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工业机器人课程教学大纲
一、课程的基本信息
适应对象：机械设计制造及其自动本科专业（实验班）
课程代码：19E30825
学时分配：总学时，讲授
3030
赋予学分：学分
2
先修课程：线性代数、理论力学、机械原理、机械设计、控制工程基础、机械制造技术基
础等
后续课程：毕业综合训练等
二、课程性质与任务
本课程是机械设计制造及其自动专业（实验班）的专业选修课。通过本课程的学习，使
学生能够掌握工业机器人的基础知识，了解和掌握工业机器人的结构形式、运动学分析、静力
学分析、动力学分析方法等技术内容。培养学生成为具有多学科知识与技能的复合型人才。
三、教学目的与要求
掌握工业机器人的基本结构形式、运动学分析方法，动力学分析方法、控制等等技术内容。
在学完本课程之后，学生应做到：
1.掌握工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；
2.掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；
3.掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；
4.了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。
四、教学内容与安排
第1章绪论（2学时）
1.1机器人概述
1.2机器人的分类
1.3工业机器人的组成与技术参数
1.4本书教学要求
第2章工业机器人机械系统设计(4学时)
2.1工业机器人总体设计
2.2驱动机构
2.3机身和臂部设计
2.4腕部设计
2.5手部设计
2.6行走机构设计
第3章工业机器人运动学(6学时))
3.1概述
3.2物体在空间中的位姿描述
3.3齐次标与齐次标变换
3.4变换方程的建立
3.5RPY角与欧拉角
3.6机器人连杆D-H参数及其标变换
3.7建立机器人运动学方程实例
3.8机器人逆运动学
第4章工业机器人静力计算及动力学分析(6学时)
4.1速度雅可比矩阵与速度分析
4.2力雅可比矩阵与静力计算
4.3工业机器人动力学分析
4.4机器人动力学建模和仿真
第5章工业机器人控制(4学时)
5.1机器人控制系统与控制方式
5.2单关节机器人模型和控制
5.3基于关节标的控制
5.4基于作业空间的伺服控制
机器人末端操作器的力力矩控制
5.5/
5.6工业机器人控制系统硬件设计
第6章工业机器人感觉系统(3学时)
6.1工业机器人传感器概述
6.2位置和位移传感器
6.3速度传感器
6.4接近觉传感器
6.5触觉传感器
6.6工业机器人视觉技术
6.7其他外部传感器
第7章工业机器人轨迹规划与编程(3学时)
7.1工业机器人轨迹规划
7.2关节空间法
7.3直角标空间法
7.4轨迹的实时生成
7.5工业机器人编程
7.6工业机器人编程语言
7.7工业机器人离线编程
第8章工业机器人的应用(2学时)
8.1工业机器人的应用准则、步骤和安全实施规范
8.2焊接工业机器人系统及应用
8.3喷涂机器人系统组成及应用
五、教学设备和设施
多媒体教学设备。
六、课程考核与评估
以开卷考试进行期末考核。
平时和作业总成绩的占总成绩的30%，开卷考试占70%。
七、附录
教学参考书：
熊有伦主编
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