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《机器人技术》教学大纲

一、课程基本信息

课程代码：050361

课程名称：机器人技术

英文名称：RobotTechniques

课程类别：专业选修课

学时：36

学分：2

适用对象：机械电子工程专业（本科）

考核方式：考查

先修课程：《微机原理》，《电工电子学》，《机械设计基础》，《可编程控制器原理》

二、课程简介

机器人学是一门高度交叉的前沿学科，机器人技术是集力学、机械学、生物学、人类学、计

算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成，

是一项综合性很强的新技术。通过该课程的学习，使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况，

为今后从事光机电一体化与系统设计、制造的研究工作打下基础。

electronicengineering,artificialintelligence,sociology,etc.,Itisacomprehensive

technology.Throughstudyingthiscourse,thestudentscanbefamiliarwiththis

technologyandthedevelopmentstate,andmakethefoundationinoptical,mechanical

thefuture.

三、课程性质与教学目的

本课程是机械电子工程的专业选修课，通过本课程的学习，使学生掌握机器人机构设计、运

动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电

子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，

使学生对机器人有一个全面、深入的认识。培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新

设计的能力。

第1章概述

（一）目的与要求

基本要求：让学生了解机器人的发展历史。

（二）教学内容

机器人的发展历史

第2章机器人本体的机械结构

（一）目的与要求

1.基本要求：

1）理解机器人的概念和分类

2）掌握机器人本体的机械结构的组成，机器人的外形结构与运动、机身和臂部机构、驱动

机构

3）了解机器人的手部机构、行走机构；理解机器人机械设计的基本要求。

（二）教学内容

1.机器人的概念和分类

2.机器人的外形结构与运动

3.机身和臂部机构

4.驱动机构

5.手部机构

6.机器人的行走机构

7.机器人机械设计的基本要求

第3章驱动方法

（一）目的与要求

1.基本要求：

学习机器人的交流电动机驱动、直流电动机驱动、液压驱动和气压驱动方法;

2,重点、难点

步进电动机驱动是本章的难点。

（二）教学内容

1.液压驱动

2.气压驱动

3.直流电动机驱动

4.步进电动机驱动

5.交流电动机驱动

第4章机器人位置与姿态描述

（一）目的与要求

1.基本要求：

1）理解齐次坐标、齐次变换的概念，学会变换方程的建立方法

2）重点掌握机器人位置与姿态矩阵的定义、几何意义。

（二）教学内容

1.齐次坐标、齐次（H）变换

2.变换方程的建立

3.机器人位置与姿态矩阵

第5章机器人运动学

（一）目的与要求

1.基本要求：

1）重点理解连杆坐标系、连杆参数、机器人连杆坐标系变换矩阵、雅可比矩阵的概念。

2）学会典型机器人的运动学正问题求解方法

3）掌握机器人运动学分析的D-H方法。

4）掌握雅可比矩阵的定义、物理意义、学习矢量积法构造雅可比矩阵的基本原理。

5）了解机器人运动学逆解的基本方法。

2,重点、难点

本章的重点是连杆坐标系和连杆参数、典型机器人运动学正问题解、雅可比矩阵定义、物理

意义、矢量积法构造；难点是连杆坐标系和连杆参数、雅可比矩阵定义、物理意义、矢量积法构

造

（二）教学内容

1.连杆坐标系和