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《智能机械与建筑机器人》课程教学大纲

一、课程基本信息课程编号：

课程名称：智能机械与建筑机器人课程类别：选修课

学时：32学分：2

适用对象:智能建造考核方式：考试

先修课程：《土木工程材料》、《建筑设备工程BIM技术》二、课程简介

智能建造是我国建筑行业转型升级的重要标志之一。本学科涉及的理论面广，实践性、法规性强，而且施工技术发展迅速。本课程主要学习建筑工程中主要工种工程施工的工艺原理和施工方法，掌握保证工程质量和施工安全的技术措施，熟悉工程质量检评标准和检验方法，了解本领域里新技术、新材料、新结构、新工艺、新方法的推广与应用。

智能机械与建筑机器人是智能建造专业学生学习和掌握机器人基木知识和基本设计方法的技术专业课，也是工科学生将来从事机器人技术应用的理论基础。本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本设计方法的讲解；在培养实践能力方面着重设计技能的基本训练，使学生具有一定的机器人设计和应用能力。

三、课程性质与教学目的

《智能机械与建筑机器人》是为智能建造专业开设的必修专业课，本课程全面、概括地向学生讲授有关智能机械与建筑机器人的基本知识，是培养智能建造方向应用型、复合型工程技术人才的重要课程。学习机器人基础知识和基本理论知识，了解智能机械与建筑机器人的发展、机器人本体结构，掌握机器人数学建模方法，具有机器人轨迹规划和设计控制系统的能力。具有机器人机构设计和实现控制目标的基本能力。掌握基本的机器人结构设计和控制的创新方法，培养学生追求创新的态度和意识。培养学生树立正确的设计思想，了解机械设计过程中国家有关的经济、环境、法律、安全、健康、伦理等政策和制约因素。培养学生的工程实践学习能力，使学生具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。了解机器人技术的前沿和新发展动向。

四、教学内容及要求

一、绪论

1

教学内容：

1.机器人学的发展

2.

3.4.机器人结构与分类

3.

4.

机器人结构与分类机器人学与人工智能

智能机械与建筑机器人发展教学要求：

了解本课程研究的对象、内容

了解机器人分类与组成

了解智能机械与建筑机器人概况

二、数理基础教学内容：

位置和姿态的表示

坐标变换

齐次坐标变换

物体的变换及逆变换

通用旋转变换教学要求：

掌握机器人坐标表示方法。

掌握机器人坐标变换方法。

三、机器人运动学教学内容：

机器人运动方程的表示

机器人运动方程的求解

PUMA560机器人运动方程教学要求：

掌握机器人运动学模型的建立方法

掌握机器人运动方程的求解

四、机器人动力学教学内容：

刚体动力学

机械手动力学方程教学要求：

2

掌握机器人静力分析方法

掌握机器人动力学模型的建立方法

五、机器人控制教学内容：

机器人的基本控制原则

2.

3.4.机器人的位置控制机器人的力和位置混合控制

3.

4.

机器人的位置控制

机器人的力和位置混合控制

机器人的智能控制教学要求：

掌握机器人的位置控制方法

掌握机器人的力和位置混合控制方法

掌握机器人的智能控制方法

六、机器人轨迹规划教学内容：

机器人传感器

关节轨迹的插值计算

笛卡尔路径轨迹规划

规划轨迹的实时生成教学要求：

了解机器人传感器

掌握机器人插值计算的方法

掌握机器人轨迹规划的基本方法

七、智能机械与建筑机器人技术教学内容：

智能机械与建筑机器人概述

2.

3.4.新型驱动元件智能机械与建筑机器人的控制技术

3.

4.

新型驱动元件

智能机械与建筑机器人的控制技术

智能机械与建筑机器人的视觉技术教学要求：

了解智能机械与建筑机器人发展概况

掌握智能机械与建筑机器人的控制方法

掌握智能机械与建筑机器人的视觉技术

3

四、各教学环节学时分配理论教学部分:

教学环节

教学时数

课程内容

一、绪论

2

实验

实习

其他教学环节

2

二、数理基础

4

4

三、机器人运动学

4

4

四、机器人动力学

6

6

五、机器人控制

6

6

六、机器人轨迹规划

8

8

七、智能机械与建筑机器人技术

2

2

讲课小计

讲

课

小

计

合计32

六、课程考核（一）考核方式闭卷考试（二）成绩构成

平时成绩占比：30%期末考试占比：70%（三）成绩考核标准

平时成绩包含考勤和平时作业的完成情况；期末考试为闭卷考试，要求答题思路清晰、字迹工整、卷面整洁。

七、推荐教材和教学参考资源

八、其他说明无

大纲修订人：大纲审定人：修订日期：2024

修订日期：2024年10月审定日期：

4