职称:讲师
单位:河南牧业经济学院
部门:能源与智能工程学院
职位:机器人工程教研室主任
主讲教师:史德海
教师团队:共3位
| 学校: | 河南牧业经济学院 |
| 开课院系: | 能源与智能工程学院 |
| 专业大类: | 自动化 |
| 开课专业: | 机器人工程 |
| 课程编号: | 6113313 |
| 学分: | 4 |
| 课时: | 64 |
本课程是机器人工程专业的核心主干课之一。它综合运用基础课和技术基础课的基本理论,是培养学生具有进行工程问题分析、机器人控制系统的设计、运转和维护的初步能力的专业方向课。 一、课程目标: 教学目标1:掌握机器人的由来与发展、组成与技术参数,及机器人分类与应用,使学生能够对机器人系统进行简单的分析,通过对本课程学习并综合运用其他相关知识,通过自主分析、文献研究等方式,能够对机器人系统有一个全面的认识。 教学目标2:能通过掌握机器人系统的基本原理(运动学、动力学、轨迹规划和关节插补)和相关技术(机器人本体基本结构、传感检测装置、驱动装置和控制装置及编程),分析、设计和使用简单的机器人系统,理解不同机器人系统,掌握典型机器人系统的工作原理和设计准则,能够针对技术指标与技术实现形式设计具体的机器人系统,满足机器人系统的工作过程及其技术性能的要求,在设计过程中综合运用相关知识实现技术创新,同时考虑设计、制造、运行过程的节能、环保、安全、经济、艺美等因素。 教学目标3:能够运用机器人系统的基本原理,基于机电一体化的仿真分析技术、机器人的机械技术、传感检测、驱动和控制技术,能够针对复杂的机械工程问题,培养学生运用学习知识发现问题和解决问题的能力,以及设计实验与测试分析系统的能力,培养一定的理论分析与实验分析能力。 教学目标4:了解机器人系统在智能制造中的地位和作用,理解机器人系统与社会、环境和可持续发展的关系,并能提出相应解决措施。
改进传统的《驱动与运动控制》等课程教学方法,探讨一套适合机器人工程等自动化类专业课程特点的教学方法。从学生认知、 能力构成的规律上,科学地编排整个教学过程。改变传统的填鸭式教学方式,以启发式、讨论式培养学生进行独立思考,解决问题的能力。合理采用各种不同的教学方法,增大《机器人驱动与运动控制》课堂信息量,提高学生学习的兴趣,调动学生学习的积极性,开拓学生思路。 在课程教学学时的压缩和精简内容上下功夫,改进教学方法。寻找一条专门针对应用型本科以及“新工科”的改革途径。
(1)注重课堂教学内容的逻辑性和科学性。机器人的驱动与运动控制有别于传统的运动控制,在课堂讲授时,应格外注意各部分内容之间的内在联系,从上一部分内容自然过渡到下一部分内容,使学生思路清晰,易于掌握。 注重知识基本点、重点、难点和方法的讲授。在教研室集体备课中,强调课堂教学的内容不一定和课本上的内容完全一样,应是把课本上的内容提炼出来讲给学生。要求教师把基本的、重要的、困难的知识点讲述清楚,让学生掌握方法并能举一反三。要求教师讲课时一 定要有重点,重点要简明扼要,易于掌握。 注重教学内容的不断更新和扩展,对已经过时和陈旧的内容,应坚决删除。要求讲课时及时补充一些学科的发展前沿和动态,培养学生的学习兴趣和创新意识。
(2)启发式教学方法。启发式教学最重要的是引导和启发学生思考,并给学生留出充分的思考空间,以便启发 和引导学生思考。为此,要求教师按照“提出问题→分析问题→解决问题→结论和讨论”的思路,组织好课堂教学。
(3)互动教学方法。线上和线下实行教学互动,要求教师和学生之间要有对话和交流,特别是在线上课程中学生对老师提出的问题要有响应。实现教学互动,首先要发挥教师在课堂教学中的主导作用,要求教师精心设计教学过程中不同阶段能够启发学生思考的问题。其次是要尊重学生在教学活动中的主体地位,使学生对老师提出的问题要有响应,要积极地去思考问题和回答问题。在互动教学中,教师要善于引导学生思考。
(1)师资队伍
教学团队由主讲教师和实验人员组成的7人课题组。教师队伍的职称、学历和年龄结构优秀,其中有教授1人,副教授3人,主讲教师中有2名省教学技能竞赛1等奖获得者,3名博士学位获得者,2人具有海外留学背景。
课程组中有课程所在学院的教学副院长、机器人工程专业教研室的主任和机器人工程的专业带头人,有3人具有河南省青年骨干教师荣誉称号。能够保证课程建设期间课题组成员积极承担教学任务,把主要精力投入到教学工作中,课题组所有教师均在担任本科生课程教学、毕业设计、生产实习等各种教学环节的教学工作,3年内人均工作量达300以上学时,教学工作量饱满,并且学生和学校教学评价优秀。
(2)教材使用与建设
《机器人驱动与运动控制》课程所选用的教材与参考资料,均能反映现代机器人控制研究领域和科学技术的发展水平,具有先进性和前瞻性,符合教学大纲的要求。考虑到市面上还没有专门针对机器人的驱动与运动控制教材,课程推出的同时同步编写配套教材,积极申建省级规划教材。
(3)学习扩充资料
为促进学生拓宽知识和主动学习,在鼓励学生充分利用学校图书馆、计算中心等教学资源的基础上,学院还单独建立了院级图书、期刊资料室,收藏各种图书、参考资料,其中与本课程相关的参考资料达2000余册。此外,通过华晟教育云平台,实现了与平台中院校相关专业图书、期刊、毕业论文等资料的资源共享。以上措施,提高了学生查阅国内外最前沿学术资源的效率,极大地激发了学生学习的主动性。
(4)实践教学资源
根据教学大纲要求,结合实验设计的具体情况,学校先后投资1200万余元建成了河南省领先的机器人装配产线、机器人示教编程、机器人视觉、电子创新实验室、电工实验室、机器人虚拟仿真实验室等12个专业实验室。依托学校教育部2025互联网+产教融合智能制造实验室平台,已建立了一整套行之有效的规章制度,并编写出版了与课程相适应的各类实验指导书等,保证了本课程实验教学内容的高质量。同时学院还在不断加大实验室投资力度,现已有供本课程教学的实验室建筑面积约2465m2,形成了完全能够满足教学要求的设备先进、配套齐全、全天候开放的实验室体系,为课程实践性教学创造了良好的教学环境。同时,与十余家省内机器人相关企业建立了长期合作伙伴关系,为学生现场实习、设计实践等建立了完备的系列实习和实践基地。
| 课程章节 | | 文件类型 | | 修改时间 | | 大小 | | 备注 | |
| 1.1 课程简介 |
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| 1.2 教学大纲 |
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| 1.4.1 课后习题答案 |
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| 1.4.2 技术文档 |
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| 1.4.3 实践检验 |
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| 1.4.4 微课链接汇总 |
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| 2.2 本章学习任务单 |
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| 2.3 课前预习 |
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| 2.4 机器人定义 |
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| 2.5 机器人的组成 |
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| 2.6 机器人的分类 |
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| 2.7 机器人技术参数 |
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| 2.8 机器人控制方式 |
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| 2.9 机器人控制系统概述 |
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| 2.10 本章直播课程 |
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| 2.11 章节测验 |
作业
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| 2.12 实验 -实验要求及实验讲解视频 |
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| 3.2 本章学习任务单 |
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| 3.3 课前预习问题 |
作业
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| 3.4 机器人空间描述 |
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| 3.5 机器人位姿描述 |
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作业
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| 3.6 机器人坐标变换 |
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| 3.7 机器人D-H建模 |
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作业
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| 3.8 机器人正运动学计算 |
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| 3.9 机器人逆运动学计算 |
文档
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| 3.10 章节测验 |
作业
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| 3.11 实验:正运动学MATLAB仿真 |
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| 3.12 实验:逆运动学MATLAB仿真 |
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| 4.1 本章学习目标 |
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| 4.2 本章学习任务单 |
文档
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| 4.3 课前预习问题 |
文档
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| 4.4 机器人的感觉系统 |
文档
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文档
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| 4.5 机器人内部传感器装置 |
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文档
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| 4.6 机器人外部传感器装置 |
视频
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视频
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文档
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| 4.7 传感器在工业机器人驱动与运动控制中的应用 |
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| 4.8 本章小结 |
文档
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| 4.9 课后作业 |
文档
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2022-12-29 | 13.25KB | ||
| 4.10 章节测验 |
作业
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| 4.11 实验:机器人视觉传感实验 |
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| 4.12 实验:机器人超声波测距实验 |
视频
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| 5.1 本章学习目标 |
文档
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| 5.2 本章学习任务单 |
文档
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2022-12-29 | 12.28KB | ||
| 5.3 课前预习问题 |
文档
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| 5.4 步进电动机概述 |
视频
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文档
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| 5.5 步进电动机原理 |
视频
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文档
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| 5.6 步进电动机驱动与控制技术 |
视频
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|
文档
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| 5.7 机器人步进电动机应用实例 |
视频
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|
文档
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| 5.9 本章小结 |
文档
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| 5.10 章节测验 |
作业
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|
2022-12-29 | -- | ||
| 6.4 直流伺服电机概述 |
视频
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|
视频
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文档
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| 6.5 直流伺服电机原理 |
视频
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|
文档
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| 6.6 直流伺服电机的驱动与运动控制 |
视频
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|
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| 6.7 直流伺服电机在机器人中的应用 |
文档
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文档
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| 6.8 章节测验 |
作业
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| 7.4 交流伺服电机概述 |
视频
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| 7.5 交流伺服电机原理 |
文档
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| 7.6 交流伺服电机的驱动与运动控制 |
文档
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| 7.7 交流伺服电机在机器人中的应用 |
文档
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| 7.8 章节测验 |
作业
.work
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2022-12-29 | -- | ||
| 7.9 本章小结 |
文档
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2022-12-29 | 495.00KB | ||
| 8.1 本章学习目标 |
文档
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| 8.2 本章学习任务单 |
文档
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| 8.3 课前预习问题 |
文档
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| 8.4 机器人气压驱动系统 |
视频
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2022-12-29 | 252.48MB | ||
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文档
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2022-12-29 | 954.00KB | |||
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文档
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2022-12-29 | 780.51KB | |||
| 8.5 机器人气压控制系统 |
视频
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2022-12-29 | 329.37MB | ||
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文档
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2022-12-29 | 488.91KB | |||
| 8.6 气压驱动与控制技术在机器人运动中的应用 |
文档
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2022-12-29 | 499.95KB | ||
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视频
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2022-12-29 | 321.01MB | |||
| 8.7 章节测验 |
作业
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2022-12-29 | -- | ||
| 8.8 本章小结 |
文档
.doc
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2022-12-29 | 9.50KB | ||
| 9.1 本章学习目标 |
文档
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2022-12-29 | 32.84KB | ||
| 9.2 本章学习任务单 |
文档
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2022-12-29 | 15.44KB | ||
| 9.3 课前预习问题 |
文档
.docx
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2022-12-29 | 15.09KB | ||
| 9.4 机器人液压驱动系统 |
视频
.mp4
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2022-12-29 | 248.75MB | ||
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文档
.pptx
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2022-12-29 | 1.84MB | |||
| 9.5 机器人液压控制系统的工作原理及组成 |
文档
.pptx
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2022-12-29 | 699.86KB | ||
| 9.6 机器人液压控制系统的分类和特点 |
文档
.pptx
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2022-12-29 | 499.89KB | ||
| 9.7 液压驱动与控制技术在机器人运动中的应用 |
视频
.mp4
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2022-12-29 | 289.00MB | ||
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文档
.pptx
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2022-12-29 | 388.33KB | |||
| 9.8 章节测验 |
作业
.work
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2022-12-29 | -- | ||
| 9.9 本章小结 |
文档
.doc
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2022-12-29 | 9.50KB |