《创意机器人开发与实践》教学大纲

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

    本课程以德国慧鱼公司的基础产品作为主要对象，结合大、中学校创新实践课程改革，强调自主创意、动手实践、机电控制、传感等多项技术综合，具有一定的先进性、启发性和实用性。

本课程是一门关于机械与电子相结合的选修课程，面向全院大一、大二理工科学生开设。目的是以慧鱼系列化创新模块为载体,开展实践教学活动, 帮助学生更好地加强动手能力，让学生熟练的掌握各种机构的使用方法和组装方法，实现机器人完成预定编程动作，引导学生去开发和创造更合理的机构。能够针对机电工程领域的复杂工程问题提出解决方案,熟悉机电系统设计规程,设计满足特定需要的机电产品和机电系统,在机械结构设计、电路设计、软件编程等方面体现创新意识。

    （二）课程目标

本课程以德国慧鱼公司生产的机电产品模型为对象，使学生通过实验了解机电一体化设备的组成和运行，学会分析设计机电系统的结构、性能，提高动手能力和创新技能，对创新和创造技法有一定的了解和应用能力。通过装配机电设备模型，对设备进行较为细致的观察和分析，从而完成综合性的设计训练过程。其具体目的是：

1.通过对动手组建模型，连线，编程，运行程序控制模型等各阶段学习后，对慧鱼创意组合模型的运作方法有一个初步的熟悉；

2.了解基本的机械结构和特点，掌握电、气动控制工业技术的基本概念、分类及特点；

3.了解电、气动元件的工作原理、种类和实际应用方式，电、气动控制系统的组成和结构掌握基本的电、气动控制技术的应用，了解现代自动化控制系统的结构和特点；

4.在模仿训练的基础上利用慧鱼创意模型零件拼装创新机构实物模型。

（三）  思政教育目标

1.由辩证唯物主义中的认识论，阐述如何发现科学问题，使学生在逻辑思维能力、抽象思维能力以及分析问题与解决问题的能力方面受到初步训练；培养学生辩证唯物主义世界观和科学思维方法。

2.阐述我国科学家控制领域中的贡献以及治学风范，增强文化自信和民族自豪感，宣扬工匠精神和社会主义核心价值观，引导学生做社会主义核心价值观的坚定信仰者、积极传播者、模范践行者。

3.机器人控制领域人才紧缺，以及中国对先进技术的迫切需求现状，增强学生对国家民族自强发展的紧迫感，激发和增强学生的民族自尊心和责任感。

4.通过项目实施过程及绩效评价表的科学设计，能够较客观合理地评价、考量每个小组从项目方案构思、设计、实施到调试验收整个项目运行过程，便于在较短的课程实训教学过程中，全面地体现项目合作运作的关键要素，同时将技术、管理、人文精神的要素融入评价方法，提升项目小组成员团队合作的原动力和凝聚力。令分层分类的考评更加灵活多样、科学人性。

二、课程目标达成的途径与方法

三、课程主要内容与基本要求

本课程具体内容与要求如下：

第一章：机器人介绍  了解机器人的发展历史，用途，类型，加强爱国强国教育。通过本章内容的教学，使学生了解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：机器人结构设计  通过本章内容的教学，使学生了解慧鱼机器人的特点，掌握基本零件的装配、连接线的制作和基本走线方法。　

第三章：机器人驱动装置  通过本章内容的教学，使学生掌握常用驱动装置的应用场合和安装方式，同时学习拓展使用的设计方法。在设计过程中体会各个环节都要认真、细致、严谨、耐心、坚持，培养学生分析问题、 解决问题的能力、团队协作能力及勇于探索、勇于创新、追求真理的科学精神。

第四章：机器人控制系统  通过本章内容的教学，使学生能够熟悉ROBO  TX控制器、ROBO TX软件的使用方法及编程方法学习。

第五章：机器人编程设计   通过本章内容的教学，使学生掌握常用的模块的使用方法。

第六章：机器人创新设计  加强和巩固前面的理论知识，题目分为基础篇、实践篇和挑战篇，按照慧鱼构建制作的4个阶段，逐渐提高，培养机器人设计与制作的能力，提倡创新。加强同学 间沟通、表达能力的培养。

四、课程学时安排

五、实践环节及基本要求

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。

六、考核方式及成绩评定

七、推荐教材与主要参考书

（一）推荐教材：机器人创新设计：基于慧鱼创意组合模型的机器人制作 ，景维华  曹双 著，北京：清华大学出版社，2014（2016.11重印）

（二）主要参考书：

1.《慧鱼创意机器人设计与实践教程》，曲凌，上海交通大学出版社，2015，2版

2.《机器人的创意设计与实践》 ，宗光华，北京航空航天大学出版社，2004

3.《慧鱼产品说明资料》

4.《慧鱼各系列搭建手册》