《机器人建模与仿真》教学大纲 课程名称（汉）：《机器人建模与仿真》 课程名称（英）：Robot Modeling and Simulation 课程代码：263101031 课程类型：专业教育平台专业选修课程模块 适用对象：机器人工程专业三年级本科层次 学时/学分：48学时（其中理论32学时、实验16学时）/2.5学分 先修课程：《机械设计基础》、《机械制图》、《高等数学》、《线性代数》 方案版本：2021版 一、课程简介(150一200字) 《机器人建模与仿真》是面向机械制造自动化、机械电子工程、航空航天等 专业的一门研究生专业课程。本课程主要介绍机器人的基本原理及应用，阐述机 器人的性能仿真、运动与控制的基本理论与方法。通过本课程学习，使学生掌握 机器人的基本原理及知识，了解机器人运动模型的建立及性能指标的分析方法， 熟悉机器人的基本控制方法，为机器人的设计和应用提供技术支撑。 二、教学目标 课程目标1：掌握机器人运动学及动力学的基础理论与建模方法，掌握机器人控 制系统建模方法。 课程目标2：掌握Adams软件的仿真原理与基本操作，能熟练运用Adams进行串、 并联机器人的运动仿真。掌握基于MATLAB的控制仿真，能熟练运用Simulink进 行机器人的建模与仿真。掌握Adams与MATLAB的联合仿真方法。 课程目标3：培养运用数学方法及计算机软件分析、解决工程问题的能力。 三、课程目标对机器人工程专业毕业要求的支撑关系 毕业要求 毕业要求指标点（非认证专业可以省略本项内容） 课程目标 支撑 权重 问题分析 1、3 0.06 设计/开发解决方案 1、3 0.02 研究 1、2、3 0.07 使用现代工具 2、3 0.06 四、教学内容及其基本要求
《机器人建模与仿真》教学大纲 课程名称（汉）：《机器人建模与仿真》 课程名称（英）：Robot Modeling and Simulation 课程代码： 263101031 课程类型：专业教育平台专业选修课程模块 适用对象：机器人工程专业三年级本科层次 学时/学分：48 学时（其中理论 32 学时、实验 16 学时）/2.5 学分 先修课程：《机械设计基础》、《机械制图》、《高等数学》、《线性代数》 方案版本：2021 版 一、课程简介（150—200 字） 《机器人建模与仿真》是面向机械制造自动化、机械电子工程、航空航天等 专业的一门研究生专业课程。本课程主要介绍机器人的基本原理及应用，阐述机 器人的性能仿真、运动与控制的基本理论与方法。通过本课程学习，使学生掌握 机器人的基本原理及知识，了解机器人运动模型的建立及性能指标的分析方法， 熟悉机器人的基本控制方法，为机器人的设计和应用提供技术支撑。 二、教学目标 课程目标 1：掌握机器人运动学及动力学的基础理论与建模方法，掌握机器人控 制系统建模方法。 课程目标 2：掌握 Adams 软件的仿真原理与基本操作，能熟练运用 Adams 进行串、 并联机器人的运动仿真。掌握基于 MATLAB 的控制仿真，能熟练运用 Simulink 进 行机器人的建模与仿真。掌握 Adams 与 MATLAB 的联合仿真方法。 课程目标 3：培养运用数学方法及计算机软件分析、解决工程问题的能力。 三、课程目标对机器人工程专业毕业要求的支撑关系 毕业要求 毕业要求指标点（非认证专业可以省略本项内容） 课程目标 支撑 权重 问题分析 1、3 0.06 设计/开发解决方案 1、3 0.02 研究 1、2、3 0.07 使用现代工具 2、3 0.06 四、教学内容及其基本要求
序号 对应课程 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 目标 重点：机器人建模与仿真的内容 教学方法：讲授+讨论 1 第1章绪论 1、3 教学要求：理解、掌握机器人建模与仿真的内容与 意义。 重点：机器人的数学基础及建模方法 第2章机器人系 难点：机器人的数学基础及建模方法 统与建模基础 1、3 教学方法：讲授+讨论 教学要求：掌握机器人的数学基础和建模方法。 重点：多刚体动力学建模与求解：Adams运动及动 力学仿真 第3章Adams仿 真原理与基本操 难点：多刚体动力学建模与求解：Adams运动及动 作 力学仿真 1、3 实践1：Adams基 教学方法：讲授+讨论 本操作 教学要求：掌握多刚体动力学建模与求解的方法： 熟练运用Adams进行运动学和动力学仿真。 重点：机器人的运动学仿真 第4章移动机器人 难点：机器人的运动学仿真 运动仿 2 教学方法：讲授+讨论 实践2：移动机器 1、3 人运动仿真 教学要求：掌握两轮机器人及自平衡机器人的运动 学仿真方法及步骤。 重点：串联及并联机器人的运动仿真 第5章臂式机器 难点：串联及并联机器人的运动仿真 人运动仿真 教学方法：讲授+讨论 1、2、3 实践3：并联机器 人运动仿真 教学要求：掌握串联及并联机器人的运动仿真方法 及步骤，并能熟练运用Adams软件进行仿真。 第6章MATLAB 重点：Matlab软件程序设计：Simulink仿真基础 程序设计与仿真 难点：Simulink仿真基础 6 基础 教学方法：讲授+讨论 1、2、3 实践4：Matlab调 教学要求：了解MATLAB软件及简单的程序设计： 试 初步掌握用Simulink进行等动态系统仿真的方法。 重点：PID控制：反馈控制仿真：反步法原理：轨 第7章移动机器人 迹跟踪控制仿真： 控制仿真 实践5：Matlab 难点：反馈控制仿真：轨迹跟踪控制仿真： 1、2、3 Simulink移动机器 教学方法：讲授+讨论 人控制仿真 教学要求：掌握机器人的反馈控制仿真及反步法控 制仿真的方法，能够运用Simulink进行控制仿真
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 1 第 1 章 绪论 重点：机器人建模与仿真的内容 教学方法：讲授+讨论 教学要求：理解、掌握机器人建模与仿真的内容与 意义。 1、3 2 第 2 章 机器人系 统与建模基础 重点：机器人的数学基础及建模方法 难点：机器人的数学基础及建模方法 教学方法：讲授+讨论 教学要求：掌握机器人的数学基础和建模方法。 1、3 1 第3章 Adams 仿 真原理与基本操 作 实践 1: Adams 基 本操作 重点：多刚体动力学建模与求解；Adams 运动及动 力学仿真 难点：多刚体动力学建模与求解；Adams 运动及动 力学仿真 教学方法：讲授+讨论 教学要求：掌握多刚体动力学建模与求解的方法； 熟练运用 Adams 进行运动学和动力学仿真。 1、3 2 第4章 移动机器人 运动仿 实践 2：移动机器 人运动仿真 重点：机器人的运动学仿真 难点：机器人的运动学仿真 教学方法：讲授+讨论 教学要求：掌握两轮机器人及自平衡机器人的运动 学仿真方法及步骤。 1、3 5 第5章 臂 式机 器 人运动仿真 实践 3：并联机器 人运动仿真 重点：串联及并联机器人的运动仿真 难点：串联及并联机器人的运动仿真 教学方法：讲授+讨论 教学要求：掌握串联及并联机器人的运动仿真方法 及步骤，并能熟练运用 Adams 软件进行仿真。 1、2、3 6 第6章 MATLAB 程序设计与仿真 基础 实践 4：Matlab 调 试 重点：Matlab 软件程序设计；Simulink 仿真基础 难点：Simulink 仿真基础 教学方法：讲授+讨论 教学要求：了解 MATLAB 软件及简单的程序设计； 初步掌握用 Simulink 进行等动态系统仿真的方法。 1、2、3 7 第7章 移动机器人 控制仿真 实 践 5 ： Matlab Simulink 移动机器 人控制仿真 重点：PID 控制；反馈控制仿真；反步法原理；轨 迹跟踪控制仿真； 难点：反馈控制仿真；轨迹跟踪控制仿真； 教学方法：讲授+讨论 教学要求：掌握机器人的反馈控制仿真及反步法控 制仿真的方法，能够运用 Simulink 进行控制仿真。 1、2、3
序号 对应课程 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 目标 第8章臂式机器人 重点：机械臂的PD控制仿真、滑模控制仿真 控制仿真 难点：机械臂的PD控制仿真、滑模控制仿真 8 实践6：Matlab 1、2、3 Simulink臂式机器 教学方法：讲授+讨论 人控制仿真 教学要求：机械臂的PID控制仿真、滑模控制仿真。 第9章Adams与 MATLAB联合机 器人仿真 重点：Adams与MATLAB联合仿真 实践7：前轮转向 难点：Adams与MATLAB联合仿真 9 驱动型机器人联 教学方法：讲授+讨论 2、3 合仿真 教学要求：掌握Adams与MATLAB联合机器人的 实践8：直角坐标 仿真方法，能够熟练进行联合仿真。 型机器人联合仿 真 五、各教学环节及学时分配 教学环节及学时 知识棋块 教学内容 授 习题课 讨论 实验（实践） 计 1.1机器人概述 1.11机器人的定义 第1章绪论 1 1.1.2机器人的发展 1.2建模与仿真 2.1机器人系统 2.11移动机器人系统 第2章机器人系统 2.1.2臂式机器人系统 与建模基础 5 2.2机器人建模基础 5 2.2.1数学基础 2.2.2建模方法 3.1 Adams仿真原理 3.1.1多刚体动力学 3.1.2建模与求解 3.2 Adams软件介绍 第3章Adams仿真 3.2.1基本仿真模块 2 24 原理与基本操作 3.2.2附加程序模块 3.3建模与仿真基本操作 3.3.1模型的建立 3.3.2约束的添加 3.3.3仿真与后处理
序号 教学内容 教学要求（包括重点难点、教学方法、学生掌握的程度等） 对应课程 目标 8 第8章 臂式机器人 控制仿真 实 践 6 ： Matlab Simulink 臂式机器 人控制仿真 重点：机械臂的 PID 控制仿真、滑模控制仿真 难点：机械臂的 PID 控制仿真、滑模控制仿真 教学方法：讲授+讨论 教学要求：机械臂的 PID 控制仿真、滑模控制仿真。 1、2、3 9 第9章 Adams 与 MATLAB 联合机 器人仿真 实践 7：前轮转向 驱动型机器人联 合仿真 实践 8：直角坐标 型机器人联合仿 真 重点：Adams 与 MATLAB 联合仿真 难点：Adams 与 MATLAB 联合仿真 教学方法：讲授+讨论 教学要求：掌握 Adams 与 MATLAB 联合机器人的 仿真方法，能够熟练进行联合仿真。 2、3 五、各教学环节及学时分配 知识模块 教学内容 教学环节及学时 讲 授 课 习 题 课 讨 论 课 实 验 （ 实 践 ） 合 计 第 1 章 绪论 1.1 机器人概述 1.1.1 机器人的定义 1.1.2 机器人的发展 1.2 建模与仿真 1 1 第 2 章 机器人系统 与建模基础 2.1 机器人系统 2.1.1 移动机器人系统 2.1.2 臂式机器人系统 2.2 机器人建模基础 2.2.1 数学基础 2.2.2 建模方法 5 5 第 3 章 Adams 仿真 原理与基本操作 3.1 Adams 仿真原理 3.1.1 多刚体动力学 3.1.2 建模与求解 3.2 Adams 软件介绍 3.2.1 基本仿真模块 3.2.2 附加程序模块 3.3 建模与仿真基本操作 3.3.1 模型的建立 3.3.2 约束的添加 3.3.3 仿真与后处理 2 2 4
教学环节及学时 知识棋块 教学内容 讲授 习题 论课 实验（实戰） 年 41两轮机器人运动仿真 4.1.1配置软件环境 4.1.2创建几何模型 4.1.3加载模型约束 第4章移动机器人 4.1.4仿真测量与结果显示 2 24 运动仿真 4.2自平衡机器人运动仿真 4.2.1模型建立与导入 4.2.2配置环境与约束加载 4.2.3控制模块搭建 4.2.4运动控制仿真 5.1串联机械臂运动仿真 5.1.1串联机器人模型 第5章臂式机器人 5.1.2仿真与结果 4 26 运动仿真 5.2并联机械臂运动仿真 5.2.1并联机器人模型 5.2.2仿真与解算 6.1 MATLAB程序设计 第6章MATLAB 6.1.1数值计算与绘图 程序设计与仿真基 6.1.2脚本文件与程序设计 26 6.2 Simulink仿真基础 4 础 6.2.1仿真环境介绍 6.2.2动态系统仿真 7.1移动机器人反馈控制仿真 7.1.1PID控制 第7章移动机器人 7.1.2反馈控制仿真 4 2 6 控制仿真 7.2移动机器人反步法控制仿真 7.2.1反步法原理 7.2.2轨迹跟踪控制仿真 8.1机械臂PID控制仿真 8.1.1机械臂控制方法 第8章臂式机器人 8.1.2控制仿真实例 4 2 6 控制仿真 8.2机械臂滑模控制仿真 8.2.1滑模控制方法 8.2.2控制仿真实例
知识模块 教学内容 教学环节及学时 讲 授 课 习 题 课 讨 论 课 实 验 （ 实 践 ） 合 计 第 4 章 移动机器人 运动仿真 4.1 两轮机器人运动仿真 4.1.1 配置软件环境 4.1.2 创建几何模型 4.1.3 加载模型约束 4.1.4 仿真测量与结果显示 4.2 自平衡机器人运动仿真 4.2.1 模型建立与导入 4.2.2 配置环境与约束加载 4.2.3 控制模块搭建 4.2.4 运动控制仿真 2 2 4 第 5 章 臂式机器人 运动仿真 5.1 串联机械臂运动仿真 5.1.1 串联机器人模型 5.1.2 仿真与结果 5.2 并联机械臂运动仿真 5.2.1 并联机器人模型 5.2.2 仿真与解算 4 2 6 第 6 章 MATLAB 程序设计与仿真基 础 6.1 MATLAB 程序设计 6.1.1 数值计算与绘图 6.1.2 脚本文件与程序设计 6.2 Simulink 仿真基础 6.2.1 仿真环境介绍 6.2.2 动态系统仿真 4 2 6 第 7 章 移动机器人 控制仿真 7.1 移动机器人反馈控制仿真 7.1.1 PID 控制 7.1.2 反馈控制仿真 7.2 移动机器人反步法控制仿真 7.2.1 反步法原理 7.2.2 轨迹跟踪控制仿真 4 2 6 第 8 章 臂式机器人 控制仿真 8.1 机械臂 PID 控制仿真 8.1.1 机械臂控制方法 8.1.2 控制仿真实例 8.2 机械臂滑模控制仿真 8.2.1 滑模控制方法 8.2.2 控制仿真实例 4 2 6
教学环节及学时 知识棋块 教学内容 讲 习 论 实验（实戰） 课 课 计 9.1前轮转向驱动型机器人仿真 9.1.1机械系统模型 9.1.2控制系统模型 第9章Adams与 9.1.3联合仿真结果 MATLAB联合机器 4 48 人仿真 9.2直角坐标型机器人仿真 9.2.1机械系统模型 9.2.2控制系统模型 9.2.3联合仿真结果 总复习 总结课程主要知识点和重难点 2 2 合计 32 16 48 六、成绩考核及基本要求 建 考核 议 对应课程 考核/评价细则 环节 分 目标 值 迟到1次扣1分，旷课1次扣2分，其它如不遵守课堂纪律 出勤成绩 10 3 等根据具体情况减扣，有其它优异表现可以酌情加分。 作业成绩 20 次作业不完成减扣2分。 1、2、3 建模正确，仿真结果准确，实验报告清晰、完整、正确：18-20： 实验成绩 20 1、2、3 次之：16-18：再次之：14-16，基本合格：12-14：较差：8-12。 考试成绩 50 根据试卷评分规则考核。 1、2 七、教材与主要教学参考资源 (一)推荐教材与参考书 推荐教材： 1.李艳生，杨美美等， 《机器人系统建模与仿真》，北京邮电大学出版社 参考教材： 2.蔡自兴，谢斌，《机器人学（第三版）》，清华大学出版社。 3.黎明安、钱利，《MatIab/.Simulink动力学系统建模与仿真》，国防工业 出版社，2015.7 4.于玲，《工业机器人虚拟仿真技术》，北京邮电大学出版社，2019.11 5.禹鑫燚，王振华等，《工业机器人虚拟仿真技术》，机械工业出版社， 2021.1 (二)推荐网站（包括课程网站、专业网站等） 北京信息科技大学学校云：
知识模块 教学内容 教学环节及学时 讲 授 课 习 题 课 讨 论 课 实 验 （ 实 践 ） 合 计 第 9 章 Adams 与 MATLAB 联合机器 人仿真 9.1 前轮转向驱动型机器人仿真 9.1.1 机械系统模型 9.1.2 控制系统模型 9.1.3 联合仿真结果 9.2 直角坐标型机器人仿真 9.2.1 机械系统模型 9.2.2 控制系统模型 9.2.3 联合仿真结果 4 4 8 总复习 总结课程主要知识点和重难点 2 2 合计 32 16 48 六、成绩考核及基本要求 考核 环节 建 议 分 值 考核/评价细则 对应课程 目标 出勤成绩 10 迟到 1 次扣 1 分，旷课 1 次扣 2 分，其它如不遵守课堂纪律 等根据具体情况减扣，有其它优异表现可以酌情加分。 3 作业成绩 20 一次作业不完成减扣 2 分。 1、2、3 实验成绩 20 建模正确，仿真结果准确，实验报告清晰、完整、正确：18-20； 次之：16-18；再次之：14-16，基本合格：12-14；较差：8-12。 1、2、3 考试成绩 50 根据试卷评分规则考核。 1、2 七、教材与主要教学参考资源 （一）推荐教材与参考书 推荐教材： 1. 李艳生，杨美美等， 《机器人系统建模与仿真》，北京邮电大学出版社 参考教材： 2. 蔡自兴，谢斌，《机器人学（第三版）》，清华大学出版社。 3. 黎明安、钱利，《Matlab/Simulink 动力学系统建模与仿真》，国防工业 出版社，2015.7 4. 于玲，《工业机器人虚拟仿真技术》，北京邮电大学出版社，2019.11 5. 禹鑫燚，王振华等，《工业机器人虚拟仿真技术》，机械工业出版社， 2021.1 （二）推荐网站（包括课程网站、专业网站等） 北京信息科技大学学校云：
https://www.icourse163.org/course/preview/BISTU-1450306247/?tid=14507345 44 台湾大学林沛群的网课一机器人学： https://www.bilibili.com/video/BV1v4411H7ez 台湾交通大学机器人学公开课： https://www.bilibili.com/video/BV19z4y197cf?from=search&seid=68394368051 33641116 中国大学MOOC-机器人基础原理： https://www.icourse163.org/course/NEU-1003431001?from=searchPage 编写者：杨智勇 审核者：周艳华 批准者：邓建球 编写时间：2021年6月
https://www.icourse163.org/course/preview/BISTU-1450306247/?tid=14507345 44 台 湾 大 学 林 沛 群 的 网 课 —— 机 器 人 学 ： https://www.bilibili.com/video/BV1v4411H7ez 台湾交通大学机器人学公开课： https://www.bilibili.com/video/BV19z4y197cf?from=search&seid=68394368051 33641116 中国大学 MOOC-机器人基础原理： https://www.icourse163.org/course/NEU-1003431001?from=searchPage 编写者：杨智勇 审核者：周艳华 批准者：邓建球 编写时间：2021年6月
第二部分教学总体安排及修读指导建议 学时分配表 学 时分 配 章节 讲课 习题课 实验课 上机课 讨论课 其他 合计 第一章 2 2 第二章 4 4 第三章 4 4 第四章 4 4 第五章 x 4 第六章 4 4 第七章 2 2 第八章 2 2 4 第九章 2 4 6 第十章 2 12 14 合计 32 16 48 二、教学重点与难点 (一)教学重点 1.机器人运动学建模与仿真： 2.机器人动力学建模与仿真： 3.Mat lab仿真实验； (二)教学难点 1.机器人的齐次变换： 2.机器人逆运动学： 3.机器人奇异性判断： 4.机器人传感器的选择和运动轨迹规划： 5.人机协作机器人编程； 6.Matlab仿真实验。 三、教学材料及修读指导建议 (一)推荐教材与参考书 推荐教材：1.蔡自兴，谢斌，机器人学（第三版），清华大学出版社。 2.约翰·克莱格(John Craig),机器人学导论（原书第三版或 第四版)，机械工业出版社。· (二)推荐网站（包括课程网站、专业网站等） 北京信息科技大学学校云：
第二部分 教学总体安排及修读指导建议 一、学时分配表 章节 学 时 分 配 讲课 习题课 实验课 上机课 讨论课 其他 合计 第一章 2 2 第二章 4 4 第三章 4 4 第四章 4 4 第五章 4 4 第六章 4 4 第七章 2 2 第八章 2 2 4 第九章 2 4 6 第十章 2 12 14 合计 32 16 48 二、教学重点与难点 （一）教学重点 1.机器人运动学建模与仿真； 2.机器人动力学建模与仿真； 3.Matlab 仿真实验； （二）教学难点 1.机器人的齐次变换； 2.机器人逆运动学； 3.机器人奇异性判断； 4.机器人传感器的选择和运动轨迹规划； 5.人机协作机器人编程； 6.Matlab 仿真实验。 三、教学材料及修读指导建议 （一）推荐教材与参考书 推荐教材：1.蔡自兴，谢斌，机器人学（第三版），清华大学出版社。 2.约翰·克莱格（John Craig），机器人学导论(原书第三版或 第四版)，机械工业出版社。. （二）推荐网站（包括课程网站、专业网站等） 北京信息科技大学学校云：
https://www.icourse163.org/course/preview/BISTU-1450306247/?tid=1 450734544 (三)修读指导建议 本课程要求学生已经学习了高等数学、线性代数等课程的基本内容。如学 生已学习过自动控制原理对本课程的学习是有利的，但自动控制原理课程不是本 课程的必须先修课程。 四、本课程开设需要的教学环境和设备条件 多媒体教室、机器人工程课程实验室 五、考核方法及成绩评定（包括考核方式及所占比例） 考核方式：1.素质考核：课后作业 2.理论考核：期末考试（闭卷) 3.仿真实验：MATLAB仿真 成绩评定方法：1.平时成绩(30%)：出勤（10%) 作业(20%) 2.期末成绩(50%)：期末卷面成绩 3.实验成绩(20%)：仿真结果情况
https://www.icourse163.org/course/preview/BISTU-1450306247/?tid=1 450734544 （三）修读指导建议 本课程要求学生已经学习了高等数学、线性代数等课程的基本内容。如学 生已学习过自动控制原理对本课程的学习是有利的，但自动控制原理课程不是本 课程的必须先修课程。 四、本课程开设需要的教学环境和设备条件 多媒体教室、机器人工程课程实验室 五、考核方法及成绩评定（包括考核方式及所占比例） 考核方式：1.素质考核：课后作业 2.理论考核：期末考试（闭卷） 3.仿真实验：MATLAB 仿真 成绩评定方法：1.平时成绩（30%）：出勤（10%） 作业（20%） 2.期末成绩（50%）：期末卷面成绩 3.实验成绩（20%）：仿真结果情况
第三部分课程教学内容及教学要求 第一章绪论(2学时) 教学目的与要求 本章主要介绍机器人的组成与结构。 要求能够复述机器人的概念。了解机器人的分类以及发展过程。掌握机器人 的基本结构以及研究内容。 教学重点与难点 教学重点：1.机器人的概念及分类 2.机器人的基本结构 教学难点： 教学手段及方式方法 讲授教学法、讨论教学法 教学内容 1.1机器人概念及发展历程 1.2机械臂典型结构及类型 1.3机械臂连杆、关节及自由度 第二章位姿描述与坐标变换（4学时) 教学目的与要求 本章主要介绍机器人的位姿描述和坐标变化。 要求掌握刚体的位置和姿态描述和坐标系平移与旋转变换，从而列出齐次坐 标，给出机器人的齐次变换。 教学重点与难点 教学重点：1.坐标系平移与旋转变换 2.机器人的齐次坐标 教学难，点：机器人的齐次变换 教学手段及方式方法 讲授教学法、讨论教学法 教学内容
第三部分 课程教学内容及教学要求 第一章 绪论 （2 学时） 教学目的与要求 本章主要介绍机器人的组成与结构。 要求能够复述机器人的概念。了解机器人的分类以及发展过程。掌握机器人 的基本结构以及研究内容。 教学重点与难点 教学重点：1.机器人的概念及分类 2.机器人的基本结构 教学难点： 教学手段及方式方法 讲授教学法、讨论教学法 教学内容 1.1 机器人概念及发展历程 1.2 机械臂典型结构及类型 1.3 机械臂连杆、关节及自由度 第二章 位姿描述与坐标变换 （4 学时） 教学目的与要求 本章主要介绍机器人的位姿描述和坐标变化。 要求掌握刚体的位置和姿态描述和坐标系平移与旋转变换，从而列出齐次坐 标，给出机器人的齐次变换。 教学重点与难点 教学重点：1.坐标系平移与旋转变换 2.机器人的齐次坐标 教学难点：机器人的齐次变换 教学手段及方式方法 讲授教学法、讨论教学法 教学内容
2.1刚体的位置和姿态描述 2.2坐标系平移与旋转变换 2.3机器人的齐次坐标 2.4机器人的齐次变换 辅助教学环节（习题或作业等） 课后作业：本章课后练习题第1、2、3题 第三章连杆参数及运动学求解(4学时) 教学目的与要求 本章主要介绍机器人运动学方面的知识，包括机器人位置运动学和正运动、 逆运动，并结合实例对运动学求解。 要求学生掌握机器人运动学求解过程，尤其是机器人逆运动学。 教学重点与难点 教学重，点：1.机器人正运动学 2.机器人逆运动学 教学难，点：机器人逆运动学 教学手段及方式方法 讲授教学法、讨论教学法、引导教学法 教学内容 3.1机器人位置运动学 3.2机器人正运动学 3.3机器人逆运动学 3.4机器人运动学实例分析 辅助教学环节（习题或作业等） 课后作业：本章课后练习题第1和3题，课本例题1 第四章机器人速度建模与分析（4学时) 教学目的与要求 本章主要介绍机器人建模的方法及奇异位置的影响
2.1 刚体的位置和姿态描述 2.2 坐标系平移与旋转变换 2.3 机器人的齐次坐标 2.4 机器人的齐次变换 辅助教学环节（习题或作业等） 课后作业：本章课后练习题第 1、2、3 题 第三章 连杆参数及运动学求解 （4 学时） 教学目的与要求 本章主要介绍机器人运动学方面的知识，包括机器人位置运动学和正运动、 逆运动，并结合实例对运动学求解。 要求学生掌握机器人运动学求解过程，尤其是机器人逆运动学。 教学重点与难点 教学重点：1.机器人正运动学 2.机器人逆运动学 教学难点：机器人逆运动学 教学手段及方式方法 讲授教学法、讨论教学法、引导教学法 教学内容 3.1 机器人位置运动学 3.2 机器人正运动学 3.3 机器人逆运动学 3.4 机器人运动学实例分析 辅助教学环节（习题或作业等） 课后作业：本章课后练习题第 1 和 3 题，课本例题 1 第四章 机器人速度建模与分析 （4 学时） 教学目的与要求 本章主要介绍机器人建模的方法及奇异位置的影响