《机器人学基础及其应用》课程教学大纲 Introduction to Robotics and Applications

《机器人学基础及其应用》课程教学大纲 课程基本信息(Course Information) 课程代码 *学时 *学分 32 2 (Course Code) (Credit Hours) (Credits) *课程名称 (中文)机器人学基础及其应用 (Course Name) (Introduction to Robotics and Applications 课程性质 选修 (Course Type) 授课对象 2-4年级本科生 (Audience) 授课语言 中文 (Language of Instruction) *开课院系 机械与动力工程学院、工程训练中心 (School) 先修课程 微积分、线性代数、理论力学、控制理论基础、C+编程 (Prerequisite) 授课教师 丁烨、冷春涛 课程网址 Instructor) (Course Webpage) 本课程是机械类专业的一门专业选修课，向学生系统地介绍机器人学基础理论知 识和实验操作技能。基础理论知识以课堂讲授方式进行，包括：刚体运动的数学 基础、机器人运动学、机器人动力学、机器人轨迹规划、机器人位置控制、机器 *课程简介(Description) 人视觉伺服以及最新的国内外研究进展研讨等方面。实验操作技能以实验课的方 式进行，包括：机器人运动学实验、机器人轨迹规划和控制实验和机器人作业实 验。因此，机器人学是一门涉及多学科知识交叉的专业课，为从事机器人研究、 开发的学生提供专业的基础知识，是机械电子类等相关专业的专业选修课。 This course mainly aims at systematically introducing the theoretical basis of robotics,robot kinematics,robot dynamics and control,and visual servoing to *课程简介(Description) the students.Also,it trains the students to apply the robots to accomplish a predefined job through experiments.Robotics is not only an essential course for students engaged in robotics research,development,but also a professional elective for students from the major of mechatronics. 课程教学大纲(course syllabus) 基础：系统掌握机器人系统建模、规划和控制的数学基础 2. 理论：具备建立和分析机器人运动学、动力学方程模型的能力 3. 实验：通过机器人实际编程操作实验和各类特种机器人实样参观讲解，增 *学习目标(Learning 进学生对机器人理论的理解，提高动手操作能力 Outcomes) 4. 前沿：通过专题讲座使学生对当前机器人研究领域的已有成就和前沿、热点 研究有较好的了解 5. 综合应用：应用三维软件进行机器人开发实例培养学生对具体机器人设计的 综合能力

《机器人学基础及其应用》课程教学大纲 课程基本信息（Course Information） 课程代码 （Course Code） *学时 （Credit Hours） 32 *学分 （Credits） 2 *课程名称 （Course Name） （中文）机器人学基础及其应用 （英文）Introduction to Robotics and Applications 课程性质 (Course Type) 选修 授课对象 （Audience） 2-4 年级本科生 授课语言 (Language of Instruction) 中文 *开课院系 （School） 机械与动力工程学院、工程训练中心 先修课程 （Prerequisite） 微积分、线性代数、理论力学、控制理论基础、C++编程 授课教师 （Instructor） 丁烨、冷春涛 课程网址 (Course Webpage) *课程简介（Description） 本课程是机械类专业的一门专业选修课，向学生系统地介绍机器人学基础理论知 识和实验操作技能。基础理论知识以课堂讲授方式进行，包括：刚体运动的数学 基础、机器人运动学、机器人动力学、机器人轨迹规划、机器人位置控制、机器 人视觉伺服以及最新的国内外研究进展研讨等方面。实验操作技能以实验课的方 式进行，包括：机器人运动学实验、机器人轨迹规划和控制实验和机器人作业实 验。 因此，机器人学是一门涉及多学科知识交叉的专业课，为从事机器人研究、 开发的学生提供专业的基础知识，是机械电子类等相关专业的专业选修课。 *课程简介（Description） This course mainly aims at systematically introducing the theoretical basis of robotics, robot kinematics, robot dynamics and control, and visual servoing to the students. Also, it trains the students to apply the robots to accomplish a predefined job through experiments. Robotics is not only an essential course for students engaged in robotics research, development , but also a professional elective for students from the major of mechatronics. 课程教学大纲（course syllabus） *学习目标(Learning Outcomes) 1. 基础：系统掌握机器人系统建模、规划和控制的数学基础 2. 理论：具备建立和分析机器人运动学、动力学方程模型的能力 3. 实验：通过机器人实际编程操作实验和各类特种机器人实 样参观讲解，增 进学生对机器人理论的理解，提高动手操作能力 4. 前沿：通过专题讲座使学生对当前机器人研究领域的已有成就和前沿、热点 研究有较好的了解 5. 综合应用：应用三维软件进行机器人开发实例培养学生对具体机器人设计的 综合能力

教学内容 学时 教学方式 作业及要求基本要求 考查方式 机器人学概 2 况 课堂教学 齐次变换 旋转矩阵与 掌握基本 2 课堂教学 数学工具 作业 齐次变换 正反运动学 DH参数表 示、机器人 2 课堂教学 运动学方程 熟练掌握 作业 的建立与求 解 实验1 控制机械臂 2 现场实验 末端达到目 熟练掌握 实验 标点 机器人雅可 机器人微分 2 课堂教学 熟练掌握 作业 *教学内容、进度安排及 比 运动学 轨迹规划 多项式轨迹 要求 2 课堂教学 规划 熟练掌握 作业 (Class Schedule 实验2 2 现场实验 机械臂画图 熟练掌握 实验 Requirements) 机器人动力 机器人动力 学 学动力学方 4 课堂教学 掌握 程的建立与 作业 求解 位置控制 基本位置控 2 课堂教学 熟练掌握 作业 制方法 实验3 4 现场实验 机器人夹持 掌握 实验 机器人视觉 视觉伺服 课堂教学 伺服基本原 掌握 作业 理 课程设计 现场实验 视觉伺服 掌握 实验 *考核方式 (成绩构成)平时作业40%、实验40%、课程设计20% (Grading) *教材或参考资料 1 B.Siciliano et al.,Robotics:Modelling,Planning and Control,Springer-Verlag,2010. (Textbooks Other Materials) 2.J.Craig,Introduction to Robotics:Mechanics and Control,3rd ed.,2005. 其它 (More)

*教学内容、进度安排及 要求 (Class Schedule & Requirements) 教学内容 学时 教学方式 作业及要求 基本要求 考查方式 机 器 人 学 概 况 2 课堂教学 齐次变换 2 课堂教学 旋转矩阵与 齐次变换 掌握基本 数学工具 作业 正反运动学 2 课堂教学 DH 参数表 示、机器人 运动学方程 的建立与求 解 熟练掌握 作业 实验 1 2 现场实验 控制机械臂 末端达到目 标点 熟练掌握 实验 机 器 人 雅 可 比 2 课堂教学 机器人微分 运动学 熟练掌握 作业 轨迹规划 2 课堂教学 多项式轨迹 规划 熟练掌握 作业 实验 2 2 现场实验 机械臂画图 熟练掌握 实验 机 器 人 动 力 学 4 课堂教学 机器人动力 学动力学方 程的建立与 求解 掌握 作业 位置控制 2 课堂教学 基本位置控 制方法 熟练掌握 作业 实验 3 4 现场实验 机器人夹持 掌握 实验 视觉伺服 4 课堂教学 机器人视觉 伺服基本原 理 掌握 作业 课程设计 4 现场实验 视觉伺服 掌握 实验 *考核方式 (Grading) （成绩构成）平时作业 40%、实验 40%、课程设计 20% *教材或参考资料 (Textbooks & Other Materials) 1、B. Siciliano et al., Robotics: Modelling, Planning and Control, Springer-Verlag, 2010. 2、J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, 3rd ed., 2005. 其它 （More）

备注 (Notes) 备注说明： 1.带*内容为必填项。 2.课程简介字数为300-500字：课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限

备注 （Notes） 备注说明： 1．带*内容为必填项。 2．课程简介字数为 300-500 字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限