課程(名稱.編號)簡索

領導藝術.綜合管理        人力資源.企業培訓        職務能力培訓系統班        銷售實戰.市場行銷        職場技能.個人成長        Office白領辦公達人        財經金融.投資理財        語言學習.出國留學        中國大陸證照培訓        資格考試.考証培訓        文化.生活.興趣.保健        生產管理.採購物流        移動開發        前端開發        後端開發        數據庫.服務器        網頁平面設計        雲計算.大數據        網絡營銷推廣        自然學科        工程技術學科

經濟管理學科

醫.藥.農.林學科

法律 學科

計算機工程學科

哲學.歷史學科

文學.藝術學科

教育社會學科

外語 學科

醫藥農林        哲學歷史        文學藝術        工程技術        基礎科學        經管法學

     《機器人基礎原理》是順應當前機器人的快速發展潮流以及人才的迫切需求而開設的一門專業基礎課程。學習對象是大學二年級以上本科生以及對機器人基礎知識感興趣的其他人員。先修課程包括高等數學及線性代數。如學生已學習過自動控制原理對本課程學習是有利的，但不是本課程的必須先修課程。 

課程概述

     機器人技術迅猛發展，形形色色的機器人已走進了人們日常生產生活的方方面面，對機器人領域人才要求日益迫切。《機器人基礎原理》課程正是順應機器人的發展潮流為機器人工程專業開設的一門專業基礎課程。課程的學習對象是大學二年級以上本科生及其它對機器人技術感興趣的學習人員。本課程要求學生已經學習了高等數學、線性代數等課程的基本內容。如學生已學習過自動控制原理對本課程的學習是有利的，但自動控制原理課程不是本課程的必須先修課程。

     機器人運動學及動力學建模是本課程的重點講授內容，學生通過本課程學習可瞭解掌握機器人的基本原理和建模方法，建立系統完整的基礎理論體系，為後續深入學習機器人智能控制等課程打下必要的和堅實的知識基礎。圍繞課程的重點內容，設計了包括機器人運動學、動力學、驅動系統、位姿軌跡控制、力控制、智能控制以及基於MATLAB的仿真等知識點內容，初步建立並形成了具有自身特色的課程知識體系架構。

     第1至第8章涵蓋了機器人學的基礎內容，各章節知識點之間存在一定的先後順序，建議按章節順序安排學習。第9章和第10章具有一定的拓展性，可根據自身基礎情況來安排。第11章是Matlab仿真，與第1.8章的理論知識相對應，建議結合理論內容逐步進行。

     課程團隊教師均為東北大學機器人科學與工程學院的專任教師，主講教師長期從事機器人領域研究和教學工作，瞭解掌握機器人領域的歷史背景和發展趨勢，對機器人技術具有深入的理解和深厚的研究積累，可為課程教學提供有力的支撐。

東北大學機器人科學與工程學院成立於2015年9月，系985高校首個機器人學院，從2016級開始招收機器人工程專業本科生。《機器人基礎原理》課程為機器人工程專業的學位課程，是機器人工程專業培養計劃的基礎性的主幹課程，在大二的下學期開設，課程的理論學時32學時，實驗學時8學時。

《機器人基礎原理》課程是專門為機器人領域學生精心打造的一門專業基礎課程，可為有志於在機器人領域開展學習並成長為高水平人才的學生提供入門指導。課程團隊全體人員歡迎廣大學生踴躍參與本課程的學習，並希望所有學習人員學有所成，在未來的機器人熱潮中快速成長為棟樑人才。


授課目標

總體上課程的第1至第5章為機器人運動學動力學建模，是機器人學最基礎的部分。第6章至第8章為機器人控制方面的內容。以上兩部分構成了本課程的主體。

由於課程知識內容涉及面較寬。也可以根據個人具體情況安排兩個學期來完成本課程全部知識點的學習，即第1學期學習機器人模型部分，第2學期學習機器人控制部分。



課程大綱


第1章 緒論

第01講 1.1 機器人概念及發展歷程 → 00:10:57
第02講 1.2 機械臂典型結構及類型 → 00:08:12
第03講 1.3 機械臂連桿、關節及自由度 → 00:16:21
第04講 1.4 機器人系統組成與結構 → 00:21:48


第2章 位姿描述與坐標變換

第05講 2.1 剛體的位置和姿態描述 → 00:09:55
第06講 2.2 坐標系平移與旋轉變換 → 00:08:25
第07講 2.3 機器人的齊次坐標 → 00:10:05
第08講 2.4 機器人的齊次變換 → 00:16:38


第3章 連桿參數及運動學求解

第09講 3.1 機器人位置運動學 → 00:07:48
第10講 3.2 機器人正運動學 → 00:08:13
第11講 3.3 機器人逆運動學 → 00:11:24
第12講 3.4 機器人運動學實例分析 → 00:11:49


第4章 機器人速度建模與分析

第13講 4.1 連桿速度的傳遞與計算 → 00:13:20
第14講 4.2 雅克比矩陣構建（矢量積法） → 00:15:22
第15講 4.3 坐標系的微分運動 → 00:21:17
第16講 4.4 雅克比矩陣的構建(微分變換法） → 00:11:28
第17講 4.5 奇異及可操作性 → 00:15:29


第5章 機器人動力學建模

第18講 5.1 連桿間靜力的傳遞及力雅克比矩陣 → 00:10:48
第19講 5.2 轉動慣量及慣性張量 → 00:09:29
第20講 5.3 連桿間加速度的傳遞 → 00:10:19
第21講 5.4 機器人動力學建模（牛頓.歐拉法） → 00:19:10
第22講 5.5 機器人動力學建模（拉格朗日方程方法） → 00:13:27
第23講 5.6 拉格朗日法動力學建模（四連桿機械臂） → 00:16:22


第6章 機器人關節驅動與控制

第24講 6.1 機器人驅動系統概述 → 00:15:54
第25講 6.2 關節驅動電機 → 00:21:00
第26講 6.3 關節傳動參數計算及負載特性 → 00:12:18
第27講 6.4 關節伺服控制 → 00:12:50
第28講 6.5 機器人傳感器 → 00:17:33


第7章 軌跡規劃與控制

第29講 7.1 軌跡規劃 → 00:14:05
第30講 7.2 用拋物線過渡的線性插值 → 00:10:42
第31講 7.3 笛卡爾空間軌跡規劃 → 00:19:33


第8章 機器人非線性控制及力控制

第32講 8.1 位姿及軌跡控制 → 00:26:31
第33講 8.2 質量彈簧系統的力控制 → 00:12:05
第34講 8.3 力控制 → 00:17:58


第9章 機器人智能控制

第35講 9.1 機器學習在機器人中的應用 → 00:06:48
第36講 9.2 什麼是機器學習 → 00:08:38
第37講 9.3 機器學習基礎1（分類問題） → 00:07:49
第38講 9.4 機器學習基礎2（回歸問題） → 00:05:09
第39講 9.5 計算機視覺1 → 00:06:16
第40講 9.6 計算機視覺2 → 00:07:33
第41講 9.7 模仿學習機器人 → 00:05:24
第42講 9.8 自主學習機器人 → 00:07:38
第43講 9.9 多智能體機器人 → 00:05:56
第44講 9.10 未來智能機器人 → 00:06:26


第10章 協作機器人

第45講 10.1 協作機器人概念及內涵 → 00:13:36
第46講 10.2 人機交互基本概念 → 00:12:10
第47講 10.3 人機交互接口 → 00:12:14
第48講 10.4 人機協作機器人編程 → 00:10:44


第11章 仿真實驗

第49講 11.1 初識Matlab robotics toolbox → 00:12:53
第50講 11.2 建立機器人模型 → 00:09:15
第51講 11.3 正逆運動學、軌跡規劃 → 00:06:18
第52講 11.4 速度與靜力 → 00:05:23
第53講 11.5 操作臂動力學 → 00:10:51
第54講 11.6 Matlab simulink → 00:03:44
第55講 11.7 操作臂控制 → 00:06:49