机器人课程介绍
第1 课机器人简介
目的意义概述：本课以科普的形式介绍机器人的发展及应用，并在此基础上初步给出机器人的定义；机器人的分类和机器人的基本组成；最后向学生介绍了款教学机器人。
1． 1 什么是机器人？本节以科普的形式机器人的诞生及其广泛应用，并简单地给出了“机器人的定义”。教学中让学生在自学的基础上，通过上网了解更多的机器人诞生的背景，目前的应用范围以及科学家目前的努力方向。关于机器人的定义目前国际上还没有准确的定义，因此让学生理解什么是机器人，机器人与普通机器人的主要区别是什么就可以了。
1． 2 机器人的分类与计算机的分类一样，机器人按照不同的分类方式有着多种不同类别的机器人，教材中介绍了多种分类机器人。同样建议在教学中采用自学和上网探究的学习方式，主要是了解各种不同类型的机器人的应用情况，以及在我国现阶段机器人工业机器人、服务机器人以及仿人型机器人主要有哪些方面的应用。
1． 3 常见教学机器人简介
教材在介绍各种教学机器人的基础上，主要介绍了乐高机器人和纳英特机器人的特点。有条件的情况下，一定要向学生展示和演示教学机器人完成任务的过程，以提高学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。
1．4 机器人的基本组成本节教学中应让学生明白，机器人系统与计算机系统一样，包括硬件和软件两部份。机器人硬件包括思维器官、动作器官和感应器官，而软件系统包括操作系统和高级计算机语言编程系统。
同时应让学生明白机器人学习中，主要是学习科学家是如何分析问题，并针对问题设计和搭建机器人来解决问题的。重点应落实到分析问题和解决问题的方法上。上学生树立信心：随着机器人的技术的不断提高，设计和制作自己的机器人是完全可行的。
第2 课机器人的编程系统
目的意义概述：本课通过实际操作纳英特机器人和乐高机器人了解和学习机器人的编程系统。教学时可根据学校的实际，选用一种类型的教学机器人实施教学，教师应尽可能的创造条件让学生有机会亲自操作，至少应能给同学演示。本课的重点是机器人与机器人的连接方法、为机器人下载操作系统。学生的兴奋点在如何让“机器人前进”的任务上。
概述：首先让同学明确，机器人的微处理器实际是一台微型计算机，它只懂得机器语言，不同类型的机器人一般都有自己专门的操作系统。另外，由于机器人的微处理器体积小，功能简单，一般不提供直接编程。因为大多数情况下人们都需要在计算机上为机器人编写程序，再通用下载线将程序下载到机器人内存中，以便控制机器人的行为。
2．1 纳英特机器人编程系统
本节重点介绍纳英特机器人编程环境，纳英特机器人与计算机的连接方式以及如何为纳英特机器人下载操作系统和程序，最后通过一个简单的实例一一让机器人前
进，让同学们感受和体验人们是怎么为机器人下达命令并让机器人运动起来的。
教学中，教师应尽可能让学生有动手机会，至少要能观看教师的演示操作。
2. 1. 1纳英特机器人编程系统简介
打开纳英特机器人编程软件窗口，指出纳英特机器人编程系统支持 C、 LOGO BASIC等多种计算机高级语言以及流程图方式编程。为了学习计算机编程语言和思维方法，本书我们采用 BASIC为纳英特机器人编写程序。
2. 1. 2机器人与计算机的连接
让学生明确机器人通讯下载线是计算机与机器人连接的桥梁，教师可通过实物投影仪向学生清楚地演示计算机与机器人的连接方法。
2. 1. 3机器人操作系统的下载
对初中同学来讲，他们很清楚计算机正常工作需要有正确的操作系统。教师应充分利用这一有利条件，实现学生知识结构的正迁移，使学生明白机器人的
“大脑”是一台微电脑，它也需要有自己的操作系统。
教师演示或分组操作，学习如何为纳英特机器人下载操作系统。
2. 1. 4应用举例一一让机器人前进
有了操作系统的机器人就能执行人们的程序指令了，为了激发学生的学习兴趣，作为第一个机器人行为任务，我们选用了最简单的任务，机器人直线前进。任务虽然简单，但它包含了以下四个基本过程：
A、为机器人编写程序
B下载程序
C、试运行机器人
D观察调试
本环节的重点是让学生明确要机器人完成任何一个任务，都需要上述四个基本过程。
难点在理解图2-6所示的程序。
2. 2乐高机器人编程系统（ROBOLAB
2. 2. 1乐高机器人编程系统简介
让学生明白，乐高机器人编程软件很多，最常用的是“ ROBOLAB它是一款集RCX管理、机器人编程和数据采集、显示、分析于一身的图形化编程系统软件。
教师可向学生简单演示ROBOLA的图形化编程特点。
2. 2. 2机器人与计算机的连接
乐高机器人采用红外发射器与计算机连接，连接方法很简单。教学时应让学生知道这是红外线无线连接，需要将红外射器的发射端与机器人红外接收接对接。
2. 2. 3选择红外线发射器的端口
我们可以通过ROBOLA管理员来管理乐高机器人，为了正确实现机器人与计算机的通讯，当然需要选报正确的红外发射器的安装端口。这是学生很容易理解的。
如果在本课教学中只选择了乐高机器人，教师在教学过程可适当拓展介绍ROBOLA管理中的其他功能。
2. 2. 4下载 RCX固件
RCX固件可以理解RCX勺操作系统。下载固件的方法比较简单，教学时应讲清楚图2-13RCX显示器代表的意义。
第3课制作能行走的机器人
目的意义概述：本课主要想通用制作一个能行走的机器人，让学习亲身体验机器人制作的基本步骤。通过活动锻炼同学们的动手动脑能力。本课的重点是体验机器人制作过程，难点是 ROBOLAB编程环境及编程方法。
教学建议：将本两分为2课时完成，第一课时完成机器人的搭建及 ROBRLAB 编程环境的认识；第2课时，完成为机器人编写程序和调试机器人。
3. 1机器人制作的基本步骤
在中小学机器人活动中，机器人的外型常常被做成车的外型，为了打破这一固有思维，教师可通过视频展示各种外型、不同功能的机器人。
在展示的基础上，让学生理解设计制作机器人的四个基本步骤：
1、确立目标
2、搭建机器人
3、编写程序
4、调试机器人
3. 2搭建机器人的“身躯”
本环节的目的是让同学们认识搭建机器人所用到的各种积木件。有条件的学校应该同学亲自动手摸一摸、试一试。
3 . 3制作能行走的机器人
3 . 3 . 1搭建“身躯”
乐高机器人的精华之一是它具体丰富的积木块和灵活多样的搭建方式。能行走的机器人，巧妙地应用了齿轮传动和活赛杆。教学时中应让学生理解传动原理，不限制学生的思维，弓I导他们自行设计更好的机器人。
3 . 3 . 2进入ROIBOLAB 编程环境
初看ROBOLAB编程环境会有眼花缭乱的感觉，教师应引导学生分类认识 ROBOLAB的功能面板和工具面板。
教师应演示如何拖拉功能图标，编写程序。
3.3. 3为机器人编写程序
教师在上面讲清了编程方法后，这里可分组让学生自己完成任务。因为，这个任务十分简单，教材也说得很清楚。
3.3. 4下载程序
本环节的重点是讲清楚程序的选择。
3.3. 5程序的执行和测试
这个环节同样可分组让学生自己完成，教师的任务是帮助学生解决他们解决不了的问题。
第4课让机器人送餐
目的意义概述：本课的目的是通过两个具体任务为教学载体，培养学生分析问题和解决问题的思维方法。两个任务从编写程序的角度来讲，都是解决机器人转弯的问题，这是本节的重点。
4. 1教机器人走正方形
本任务我们用纳英特机器人完成，其目的是把同学的注意力集中在编程的算法上。如何走正方形，对学生来讲不是难点，难点在于如何控制机器人转弯。这里有两个问题：一是实际机器人马达电源的接口与程序控制的马达端口的对应关系是怎样
的？二是，如何实现转弯运动。
教师应讲清楚：一般从左到右，0号马达，1号马达；转弯运动的几种方法可让学生讨论，差速转动和反转都能实现转弯，实际应用时应看你是要转大弯还是小弯而定。
本节的第二个难点是图4-2中的程序，要求学生能理解就行了。
4. 2让机器人送餐
本任务用乐高机器人完成，其目的是皆顾两种机器人器材的选取。
送餐机器人的搭建比较难，需要在老师的指导下完成。建议教学时分组完成，由一部分同学负责搭建，一部分同学负责编程。
关于任务描述：有条件的学校可以搭一个场地，条件一般的学校，可以画一个场地，用一个方块代替餐桌。
4. 2 . 1解决方案一一时间控制
本环节分为机器人的搭建和编程，可分组进行。
程序的编写难点在图标的修饰量的设置，对此，需要教师演示，扫清障碍。 4. 2 . 2解决方案二一一角度传感器控制
角度传感器是学生接触的第一个传感器，教学时应让学生理解，角度传感器其实就是一个记数器，它记录转动轴转过的圈数。
图4-8的程序比较复杂，教师除了讲清各图标的意义外，还应说明图标在功能面板中的位置。
第5课计算机程序与QBASIC语言
目的意义概述：本册的编写意图之一是通过智能机器人活动为教学载体，学习计算机程序编写的基本思想和方法。本节主要学习什么是计算机程序、计算机语言等基本概念，并在此基础上学习 QBASIC语言。
本节的重点是：QBASIC程序的组成及格式以及 QBASIC语言中的常量和变量，变量的数据类型。
本节的技能目标要求，同学们在理解例程的基础上，能应用常数、变量以及函数编写简单的程序。
5. 1算机的程序与语言
5.1. 1计算机程序
本小点通过两个具体的机器人控制程序，让同学理解什么是程序。即:把解决问题的方法、步骤，用计算机语言编写成一条条指挥计算机动作的指令集，就叫计算机程序。
5.1. 2计算机语言
既然程序是由计算机语言编写而成的，那么，什么是计算机语言它与人们使用的自然语言有什么相同和区别呢？
从逻辑的顺序首先应让同学明白，计算机还“听”不懂人类的自然语言，它只懂得二进制的“机器指令”。开始人们用机器语言为计算机编程，后来改用“汇编语言”，一种米用符号代表机器人指令的语言。不管是机器语言还是汇编语言，它们都依赖于具体的计算机。
再后来，人们开发出了“计算机高级语言”，一种接近人们自然语言和数学语言的计算机语言，它们与具体的计算机无关，但计算机执行这样的语言编写的程序之前，必须由解释程序和编译程序翻译成具体的计算机指令。
教学时，应理清什么是机器人语言、汇编语言和计算机高级语言，以及它们的发展历程，但不具体深究。
5. 1 . 3程序的结构
程序的好坏与程序的结构直接相关，计算机语言中提供的循环程序结构、条件分
支结构是解决实际问题的突破口。在此，可简单提示同学，程序的执行并非从第一条指令顺序招待到最后一条指令。
5. 2 QBASIC 语言简介
5. 2 . 1QBASIC程序的组成
QBASIC程序的组成是QBASIC语言编程的约定，也是程序编写时必须遵守的法规。对此，教师应对比具体的例程说明，避免空洞地说教，否则说了学生也记不住。
5. 2 . 2常量和变量
常量和变量是计算机语言中的基本概念，教学时同样应通过具体的例子说明，以帮助理解。
5.2. 3变量的数据类型
变量的数据类型是计算机语言所特有的（一般在数学中不区别变量的类型），原因是不同的数据类型，计算机的存储空间和方式不同。所以，在编写程序使用变量之前，须说明变量的数据类型。对此，学生是能够理解的。
5 . 2 . 4QBASIC语句的格式
基本格式：语句定义符语句体
这里建议：以例程2讲解语句的格式，同进说明各语句的功能。程序都是一些简单的巩单词，学生在理解上应该没有障碍。
5 . 2 . 5QBASIC 的函数
计算机语言中的函数相当于数学中的公式。用 QBASIC语言控制机器人的动作使用得最多的函数是 MOTOR和SLEEP，应该说这两个函数都不难理解。我们可通过延长机器人运动的时间或提高机器人的运动速度等具体问题，帮助学生理解它们。
第6课程序设计流程图
目的意义概述：学习了计算机语言，接下来就可以用计算机语言编写程序，解决具体问题了。本课的目标是了解程序设计的一般步骤及流程图，学会用流程图表示问题的解决过程。
本课首先通过让机器人走正方形这一任务，说明程序设计的一般步骤，再在此基础上引入程序流程图的概念及表示方法。最后通过“前方有障碍，STOP ”这个
具体实例的应用，让学生亲历，问题分析、机器人的搭建，程序设计和编写、调试的过程，从而构建分析问题、解决问题的思路和方法。流程图是本节的重点。建议用两课时完成。
6. 1程序设计的一般步骤
本小点学生不难理解，可略讲。值得注意的是应让学生理解“算法”这一概
念。
6. 2程序流程图
程序流程图是本课的重点，首先可通过图 6-1说明，像这样用图框描述解决问题或执行任务的方法、思路或算法的图叫程序流程图；然后再引导学生观察，不同的操作用不同形状的框表示，箭头表示了计算机处理或执行的逻辑顺序。
建议第一课时到此为止，剩下的时间可让学生画出送餐机器人程序的流程图，通过实物展台或视频展示的方法，讲评学生作业，以检查学生的掌握情况。
最后总结流程图的优点。
6. 3应用举例：前言有障碍，STOP !
本小节是前部分知识的具体应用，对学生来说问题是全新的。教材提示的问题简单，目的是把学生的注意力和思维放在问题的解决方法和过程上来，而不是自怎样求解这个问题。
6. 3 . 1任务描述
任务描述也是任务解决需达成的目标，可以说在机器人活动中，能准备描述出任务目标，任务已经解决一半了。建议通过动画或视频演示说明任务达成目标。
6. 3 . 2任务分析
在机器人活动中，任务分析常常要从两方面去思考，一是机器人的硬件搭建，二是程序实现的可行性。这两者常常又是相辅相成的，也就是说，不同的搭建需要不同的程序。有的老师可能会认为机器人的搭建不是信息技术的内容，而我们认为，机器人的搭建不仅是信息技术的内容，而且是重要内容。试想，机器人感受其周围环境，不正是感测技术吗？
本节的任务分析，建议让学生讨论。首先作为机器人来说，它怎么感受到有无障碍物，自然同学们会想到，需要有一个检测是否有障碍物的元件；第二，机器人的行为动作是怎样的？无障碍物怎么办？有障碍物怎么办？
6.3. 3机器人的搭建
这里机器人的搭建很简单，教师可先搭好，让学生观察，认识红外避障传感器。教师应可通过实物投影仪讲解红外避障传感器的结构。
6.3. 4设定检测距离
红外避障传感器是感测技术的常用传感器，对此学生也很容易理解。教学时，应注意讲清楚检测距离的调整方法。有条件的学校可分组实验。
6.3. 5程序流程图
这个程序流程图比较简单，可让学生讨论完成。
6. 3 . 6QBASIC 程序
程序的实现方法很多，可能成为难点的是红外避障传感器检测到有无障碍在程序中的表达式是怎样的。
可用下面的表格表示：
建议：如果学生能力强的，可引导学生讨论程序的编写；对于能力一般的，只要求能理解程序就行了。
最后，下载程序，运行，调试，根据机器人停止点距障碍物的距离，教师可适当调整距离，让学生体会检测距离的作用。
探索活动：
机器人前方遇障碍，右转90度后继续直线前进。这个任务是应用举例的延续，可引导学生在前一任务的基础上修改。
第7课机器人的“感觉器官”
目的意义概述：通过前一课的学习，我们知道机器人可以通过红外线传感器感知障碍。本课类比人的感觉器官，认识机器人的传感器，了解几种常见传感器的原理和作用。教材安排了三个探究性实验，建议用二课时，第一课时完成 7.1-7.3，第二课时完成7.4-7.5 和探究活动。
教学时始终应让学生明白一个道理，那就是，机器人与机器最显著的区别在于，机器人对外界环境具有逻辑判断和思维的能力。那么，机器人是如何感觉环境变化的呢？它是靠各种传感器。传感器实质上是一些特殊的电子元件或装置，它能感受或响应特定的被测量的物理量或化学量，并将其转化为电信号。
7. 1机器人的“嘴巴”和“耳朵”
明确机器人的“嘴巴”和“耳朵”其实就是机器人的发声和听觉装。教学时让学生了解，目前人们还只能让机器人感知声音的有无或强弱，还不能识别音色。要让机器人认识人的声音，还有待科学家的努力。
简单的声控传感器很容易实现，教材介绍了纳英特机器人的声控传感器。教学建议：
1、认识纳英特声控传感器；
2、明确纳英特声控传感器是模拟传感器，检测环境声音的相对强度；
3、会正确连接纳英特声控传感器；
4、将“实验一：检测环境声强的相对值”作为探究性实验。
7. 2机器人的“眼睛”
视觉传感器是机器人身上至关重要的传感器。由于目前还找不到能代替人眼这样精密的视觉传感器（既能分辨颜色，又能判断距离）。人们只好根据不同的用途制作出不同的视觉传感器，如有检测距离的红外传感器或超声波传感器；有能分辨颜色的光电传感器或灰度传感器。
教学建议：教材对红外传感器和灰度传感器的原理叙述十分清楚，学生易于理解，可指导学生阅读。活动重点应放在“实验二：检测迷宫场地地面和白线的灰度值” 上。当然，也可检测不同物体表面颜色的灰度值。
如果是使用乐高光电传感器，也可以检测不同颜色的物体的光值。
7. 3机器人的“鼻子”
机器人的鼻子其实就是一个烟雾传感器。建议教学时简单介绍。
7. 4机器人的“触觉”
机器人的触觉传感器很多，教材中只介绍了触碰传感器和温度传感器。教
学建议：由于有前面的基础，本节的实验三，可以让学生自主探究完成。
7 . 5机器人的能源
机器人的能源一般来源于电池的化学能。
探索活动：
本课的探究活动效果明显，趣味性强。建议创造条件让学生动手去做。
第8课机器人走迷宫
目的意义概述：前面学习了机器人的传感器和程序的编写。作为应用，教材选用了机器人走迷宫，目的是通过机器人走迷宫问题的分析和求解，培养和提高学
培训课程体系介绍_图文.
格物斯坦机器人培训课程体系介绍 主编:刘仁串 课程设计 年 声音传感器灰度传感器红外接收器超声传感器触碰传感器MP3模块温度传感器光强传感器1 2 3 4 5 6 7 8 磁敏传感器触摸传感器语音识别传感器陀螺仪传感器指南针传感器蓝牙传感器 9 10 11 12 13 14 GC-100J 摩卡精灵刷卡式编程 GC-100 GSP图形化编程软件 GC-500 多套编程软件 GC-300 GLP图形化编程软件 5岁课程
本课程是针对5岁的学生而设置的机器人课程,共分为4个单元,每个单元8节课,共32节课。学生每人1套机器人器材,每次课1.5小时。让学生在动手设计机器人的过程中认识LED灯的用法,认识控制和刷卡器的操作方法。了解触碰、声音、灰度等的开关作用,理解红外遥控传感器的原理和作用。理解输入和输出。了解花蟹、青蛙等动物的生活习性和运动方式。了解棒球、高尔夫等球类运动,了解电机转动的控制方式。学会简单督查刷卡编程的方式及无线遥控机器人。 课程目录 6岁课程 本课程是针对6岁学生而设置的机器人课程,共分为2个单元,每个单元16节课,共32节课。学生每人1套机器人器材,每次课1.5小时。在“游戏规则”这个单元中,让学生在动手设计各种好玩有趣的运动或游戏机器人的过程中认识控制和刷卡器的操作方法。了解触碰、声音、灰度、超声等的开关作用,了解冰球球、篮球类运动,了解电机转动的控制方式。在“环球旅行”单元中,让学生设计各类机器人解决在环球旅行过程中遇到的困难。在设计机器人的过程中理解输入和输出,学会简单刷卡编程的方式控制机器人,形成简单的编程思维,了解直升飞机、雷达等工作原理。 本课程是针对7岁学生而设置的机器人课程,共分为8个单元,每个单元4节课,共32节课。学生每人1套机器人器材,每次课1.5小时。学生在动手设计各种好玩有趣的机器人的过程中认识控制和刷卡器的操作方法。了解触碰、声音、灰度、超声和红外遥控等传感器的工作原理和作用,了解电机转动的控制方式。探索齿轮传动、带轮传动、蜗杆传动、齿轮齿条结构的原理和作用,开始系统学习机器人的结构设计和传感器控制。同时,学生会丰富各类学科知识。例如在“极品飞车”这节课
《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
乐高教案
教学内容（课题） 初识乐高积木与乐高交朋友:了解机器人、 教学目的知识与技能：认识新环境中的新朋友，成立团队，激发兴趣，热爱生活，热爱科技，建立自信心。 过程与方法：介绍乐高机器人，多媒体展示以往机器人比赛片断，制定公约，展示机器人套 装。 教学重点及难点 重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。 难点：让学生主动发挥联想，积极动手实践，激发兴趣，发挥联想，以机器人结合生活应用，参与讨论表达 教学过程。 一、 提问（12分钟） 1、 大家能说说，什么是机器人吗? (认知过程) 抢答提问后，老师作引导性说明。 GOOGLE 网络定义：机器人是自动控制机器（Robot ）的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等）。 机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，从60年代初问世以来，经历四十多年的发展已取得长足的进步。 在制造业中，工业机器人甚至已成为不可少的核心装备，世界上有近百万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。 机器人的出现是社会和经济发展的必然，它的高速发展提高了社会的生产水平和人类的生活质量。 2、大家所见到过的机器人有? (记忆发掘，联想) 服务机器人可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹…… 3、机器人能为我们做些什么? (结合生活发挥联想) 在现实生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等；有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等；有些工作 人员无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干，比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等……这些人们干不了或干 不好的领域变成了机器人大显身手的舞台。 4、为什么我们要学习机器人，创造机器人人? 机器人能为而类服务。能帮助我们做一些人类比较困难或者无法解决的问题。例如以上所说的，深海探密、空间探索等。 5、机器人需要吃饭吗?(引发兴趣，开口讨论) 情感态度与价值观：开拓视野，激发对科技的兴趣，热爱生活。 教学重点及难点 点 重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。 应用，参与讨论表达。 提问（12分钟）
机器人课程考核大作业-2013年概要
《机器人技术基础》课程考核大作业 一、进行课程学习考核(大作业形式的目的: 工业机器人系统设计是专业选修课的一个理论与实践相结合的教学环节,是机械类基础课程的延伸,可以巩固和加强机械类基础课程学习和工程应用知识的拓展,可以为毕业设计和就业工作打下良好基础,其目的是: 1、通过资料查询与整理,联系生产实际,运用所学过的知识,使学生得到对课题的论证与分析、问题解决对策、自主学习、团队合作等能力的培养。 2、利用机械类的前序课知识,学会并掌握工业机器人系统设计的特点及方法,学会并掌握工业机器人系统设计中“总体方案设计” 、“参数设计” 、“组成机构原理与分析” 、“机械结构装置设计” 、“控制系统设计”等方面的一般方法和技术要求。 3、加强机械设计中基本技能的训练, 如:设计计算能力, 运用有关设计资料、设计手册、标准、规范及经验数据的能力,以及机械、电气系统的综合运用能力。 二、同学可以选择的课题领域: 1. 玻璃、陶瓷加工业用的工业机器人 2. 化学工业中应用的工业机器人 3. 建筑行业应用的工业机器人 4. 塑料工业中应用的工业机器人(如:装配、搬运 5. 用于包装工业的工业机器人 6. 电气和电子工业中应用的工业机器人:工件搬运和存放的工业机器人 7. 特殊行业应用的工业机器人(如:医疗、残疾、家庭
8. 用于金属生产和加工的工业机器人 9. 用于木加工业的工业机器人:木加工行业装配和搬运的工业机器人 10. 用于食品供应和加工的工业机器人:食品工业中的装配和搬运的工业机器人 11. 承担复杂机具搬运任务的工业机器人 12. 搬运和托盘堆码应用的工业机器人 13. 普通机械制造领域的装配和搬运作业的工业机器人 14. 用于机床上下料件的工业机器人 15. 用于粘接和密封的工业机器人 16. 用于金属生产和加工的工业机器人 17. 锻冶场所装卸的工业机器人 18. 金属生产和加工业的装配和搬运的工业机器人 19. 用于压铸和注模成型机装卸的工业机器人 三、设计内容与要求: 1.介绍所选工业机器人系统的组成及各部分的关系,理解其机、电组成系统的要求(包括:需求分析、功能分析与分解、功能求解与集成、设计方案的形成、方案的评价等,掌握工业机器人系统方案设计的主要进程以及各阶段的主要工作内容,初步领会工业机器人系统的设计方案及一般程序。 2.介绍工业机器人系统的总体设计的概念及一般过程,包括明确总体布局设计的内容, 掌握总体布局设计的要求,以及确定主要的技术参数、总体设计图的内容。
工业机器人专业简介
项目工程设备操作和管理等工作。 主要职业能力 1．具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2．具备新能源（太阳能、风能等）工程装备操作和管理能力； 3．具备简单机械设备的拆装、调试与维护能力； 4．具备简单机床的操作、加工与零件设计能力； 5．具备新能源（太阳能、风能等）装备性能测试和维护管理能力； 6．具备新能源（太阳能、风能等）装备现场安装和生产调试能力； 7．掌握新能源（太阳能、风能等）装备的生产流程和制造工艺； 8．熟练运用计算机处理工作领域内的信息和技术交流。 核心课程与实习实训 1．核心课程 机械制造基础、机械设计基础、机械制图与CAD、电工电子技术、PLC系统编程与维护、典型光伏生产设备应用与装调、典型风机生产设备应用与装调、生产设备检测技术等。 2．实习实训 在校内进行机加工、CAD、光伏组件生产、小型风机装配、光伏生产设备装调、风机生产设备装调等实训。 在新能源生产设备制造企业进行实习。 职业资格证书举例 机电工程师维修电工 衔接中职专业举例 机电设备安装与维修 接续本科专业举例 新能源科学与工程 5603 自动化类 专业代码560301 专业名称机电一体化技术 基本修业年限三年 培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握机械加工技术、电工电子技术、检测技术、液压与气动、电气控制技术、自动生产线技术及机电设备维 377
修等基本知识，具备机电一体化设备操作、安装、调试、维护和维修能力，从事自动生产线等机电一体化设备的安装调试、维护维修、生产技术管理、服务与营销以及机电产品辅助设计与技术改造等工作的高素质技术技能人才。 就业面向 主要面向机电一体化设备制造和应用企业，在机电一体化技术及工业自动化技术领域，从事机电一体化设备操作、安装调试、维护维修、现场技术管理、服务与营销，以及机电产品的质量检验和质量管理、机电产品辅助设计与技术改造等工作。 主要职业能力 1．具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2．具备机电设备和自动化生产线的安装、调试、运行和维护维修能力； 3．具备一般机电一体化设备营销和售后服务能力； 4．具备进行装备制造类企业生产现场技术管理的能力； 5．具备机电产品质量检验和管理能力； 6．掌握阅读及绘制零件图、装配图、原理图和接线图的方法，能识读机电产品和自动化生产线装配图、接线图； 7．熟悉机电一体化设备操作规程与规范，能正确使用工具、量具、仪器仪表及辅助设备； 8．熟练操作机床完成工件加工。 核心课程与实习实训 1．核心课程 机械制图、机械设计与加工、气动与液压技术、电工与电子、电气控制与PLC、自动生产线、工业机器人技术、机电设备维护维修与管理等。 2．实习实训 在校内进行钳工、机加工、数控加工、电子产品设计与制作、小型设备电气系统安装与调试、自动生产线安装与调试等实训。 在机电一体化设备制造和应用企业进行实习。 职业资格证书举例 机修钳工数控机床操作工电工 衔接中职专业举例 机电技术应用机电设备安装与维修机械制造技术 接续本科专业举例 机械电子工程机械设计制造及其自动化 378
乐高机器人初级课程
乐高机器人初级课程 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012
乐高机器人初级课程 编号：295 发布时间：2011-08-18 截止日期：地区： 适合2-3个学生为一组搭建和编程设计机器人方案。共431个组件的套装中包括一个NXT可编程的微型电脑，一块可充电的锂电池，三个伺服电机，二个触动传感器，一个光电传感器，一个超声波传感器，一个声音传感器，三个灯以及足够课堂教学所需的乐高积木。另外还有3根连接RCX传感器或马达的转换线，1根USB导线，以及分类盒和搭建手册等。 关健学习价值： 1.介绍机器人以及机械工程的概念。 2.收集、翻译数据，进行科学调查研究。 3.学习如何在团队工作中解决问题。 9797教育版和8527玩具版的分别: 9797 多了以下超级好用又超值的东西: 1. 多了玩具版没有的,一颗锂电池 2. 比玩具版多一个触觉传感器,所以有二个!! 3. 多了玩具版没有的,三个灯炮
4. 多了一个精美的储存胶箱(没有售卖) 5. 多了三条转接线可转接前一代的传感器及马达,等于是向下兼容!! 8527 较优胜的东西: 1. 组件数目8527有557件，而9797只有431件。 2. 9797可购买9648配件库671件，大幅增加配件数量。 3. 8527内附正版软件，而9797需额外购买正版软件。 两者软件基本上是相同的，分别在于软件内的教程不同。 8527的称为robo center，而9797的称为educator center。 8527教砌3个机械人，而9797则有40个教程
机器人课程介绍
第1课机器人简介 目的意义概述：本课以科普的形式介绍机器人的发展及应用，并在此基础上初步给出机器人的定义；机器人的分类和机器人的基本组成；最后向学生介绍了款教学机器人。 1．1什么是机器人？ 本节以科普的形式机器人的诞生及其广泛应用，并简单地给出了“机器人的定义”。教学中让学生在自学的基础上，通过上网了解更多的机器人诞生的背景，目前的应用范围以及科学家目前的努力方向。关于机器人的定义目前国际上还没有准确的定义，因此让学生理解什么是机器人，机器人与普通机器人的主要区别是什么就可以了。 1．2 机器人的分类 与计算机的分类一样，机器人按照不同的分类方式有着多种不同类别的机器人，教材中介绍了多种分类机器人。同样建议在教学中采用自学和上网探究的学习方式，主要是了解各种不同类型的机器人的应用情况，以及在我国现阶段机器人工业机器人、服务机器人以及仿人型机器人主要有哪些方面的应用。 1．3常见教学机器人简介 教材在介绍各种教学机器人的基础上，主要介绍了乐高机器人和纳英特机器人的特点。有条件的情况下，一定要向学生展示和演示教学机器人完成任务的过程，以提高学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。 1．4机器人的基本组成
本节教学中应让学生明白，机器人系统与计算机系统一样，包括硬件和软件两部份。机器人硬件包括思维器官、动作器官和感应器官，而软件系统包括操作系统和高级计算机语言编程系统。 同时应让学生明白机器人学习中，主要是学习科学家是如何分析问题，并针对问题设计和搭建机器人来解决问题的。重点应落实到分析问题和解决问题的方法上。上学生树立信心：随着机器人的技术的不断提高，设计和制作自己的机器人是完全可行的。 第2课机器人的编程系统 目的意义概述：本课通过实际操作纳英特机器人和乐高机器人了解和学习机器人的编程系统。教学时可根据学校的实际，选用一种类型的教学机器人实施教学，教师应尽可能的创造条件让学生有机会亲自操作，至少应能给同学演示。本课的重点是机器人与机器人的连接方法、为机器人下载操作系统。学生的兴奋点在如何让“机器人前进”的任务上。 概述：首先让同学明确，机器人的微处理器实际是一台微型计算机，它只懂得机器语言，不同类型的机器人一般都有自己专门的操作系统。另外，由于机器人的微处理器体积小，功能简单，一般不提供直接编程。因为大多数情况下人们都需要在计算机上为机器人编写程序，再通用下载线将程序下载到机器人内存中，以便控制机器人的行为。 2．1纳英特机器人编程系统 本节重点介绍纳英特机器人编程环境，纳英特机器人与计算机的连接方式以及如何为纳英特机器人下载操作系统和程序，最后通过一个简单的实例——让机
工业机器人应用技术课程标准
工业机器人应用技术课 程标准 The manuscript was revised on the evening of 2021
工业机器人应用技术课程标准 一、课程基本信息 先修课程：机械设计基础、电气控制与PLC、机电设备故障诊断与维修 后续课程：工业机器人现场编程、自动化工业生产的安装与调试 课程类型：专业选修课 二、课程性质 工业机器人技术是一种综合性的机电一体化技术，包括传动机构、伺服系统、数据处理、人机对话以及与机器人工作性质对应的控制功能等。 本门课程致力培养学生具有机器人安装、调试和维护方面等基础知识的专业选修课，课程理论和应用技术紧密结合，使学生能在较短的时间内了解生产现场最需要的工业机器人的实际应用技术。 三、课程的基本理念 以典型案例为载体，设计课程结构；以职业岗位能力要求为基础，改革课程内容；以职业素质培养为主线，提升学生职业能力。 四、课程设计 该课程以工业机器人常用的技术原理与应用知识为载体，让学生了解工业机器人基本原理和应用技能为目标，选取基本工业机器人的机械机构和运动控制、基本操作、搬运机器人及其操作应用、码垛机器人及其操作应用、焊接机器人及其操作应
用、涂装机器人及其操作应用、装配机器人及其操作应用等内容，采用任务驱动的方式组织教学内容，以典型案例为载体讲述工业机器人的基础知识，培养学生了解和掌握工业机器人应用能力。教学的过程是：案例导入→相关知识→案例讲解→知识拓展。 五、课程的目标 （一）总目标 通过本门学习领域课程工作任务的完成，使学生了解工业机器人的分类、特点、组成、工作原理等基本理论和技术，掌握工业机器人的使用的一般方法与流程，具备工业机器人选型、操作以及工作站设计等解决实际问题的基本技能，使学生达到理论联系实际、活学活用的基本目标，提高其实际应用技能，并使学生养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过教学过程中的案例分析强化学生的职业道德意识和职业素质养成意识以及创新思维的能力。 （二）具体目标： 1、知识： 通过本课程的学习，使学生掌握工业机器人的结构，工业机器人的环境感觉技术，工业机器人控制，工业机器人系统等方面的知识。 2、能力 （1）了解如何操作工业机器人，完成简单的动作。 （2）掌握各种工业机器人的构造原理以及特点。 （3）能分析出简单的故障所在。 （4）能设计出简单的末端操作器。 3、素质
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。
LEGO机器人编程课程汇总
L E G O机器人编程课程汇总 Prepared on 24 November 2020
LEGO机器人课 行走训练2 制作机器狗利用“移动转向”模块，让机器狗活动起来 史纳菲要开始工作了 前一堂课机器狗的造型，完成指定任务，熟练使用“移动转向”模块到达目的地。 帮忙穿越火车轨道 路闸，或是小区栅栏门，如图 利用“等待”模块，编写触碰按钮后，开门及关门的程序 请买票 利用颜色传感器搭建检票闸机 作品用电机带动十字转门即可。 等待颜色传感器识别到正确的颜色，电机才旋转开门，可加入声音模块，程序块状态灯等模块丰富。 到楼上去 作品为无障碍升降梯，轨道完成难度较大，故利用平行四边形实现 作品可加入涡轮箱自锁 通过端口查看，观察电梯到达指定位置电机旋转了多少角度。注意角度正负号，代表电机旋转的方向。测试前注意找到初始位置电机相应字母重置电机角度为0。 两个触动传感器，按1号上楼，2号下楼。并使用多任务的模式 跟踪警犬 利用超声波传感器作为狗头，测量前方距离，学习切换模块。 此作品需要急刹车，可制作趴着的机器狗，达到降低重心，提高稳定性的目的。
制作一辆小车也可以，安装好超声波传感器即可。 切换模块为可视为一个条件判断，分成两种情况，满足条件与不满足条件。 如图：超声波传感器测量距离＜50cm 为设定的条件，满足条件代表车辆距离目标＜50cm，过于接近，所以后退，反之前进，加入循环不断判断与目标之间距离和50cm之间的关系。 跟踪机器狗 利用颜色传感器的测量反射光线强度的功能来区分两色，实现沿线（两色交界线）走。 作品为趴着的机器狗或者小车皆可。要求前方有一颜色传感器，探头对这地面，距离1cm左右，以内为佳。 端口查看测试两种颜色光线强度数据并记录，取平均值，例如： 黑白平均值 14 86 50 即测得强度大于50为白色，反之为黑色。 超级警犬 携带武器的机器狗或小车，武器可利用复合杠杆完成。用一个电机带动活动即可 程序为一直向前走巡逻，发现距离比较接近的目标停下，发起攻击，转向离开继续巡逻。 医生 将EV3直立，以显示屏为机器人脸部，搭建一个机器人，有一处平台，用途为放置卡片，并使其能被颜色传感器探测到（距离1cm）。最好加装一个触动传感器，卡片放稳后，触碰触动传感器再识别颜色，较为准确。 利用颜色传感器测量不同颜色，发出不同声音。
《虚拟机器人》校本课程活动教案
《虚拟机器人》校本课程活动教案
课时：课时 展示范例机器人激发学生搭建兴趣。 师：同学们，上节课我们初步了解了虚拟机器人的平台，这节课，我们来试试搭建属于我们自己的第一个机器人。 一、进入操作界面 首先请大家陆平台，然后点击“搭建机器人”选项，进入机器人搭建操作界面。老师先来带着大家了解一下这一界面的基本功能划分。 模型面板：包含机器人所有模型，有控制器、驱动、安装块、传感器和其它大类。 模型列表：列出各个模型分类中所有模型。 模板列表：用户创建的模板，模板可保存经常使用的模型组合。 菜单工具栏：有文件、功能和操作个菜单，菜单下有相应的工具栏命令。 属性面板：在属性面板中设置直流电机、伺服电机、传感器的属性。 机器人信息：查看机器人零部件的数量，机器人的重量、尺寸等信息。 机器人编辑区：用于构建机器人的操作区，完成机器人零部件的安装等操作。 视角控制面板：调整查看编辑区的视角，完成视角旋转、缩放、移动等操作 二、探索尝试 通过老师的介绍后，大家应该对这些功能区有所了解了。现在请同学们动动脑，动动手，从模型面板中选择自己喜欢的模型，放到机器人编辑区，注意视角的控制和安装点的点选，看谁能组装出属于自己的第一台机器人！ 三、问题解决 （一）、机器人搭建首先需要选择好控制器，这是机器人的主体，没有控制器，其他的零件是无法起作用的。 （二）、控制器安放是有方向的，编辑区蓝色坐标轴的方向为机器人前方，学生容易出现错误。（三）、在旋转视角时，切忌用鼠标左键进行拖动，这会改变机器人零件的实际位置。而应该使用视角控制按钮或者鼠标的右键和滚轮来进行视角切换。 （四）、轮子是和电机安装在一起，电机再和控制器连接起来，而不是直接把轮子安装到控制器上。 教师在巡视指导过程中，发现问题，适时引导讲解。 四、拓展延伸 其实在机器人搭建的过程中，我们还可以使用一些小技巧来提高搭建的效率。教授“模板”的使用方法，把一些多次使用的零件组合创建为模板，可以直接拖出来重复使用。 五、秀一秀 通过电子教室“学生演示”的功能，请同学们来展示一下自己的个性机器人，大家来评评谁最有想象力和创造力。 学生点评，教师总结。
机器人课程
远播教育网课程推广用课程体系介绍 一、课程名称：科技兴趣（3大主题、每主题15次课） 适用对象：3-4岁的幼儿 教学目标： 1、认识基本的零件，掌握零件的外形特征及基本拼接方法； 2、了解家居、社区、城市中常见构造物的特点和功能； 3、掌握主题作品的基本搭建方法； 4、培养孩子的搭建和创意兴趣； 5、初步锻炼观察力、语言表达能力和空间想象力等。 课程介绍： 该阶段以家居、社区、城市为主题，通过系列主题作品搭建和互动交流，让孩子认知周围世界，强化情感认知，训练孩子小肌肉群的发展和脑力的开发，锻炼孩子的动手能力，培养孩子的耐心和语言表达，同时，在对器材熟悉的基础上建立空间的概念，并发展孩子的想象力。 课程主题：甜蜜的家、欢乐社区、美好城市 课程优势; 1、旨在促进儿童“认知、社会化/情绪、身体动作和语言”四大领域的发展； 2、充分尊重孩子个性； 3、引导式教学方法。 使用教材：森孚科技兴趣套装 二、科技启蒙（3大主题、每主题15次课） 适用对象：4-6岁的幼儿 教学目标： 1、认识较为复杂的零件，掌握零件的形状、拼接规律及六面拼接法； 2、学会动物、交通工具、建筑物主题作品的搭建； 3、初步探索动物体型、生活习性与环境之间的关系； 4、简单了解运动与结构之间的关系； 5、初步掌握常见建筑构造物的建造方式、基本结构、特点和用途； 6、培养认知与探索的兴趣，在一定程度上发展想象力和创造性。 课程介绍： 该阶段以动物、交通工具、建造结构为搭建主题，通过设问方式，激发孩子的好奇心，引导孩子进行思考和探究，认知自然界的奥秘；在搭建的过程中，让孩子寻找规律、掌握零件动态连接方法，同时鼓励
机器人课程介绍
第1课机器人简介 目的意义概述:本课以科普的形式介绍机器人的发展及应用,并在此基础上初步给出机器人的定义;机器人的分类与机器人的基本组成;最后向学生介绍了款教学机器人。 1.1什么就是机器人？ 本节以科普的形式机器人的诞生及其广泛应用,并简单地给出了“机器人的定义”。教学中让学生在自学的基础上,通过上网了解更多的机器人诞生的背景,目前的应用范围以及科学家目前的努力方向。关于机器人的定义目前国际上还没有准确的定义,因此让学生理解什么就是机器人,机器人与普通机器人的主要区别就是什么就可以了。 1.2 机器人的分类 与计算机的分类一样,机器人按照不同的分类方式有着多种不同类别的机器人,教材中介绍了多种分类机器人。同样建议在教学中采用自学与上网探究的学习方式,主要就是了解各种不同类型的机器人的应用情况,以及在我国现阶段机器人工业机器人、服务机器人以及仿人型机器人主要有哪些方面的应用。 1.3常见教学机器人简介 教材在介绍各种教学机器人的基础上,主要介绍了乐高机器人与纳英特机器人的特点。有条件的情况下,一定要向学生展示与演示教学机器人完成任务的过程,以提高学生的感性认识,激发学生的学习兴趣。 1.4机器人的基本组成 本节教学中应让学生明白,机器人系统与计算机系统一样,包括硬件与软件两部份。机器人硬件包括思维器官、动作器官与感应器官,而软件系统包括操作系统与高级计算机语言编程系统。 同时应让学生明白机器人学习中,主要就是学习科学家就是如何分析问题,并针对问题设计与搭建机器人来解决问题的。重点应落实到分析问题与解决问题的方法上。上学生树立信心:随着机器人的技术的不断提高,设计与制作自己的机器人就是完全可行的。 第2课机器人的编程系统 目的意义概述:本课通过实际操作纳英特机器人与乐高机器人了解与学习机器人的编程系统。教学时可根据学校的实际,选用一种类型的教学机器人实施教学,教师应尽可能的创造条件让学生有机会亲自操作,至少应能给同学演示。本课的重点就是机器人与机器人的连接方法、为机器人下载操作系统。学生的兴奋点在如何让“机器人前进”的任务上。 概述:首先让同学明确,机器人的微处理器实际就是一台微型计算机,它只懂得机器语言,不同类型的机器人一般都有自己专门的操作系统。另外,由于机器人的微处理器体积小,功能简单,一般不提供直接编程。因为大多数情况下人们都需要在计算机上为机器人编写程序,再通用下载线将程序下载到机器人内存中,以便控制机器人的行为。 2.1纳英特机器人编程系统
工业机器人技术课程教学大纲
《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。 第八章机器人中的主要技术；（1学时） 现代机器人组成和功能、机器人的主要技术、机器人的分代与技术内容。 第九章机器人控制器；（1学时） 机器人控制器功能与组成、机器人控制方式、机器人的示教再现控制、计算机控制。
《工业机器人技术》课程教学大纲
《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 —
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 —
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
《工业机器人技术》电子教案.docx
XXXXXXXX）学院 教师课时授课计划 教师姓名 XXX 课程名称工业机器人技术授课时数4累计课时4 授课日期XXXX 年月日XXXX 年月日XXXX年月日授课班级工业控制 141 、 142XXXXX XXXXX 第1/2讲项目一：工业机器人应用技术概述 1、工业机器人的行业应用领域。 知识点2、工业机器人的种类品牌机器特征。 教学目标 3、工业机器人的类型与基本组成结构。 能力培养了解并掌握工业机器人的基本功能、结构及在自动化生产中的应用。 教学重点工业机器人的类型、品牌、市场及其功能应用分析。 教学难点工业机器人的类型与基本组成结构。 教具XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 作业复习本节课程的内容、预习下一讲课程内容。 教学内容 ---- 过程教学方法说明 时间（分钟）新课引入： 通过工业机器人在各个行业的十大典型应用视频引入视频与讨论结 介绍20 分合 本课题，了解工业机器人在自动化生产领域中的功能与作 用，工业机器人的使用安全规则。 典型行业应用介绍： 1、讲解工业机器人典型搬运领域的应用与分析。 2、讲解工业机器人典型焊接领域的应用与分析。 3、讲解工业机器人典型组装领域的应用与分析。视频讲授重点60 分 4、讲解工业机器人典型喷涂领域的应用与分析。 5、讲解工业机器人典型上下料领域的应用与分析。 6、讲解工业机器人典型分拣领域的应用与分析。 典型类型及品牌介绍：
1、讲解六轴工业机器人的功能及介绍。 2、讲解四轴工业机器人的功能及介绍。 视频讲授操 3、讲解高速并联机器人的功能及介绍。难点80 分 作 4、讲解双臂智能工业机器人的功能及介绍。 5、ABB/KUKA 安川 /发那科品牌工业机器人介绍。 7、讲解工业机器人的基本结构。 课堂小结总结介绍20 分 合计共180分 1
乐高机器人课程
乐高机器人课程 Lego Mindstorms（乐高机器人）是集合了可编程Lego砖块、电动马达、传感器、Lego Technic部分（齿轮、轮轴、横梁）的统称。Mindstorms起源于益智玩具中可编程传感器模具（programmable sensor blocks）。第一个Lego Mindstorms的零售版本在1998年上市，当时叫做Robotics Invention System (RIS)。最近的版本是2006年上市的Lego Mindstorms NXT。 乐高机器人套件的核心是一个称为RCX或NXT的可程序化积木。它具有六个输出输入口：三个用来连接感应器等输入设备，另外三个用于连结马达等输出设备。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。 机器人是一门涉及机械学、电子学、工程学、自动控制、计算机、人工智能等方面的综合性学科，以培养学生的科学素养和技术素养为宗旨，以综合规划、设计制作、调试应用为主要学习特征的实践性课程。在拓宽学生的知识面，促进学生全面而富有个性的发展上起着不可替代的作用。 随着科学技术的发展，特别是人工智能与机器人的结合，机器人不再局限于工业应用和研究所内，它已经进入教育领域。国内外教育专家指出，利用机器人来开展实践学习，不仅有利于学生理解科学、工程学和技术等领域的抽象概念，更有利于培养学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力。机器人教育在基础教育越来越受到人们的关注。 我国自2001年举办首届全国青少年机器人竞赛以来，在竞赛的带动与促进下，全国各地展开了校本课程、课外科技小组、选修课等丰富多彩的机器人教育活动。近年来，由于对机器人教育认识上的不足，机器人竞赛活动目标不明确等原因，我国机器人教育的发展受到一定程度的制约。 在课程改革的背景下，乐高从全国基础教育发展现状出发，构建科学、合理、切实可行的中小学乐高机器人教程体系，规范机器人教育，对我国今后机器人教育的蓬勃发展起着非常重要的作用，势在必行。 科学和技术素养是当今社会每个公民必备的基本素养。乐高机器人课程在培养学生的科学与技术素养方面有其独特的优势，机器人教育作为一门基础课程，要面向全体学生。 乐高机器人课程要为学生营造动手动脑、进行设计活动的环境，提供必要的设备和工具，倡导学生积极主动、勇于探索的学习精神，组织学生进行探索式学习，让学生充分动手实践，积极合作，主动探究。 乐高机器人更多信息可登入网站棒棒贝贝科技中心了解更多。 地址：上海市浦东新区杜鹃路68号。
斯坦福大学公开课《机器人学》课程简介
斯坦福大学公开课《机器人学》课程简介 01机器人历史及机器人的应用[ 主题：课程概要，机器人历史的视频，机器人应用，相关的斯坦福机器人课程，讲座和阅读计划，机械臂运动学，机械臂动力学，机械臂控制，机械力臂控，前沿论题 02空间描述，广义坐标 主题：空间描述，广义坐标，操作坐标，旋转矩阵，旋转矩阵实例，转化，齐次变换实例，操作方法，通用操作方法 03东芝公司开发的柔性致动器 机器人学导论第三课开始的视频介绍了东芝公司开发的柔性致动器，体积小，由气压驱动，可以简单模仿手脚的运动。接着本课介绍了齐次变换的几个功能：描述坐标系；旋转或平移矢量以及得到某一矢量在另外坐标系的描述，即映射。此外，还有作为运算式的齐次变换转换。齐次变换即为已知某个矩阵和多个坐标系时，将它们相乘即可。如果已知所有坐标系间的关系，基座也是固定的，于是就可以计算出末端执行器的位置，进而得到基座的位置。如果一组变换只有一个是缺失的，就可以通过它与其它坐标系的关系确定出来。表达式包括空间的描述和旋转的表述，具体来说就是如何在空间中定位末端执行器以及怎样把它移动到某个位置。最后本课讨论了如何运用三个角的表述来表示坐标系的变换、奇异性、固定角以及欧拉参数等问题，并围绕着这些基本问题讨论了欧拉角，旋转等具体实例。 04机器人“蜂鸟” 机器人学第四课主要介绍了如何通过各个连杆和末端执行器来控制一个机械手，也就是建立正运动学。本课首先播放机器人“蜂鸟”的视频来演示机械臂的快速工作过程，然后实际地利用学过的坐标系变换和描述来分析一个机械手。末端执行器通过连杆连接到基座上，连杆之间接有关节轴。用DH参数描述连杆，可以精确地定义坐标系。每一个连杆可以附着一个坐标系，通过设置不同的参数，进行坐标变换，最终得到一个可以用在所有坐标系中的总的变换，接着就可以建立正运动学了。 05灵长类仿生机器人 机器人学导论第五课主要介绍了悬臂运动的理论依据以及一个实际的例子。首先通过一个短片讲解了灵长类仿生机器人和悬臂运动的由来。接着通过讲解一个RPRR（转动-移动-转动-转动机制）的例子来告诉同学们如何具体实现上述运动。课程的后半段，在一个真实的机械臂例子中，教授介绍了找到这个臂的正运动学的基本步骤，即首先要知道DH参数并计算与其相关的变换来得到机器人的变换，进而找出末端执行器处的XYZ，通过关节角和移动关节的位置得到末端执行器的姿态。 06瞬态运动学 机器人学第六课开始播放了关于链式机器人Polypod的视频片段，它们是可重构及模块化的，由连接杆和关节点组成。它可以通过伸长和缩回模式实现一系列复杂的诸如搬运和转弯的步态和运动。接下来教授开始运用之前讲过的雅可比矩阵来分析瞬态运动学：定位末端执行器，在坐标系中描述其位置和姿态。雅可比矩阵的模型在建立运动学的过程中非常重要。用一个简单的有两个自由度的例子可以说明上述的讨论过程。接着教授讲述了另一个例子：斯坦福沙因曼机械臂是如何伸展的，通过微分运算求得关于位置和姿态的雅可比矩阵，从而得到机器人的线速度和角速度。接着讨论了物体绕某一固定轴转动的时候，距离轴的