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《机器人原理》教学大纲

课程代码：ABJD0424

课程英文名称：RobotTechno1ogy

课程类型：选修课

学分：学分

2

学时：32学时

适用专业：自动化专业

先修课程：高等数学、电工技术、电子技术、语言程序设计、工程测试与信息处理

C

一、课程介绍

本课程的教学目的是使学生对机器人技术有一个明确的概念。掌握机器人运动学、静力学、

动力学计算及运动规划设计方法，对工业机器人的机械结构及驱动系统的运动控制设计有一般性

的了解。了解机器人传感器、机器人控制、机器人编程、机器人的应用等，建立机器人系统的完

整概念。本课程注重理论联系实际，在讲清基本概念的同时，以适当的机器人系统实例，结合在

工程应用中的实际，通过学生自己动手编制程序、操作和实验，掌握必要的知识，为学生将来运

用机器人技术的理论和知识解决工程实际问题打下坚实的基础。

二、教学基本内容和要求

本课程是机械设计制造及其自动化专业的选修课。机器人技术融合了机械、电子技术、计算

机及控制技术等多门学科，但由于教学对象是机械设计制造及自动化专业的学生，学时较少,教

学内容的取舍上应尽可能结合机电控制的特点。故本课程是一门重要的专业方向课,所涉及的知

识面非常广，要求学生对在此前所学知识有较综合的理解及应用能力，所以，学生对本课程应予

以足够重视。本课程具有较强的实践性，教学过程中，要注意理论联系实际，重视实验课的内容

和安排。在时间允许的情况下，可以安排观看机器人教学录像片、到工厂或者实验室进行现场参

观，了解工业机器人和智能机器人的真实使用情况，建立直观的感性认识。

1.机器人技术的基本概念

主要介绍机器人的基本概念、机器人的发展历史、机器人的主要技术参数、机器人的主要研

究领域和发展趋势。

2.工业机器人的结构

主要讲述机器人的基本组成、工业机器人的运动副、工业机器人的结构型式、并联机器人、

机器人的腕、机器人末端执行器。

重点和难点：机器人的组成、机器人的运动副

3.机器人运动学

介绍机器人位置与姿态的描述，然后重点讲述机器人运动学正问题、机器人运动学逆问题，

最后对机器人的JaCobian矩阵进行介绍。

重点和难点：机器人位置与姿态的描述

4.机器人控制技术

主要讲述机器人的基本控制方法，介绍自适应控制、变结构控制、学习控制等。

重点和难点：自适应控制和变结构控制。

5.机器人传感器与信息处理

主要讲述传感器的基本原理与分类，重点介绍机器人内部传感器、外部传感器、传感器与

计算机的接M设计、触觉和视觉信息的处理。简单介绍机器人的语音信息的处理。

重点和难点：传感器与计算机的接口设计、触觉和视觉信息的处理

6.机器人与人工智能

讲授人工智能的基本概念、发展历史和特点，人工智能的基本问题，包括专家系统、神经

网络、遗传算法、自学习等。

重点和难点：专家系统、神经网络、遗传算法

7.机器人编程

主要介绍机器人语言的特点与功能、机器人编程语言的结构、机器人的控制器、机器人的

手持编程器，最后介绍机器人离线编程。

重点和难点：机器人编程语言的结构。

8.机器人在工程实际中的应用

主要介绍七自由度搬运机器人、医用排牙机器人、汽车加油机器人和仿人机器人的研究和

应用实例。

三、实验教学内容及基本要求

暂无

四、教学方法与手段

本课程主要以课堂讲授为主，以课堂演示为辅让学生对该课程的应用领域有直观了解；另

外通过课外练习加强学生对该课程重点知识的掌握。

五、教学学时分配

内容学时数内容学时数

机器人技术的基本概念2机器人传感器与信息处理4

工业机器人的结构4机器人与人工智能4

机器人运动学6机器人编程4