《机器人末端执行器设计》课程教学大纲（本科）.docx

机器人末端执行器设计 一、课程基本情况 【课程代码】1131339017 【学时数】32（讲课：24学时 实验： 8学时 实践：0学时 ） 【学分数】2 【适用专业】机器人工程 【开课学院】机器人学院 【课程类型】专业选修课程 【建议修读学期】学期 【建议教材】 【先修课程】工程图学，高等数学，机械工程材料，理论力学，机械原理,液压与气压传动 二、课程简介 机器人末端执行器是装在工业机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件，是完成作业好坏、作业柔性优劣的关键部件之一，是机器人系统集成的组成部分。通过本课程的学习使学生了解末端执行器的前沿和技术发展动态，熟悉设计要素、设计要求，掌握夹持类、吸附类等末端执行器工作原理，掌握码垛机器人、分拣机器人等工业机器人末端执行器的设计及驱动机构，熟悉特种末端执行器。本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论的应用；在实验方面培养学生的动手能力和，验证理论教学内容。 三、课程教学目标 1. 学习常用的末端执行器结构设计的有关基本理论和性能特点,具有合理选择末端执行器结构形式的能力；（对应培养要求（3）） 2.掌握基本末端执行器结构设计与驱动系统的创新方法，培养学生追求创新的态度和意识；（对应培养要求（5）） 3.培养学生树立正确的思想意识，了解机械加工制造行业国家有关的经济、环境、法律、安 全、健康、伦理等政策和制约因素；（对应培养要求（1）） 4.培养学生的实践，使学生通过实验掌握机械结构设计的原则和方法，并能根据不同工作特点与加持物料，设计想用的机械结构，达到所需的技术要求。通过实验的基本训练，具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；（对应培养要求（4）） 5.了解末端执行器的前沿和新发展动向。（对应培养要求（3）） 四、课程教学内容、学时分配和具体安排 （一）教学内容及学时分配 章节 内容 总学时 学时 对应课程目标 讲课 实验 实践 一 绪 论 2 1 二 夹持类末端执行器（原理） 8 2 三 吸附类末端执行器（原理） 4 2 四 典型末端执行器设计（专题） 6 2 4 2 五 机器人卡具设计（校企合作课程） 10 6 4 2 六 特种末端与灵巧手概述 2 4 （二）实践教学内容安排（指含有实验或实践内容的课程） 序号 实验项目名称 实验 学时 实验 类型 实验 要求 每组 人数 1 夹持类末端执行器三维建模 2 综合性 必做 1 2 夹持类末端执行器驱动系统设计 2 综合性 必做 1 3 吸附类末端执行器三维建模 2 综合性 必做 1 4 吸附类末端执行器驱动系统设计 2 综合性 必做 1 具体安排 章 绪论 1．教学内容 机器人末端执行器定义、要素、设计要求、结构分类；本课程的内容、性质与任务。 2．、难点 机器人末端执行器设计要求与结构分类。 3．教学要求 了解机器人末端执行器的发展历程、概念与分类。学习本课程的教学目标、教学内容、教学要求、学习方法。 章 夹持类末端执行器原理及设计 1．教学内容 夹持类末端执行器分类，基本结构与工作原理，夹紧力与驱动力计算；手指气缸原理及选型。 2．、难点 1）末端执行器的工作原理； 2）末端执行器的夹紧力与驱动力计算。 3．教学要求 了解夹持类末端执行器分类，掌握末端执行器基本结构与工作原理，夹紧力与驱动力计算，掌握手指气缸原理及选型。 章 吸附类末端执行器原理及设计 1．教学内容 吸附类末端执行器分类，基本结构与工作原理，吸附力与驱动力计算，吸附元件选型。 2．、难点 1）吸附类末端执行器的工作原理； 2）吸附元件的选型。 3．教学要求 了解吸附类末端执行器分类，掌握吸附类末端执行器基本结构与工作原理，吸附力与驱动力计算，掌握吸附元件选型原理及选型。 章 典型机器人末端执行器设计 1．教学内容 针对袋状物的末端执行器结构设计与选材、夹持力计算、驱动力计算、驱动系统设计及系统仿真；针对薄板类物料的末端执行器结构设计与选材、夹持力计算、驱动力计算、驱动系统设计及系统仿真；针对方形、圆形等规则物料的末端执行器结构设计与选材、夹持力计算、驱动力计算、驱动系统设计及系统仿真；针对特殊形状物料的末端执行器结构设计、夹持力计算、驱动力计算、驱动系统设计及系统仿真。（码垛机器人，机床上下料机器人） 2．、难点 1）末端执行器结构设计； 2）末端执行器驱动系统设计。 3．教学要求 掌握末端执行器结构设计与选材、夹持力计算、驱动力计算、驱动系统设计及系统仿真，熟悉特殊形状物料的末端执行器结构设计、夹持力计算、驱动力计算、驱动系统设计及系统仿真。 章 机器人典型卡具设计 1．教学内容 卡具设计原理，卡具设计的基本步骤与方法，卡具夹紧力的计算，典型卡具的结构及设计要点，常用卡具零部件，变位机。 2．、难点 1）卡具结构设计；