机器人工程专业导论

机器人工程作为国家新设立的本科专业，符合我国战略发展目标，说明国家把机器人产业摆在了科技发展的重要战略地位。对同样的机器人工程专业来说，研究型高校与应用型高校由于高校层次不同，培养学生的目标就有所区别。此外，应用型高校选用不同厂家的机器人作为培养学生的实验室设备，必然涉及不同厂家的设备特点。虽然不同的机器人设备原理相同，但操作、编程指令、仿真软件和集成环境以及PLC控制都有所不同。以上两个问题造成了应用型高校在培养学生时选用的教材和资源就必须与实验室建设进行整体上的统一考虑。
根据应用型高校学生培养的目标和特点，结合全国新工科机器人联盟对机器人工程专业的建设方案要求，为加强应用型本科教材的建设，特编写了这本机器人工程专业导论教材。本书作为机器人工程专业的学科专业认知课程，基本上是在新生入学的第一学期学习，学生不具备高等数学等机器人专业的基础。所以本书编写过程中对机器人设计等理论全部舍去，只保留简单的概念性介绍，理论知识将在以后专业基础和专业课程中学习。
本课程主要使学生掌握三方面的知识： 一是本专业必要的技术性因素知识，即机器人相关的知识、概念等，使学生清楚本专业涉及哪些知识领域； 二是机器人工程专业四年的课程体系和知识结构，使学生对本专业知识体系有整体性的了解； 三是非技术性因素知识，即培养学生专业兴趣、寻找适合的学习方法和锻炼自学能力。
本书既注重对非技术性因素的教育，使学生理解专业知识和技术应用需要与社会、健康、安全、法律、文化、职业道德、伦理道德以及终身学习等结合起来、统一考虑，不能完全取决于专业知识，也注重对四年大学学习整体的认知和规划，使学生对本专业要学习的内容、课程体系、学习方法、能力培养和途径等有较为详细的了解，培养学生初步具有创新性思维和提高基于工程相关背景知识的学习兴趣，为今后学习本专业知识打下基础。
本书共分7章。第1章机器人概述介绍了机器人的定义和发展、机器人的用途、机器人学的研究内容和机器人学的国内外发展趋势； 第2章机器人基础知识包括机器人的分类、机器人的基本术语及图形符号、机器人的技术参数、机器人轴和坐标系、机器人的运动学与动力学基础等； 第3章机器人的组成与结构介绍了机器人的组成、机械结构、传感器系统、驱动系统、控制系统等； 第4章机器人的编程简单介绍了机器人的编程方式、编程要求与语言类型、工业机器人的编程要求、工业机器人的离线编程等； 第5章机器人工程专业知识体系和培养体系对机器人工程专业的建设、专业培养目标、专业知识、课程体系、培养定位以及机器人工程专业实验实训基地建设做了介绍； 第6章机器人领域产学研机构主要对国内外机器人产学研机构和产品以及相关期刊、会议做了简单介绍； 第7章主要是一些开放性问题和机器人认识实验等，以启发学生的创造性思维。
本书由辽宁科技学院孟昭军教授和沈阳新松虚拟现实产业技术研究院刘班副总经理担任主编，韩召讲师、李芳芳讲师、张海鹏工程师等参编。其中孟昭军编写第1章、第5章和第7章； 韩召编写第2章和第3章； 李芳芳编写第4章； 沈阳中德新松教育科技集团有限公司张海鹏编写第6章。

本书中带“*”的章节主要以新松设备作为实验实训系统。
本书出自“机器人工程专业应用型人才培养系列教材”，是在新松机器人自动化股份有限公司相关设备及产品资料基础上结合自身经验编写而成。在此特别感激对本书做出贡献的老师和同学们，尤其是尹策、李晓博、马紫熔、孙移等同学在实验验证、素材收集、图片编辑等工作中的无私奉献，以及新松机器人自动化股份有限公司和沈阳中德新松教育科技集团有限公司的相关专家和工程师。本书的完成离不开他们提供的各种资料、心得和建议，对于他们的辛勤付出特此致谢。
本书参考和借鉴了国内外大量相关文献、研究生论文、网上论坛、培训、会议等资料，在此一并表示衷心的感谢。尽管书后列出了参考文献，但是难免有遗漏，绝非恶意抄袭，对相关作者表示歉意，我们会在再版时加以修正和补充。
由于编者水平有限，以及机器人技术发展日新月异，书中难免存在不妥和疏漏之处，甚至可能存在错误，恳请广大读者批评指正！
编者

2022年2月

教学课件

教学大纲

本书共分七章。第1章机器人概述中介绍了机器人的定义和发展、机器人的用途、机器人的研究内容和机器人学的国内外研究趋势；第2章机器人的基础知识包括机器人的分类、机器人的基本术语及图形符号、机器人的技术参数、机器人轴和坐标系、机器人的运动学与动力学基础等；第3章机器人的组成与结构中介绍了机器人的组成、机械结构、传感器系统、驱动系统、控制系统等；第4章机器人的编程简单介绍了机器人的编程方式、编程要求与语言类型、工业机器人的编程要求、工业机器人语言系统结构和基本功能以及工业机器人的离线编程等；第5章机器人工程专业知识体系和培养体系对机器人工程专业的建设、专业培养目标、专业知识、课程体系、培养定位以及机器人工程专业实验实训基地建设做了介绍；第6章工业机器人厂家简介主要是对国内外工业机器人厂商和产品做了简单介绍；第7章学科专业认识主要是一些开放性问题和机器人认识实习等，以启发学生的创造性思维。

本书根据应用型高校培养学生的目标和特点，结合全国新工科机器人联盟对机器人工程专业的建设方案要求，为加强应用型本科教材的建设，特编写了这本机器人工程专业导论教材。本书作为机器人工程专业学生的学科专业认知课程，基本上是在新生入学的第一学期学习，学生不具备高等数学等机器人专业的基础。所以本书编写过程中对机器人设计等理论全部舍去，只保留简单的概念性介绍，理论知识等在以后专业基础和专业课程中学习。