智能机器人技术及其仿真_首都师范大学

SPOC学校专有课程

智能机器人技术及其仿真

spContent=机器人学是跨学科课程，本课程目的是使本专业学生了解机器人学的发展概况，掌握机器人学的基本概念、基本原理和技术，熟悉机器臂的设计原则，了解机器人编程方法与特点，为学生学习后续课程和毕业后从事机器人技术研究、自动化系统与工程设计和开发打下坚实基础。

—— 课程团队

课程概述

l 我为什么要学习这门课？

十四五落实双循环战略的破局点在于消费端扩容提质与制造端生态进化。通用设备领域，工业机器人、高档数控机床、智能分拣等未来自主率提升空间或较大；十四五时期是我国机器人产业的创新发展、加速升级的关键时期。工业机器人有着显而易见的成长性因素支撑：

1）人口老龄化

2）工业机器人价格下降；

3）下游制造业市场集中度提高；

4）下游制造业转型升级；

5）相比北美、日韩等国家和地区明显的渗透率提升空间；

l 这门课的主题是关于什么？

通过本课程的学习，学会机器人运动学、微分运动、机器人静力学、机器人轨迹规划、机器人本体基本结构、机器人的编程语言、智能机器人的发展，并能在计算机上实现有关的仿真。

l 学习这门课可以获得什么？特别是对自己有什么帮助和应用。

学习完本课程之后，要求学生具备以下能力：

1. 学会对机器人正向运动学、逆向运动学、微分运动、雅可比矩阵、机器人轨迹规划、路径规划的求解。利用Matlab Toolbox进行程序设计；

2. 了解机器人概况、机器人发展、机器人静力学与动力学分析、机器人控制的原理、机器人的传感器；

3. 通过综合课程设计，具备综合运用所掌握的知识、方法和技术解决计算领域的实际问题及对结果进行分析的能力。

4. 基于《智能机器人技术机器仿真》申请实验室开放课题、参加挑战杯比赛/全国大学生智能设计大赛、毕业设计选题、毕业后从事相关工作……

l 这门课有什么特色和亮点。

面向未来，紧贴十四五需求，面向产业去培养社会真正需要的人才。基于过去15年的课程丰富落地经验，理论与实践动手相结合，打造了「产品+课程+平台」整体解决之道。

显示全部

授课目标

1.掌握对机器人运动学正逆解、雅可比矩阵、速度与加速度、轨迹插补等原理和技术进行分析、计算的能力。

2.培养在设计和开发过程中应用机器人技术的能力。

3.培养利用网络资源、课外图书和资料，自我扩充知识的能力。

4.培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，和对问题提出多种解决方案、举一反三的创新能力。

5.培养学生的沟通能力、分工协作意识和习惯，以及表达自己解决问题的思路和步骤的能力。

成绩要求

单元测试+考勤+单元作业+讨论：60%

期末考试：40%

课程大纲

预备知识

本课程的先修课程包括人工智能原理，高等数学，线性代数，C语言程序设计，MATLAB。它们之间的关系是：

本课程中机器人运动学、机器人静力学和动力学分析、机器人轨迹规划需要以高等数学、线性代数的知识、MATLAB设计仿真为前提；本课程中机器人本体基本结构、机器人的控制系统以控制理论为前提；本课程中机器人的编程语言要以类似高级语言(c语言)的知识以及程序设计等基本知识和基本技能为前提；智能机器人的发展等内容要以人工智能为基础进行学习。

参考资料

教科书

（美）尼库　著，孙富春　等译 /机器人学导论——分析、控制及应用（第二版），2013-03-01，电子工业出版社。