课程编码：202357          课程英文译名：Innovative Design of Robot

课程类别：学科基础选修课

开课对象：   工科高年级学生                   开课学期：5

学分：1.5  学分；    总学时：24 学时；     理论课学时：24学时；

实验学时：  学时；     上机学时：    学时

先修课程：机械设计，电工学

教材：《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，2004.5

参考书：【1】《机器人控制电子学》宗光华, 科学出版社,2004.06

       【2】《机器人设计与控制》宗光华, 科学出版社,2004.05

一、课程的性质、目的和任务

课程授课对象为高年级工科学生，目的是提高学生综合利用所学知识进行创新设计及开发的能力，增强学生专业学习的兴趣，提高学生的动手能力。课程涉及机器人设计过程中的策划、组织、设计、制造、调试与演练等开发过程，介绍如何巧妙构思机器人系统，进行机器人的总体设计；介绍如何综合运用所学的基础知识对移动载体、智能、功能执行机构、传感、运动控制等各分系统进行设计，以及系统检测调试方面的知识；扼要讲解与机器人设计制作有关的机械、电子、传感、控制、材料方面的基础知识。

二、课程的基本要求

    要求学生通过课程学习了解机器人设计过程中的策划、组织、设计、制造、调试与演练等开发过程，掌握机器人总体设计的构思方法，同时熟悉常用驱动、控制和检测元件的使用方法。

三、课程的基本内容及学时分配

第一章概述                                       （2学时）

1.1机器人名词的由来

1.2机器人的种类与应用
1.2 机器人赛事

第2章 比赛机器人的创意与设计    （4学时）

2.1 创意与提案 
2.2 初步设计
2.2.1 初步设计的内容

2.2.2 设计任务书
2.3 详细设计
2.4 调试与演练
2.5 电机选择的方法
2.6 材料、构件与轻量化设计
2.7 传感器与控制系统
第3章 机器人控制基础            （4学时）
3.1 各种各样的机器人
3.2 各部分组成
3.3 微控制器基础
3.4 电子元件的基础知识

第4章 机器人的驱动与控制         （6学时）
4.1 直流电机的特性                
4.2 PWM功率放大电路
4.3 直流电机的伺服控制
4.4 步进电机运行原理
4.5 步进电机的驱动
4.6 舵机驱动与控制
第5章 无线遥控收发装置            （3学时）
5.1 无线遥控基本原理
5.2 无线遥控收发模块
5.3 无线遥控收发装置
5.4 遥控距离为1 000 m的三通道无线遥控器的调试
第6章 机器人的感觉                 （5学时）
6.1 五官与传感器
6.2 感知与认识
6.3 机器人的传感器
6.4 开关
6.5 巡线传感器
6.6 超声波传感器
6.7 旋转编码器
6.8 陀螺
6.9 加速度传感器
6.10 人体传感器
6.11 压感传感器

第7章 机器人制作                   （2学时） 
7.1 巡线小车
7.2 遥控坦克

四、课内实验安排

五、习题及课外教学要求

在讲授完第二、三、四章节课后，布置相应数量的习题，巩固加深所学知识。

六、考核方式及成绩评定

采取笔试、习题、考试相结合的考核方式。