Robota”转化而来，即劳动的意思。“机器人”这一单词，最早出现在1920年捷克斯洛伐克作家恰佩克发表的科幻剧中，是小说中没有思想和情感的人造人。它一出现就得到人们的普遍关注。 多种定义： 国际标准化组织（ISO）的定义：机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助可编程序操作来处理各种材料、零件工具和专用装置以执行种种任务。 美国国家标准局（NBS）的定义：机器人是一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。 美国机器人协会（RIA）的定义：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手。 日本工业机器人协会（JIRA）的定义：工业机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。 机器人的特征： 一般的，机器人具有三个基本特征，通过这三个基本特征我们可以判断其是否属于机器人范畴。 （1）大脑：自动控制的程序，能够想人类的大脑一样控制整体按照预订的方案进行工作。 （2）身体：不一定在形象上接近人，但要具有一定的结构形态。 （3）动作：任何机器人都要一定的动作表现，它需要有完成一定动作的能力。 除最基本的特征，机器人具有以下特点： （1）一种机械电子装置。 （2）动作具有类似于人或其他生物体的功能。 （3）可通过编程执行多种工作，有一定的通用性和灵活性。 （4）有一定程度的智能，能够自主地完成一些操作。 机器人技术的研究内容： （1）机器人控制技术：主要研究的内容有机器人控制方式和机器人控制策略等。 （2）机器人运动学：研究要涉及到组成这一系统的各杆件之间以及系统与对象之间的相互关系，为此需要一种有效的数学描述方法。 （3）机器人静力学：静力学主要讨论机器人手部端点力与驱动器输入力矩的关系。 （4）机器人动力学：动力学方程是指作用于机器人各机构的力或力矩与其位置、速度、加速度关系的方程式。 （5）机器人传感器：机器人的感觉主要通过传感器来实现。 外部传感器有视觉、触觉、听觉、力觉传感器，内部传感器主要有位置、姿态、速度、加速度传感器。 （6）空间机构学：机器人机身和臂部机构的设计、机器人手部机构设计、机器人行走机构的设计、机器人关节部机构的设计。 （7）机器人语言：机器人语言分为通用计算机语言和专用机器人语言。 任务实施： 通过上述内容提纲，展开进行讲解。并结合实训环境给予演示，以提高学生的感性认识。 拓展：模仿、讨论（互动）： 依据教师的讲解，讨论所讲授知识内容。 任务评价： 互评：由学生自述对于内容的理解，并评价其他同学的回答是否和自己的想法一致，若不同，自己有何见解。 老师总评：总结，并对学生的回答给以评论。 作业： 1、结合所讲内容和进行的演示，通过思考将知识进行整合 2、根据课上讨论的内容，思考为什么在某些领域会使用到机器人技术？