2021版（第1至第4学期）-东莞城市学院智能制造学院

教学大纲

2021版（第1至第4学期）

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《机器人导论》教学大纲

作者:智能制造学院发布日期:2022-03-14 11:51:56浏览次数:12644

《机器人导论》教学大纲

一、课程基本信息

课程类别	学科基础课程		课程性质	理论	课程属性	必修
课程名称	机器人导论			课程英文名称	Introduction of Robot
课程编码	F10XB20A			适用专业	机器人工程
考核方式	考查			先修课程	高等数学1
总学时	16	学分		1	理论学时		8
实验学时/实训学时/ 实践学时/上机学时				实验学时：8
开课单位				智能制造学院

二、课程简介

《机器人导论》是机器人工程的专业基础课程，也是该专业的一门专业启蒙和导入课程。本课程主要讲授工业机器人在工业 4.0 时代应用现状，介绍先进的工业机器人智能制造技术，展示工业机器人的机械结构和电气安装、机器人控制系统常用标准连接件和常用维修工具，介绍机器人控制系统低压电气部分主要元器件的性能指标和使用方法。本课程旨在加深学生对工业机器人的学习兴趣，初步掌握工业机器人的系统组成与基本功能，了解工业机器人项目设计的一般方法、仿真技术与基本操作。该课程在分析和展示机器人基本原理及构造的基础上，融入科技前沿技术，引领学生在工业机器人领域中进行深入探究。

三、课程教学目标

课程教学目标		支撑人才培养规格指标点	支撑人才培养规格
知识目标	目标1：了解工业机器人结构组成分析及其发展方向、熟悉制造业的分类和发展历程、理解制造业转型方向、比较工业机器人在制造业中的优势、明确工业机器人当下的先进技术方向。	3-2：能够应用基础科学原理和专业知识，对工业机器人系统复杂工程问题进行条件假设、模型构建和知识表达。	3.工程知识
能力目标	目标2：能够对实验室相关机器人设备进行正确的拆装，并完整记录实验过程与结果；初步掌握机器人仿真项目的设计流程、具备离线仿真关键技术应用等专业能力。	6-2：根据解决工业机器人系统复杂工程问题需要，设计并进行实验，记录实验过程及结果，并能够正确使用、分析和解释实验数据，并通过信息综合得到有效结论。	6.应用研究能力
素质目标	目标3：增强经济文明生态意识，在科技开发过程中注重生态环境保护，促进科技发展与生态协调发展的双极增长。	12-2：在解决先进制造业与工业机器人领域的机械系统复杂工程问题时，要有环境保护和可持续发展的意识与责任。在进行机械系统复杂工程实践过程中，要有对社会、环境等方面可持续发展的评价。	12.环保与可持续发展意识

四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略

（一）理论教学

教学模块

学时

主要教学内容与策略

学习任务安排

支撑课程目标

工业机器人的应用案例解析及前沿技术

重点：了解工业机器人的基本原理、制造业转型方向、比较工业机器人在制造业中的优势。

难点：掌握工业机器人当下的先进技术方向、对离线仿真技术有一定的理解。

思政元素：通过讲述工业机器人四大家族的发展历程，激发学生创建国有自主品牌的热情和创造力。

教学方法与策略：线下教学。对于案例、分析等在课堂上予以讲授，主要运用讲授法和案例法开展教学，辅以启发式提问拓宽学生学习思路。

课前：查阅工业机器人相关资料。

课堂：加深对前沿技术和案例的理解。

课后：复习知识点。

目标1

工业机器人机械结构及电气知识

重点：了解工业机器人的机械结构和电气连接。

难点：掌握工业机器人的机械和电气拆装技术。

思政元素：引导学生对国家制造装备、智能制造政策、核心价值观的认同。

教学方法与策略：线下教学。采用专题式教学，每个专题结合主要知识点设计若干开放性讨论主题嵌入对应的课堂讲授教学环节之后，引导学生根据主题分组讨论，并有针对性的选择部分小组在课堂上进行交流发言。

课前：浏览不同类型机器人的拆装展示图片并比较异同。

课堂：分组发言并交流。

课后：布置习题。

目标1

目标3

（二）实践教学

实践类型	项目名称	学时	主要教学内容	项目类型	项目要求	支撑课程目标
实验	机器人认知	2	重点：机器人组成部分及连接方式。难点：机器人各关节组成部分。思政元素：要求学生具有认真、严谨、细致的科学态度及团队合作精神。	验证	实验5人一组，完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。	目标2
实验	机器人机械结构拆装	2	重点：机器人各部件之间的装配方法和装配工具。难点：机器人各部件之间装配过程的检测评价方法。思政元素：向学生强调“精益求精”“孜孜以求”“一丝不苟”的大国工匠精神。	验证	实验5人一组，完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。	目标2
实验	机器人电控元件的认知与接线	2	重点：机器人控制系统低压电气部分主要元器件的性能指标和使用方法。难点：通讯部分的连接定义和连接工艺。	验证	实验5人一组，完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。	目标2
实验	机器人控制系统驱动部分认知	2	重点：机器人控制系统常用标准连接件和常用维修工具。难点：机器人控制系统各个驱动部件的原理及应用。	验证	实验5人一组，完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。	目标2
	备注：项目类型填写验证、综合、设计、训练等。

五、学生学习成效评估方式及标准

考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。在本课程中，学生的最终成绩是由平时成绩、实验成绩、期末考查等三个部分组成。

1.平时成绩（占总成绩的20%）：采用百分制。平时成绩分作业（占10%）和考勤（占10%）两个部分。评分标准如下表：

等级

评分标准

1.作业；2.考勤

优秀

（90～100分）

1.作业书写工整、书面整洁；90％以上的习题解答正确。

2.考勤无迟到、缺勤。

良好

（80～89分）

1.作业书写工整、书面整洁；；80％以上的习题解答正确。

2.迟到、缺勤占考勤记录的10%。

中等

（70～79分）

1.作业书写较工整、书面较整洁；70％以上的习题解答正确。

2.迟到、缺勤占考勤记录的20%。

及格

（60～69分）

1.作业书写一般、书面整洁度一般；60％以上的习题解答正确。

2.迟到、缺勤占考勤记录的30%。

不及格

（60以下）

1.字迹模糊、作业书写零乱；超过40％的习题解答不正确。

2.迟到、缺勤占考勤记录的40%以上。

2.实验成绩（占总成绩的10%）：采用百分制。评分标准如下表：

等级	评分标准
等级	实验报告
优秀（90～100分）	实验报告数据记录全面，90％以上的数据准确，实验内容和步骤详细，结论正确无误。
良好（80～89分）	实验报告数据记录全面，80％以上的数据准确，实验内容和步骤详细，结论较正确。
中等（70～79分）	实验报告数据记录较全面，70％以上的数据准确，实验内容和步骤较详细，结论较正确。
及格（60～69分）	有实验报告的数据记录，60％以上的数据准确，有一定的实验内容和步骤，能给出实验结论。
不及格（60以下）	实验报告所记录数据超过40％不准确，缺少实验内容和步骤等。

3.课程报告（占总成绩的70%）：采用百分制。课程报告的考核内容和分值分配情况请见下表：

考核模块	考核内容	支撑目标	分值
工业机器人的应用案例解析及前沿技术	工业机器人基本原理、分类及应用场合	目标1	10
	智能工厂，智能生产，智能物流的定义	目标1	15
	工业机器人的先进技术方向及仿真技术	目标1	15
	工业机器人典型案例解析	目标1	15
工业机器人机械结构及电气知识	工业机器人的各关节组成部分和连接	目标1	5
	工业机器人各部件之间装配过程的检测评价方法	目标3	10
	工业机器人的电气安装规范	目标1	5
	机器人控制系统常用标准连接件和常用维修工具	目标1	5
	机器人控制系统驱动部分主要元器件的性能指标和使用方法	目标3	10
	工业机器人项目设计的一般方法	目标3	10

六、 教学安排及要求

序号	教学安排事项	要求
1	授课教师	职称：讲师及以上学历（位）：硕士研究生及以上其他：不限
2	课程时间	周次：8 节次：2
3	授课地点	√教室 √实验室 □室外场地 □其他：
4	学生辅导	线上方式及时间安排：经与学生沟通另行安排线下地点及时间安排：经与学生沟通另行安排

七、选用教材

[1]张涛.机器人概论[M]. 北京:机械工业出版社,2020年1月.

[2]李云江.机器人概论第三版[M]. 北京:机械工业出版社,2021年4月.

八、参考资料

[1] 计时鸣, 黄希欢. 工业机器人技术的发展与应用综述[J]. 机电工程, 2019, 32(1):1-13.

[2] 张玫，邱钊碰，诸刚.机器人技术[M].北京:机械工业出版社，2019年12月.

[3] 徐方. 工业机器人产业现状与发展[J]. 机器人技术与应用, 2020,30(5):2-4.

[4] 顾震宇. 全球工业机器人产业现状与趋势[J]. 机电一体化, 2017,12(2):6-9.

网络资料

[1]中国机器人网，https://www.robot-china.com

大纲执笔人：吴蕾

讨论参与人：张攀峰、张帅

系（教研室）主任：吴蕾

学院（部）审核人：连元宏

附件下载：《机器人导论》教学大纲