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《机器人创新实践》教学大纲

     编辑:詹雯    [发布时间]:2019-09-20    [浏览次数]:

 

《机器人创新实践》教学大纲

课程英文名

Robot Innovation Practice

课程代码

学分

1

总学时

16

理论学时

8

实验/实践学时

8

课程类别

公共基础课

课程性质

任选

先修课程

工程图学

适用专业

工科类专业

开课学院

工程训练中心

执笔人

邵铁锋

审定人

赵延波

制定时间

20185

注:课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课;课程性质是指必修/限选/任选。

 

一、课程地位与课程目标

(一)课程地位

机器人技术集机械学、计算机科学、控制工程学、电子工程学、生物仿生学等学科之大成,是一项综合性很强的技术。本课程依托于全国(省)工程训练综合能力大赛,是一门提高学生创新设计能力和实际动手操作能力的技术类课程。

 

(二)课程目标

1. 课程面向机器人技术发展趋势,及其与传统机电工程、 自动化、信息技术融合创新的新体系,实现学生的知识扩充和延伸;

2. 基于机器人开发套件,从兴趣出发,从细节入手,培养学生创新能力、实践能力;

3. 结合工程训练综合能力竞赛,培养学生敢于创新的行动能力和团队精神。

二、课程目标达成的途径与方法

课程以实践教学为主,结合课堂教学、自学、课堂讨论、课内实践与竞赛等。课堂教学主要为机器人相关技术及前沿知识科普、创新思维等;课内实践与竞赛为本课程主要内容,本课程以全国(省)工程训练综合能力竞赛为主线,在课堂内以小组形式讨论、自学相关知识,并将设计付诸实践,在课内小组间完成相关竞赛。

 

三、课程目标与相关毕业要求的对应关系

课程目标

课程目标对毕业要求的支撑程度(HML

 

 

 

课程目标1

 

 

 

课程目标2

 

 

 

 

 

 

 

四、课程主要内容与基本要求

第一章:了解机器人创新制作的概念、工程创新训练的意义等等;

第二章:掌握机器人的机械设计原则、常用机械零件、机械结构、动作机构;

第三章:掌握应用在机器人上的各种电子元件、芯片、传感器等的工作原理和使用方法;

第四章:掌握电源、电机控制以及常用电路的设计使用方法;

第五章:能够根据要求设计与搭建模块化机器人结构。根据理论知识,以小组为单位设计和完成具有一定功能的模块化机器人。

五、课程学时安排

章节号

教学内容

学时数

学生任务

对应课程目标

第一章

机器人基本的概念、工程创新训练的意义等概述

3

自学机器人相关概念,了解近3年工程训练大赛题目要求

课程目标1

第二章

机器人的机械设计原则、常用机械零件、机械结构、动作机构

2+2

完成简单机械结构组装

课程目标2

第三章

电子元件、芯片、传感器等的工作原理和使用方法

2+1

了解套件中相关传感器模块

课程目标2

第四章

电源、电机控制以及常用电路的设计使用方法

2+1

了解套件中相关电源设计模块

课程目标2

第五章

竞赛或展示活动:机器人循迹竞速赛

3

以小组形式参加课内竞赛

课程目标3

六、实践环节及基本要求

序号

实验项目名称

学时

基本要求

学生任务

实验性质

实验类别

1

机械零件基础用法

1

掌握固定、铰接等基础组装方法,了解层次、壁厚等概念

认识基本零件

综合

必做

2

主控板、扩展板、驱动模块、传感器等使用方法

2

主控板、扩展板、驱动模块、传感器等的基本组装技法、组装工具使用方法等练习

认识基本电路相关模块

综合

必做

3

电源、电机控制以及常用电路的设计使用方法

2

掌握电源电路、电机控制电路的基本原理,按要求实现相关电路设计与制作。

掌握竞赛相关常用电路设计

综合

必做

4

竞赛或展示活动:机器人循迹竞速赛

3

分小组实现机器人寻迹,并根据要求完成演示。

完成作品展示

综合

必做

注:1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等;2.实验类别指必做、选做等。

七、考核方式及成绩评定

考核内容

考核方式

评定标准(依据)

占总成绩比例

过程考核

含到课率、课堂讨论发言、平时作业等

课堂点名及平时实验情况记录

40%

期末考核

面试

最终竞赛成绩及作品展示、答辩

60%

考核类别

考查

成绩登记方式

百分制

八、推荐教材与主要参考书

(一)推荐教材:自编

(二)主要参考书:Arduino 机器人制作指南》,[] Gordon McCom著;唐乐译,科学出版社