《工业机器人技术基础》教学大纲

《工业机器人技术》课程教学大纲课程名称：工业机器人技术英文名称：Industry Robot Technology课程编码：学时/学分：18/1课程性质：选修适用专业：机械设计制造及其自动化先修课程：理论力学，机械原理，机械设计，液压传动，自动控制理论一、课程的目的与任务《工业机器人技术》是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的专业选修课，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论。

通过本课程的学习，可使学生掌握工业机器人基本概念、机器人运动学理论、工业机器人机械系统设计、工业机器人控制等方面的知识。

其主要任务是培养学生：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。

二、教学内容及基本要求第一章绪论教学目的和要求：了解工业机器人的发展及现状，结构原理及应用情况。

教学重点和难点：介绍工业机器人的产生和发展过程，掌握机器人的概念、特点、工业机器人的基本分类、工业机器人的应用、工业机器人的组成以及主要性能参数，工业机器人的手部、腕部、臂部、机座的结构原理和实例。

教学方法与手段：课堂教学第一节机器人的分类第二节工业机器人的应用和发展1.2.1 工业机器人的应用1.2.2 工业机器人的发展第三节工业机器人的基本组成及技术参数1.3.1 工业机器人的基本组成1.3.2 工业机器人的技术参数1.3.3 工业机器人的坐标1.3.4 工业机器人的参考坐标系习题第二章工业机器人机构教学目的和要求：本部分介绍常用机器人机构，要求学生掌握常用机器人机构设计形式。

教学重点和难点：主要介绍机器人末端操作器、手腕、手臂及机器人驱动与传动形式。

教学方法与手段：课堂教学第一节机器人末端操作器2.1.1 夹钳式取料手2.1.2 吸附式取料手2.1.3 专用操作器及转换器2.1.4 仿生多指灵巧手2.1.5 其它手第二节机器人手腕2.2.1 手腕的分类2.2.2 手腕的典型结构2.2.3 柔顺手腕结构第三节机器人手臂第四节机器人机座2.4.1 固定式机器人2.4.2 移动式机器人第五节工业机器人的驱动与传动2.5.1 直线驱动机构2.5.2 旋转驱动机构2.5.3 直线驱动和旋转驱动的选用和制动2.5.4 工业机器人的传动2.5.5 新型的驱动方式2.5.6 驱动传动方式的应用习题第三章机器人运动学教学目的和要求：机器人运动学主要研究两个问题：一个是运动学问题，即给定机器人手臂、腕部等各个构件的几何参数及各个关节变量求机器人手部对参考坐标系的位置和姿态；介绍机器人的微移动和微转动概念、两坐标系间的微分运动关系、变换式（方程）中的微分关系、机器人雅可比矩阵的概念、求法——微分变换法；了解逆雅可比矩阵的概念和求解。

《工业机器人技术》课程教学大纲课程编号：S4080370课程名称：工业机器人技术课程英文名称：INDUSTRIAL ROBOT TECHNOLOGY总学时：30 讲课学时：26 实验学时：4 上机学时：0学分：2课程类型：限选课开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系授课对象：机电工程学院机械设计制造及其自动化专业、其它相关专业先修课程：线性代数、测试技术及仪器开课时间：第七学期教材与主要参考书：尤波、王广林等编.《工业机器人技术》.校内讲义陈哲、吉熙章编著.《机器人技术基础》.机械工业出版社 1994年蔡自兴著.《机器人学》.清华大学出版社 2000年一、课程教学目的本课程将系统的介绍机器人技术的九个重要组成部分的基础知识，将综合运用所学数学、力学、电子、机械、计算机等多种学科知识，分析解决机器人学中的主要问题。

培养学生从事多学科交叉渗透、综合运用的科学研究能力。

二、教学内容及基本要求（一）本课程的主要章节本课程的主要内容有：机器人学基础知识，机器人运动学和动力学，机器人的轨迹控制和力控制以及机器人中的主要技术，包括机器人控制器、机器人伺服系统、机器人的语言、机器人的感觉系统和机器人的移动技术等。

本课程的主要章节有：第一章机器人技术；（2学时）机器人学的发展史及机器人学教育、机器人学的术语和定义及其与其他学科的关系、机器人的分类和组成、操作机几何学。

第二章机器人坐标系统；（4学时）位置与姿态、正交坐标系、转动的表示法、齐次变换、机器人的坐标系统。

第三章位置运动学；（4学时）手部位姿与关节变量的关系——正问题、关节变量与手部位姿的关系——逆问题。

第四章速度运动学；（2学时）操作机的微分运动、雅可比矩阵及其变换。

第五章轨迹控制；（2学时）轨迹的记录与再现、笛卡尔运动与轨迹设计、轨迹控制多项式、笛卡尔控制等。

第六章机器人动力学；（2学时）动力学方程的推导、动力学方程的应用。

第七章力控制与柔性机器人；（3学时）位置控制与力控制策略、组合控制策略、柔性机器人系统、力和力矩的直接敏感。

工业机器人教学大纲工业机器人教学大纲随着科技的不断进步，工业机器人在现代生产中扮演着越来越重要的角色。

工业机器人的应用范围广泛，从汽车制造到电子设备组装，从食品加工到药品生产，都离不开它们的帮助。

然而，要想充分发挥工业机器人的作用，就需要对其进行系统的教学和培训。

本文将探讨工业机器人教学的大纲，以帮助人们更好地理解和使用这一技术。

一、工业机器人的基本原理在开始学习工业机器人之前，首先需要了解它们的基本原理。

工业机器人是由多个部件组成的复杂系统，包括机械结构、电子控制、传感器和软件等。

学习者需要了解机器人的结构和工作原理，以及各个部件之间的协调和配合。

此外，还需要学习机器人的编程语言和编程方法，以便能够对其进行控制和操作。

二、工业机器人的应用领域工业机器人的应用领域非常广泛，不同的行业和工作环境都需要不同类型的机器人。

学习者需要了解各个行业的特点和需求，以便能够根据实际情况选择合适的机器人。

例如，在汽车制造行业，机器人主要用于焊接、喷涂和装配等工作；在电子设备组装行业，机器人主要用于精密组装和测试等工作。

学习者还需要了解机器人在各个行业中的具体应用案例，以便能够更好地理解和应用机器人技术。

三、工业机器人的编程和操作工业机器人的编程和操作是学习的重点内容。

学习者需要学习机器人的编程语言和编程方法，以便能够编写程序来控制机器人的运动和动作。

此外，还需要学习机器人的操作方法和技巧，以便能够熟练地操作机器人进行各种工作。

学习者还需要学习机器人的安全操作规范，以确保机器人的安全运行和人员的安全。

四、工业机器人的维护和保养工业机器人的维护和保养是保证其正常运行和延长使用寿命的关键。

学习者需要学习机器人的日常维护和保养方法，包括清洁、润滑、更换零部件等。

此外，还需要学习机器人的故障排除和维修方法，以便能够及时解决机器人出现的故障和问题。

学习者还需要了解机器人的安全维护规范，以确保机器人的安全运行和人员的安全。

五、工业机器人的发展趋势工业机器人技术在不断发展和演进，学习者需要了解工业机器人的最新发展趋势和应用前景。

《工业机器人》课程教学大纲课程编号：0803701069课程名称：工业机器人英文名称：Industrial Robot课程类型：专业任选课总学时：24 讲课学时：20 实验学时：4学分：1.5适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业、四年制机械电子工程专业先修课程：高等数学、线性代数、工程制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电子技术、电工技术、机械制造基础、互换性与技术测量、液压与气压传动、机电传动控制、单片机原理及应用、自动控制原理等。

一、课程性质、目的和任务工业机器人课程是机械设计制造及其自动化专业各专业方向的一门主要专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。

其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解。

培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。

二、教学基本要求本课程以机器人为研究对象，以工业机器人为重点。

学完本课程应达到以下基本要求：1．了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。

2．了解机器人运动学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。

3．了解机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等。

4．了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。

三、教学内容及要求绪论0.1 概述0.1.1 机器人的由来与发展0.1.2 机器人的定义0.1.3 机器人技术的研究领域与学科范围0.2 机器人的分类0.2.1 按机器人的开发内容与应用分类0.2.2 按机器人的发展程度分类0.2.3 按机器人的性能指标分类0.2.4 按机器人的结构形式分类0.2.5 按坐标形式分类0.2.6 按控制方式分类0.2.7 按驱动方式分类0.2.8 按机器人工作时的机座可动性分类0.3 机器人的应用0.3.1 工业机器人的应用0.3.2 操纵型机器人的应用0.3.3 智能机器人的应用0.4 机器人的组成与技术参数0.4.1 机器人的基本组成0.4.2 机器人主要技术参数0.4.3 MOTOMAN UP6型通用工业机器人技术参数0.4.4 MOTOMAN EA1400型弧焊机器人技术参数第一章机器人运动学1.1 齐次坐标与动系位姿矩阵1.1.1 齐次坐标1.1.2 动系的位姿表示1.2 齐次变换1.2.1 旋转的齐次变换1.2.2 平移的齐次变换1.2.3 复合变换1.3 机器人的位姿分析1.3.1杆件坐标系的建立1.3.2 连杆坐标系间的变换矩阵1.4 机器人正向运动学1.4.1 斯坦福机器人运动方程1.4.2 PUMA-560机器人运动学方程1.5 机器人逆向运动学1.5.1 逆向运动学的解1.5.2 逆向运动学求解实例第三章机器人轨迹规划3.1 机器人轨迹规划概述3.1.1 机器人轨迹的概念3.1.2 轨迹规划的一般性问题3.1.3 轨迹的生成方式3.1.4 轨迹规划涉及的主要问题3.2 插补方式分类与轨迹控制3.2.1 插补方式分类3.2.2 机器人轨迹控制过程第四章机器人本体基本结构4.1 概述4.1.1 机器人本体的基本结构形式4.1.2 机器人本体材料的选择4.2 机身及臂部结构4.2.1 机器人机身结构基本形式和特点4.2.2 机器人臂部结构基本形式和特点4.2.3 机器人的平稳性和臂杆平衡方法4.3 腕部及手部结构4.3.1 机器人腕部结构基本形式和特点4.3.2 机器人手部结构基本形式和特点4.4 传动及行走机构4.4.1 机器人传动机构结构基本形式和特点4.4.2 机器人行走机构结构基本形式和特点第五章机器人控制系统5.1 机器人传感器5.2 驱动与运动控制系统5.3 控制理论与算法第六章机器人编程语言与离线编程四、实践环节课内实验工业机器人实验安排在课程内，开设3个实验：1．焊接机器人自动跟踪系统认知实验2学时2．MOTOMAN机器人焊枪动作与编程实验2学时五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，课外习题不应少于8题。

《工业机器人基础》教学大纲一、课程性质和任务1．性质：本课程是电气自动化技术专业的一门专业技术课。

本课程的先修课程是《机械工学》、《电机与变频器应用技术》和《自动检测与转换技术》，课程综合了先修课程的相关知识，对知识的进行了巩固和综合应用，同时为学习《自动化生产线技能训练》、《职业技能综合训练》等后续课程奠定了基础。

2．任务：《工业机器人基础》是电气自动化技术专业的一门专业技术课，是理论性与实践性均较强的课程。

该课程涵盖了以往所学的机械工学、自动控制原理、传感器、电机和编程等多方面的知识，是新技术发展的重要课程，使学生能够巩固并应用所学知识，进行综合性的应用，了解自动化领域的前沿知识，并能够提高学生分析问题和解决问题的能力。

二、教学基本要求知识目标：掌握工业机器人的基本组成和技术参数；掌握工业机器人的机械结构；掌握工业机器人的控制方式和驱动器；掌握工业机器人的传感器系统；掌握工业机器人的编程语言。

能力目标：掌握工业机器人的编程技术，能控制机械手的运动；能够对装配、焊接等常见的工业机器人进行系统分析和简单的故障诊断；提高学生的动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。

素质目标：培养学生综合运用知识、勤于思考的学习态度，提高分析工业机器人系统的能力。

通过本课程的学习，达到提高学生的综合运用知识分析问题的目标。

理论教学要求：1．了解工业机器人的发展和应用及分类2．掌握工业机器人的基本组成和技术参数3．掌握工业机器人的机械结构、控制方式、驱动器和传感器系统4．掌握工业机器人的编程语言实践教学要求：1．掌握工业机器人编程语言的语句和语法，能控制机械手的运动2．掌握分析工业机器人系统的方法三、教学内容1．内容提要、特点：通过本门课程学习，应使同学们掌握工业机器人的硬件部分和软件部分，学会运用所学知识分析和设计工业机器人系统，提高学生分析问题和解决问题的能力。

(1)工业机器人发展和基本组成(2)工业机器人的机械结构(3)工业机器人的控制(4)工业机器人的传感器(5)工业机器人的编程（二）具体内容第一章绪论教学目的与要求：了解工业机器人的应用领域、发展和分类，掌握工业机器人的基本组成和技术参数。

《工业机器人技术基础》课程教学大纲一、课程地位与作用工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。

这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用。

工业机器人在提高产品质量、加快产品更新、提高生产效率、促进制造业的柔性化、增强企业和国家的竞争力等诸方面具有举足轻重的地位。

本课程是以工业机器人概述、基本组成及技术参数、本体与控制器连接、末端操作器、工业机器人的环境感觉技术、编程语言介绍、工业机器人系统集成项目流程等为研究对象的一门专业基础课。

二、教学目标学生通过对本课程的学习，熟知工业机器人使用及搬运安全事项；了解工业机器人常见国际品牌与国内品牌；掌握工业机器人的三大组成部分和六个子系统；工业机器人的主要技术参数和常用软件，工业机器人末端操作器种类与应用等，让学生对工业机器人的定义、发展历史及前景、运用领域、基本组成、主要技术参数有一个初步的认识，为后面的专业核心课程打下理论基础，培养学生的学习兴趣，建立长期的学习计划。

同时树立示教器、专用设备、教具使用的安全意识及保养意识，使学生初步具备分析和解决基础技术问题的能力。

三、课程教学内容与方法设计第一章绪论【教学目标】1.掌握工业机器人行业典型应用、市场前景；2.熟知工业机器人品牌认识及行业应用前景；3.熟知使用机器人安全注意事项以及机器人的分类。

【重点难点】1.工业机器人的应用环境；2.工业机器人的使用安全；【教学内容】1.机器人的分类；2.工业机器人的应用环境，工业机器人的历史发展；3.工业机器人家族介绍；4.工业机器人应用安全注意事项。

【教学方法与设计】1.本章主要采用哪些教学方法？通过实际工程案例的讲解来引导知识点的学习和应用。

通过讲授和多媒体教学的方式,并结合板书进行教学，在讲解过程中注重与学生互动。

2.如何组织教学？运用哪些教学手段？在课堂中针对重难点内容不仅要通过多媒体展示，还要进行关键词组的板书。

工业机器人技术教学大纲课程简介本课程是工业机器人技术专业学生的专业必修课，学生在学完本课程后，能获得具有生产一线技术和运行人员所必须掌握的机器人技术应用的基本知识和基本技能。

工业机器人应用岗位已经成为众多行业特别是电子制造、汽车制造、半导体工业、机械制造、造船工业、机床加工等行业最关键最核心的工作岗位。

本课程介绍了工业机器人的机械结构、驱动系统、控制系统和感觉系统，通过典型案例对工业机器人示教和操作的相关基础共性问题进行详细图解，内容涵盖机器人搬运、码垛、焊接、涂装和装配五大典型应用任务。

通过本课程的学习，学生掌握工业机器人技术的基础知识，为后续的学习打下基础。

课程大纲一、课程的性质与任务：本课程是工业机器人技术专业基础课程，它是集力学、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，为今后从事工业机器人技术安装、应用、设计等工作打下基础。

通过课程学习，学生了解机器人的发展状况，发展前景及工业机器人将对未来工业创造的巨大潜在价值。

理解工业机器人的基本原理、基础知识，掌握机器人机械机构、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论，同时懂得对机器人进行实际操作。

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，并掌握相应的一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。

二、课程的目的与基本要求：了解机器人的部件、结构、特性、应用技术的现状及发展趋势，机器人的语言系统的作用及内容；掌握机器人的各种分类方式，掌握不同类型机器人的性能，机器人的基本术语、各类图形符号和主要技术参数，机器人的机身、臂部、腕部、手部、行走机构等的结构特点，机器人的驱动方式、驱动机构、传动机构，机器人控制系统及控制方式、基本单元、控制系统的基本组成；掌握搬运、码垛、焊接、涂装和装配五大典型机器人的系统组成及功能；熟悉搬运、码垛、焊接、涂装和装配五大典型机器人作业示教的基本流程。

《工业机器人技术基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称：工业机器人技术基础学时：48适用对象: 工业机器人技术专业、电气自动化技术专业、机电一体化技术专业考核方式：考查二、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，为今后从事工业机器人的操作管理、维护维修、系统安装调试和集成设计的工作打下基础。

三、课程性质与教学目的本课程是专业基础课，通过本课程的学习，使学生了解机器人及其应用，掌握机器人系统组成、机构、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分析问题解决问题的能力。

第1章概述机器人的基本概念，机器人的组成原理、机器人应用与外部的关系、机器人应用技术的现状第2章机器人的基础知识机器人的分类、机器人的基本术语与图形符号、机器人的技术参数、机器人的运动学基础、机器人的动力学基础第3章机器人的机械结构系统机器人的机械结构系统、机器人的腕部机构、机器人的手部机构、机器人的行走机构第4章机器人的驱动系统机器人的驱动系统概述、电动机及其特性、液压驱动系统及其特性第5章机器人的控制系统机器人的控制系统、伺服控制系统及其参数、交流伺服电动机的调速、机器人控制系统结构、机器人控制的示教再现、机器人控制系统举例第6章机器人的感觉系统机器人的传感技术、机器人的内部传感器、机器人的外部传感器、机器人的视觉系统、机器人传感器的选择第7章机器人的语言系统机器人的语言系统概述、常用的机器人语言简介、机器人的离线编程、机器人的编程示例第8章工业机器人及其应用工业机器人概述、焊接机器人、搬运机器人、喷涂机器人、装配机器人五、需要说明的问题1．本大纲适用于工业机器人技术、电气自动化技术、机电一体化技术专业；2．本大纲的学时为参考学时，学时如有变化，任课教师可在此大纲的基础上增减一些内容。

《工业机器人技术基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称：工业机器人技术基础学时：48适用对象: 工业机器人技术专业、电气自动化技术专业、机电一体化技术专业考核方式：考查二、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，为今后从事工业机器人的操作管理、维护维修、系统安装调试和集成设计的工作打下基础。

三、课程性质与教学目的本课程是专业基础课，通过本课程的学习，使学生了解机器人及其应用，掌握机器人系统组成、机构、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分析问题解决问题的能力。

第1 章概述机器人的基本概念，机器人的组成原理、机器人应用与外部的关系、机器人应用技术的现状第2 章机器人的基础知识机器人的分类、机器人的基本术语与图形符号、机器人的技术参数、机器人的运动学基础、机器人的动力学基础第3 章机器人的机械结构系统机器人的机械结构系统、机器人的腕部机构、机器人的手部机构、机器人的行走机构第4 章机器人的驱动系统机器人的驱动系统概述、电动机及其特性、液压驱动系统及其特性第5 章机器人的控制系统机器人的控制系统、伺服控制系统及其参数、交流伺服电动机的调速、机器人控制系统结构、机器人控制的示教再现、机器人控制系统举例第6 章机器人的感觉系统机器人的传感技术、机器人的内部传感器、机器人的外部传感器、机器人的视觉系统、机器人传感器的选择第7 章机器人的语言系统机器人的语言系统概述、常用的机器人语言简介、机器人的离线编程、机器人的编程示例第8 章工业机器人及其应用工业机器人概述、焊接机器人、搬运机器人、喷涂机器人、装配机器人五、需要说明的问题1.本大纲适用于工业机器人技术、电气自动化技术、机电一体化技术专业；2.本大纲的学时为参考学时，学时如有变化，任课教师可在此大纲的基础上增减一些内容。

《工业机器人》课程教学大纲课程编号：0803701002课程名称：工业机器人英文名称：Industrial Robot课程类型：专业任选课总学时：32 讲课学时：24 实验学时：8学分：2适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业、四年制机械电子工程专业。

先修课程：高等数学、线性代数、工程制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、电子技术、电工技术、机械制造基础、互换性与技术测量、液压与气压传动、机电传动控制、单片机原理及应用、自动控制原理等。

一、课程性质、目的和任务工业机器人课程是机械设计制造及其自动化专业各专业方向的一门主要专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。

其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解。

培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。

二、教学基本要求本课程以机器人为研究对象，以工业机器人为重点。

学完本课程应达到以下基本要求：1．了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。

2．了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。

3．了解机器人本体基本结构，包括机身及臂部结构、腕部及手部结构、传动及行走机构等。

4．了解机器人轨迹规划和关节插补的基本概念和特点。

5．了解机器人控制系统的构成、编程语言与编程特点。

6．了解工业机器人工作站及生产线的基本组成和特点。

7．对操纵型机器人、智能机器人有一般的了解。

三、教学内容及要求绪论0.1 概述0.1.1 机器人的由来与发展0.1.2 机器人的定义0.1.3 机器人技术的研究领域与学科范围0.2 机器人的分类0.2.1 按机器人的开发内容与应用分类0.2.2 按机器人的发展程度分类0.2.3 按机器人的性能指标分类0.2.4 按机器人的结构形式分类0.2.5 按坐标形式分类0.2.6 按控制方式分类0.2.7 按驱动方式分类0.2.8 按机器人工作时的机座可动性分类0.3 机器人的应用0.3.1 工业机器人的应用0.3.2 操纵型机器人的应用0.3.3 智能机器人的应用0.4 机器人的组成与技术参数0.4.1 机器人的基本组成0.4.2 机器人主要技术参数0.4.3 MOTOMAN UP6型通用工业机器人技术参数0.4.4 MOTOMAN EA1400型弧焊机器人技术参数第一章机器人运动学1.1 齐次坐标与动系位姿矩阵1.1.1 齐次坐标1.1.2 动系的位姿表示1.2 齐次变换1.2.1 旋转的齐次变换1.2.2 平移的齐次变换1.2.3 复合变换1.3 机器人的位姿分析1.3.1杆件坐标系的建立1.3.2 连杆坐标系间的变换矩阵1.4 机器人正向运动学1.4.1 斯坦福机器人运动方程1.4.2 PUMA-560机器人运动学方程1.5 机器人逆向运动学1.5.1 逆向运动学的解1.5.2 逆向运动学求解实例第二章机器人动力学2.1 机器人雅可比的定义2.2 机器人速度分析第三章机器人轨迹规划3.1 机器人轨迹规划概述3.1.1 机器人轨迹的概念3.1.2 轨迹规划的一般性问题3.1.3 轨迹的生成方式3.1.4 轨迹规划涉及的主要问题3.2 插补方式分类与轨迹控制3.2.1 插补方式分类3.2.2 机器人轨迹控制过程3.3 机器人轨迹插值计算3.3.1 直线插补3.3.2 圆弧插补3.3.3 定时插补与定距插补3.3.4 关节空间插补3.4 机器人手部路径的轨迹规划3.4.1 操作对象的描述3.4.2 作业的描述第四章机器人本体基本结构4.1 概述4.1.1 机器人本体的基本结构形式4.1.2 机器人本体材料的选择4.2 机身及臂部结构4.2.1 机器人机身结构基本形式和特点4.2.2 机器人臂部结构基本形式和特点4.2.3 机器人的平稳性和臂杆平衡方法4.3 腕部及手部结构4.3.1 机器人腕部结构基本形式和特点4.3.2 机器人手部结构基本形式和特点4.4 传动及行走机构4.4.1 机器人传动机构结构基本形式和特点4.4.2 机器人行走机构结构基本形式和特点第五章机器人控制系统5.1 机器人传感器5.2 驱动与运动控制系统5.3 控制理论与算法第六章机器人编程语言与离线编程第七章工业机器人工作站及生产线7.1 焊接机器人7.2 搬运码垛机器人7.3 喷涂机器人7.4 装配机器人第八章操纵型机器人简介第九章智能机器人简介四、实践环节（一）课内实验工业机器人实验安排在课程内，开设3个实验：1．慧鱼机器人模型组装综合实验2学时2．焊接机器人自动跟踪系统认知实验2学时3．MOTOMAN机器人焊枪动作与编程实验4学时（二）选作实验1．机器人关节控制与循环实验；2．慧鱼机器人创新实验。

工业机器人课程教学大纲课程名称：工业机器人英文名称:I ndustr i a I Robot课程编号：x4040131学时数：32 其中实验（实训）学时数：4课外学时数：0学分数：2.0适用专业：机械电子工程、机械制造一、课程的性质和任务本课程属于机械设计制造及自动化专业的选修课。

通过本课程的学习可使学生对工业机器人有较为详细地了解•，并对其运动学以及动力学的分析方法有较为深入地掌握；熟悉工业机器人常用的一些传感器及其特点，掌握机器人本体设计的一般方法，了解机器人系统的控制方式，为学生在以后从事机器人以及与之相关的工作打下基础。

二、课程教学内容的基本要求、重点和难点（-）绪论熟练掌握工业机器人定义及工作环境、熟悉机器人结构与分类、了解机器人的研究领域。

难点：工业机器人的自由度的计算。

重点：机器人的分类方法。

（二）工业机器人运动学熟悉齐次坐标的基本概念，掌握动坐标系位姿的描述，熟悉齐次变换的几何意义，掌握各杆件之间的关系，掌握工业机器人正向运动学问题的求解，了解逆向运动学问题的求解。

难点：工业机器人的连杆坐标系的建立，逆向运动学问题的求解。

重点：工业机器人正向运动学问题的求解。

（三）工业机器人静力计算及动力学分析掌握工业机器人速度雅可比矩阵并如何应用到速度分析中，掌握工业机器人力雅可比矩阵与静力计算，熟悉工业机器人动力分析。

难点：工业机器人速度雅可比矩阵的建立。

重点：工业机器人力雅可比矩阵与静力计算。

（四）工业机器人机械系统设计熟悉工业机器人总体设计的方法，掌握传动部件设计、臂部设计、手腕设计、手部设计、机身及行走机构设计。

难点：工业机器人动部件设计。

重点：工业机器人传动部件设计与手腕设计。

（五）工业机器人的感觉了解工业机器人的感觉系统，掌握关节传感器的结构特点，掌握手部传感器的应用，熟悉环境识别传感器的种类及应用场所。

难点：工业机器人加速度传感器。

重点：关节传感器的结构特点。

（六）工业机器人控制熟悉工业机器人的控制特点及分类，掌握工业机器人位置控制方式。