机器人技术大纲
《机器人技术》教学大纲
课程名称：机器人技术
类别：专业任选课
讲学课时：40学时
实验课时：8学时
考核方式：考试
先行、后续课：模拟电子技术、数字电子技术、机械原理、机械设计、可编程原
理及应用、液压传动、机电传动控制
适用专业：机械电子工程/机电一体化
开课教研室：机械电子教研室
第八章课程的性质与任务
课程性质：本课程是机械电子工程专业的专业任选课
课程任务：主要研究机器人的性能分析与控制方法。通过本课程的学习，可使学生掌握工业机器人运动学、工业机器人静力及动力学分析、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。
第九章课程教学基本要求
课程包括理论学环节(40学时)，实验教学环节(8学时)；采用考试的考核方式，考试最终成绩包含期终考试成绩（70%）、实验成绩（10%）、作成绩业（10%）、平时考核成绩（10%）。课程的基本要求：
1、本课程的学习涉及到下面主要先修课程的内容：理论力学，机械原理，机械
设计，液压传动，自动控制理论。
2、本大纲列出的内容为达到教学基本要求的课程内容，不限制讲述的体系、方
式和方法，列出的内容并非要求都讲，有些内容可以通过自学达到教学基本
要求，自学内容要求学生写出读书报告。
3、教学中用到很多图片资料，本课程应该在多媒体教教室中教学。
4、为了帮助学生掌握课程的基本内容，建议布置3～5次作业。
5、实验是教学的一个主要环节，用于基本实验的时间为8学时。
第十章课程教学内容
第一章绪论：了解工业机器人的定义、应用与发展；了解工业机器人的组成、分类；了解工业机器人的主要技术参数；掌握工业机器人运动系统设计方法。
第二章工业机器人机构学：了解工业机器人个机械机构的特点；掌握工业机器人机械手、机械臂、基座的机构特点和设计要领；掌握工业机器人的各种驱动方式及各种的特点。
第三章工业机器人运动学和动力学（重点）：掌握齐次坐标及齐次变换；掌握工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵；掌握工业机器人运动学方程。掌握工业机器人速度雅可比与速度分析；掌握工业机器人力雅可比与静力计算；掌握工业机器人动力学分析。（重点内容）第四章工业机器人感知环境技术（重点）：掌握机器人传感器的基础知识及常用传感器类型，理解机器人多传感器融合技术。
第五章工业机器人控制（重点）：掌握机器人基本控制方法、工业机器人控制特点及分类、工业机器人位置控制、工业机器人力的控制。
第六章工业机器人系统：了解工业机器人在生产领引入工业机器人的方法和工业机器人的外围设备的配置、了解焊接机器人、装配机器人系统。
四、学时分配
五、教材及参考书
教材: 《工业机器人技术》（郭洪红）西安电子科技大学出版社
参考书：《工业机器人技术基础》（孙树栋）西安工业大学出版社
执笔：（课程负责教师签字）胡发焕
审核：（研室主任签字）潘春荣
审定：（教学院长签字）古莹奎
日期：2013年10月10日
工业机器人工作站系统集成技术教学大纲教学文案
工业机器人工作站系统集成技术 一、说明 1．课程的性质和内容 《工业机器人工作站系统集成技术》课程是技师学院工业机器人应用与维护专业的专业课。主要内容包括：模块一工业机器人码垛工作站系统集成、模块二工业机器人涂胶装配工作站系统集成、模块三工业机器人装配工作站系统集成。 2．课程的任务和要求 本课程的主要任务是培养学生熟练操作ABB机器人，能够独立完成机器人的基本操作，能够根据工作任务对ABB机器人进行程序编写，为学生从事专业工作打下必要的专业基础。 （1）通过本课程的学习，学生应该达到以下几个方面的专业基础。 （2）熟悉ABB机器人安全注意事项，掌握示教器的各项操作。 （3）掌握ABB机器人的基本操作，理解系统参数配置；学会手动操纵。 （4）掌握ABB机器人的I/O标准板的配置，学会定义输入、输出信号，了解Profibus适配器的连接。 （5）掌握ABB机器人的各种程序数据类型，熟悉工具数据、工件坐标、有效载荷数据的设定。 （6）掌握RAPID程序及指令，并能对ABB机器人进行编程和调试。 （7）熟悉ABB机器人的硬件连接。 3.教学中应该注意的问题 （1）本课程的教学以ABB机器人的应用。维护为主，注意培养学生对机器人编程和维护的能力。 （2）在本课程的教学中应该注意培养学生的逻辑思维能力。 （3）编程教学时，应让学生重点掌握机器人的数据类型和指令功能。二、学时分配表
三、课程内容及要求 模块一工业机器人码垛工作站系统集成 教学要求 1．了解工业机器人码垛工作站的组成。 2．掌握码垛工作站的机械装配。 3．掌握码垛工作站系统编程。 教学内容 任务1 认识码垛工业机器人工作站 任务2 筛选皮带机构的组装、接线与调试 任务3 立体码垛单元的组装、程序设计与调试 任务4 步进升降机构的组装、接线与调试 任务5 检测排列单元的程序设计与调试 任务6 机器人单元的程序设计与调试 任务7 机器人自动换夹具的程序设计与调试 任务8 机器人轮胎码垛入仓的程序设计与调试 任务9 机器人车窗分拣及码垛程序设计与调试 任务10 工作站整机程序设计与调试 教学建议 本项目的主要教学目标是使学生对码垛工作的有系统认识和形成编程逻辑。讲授是，注意结合简单的实例阐述本课程的作用，对于理论的知识可以先作简单的介绍，在后面的教学中再进一步深化。 模块二工业机器人涂胶装配工作站系统集成 教学要求 1．了解工业机器人涂胶工作站的组成。 2．掌握涂胶工作站的机械装配。 3．掌握涂胶工作站系统编程。 教学内容 任务1 认识涂装工业机器人 任务2 上料涂胶单元的组装、程序设计与调试 任务3 多工位旋转工作台的组装、程序设计与调试 任务4 机器人单元的程序设计与调试 任务5 机器人自动换夹具的程序设计与调试 任务6 汽车车窗框架预涂胶的程序设计与调试 任务7 机器人拾取车窗并涂胶的程序设计与调试 任务8 机器人装配车窗的程序设计与调试
人工智能课程教学大纲
人工智能课程教学大纲 【课程编码】JSZX0300 【适用专业】计算机科学与技术 【课时】 72(理论)+28(实验) 【学分】 3 【课程性质、目标和要求】 人工智能是计算机科学的重要分支，是计算机科学与技术专业本科生的专业限选课之一。本课程介绍如何用计算机来模拟人类智能，即如何用计算机实现诸如问题求解、规划推理、模式识别、知识工程、自然语言处理、机器学习等只有人类才具备的"智能"，使得计算机更好得为人类服务． 作为本科生一个学期的课程，重点掌握人工智能的基础知识和基本技能，以及人工智能的一般应用．完成如下教学目标： （1）了解人工智能的概念和人工智能的发展，了解国际人工智能的主要流派和路线，了解国内人工智能研究的基本情况，熟悉人工智能的研究领域． （2）较详细地论述知识表示的各种主要方法。重点掌握状态空间法、问题归约法和谓词逻辑法，熟悉语义网络法，了解知识表示的其他方法，如框架法、剧本法、过程法等。 （3）掌握盲目搜索和启发式搜索的基本原理和算法，特别是宽度优先搜索、深度优先搜索、等代价搜索、启发式搜索、有序搜索、A*算法等．了解博弈树搜索、遗传算法和模拟退火算法的基本方法． (4) 掌握消解原理、规则演绎系统和产生式系统的技术、了解不确定性推理、非单调推理的概念． （5）概括性地介绍人工智能的主要应用领域，如专家系统、机器学习、规划系统、自然语言理解和智能控制等． （6）简介人工智能程序设计的语言和工具． (7) 掌握Visual Prolog编程环境，会使用Prolog语言编写简单的智能程序。 要求学生已修过《数据结构》、《离散数据》和《编译原理》。 【教学时间安排】 本课程计 3 学分，理论课时72 ,实验课时28。学时分配如下表所示：
机器人控制技术论文
摘要 为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。最早的机器人采用顺序控制方式，随着计算机的发展，机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。 当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti 和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 关键词：机器人，机器人控制，PID，自动控制
目录 摘要.......................................................... I 第1章绪论................................................ - 1 - 1.1机器人控制系统 (1) 1.2机器人控制的关键技术 (1) 第2章机器人PID控制...................................... - 2 - 2.1PID控制器的组成 (2) 2.2PID控制器的研究现状 (2) 2.3PID控制器的不足 (3) 第3章 PID控制的原理和特点 ................................ - 4 - 3.1PID控制的原理 (4) 3.2PID控制的特点 (5) 第4章 PID控制器的参数整定 ................................ - 5 -后记...................................................... - 6 -
《工业机器人》课程教学大纲.
《工业机器人》课程教学大纲 一．课程的性质与任务 课程性质：本课程综合介绍了机器人技术，设计思想和发展趋势 主要任务：本课程是要求学生通过学习、课堂教育，能了解机器人发展的最新技术与现状；初步掌握机器人技术的基本知识。 三．课程教学内容 第一章绪言 简述机器人学的起源与发展，讨论机器人学的定义，分析机器人的特点、结构与分类。 第二章机器人学的数学基础 空间任意点的位置和姿态变换、坐标变换、齐次坐标变换、物体的变换和逆变换，以及通用旋转变换等。 第三章机器人运动方程的表示与求解 机械手运动姿态、方向角、运动位置和坐标的运动方程以及连杆变换矩阵的表示，欧拉变换、滚-仰-偏变换和球面变换等求解方法，机器人微分运动及其雅可比矩阵等 第四章机器人动力学 机器人动力学方程、动态特性和静态特性；着重分析机械手动力学方程的两种求法，即拉格朗日功能平衡法和牛顿-欧拉动态平衡法；然后总结出建立拉格朗日方程的步骤 第五章机器人的控制 机器人控制与规划 第六章机器人学的现状、未来 包括国内外机器人技术和市场的发展现状和预测、21世纪机器人技术的发展
趋势、我国新世纪机器人学的发展战略等。不同类型机器人的研究发展状况等。四．教学的基本要求 采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力；理论以够用为度，且从应用的角度，尽量简化定量分析。 五．建议教材与教学参考书 1、机器人学、蔡自兴、清华大学出版社、2000 2、机器人学导论，约翰J.克雷格、西北工业大学出版社、1987 六．说明 1．本课程的教学原则上须由一定工作经验的讲师及讲师以上的教师担任，以保证理论知识和实践操作技能教学的需要。 2．本课程适用于高职数控技术应用、机电一体化、机电工程及自动化、机械工程与自动化等专业。 主编：张晖 主审：曹京生
《人工智能》教学大纲
附件1 广东财经大学华商学院课程教学大纲模板 一、课程简介 人工智能是计算机与自动化学科的一门分支学科。它研究如何用机器来模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、学习、规划、诊断等智能活动。人工智能是当前科学技术中正在迅速发展，新思想、新观点、新技术不断涌现的一个学科，也是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息论、心理学、哲学等学科的交叉和边缘学科。人工智能原理是计算机科学技术类专业的应用学科。前修课程包括：离散数学、数据结构、算法分析与设计等，后续课程：专家系统，知识工程。 二、教学目标 （1）熟练掌握图搜索策略，熟练掌握回溯策略、图搜索策略的过程以及算法（BACKTRACK 以及AI算法），掌握一些典型问题的启发式函数； （2）掌握用命题逻辑、一阶逻辑表示知识的方法，并在此基础上进行推理，熟练掌握归结方法以及归结反驳过程，熟练掌握利用归结反驳方法进行推理。 （3）掌握基于贝叶斯规则的不确定性推理，掌握条件概率、独立、条件独立及贝叶斯公式；掌握利用贝叶斯定理检测垃圾邮件的基本方法。 三、主要教学模式和教学手段 1．本课程的教学包括课堂讲授、课外作业、辅导答疑、上机实验和期末考试等教学环节。
2．课堂教学采用启发式教学方法，理例结合，多媒体并用，引导学生加深对课程内容的理解，提高学生的学习兴趣和效果。 3．理论联系实际，通过本课程的教学，力争使学生在理解和掌握大纲所要求的知识内容的基础上，能正确地运用这些知识解决有关实际问题。 四、教学内容（要求编写所有章节的主要内容） 第一章人工智能概述 基本内容和要求： 1．人工智能的概念与目标； 2．人工智能的研究内容与方法； 3．人工智能的分支领域； 4．人工智能的发展概况。 第二章逻辑程序设计语言Prolog 基本内容和要求： 1．掌握Prolog语言的语句特点、程序结构和运行机理； 2．能编写简单的Prolog程序，能读懂一般的Prolog程序。 教学重点： Prolog程序设计。 教学难点： 表与递归，回溯控制 第三章基于图搜索的问题求解 基本内容和要求： 1．掌握状态图的基本概念、状态图搜索基本技术和状态图问题求解的一般方法，包括穷举式搜索、启发式搜索、加权状态图搜索和A算法、A*算法等； 2．掌握与或图的基本概念、与或图搜索基本技术和或图问题求解的一般方法； 3．理解一些经典规划调度问题（如迷宫、八数码、梵塔、旅行商、八皇后等问题）的求解方法； 教学重点：
机器人与自动化技术
机器人与自动化技术 “机器人、无处不在的屏幕、语音交互，这些都将改变我们看待‘电脑’的方式。一旦看、听、阅读能力得到提升，你就可以以新的方式进行交互。”----比尔?盖茨在某电视节目中，预测未来科技领域的下一件大事时表示：机器人与自动化技术将成为未来发展的一大趋势，可以改变世界！ 工业机器人的应用，正从汽车工业向一般工业延伸，除了金属加工、食品饮料、塑料橡胶、3C、医药等行业，机器人在风能、太阳能、交通运输、建筑材料、物流甚至废品处理等行业都可以大有作为。 当然，即将“改变世界”的机器人不仅仅具有代替人工的价值，在很多人类无法实现的领域也将出现机器人的身影。譬如，派送采矿机器人到月球和小行星上采挖稀土矿，将有望成为现实。 而更令比尔?盖茨寄予厚望的是机器人将像“电脑”一样改变人类的生活。 日本早稻田大学研究人员推出一种新型仿人型家务机器人。它集安全性、可靠性和灵巧性于一身，还具有仿人脸的外观。在工作时，它将一名男子抱下床，与他聊天并为他准备早餐。由于拥有和成年女性大小相当的灵巧双臂、双手，这种机器人能够用夹子将面包从面包机中取出，而丝毫不弄碎它。 英国阿伯丁大学启动了一项新的研究计划，在3年内研发出允许机器人与人类进行交谈，甚至讨论具体决定的系统……。 作为先进制造业中不可替代的重要装备，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。 在机器人市场中，目前80%的市场份额仍由跨国公司占有，其中瑞典ABB、日本发那科FANUC、日本安川yaskawa和德国库卡KUKA四大企业则是市场第一梯队的“四大金刚”。其它有瑞士史陶比尔Staubli、德国克鲁斯CLOOS、德国百格拉、德国徕斯、德国斯图加特航空航天自动化集团（STUAA）、意太利瀚博士hanbs、意大利柯马COMAU、英国Auto Tech Robotics等。 目前国内生产机器人的企业主要有：中科院沈阳新松机器人自动化股份有限公司、芜湖埃夫特智能装备有限公司、上海新时达机器人有限公司、安川首钢机器人有限公司、哈工大海 尔机器人有限公司、南京埃斯顿机器人工程有限公司、广州数控设备有限公司、上海沃迪自动化装备股份有限公司等。 2015年，中国机器人市场需求预计将达35000台，占全球比重16.9％，成为全球规模最大的市场。 一、机器人的系统构成 由3大部分6个子系统组成。 3大部分是：机械部分、传感部分、控制部分。 6个子系统是：驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人-环境交互系统、人-机交互系统、控制系统。
45《工业机器人》课程教学大纲
《工业机器人》课程教学大纲 一．课程基本信息 《工业机器人》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。 开课单位：机械工程学院 课程编号： 02010267b 英文名称：INDUSTRIAL ROBOT TECHNOLOGY 学时：总计32学时，其中理论授课26学时，实验（含上机）6学时 学分：2学分 面向对象：机械电子工程专业 先修课程：《线性代数》，《测试技术及仪器》，《电工电子学》，《机械设计基础》 教材： 《工业机器人》第二版吴振彪王正家主编(华中科技大学出版社) 主要教学参考书目或资料： 1 《工业机器人技术基础》孙树栋主编（西北工业大学出版社） 2 《机器人与控制技术》孙迪生，王炎主编机械工业出版社，1997 二．教学目的和任务 《工业机器人》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。 三．教学目标与要求 本课程系统的介绍了机器人设计、控制、编程和使用的理论基础和技术要点，包括工业机器人的一般概论，机器人运动学，静力/动力学分析，工业机器人机械系统设计，工业机器人的控制和工业机器人的应用等内容。通过课程学习，使学生掌握工业机器人的基本原理、基础知识，对工业机器人机械系统的总体设计方法有初步了解，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。 四．教学内容、学时分配及其基本要求 第一章绪论(2学时) （一）教学内容 1、工业机器人的定义、应用领域与发展； 2、工业机器人的组成、分类及技术参数。 （二）基本要求 1、明确本课程的研究对象、内容、性质、任务； 2、了解工业机器人的定义、应用领域与发展方向； 3、了解工业机器人的组成、分类及技术参数。 第二章工业机器人运动学(6学时含讲授4学时，实验2学时)
《人工智能》详细教学大纲.doc
《人工智能》教学大纲 课程名称：人工智能 英语名称：Artificial Intelligence 课程代码：130234 课程性质：专业必修 学分学时数： 5/80 适用专业：计算机应用技术 修（制）订人： 修（制）订日期：2009年2月 审核人： 审核日期： 审定人： 审定日期： 一、课程的性质和目的 （一）课程性质 人工智能是计算机科学理论基础研究的重要组成部分，人工智能课程是计算机科学技术专业的专业拓展选修课。通过本课程的学习使学生了解人工智能的提出、几种智能观、重要研究领域，掌握人工智能求解方法的特点。掌握人工智能的基本概念、基本方法，会用知识表示方法、推理方法和机器学习等方法求解简单问题等。 （二）课程目的 1、基本理论要求： 课程介绍人工智能的主要思想和基本技术、方法以及有关问题的入门知识。要求学生了解人工智能的主要思想和方法。 2、基本技能要求： 学生在较坚实打好的人工智能数学基础（数理逻辑、概率论、模糊理论、数值分析）上，能够利用这些数学手段对确定性和不确定性的知识完成推理；在理解Herbrand 域概念和Horn 子句的基础上，应用Robinson 归结原理进行定理证明；应掌握问题求解（GPS ）的状态空间法，能应用几种主要的盲目搜索和启发式搜索算法（宽度优先、深度优先、有代价的搜索、A 算法、A*算法、博弈数的极大—极小法、α―β剪枝技术）完成问题求解；并能熟悉几种重要的不确定推理方法，如确定因子法、主观Bayes 方法、D —S 证据理论等，利用数值分析中常用方法进行正确计算。 3、职业素质要求：结合实战，初步理解和掌握人工智能的相关技术。 二、教学内容、重（难）点、教学要求及学时分配 第一章：人工智能概述（2学时） …… ………………………………………………………………装……订……线…………………………………………………………………………………………………………… …………………………
Arduino创意机器人-课程纲要
“Arduino创意机器人”课程纲要 “多平台、跨学科、聚类化、重创造的中小学机器人教育研究”课题组 机器人是一门涉及运动学和动力学、系统结构、传感技术、控制技术等多领域的交叉学科，其教育实施正是促使学生整合科学、技术、数学领域的知识，以工程标准化的思想进行综合实践的过程，具有较强的教育价值。近年来，随着基础教育新课程改革的不断深入实施，我国中小学机器人教育也有了较快发展，并成为中小学综合实践课程和技术课程的载体，其教育价值已获得社会认可。Arduino是一块基于开放源代码的USB接口Simple I/O接口板，并且具有IDE集成开发环境。通过Arduino平台可以让学生了解和掌握机器人的基本知识和技能，包括机器人机械部分、传感部分和控制部分的设计与搭建以及在这个过程中需要运用的各种知识，可以培养学生良好的信息素养、创新精神和实践能力。 一、课程性质和理念 （一）课程性质 Arduino创意机器人遵循STEM科学、技术、工程、数学四位一体的理念，学生在运用Arduino平台进行机器人创造开发的时候，把学习到的零碎知识与机械工程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面过程，使得学生在杂乱无章的学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升。 1．科学性 Arduino创意机器人是一门交叉了多门学科的综合性课程，涉及到许多基础学科，包括数学、物理、计算机、化学、生物、多媒体等，它是以多种学科的基础理论作为前提的。 2．实践性 Arduino创意机器人具有很强的实践性，学生在学习该课程的时候必须参与到机器人设计制作的过程中来，这一实践过程也使得学生的学习变得生动有趣。 3．综合性 在Arduino创意机器人的学习过程中仅仅拥有物理、生物、化学等基础知识是远远不够的，它要求学生人为地对多门学科知识进行综合创造，在创造发明的基础上，综合运用多学科知识，做成满意的作品。 4．创造性 Arduino创意机器人后期学习的关键在于学生思维的创造性开发。Arduino创意机器人基于学科理论，立足于实际生活，通过技术思想以及Arduino平台的运用解决现实生活中的实际问题，为学生细心生活、发挥创造性提供了宽广的舞台。 （二）课程理念 1．以STEM为理念，培养学生全面发展 STEM教育作为后设学科，以与其他学科融合成一个新整体为基础。在Arduino机器人教育中融入STEM理念的教学不仅可以培养学生的STEM素养，还可以帮助学生在杂乱无章的学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升。 2．注重学生创造能力的培养，加强学生实践能力 Arduino创意机器人的学习不是教条式的课本知识的灌输，需要学生参与到课堂中来，通过发现生活中的问题，提出解决问题的创造性想法，再运用Arduino平台进行机器人制作以解决实际问题。这一系列的活动都需要学生参与其中并主动实践。 3．通过教学项目的聚类设计，提高学生学习效率 聚类设计是依据某种线索组合一系列项目，形成具有内在联系、具有螺旋上升和发散结
0803701069《工业机器人》教学大纲
《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：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
人工智能教学大纲
《人工智能》教学大纲 一、课程概述 1. 课程研究对象和研究内容 人工智能是计算机与自动化学科的一门分支学科。它研究如何用机器来模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、学习、规划、诊断等智能活动。人工智能是当前科学技术中正在迅速发展，新思想、新观点、新技术不断涌现的一个学科，也是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息论、心理学、哲学等学科的交叉和边缘学科。 《人工智能》（双语）课程的主要目标是为大学本科高年级学生提供有关人工智能理论以及应用所必需的知识和技能；掌握人工智能的基本原理；掌握设计开发智能系统的基本方法。 2. 课程在整个课程体系中的地位 人工智能原理是计算机科学技术类专业的应用学科。前修课程包括：离散数学、数据结构、算法分析与设计等，后续课程：专家系统，知识工程，该课程可以在大学三、四年级开设。 二、课程目标 1．熟练掌握图搜索策略，熟练掌握回溯策略、图搜索策略的过程以及算法（BACKTRACK 以及A*算法），掌握一些典型问题的启发式函数。 2．掌握用命题逻辑、一阶逻辑表示知识的方法，并在此基础上进行推理，熟练掌握归结方法以及归结反驳过程，熟练掌握利用归结反驳方法进行推理。 3．掌握基于贝叶斯规则的不确定性推理，掌握条件概率、独立、条件独立及贝叶斯公式；掌握利用贝叶斯定理检测垃圾邮件的基本方法。 三、课程内容和要求 这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。这四个层次的一般涵义表述如下： 知道———是指对这门学科和教学现象的认知。 理解———是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。 掌握———是指运用已理解的教学概念和原理说明、解释、类推同类教学事件和现象。
机器人控制技术论文
机器人技术论文 机器人技术论文 摘要 为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。最早的机器人采用顺序控制方式，随着计算机的发展，机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。 当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 关键词：机器人，机器人控制，PID，自动控制
第1章引言 机器人控制的关键技术 关键技术包括： (1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。 (2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux 上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。 (3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。 第2章机器人PID控制 2.1 PID控制器的组成 PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。其输入e (t)与输出u (t)的关系为u(t)=Kp(e((t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中积分的上下限分别是0和t， 因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)； 其中Kp为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数。 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 首先，PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。 其次，PID参数较易整定。也就是，PID参数Kp，Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。 2.2 PID控制器的研究现状 虽然有这些缺点，PID控制器是最简单的有时却是最好的控制器。 目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。 2.3 PID控制器的不足 在一些情况下针对特定的系统设计的PID控制器控制得很好，但它们仍存在一些问题需要解
机器人教学大纲
课程编号： 课程名称：机器人学 《机器人学》教学大纲 一、课程的地位、性质何任务 本课程是自动化、机械类专业为培养高级工程技术应用型人才而开设的硕士研究生选修课程。面对21世纪知识经济时代的机遇与挑战，人类（地球人）正在以非凡的智慧构思新世纪的蓝图。世界的明天将更加美好。但是，地球人在发展中也面临着环境、人口、资源、战争和贫困等普遍问题，同时还要学会与机器人共处,这是21世纪地球人必须正视和处理的紧要问题，是影响地球人生存和发展的休戚与共的重大事件。 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。自第一台电子编程工业机器人问世以来，机器人学已取得令人瞩目的成就。正如宋健教授1999年7月5日在国际自动控制联合会第14届大会报告中所指出的：“机器人学的进步和应用是本世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化。”机器人技术的出现与发展，不但使传统的工业生产面貌发生根本性的变化，而且将对人类的社会生活产生深远的影响。 通过本课程的学习，培养学生的思维能力和严谨的求学态度，本课程的主要任务是：通过本课程的学习，使学生达到以下基本要求： （1）了解机器人的特点、结构与分类。了解机器人学的研究领域及其与人工智能的关系。 （2）掌握机器人运动方程的表示及运动方程的求解。 （3）掌握机器人动力学方程。 （4）了解机器人的基本控制原则，初步掌握机器人的位置控制和柔顺控制以及机器人的分解运动控制。 （5）了解机器人规划的作用和任务，初步认识机器人的轨迹规划问题。 （6）了解机器人编程的要求和分类、机器人语言系统的结构和基本功能。
《机器人实践与体验》校本课程纲要
校本课程纲要 课程名称：机器人实践与体验 课程类型：学科拓展 开课教师： 一、课程背景 机器人教学是以创新教育理论为指导，以培养学生的创新思维、科学品质、探索精神、实践能力为目标的学科。 机器人的形状各式各样。实际意义上的机器人，应该是“能自动工作的机器”。有的功能很简单，有的就复杂得多。机器人通常具有三个基本特征：身体：物理状态。大脑：控制机器人的程序。动作：任何机器人都有一定的动作表现。 机器人制作可以让同学们在“玩”中不自觉的全身心地投入到信息技术的应用中，激发创造性思维的发挥，也使自身信息素养得到了提升。同学们还可以体会到利用信息技术能把事情做的更好；通过信息技术能知道更多自己想知道的信息；信息技术能使自己的学习达到更高的层次，机器人都有一个不变的目标——工作！ 二、课程目标 1、了解机器人技术，知道机器人综合了机械工程，电子工程，传感器应用，信息技术，数学，物理等多种学科知识。 2、通过循序渐进和积极创意的学习，通过机械搭建、电脑程序编写和工艺设计,促进知识的积累形成。 3、认识合作学习、相互协作的重要性，以完善综合素质，尤其是心理素质的提高。 4、掌握信息技术知识；增强使用信息技术积极的态度; 懂得使用信息技术能
使自己的学习达到更高的层次。 5、通过成功的体验，发现自己丰富的潜在能力，总结成功的途径，增强自信心。以健康的心态面对未来的挫折、失误……和成功。 三、课程简介（课程内容与活动安排） 机器人的形状各式各样。实际意义上的机器人，应该是“能自动工作的机器”。有的功能很简单，有的就复杂得多。机器人通常具有三个基本特征：身体：物理状态。大脑：控制机器人的程序。动作：任何机器人都有一定的动作表现。 机器人制作可以让同学们在“玩”中不自觉的全身心地投入到信息技术的应用中，激发创造性思维的发挥，也使自身信息素养得到了提升。同学们还可以体会到利用信息技术能把事情做的更好；通过信息技术能知道更多自己想知道的信息；信息技术能使自己的学习达到更高的层次，机器人都有一个不变的目标——工作！ 四、课程对象与课时安排 1、学期：本课程拟在小二、三年级开设，计划一学年完成课程学习。 2、课时：本课程拟需要每学期30个课时。 3、教室场地：机器人实验室，配备10台电脑。 五、课程实施 1、教师讲授 2、小组活动 3、动手搭建 4、编写程序 5、作品运行展示 内容规划：
《工业机器人技术基础》教学大纲
《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 四、各教学环节学时分配 教学环节 教学时数课程内容讲课实验 其他教学 环节 第一章概述 4 第二章机器人的基础知识 4 第三章机器人的机械结构系统 6 1 第四章机器人的驱动系统8 第五章机器人的控制系统8 第六章机器人的感觉系统8 1 第七章机器人的语言系统 6 第八章工业机器人及其应用12
机器人校本课程纲要
《机器人》校本课程纲要 xx中学 《机器人》校本课程纲要 一、课程简介： 1.开发背景： 学校为学生开设了机器人这门课，就是培养学生解决问题和动手的能力。未来社会更需要有实践经验，有新的想法，创造力和新的思考方式。在解决问题的过程中，创新思维是培养解决问题能力的核心，它帮助学生发现多个可能的解决方案，寻找替代方案，挑战假设，并提出新的想法，帮助学生解决问题，使学生们会自觉地学习、获取新知识，从而培养学生了合作能力，提高沟通能力，充分表达思想能力。核心理念是“做中学，玩中学”。它传达的观念是让孩子充分体会学习的乐趣，让孩子成为整个学习的过程中是主导角色。 我校机器人教学主要采用乐高机器人EV3的可程序化积木为主，乐高机器人套件最吸引人之处，就像传统的乐高积木一样，玩家可以自由发挥创意，拼凑各种模型，而且可以让它真的动起来。 2．开发教师—— xxx 3．课程名称——可编程机器人 4．授课对象——高一年级学生 5．课程类别——可编程机器人拼装技能与编程能力提升 6．课时安排——每周一节 二、课程目标 1．知识与技能： （1）熟练掌握各个部件之间的组合方法
（2）根据自己的想象，拼装出有创意的机器人或积木 （3）对可编程机器人进行简单的编程操作 2．过程与方法： （1）学会设计、拼装机器人、对机器人进行编程 （2）通过小组合作制作增强学生之间的团队合作意识和创意分享意识 3．情感态度与价值观： 可编程机器人除了能给学生带来这些相互促进的能力之外，还可以带来无穷的乐趣。为兴趣而生、在能力中提升兴趣，这些能力都不是刻意去要求的，都是潜移默化的，无形中就学会这样的能力，同时能认识各种机械的运动方式、学习作品中的数学和物理原理、了解机械装置在生活中的应用，在后期通过机械结构，传感应用，程序应用进行研究探索性学习，进入机器人编程阶段，可以培养学生的逻辑思维能力、团队合作能力。 三、课程内容 1.机器人发展历史及简单结构拼装 2.讲解教师本人利用废旧的材料搭建一个机器人模型 3.熟悉各个零件的名称和作用 4.认识乐高机器人积木及基本零件识别 5.组装简易机器人 5. 传动装置的功能和作用 6. 建筑的建构 7. 搭建一个简单的小车 8. 乐高机器人编程环境介绍 9. 了解各个传感器 10. 超声波传感器的应用 11. 触动传感器的应用 12. 为小车进行编程 13.小组合作进行创意触碰小车搭建 14.为搭建的触碰小车进行编程
《机器人技术》教学大纲
《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：Robot Techniques 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。 Robotics is a new interdiscipline, Robot techniques include mechanics, mechanics, biology, anthropology, computer science, project, cybernetics and controlling engineering, electronic engineering, artificial intelligence, sociology,etc., It is a comprehensive technology. Through studying this course, the students can be familiar with this technology and the development state, and make the foundation in optical, mechanical and electronic integration and research work including system design and manufacture in the future. 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。·
《人工智能》课程教学大纲
人工智能》课程教学大纲 、课程基本信息 二、课程教学目标 《人工智能》是计算机科学与技术专业的一门专业拓展课，通过本课程的学习使本科生对人工智能的基本内容、基本原理和基本方法有一个比较初步的认识，掌握人工智能的基本概念、基本原理、知识的表示、推理机制和智能问题求解技术。启发学生开发软件的思路，培养学生对相关的智能问题的分析能力，提高学生开发应用软件的能力和水平。 三、教学学时分配
四、教学内容和教学要求 第一章人工智能概述（3 学时） （一）教学要求 1.掌握人工智能的基本概念； 2.理解人工智能的发展状况。 3.理解人工智能的基本技术； 4.了解人工智能的研究途径与方法； 5.了解人工智能的分支领域； （二）教学重点与难点教学重点：人工智能的基本技术。教学难点：三大学派的研究途径与方法。 （三）教学内容 第一节人工智能的基本概念 1.什么是人工智能 2.强人工智能与弱人工智能 3.脑智能和群智能 4.符号智能和计算智能 第二节人工智能发展概况 1.人工智能学科的产生
2.人工智能学科的发展 3.人工智能三大学派 第三节人工智能研究途径与方法 1.人工智能的研究目标 2.人工智能的研究方法 3.人工智能的研究内容 第四节人工智能基本技术 1.推理技术 2.搜索技术 3.知识库技术 4.归纳技术 5.联想技术第五节人工智能的应用 1.难题求解 2.机器定理证明 3.自动程序设计 4.模式识别 5.机器翻译 6.智能管控 7.智能决策 8.智能人机接口 第六节人工智能的影响 1.人工智能对人类的影响 2.人工智能对社会的影响 本章习题要点：对基本概念、技术、方法的理解。 第二章智能程序设计语言（5 学时）（一）教学要求 1．了解常见的几种人工智能程序设计语言；