机器人工程本科专业培养方案-凯发娱乐平台

发布者：机械工程系发布时间：2022-06-24浏览次数：553

机器人工程本科专业培养方案

一、专业方向

本专业为全日制四年本科，授予工学学士学位，设置有两个专业方向：工业机器人方向和特种行业服务机器人方向。

二、专业培养目标

本专业培养适应社会与经济发展需要，能够胜任以机器人为主要对象和工具的系统、软件和算法的设计、开发、应用等工作，具备基本科学和工程技术素养、机器人机械设计基础知识、扎实的数字控制和信息技术知识、系统的计算机硬软件及算法设计知识的应用能力、较全面的机器人系统设计、分析、构建（开发）和编程（应用）技能，以及健全人格、社会责任感、人文素质、科学精神、创新精神、国际视野，懂经济、会管理的高素质的高级专门人才。本专业培养学生具有以下能力：

1.能够熟练应用机器人领域工程技术，具备设计研发、运营管理复杂系统的能力，具有创新能力；

2.具备有效协调并科学处理机器人工程实践与社会、环境的可持续发展问题的能力；

3.具有良好的职业素养，具备与主管部门、业界同行和社会公众开展交流合作的能力；

4.跟进全球机器人前沿技术，具有终身学习的意识和职业学习的能力。

三、培养要求

根据培养目标与培养定位，本专业的毕业要求如下：

1.工程知识：具有从事机器人工程所需的数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能够综合应用这些知识解决机器人工程领域复杂工程问题。

2.问题分析：能够应用机器人工程相关的数学、自然科学和工程科学的基本知识，并通过文献研究，识别、表达、分析机器人工程领域的复杂工程问题，掌握对象特性。

3.设计/开发凯发娱乐平台的解决方案：能够设计针对复杂工程问题的凯发娱乐平台的解决方案，设计机器人工程方面的硬件部件、软件系统及智能算法、机器人系统总成及控制、智能制造与服务凯发娱乐平台的解决方案，并能够在设计环节中体现创新意识、考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对机器人工程领域的复杂工程问题进行研究，包括确定研究目标、设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

5.使用现代工具：能够针对机器人工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，辅助复杂工程问题的预测与模拟、分析建模以及凯发娱乐平台的解决方案的设计等、提高复杂工程问题解决的效率，并能够理解其局限性。

6.工程与社会：能够基于机器人工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题凯发娱乐平台的解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

7.环境和可持续发展：能够理解和评价机器人工程领域复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

9.个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

10.沟通：能够就机器人工程领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

11.项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。

12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

四、能力分析

表一　能力分析表

综合能力	专项能力	能力要素	课程与实践
1.基础素质与能力	1.1政治素质	热爱祖国，遵纪守法，掌握马克思主义基本原理、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想，深入落实科学发展观，坚持四项基本原则，具有良好的政治素质和高尚的社会道德。	思想道德修养与法律基础、马克思主义基本原理、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要、入学教育和军训、社会实践等
	1.2人文素质	掌握大学本科必备的文化基础知识	大学生素质拓展模块
	1.3分析运算能力	能够熟练的运用数学知识进行分析运算。	高等数学、概率论与数理统计、matlab等
	1.4英语应用能力	具备英语听、说、读、写的基本能力；通过英语规定等级的考试。	大学英语、专业英语
	1.5计算机应用能力	计算机基础运用能力	计算机语言、人工智能与机器学习
	1.6利用现代化手段获取信息能力	网络信息搜集与分析能力，能够运用网络、报刊杂志等获取信息	科技文献检索（公选课）
	1.7组织管理、语言表达、人际交往以及在团队中发挥作用的能力	具有必要的社会交往和沟通、协调能力。	大学语文、大学英语、拓展训练、暑期社会实践
	1.8身心素质	具有健康的体魄，达到国家大学生体质健康标准。具有良好的心理素质，心理健康，沟通和协调能力较强。	体育、大学生心理健康教育、社会调查等
2.专业基础理论及应用	2.1较强的机械识图、绘图、计算机绘图、国家制图标准知识能力	具备国家制图标准知识；三视图，零件图，装配图的绘制与识图知识；公差配合与技术测量国家标准知识；零部件的装拆与测绘知识；二维、三维计算机辅助绘图能力。	机械制图、互换性与技术测量、autocad绘图实训、三维建模
	2.2 工程数学知识与力学计算能力	具备工程计算、数据处理和优化设计的能力，具备工程力学分析与计算的能力。	线性代数，概率论与数理统计、matlab优化设计、理论力学，材料力学
	2.3电工电子技术应用能力	具备电气测量与控制技术；模拟电子技术与数字电子技术。	电工电子技术、模拟电子技术与数字电子技术、机电系统接口技术
	2.4机械设计与计算能力	具备材料力学性能及强度计算基本知识；常用机构和通用零部件基本知识；通用零件和简单机电设计基本知识。	力学、机械设计基础、液压传动与控制、机电一体化系统、机械设计课程设计、液压课程设计
3专业知识及应用	3.1 工业机器人编程技术	具备各业机器人相关基本知识；各类检测工具的应用；工业机器人构造基本知识；常见机器人故障理论等。	工业机器人编程、工业机器人应用实训、plc可编程技术。
	3.2服务机器人结构设计及运动控制设计能力	具备机器人性能构造基本知识、运动控制以及人机交互设计能力。	机器人机构学、机器人运动学与动力学、人机交互与人机接口等。
	3.3 机器视觉与图像理解	具备数字图像处理能力，一定的人工智能算法与智能优化设计能力	人工智能与机器学习、数字图像处理技术、运动感知技术等。
	3.4本行业先进技术与发展	具备掌握本专业先进的设计、制造、最新技术的发展方向	智能装备与机器人、物联网技术与机器人、机器人操作系统等。
4.专业基本技能	4.1机、电操作技能	车、铣、钳工操作、液压传动控制技能	工业培训1、工业培训2、机电液控制综合实训
4.专业基本技能	4.2机器人维修操作技能	具备专业检测及诊断工具、仪器的使用技能，机器人故障机理基本知识	工业机器人拆装实训、服务机器人专业综合训练等。
5.创新创业能力	6.1创新创业理论知识	掌握创新创业基本理论与知识	创新创业基础
	6.2专业创新理论知识	掌握专业新知识、新理论、新工艺	工业4.0与智能制造、数字孪生
	6.3专业创新技能	具备机器人系统设计与安装调试的基本能力	机器人创新训练

五、学制、学位与最低学分要求

学制四--六年，学完规定课程、完成创新创业、社会责任学分，成绩合格，且修满175学分，颁发全日制普通高等学校机器人工程专业本科毕业证书。符合铜陵学院学士学位授予条件的，授予工学学士学位。

六、实践性教学环节

集中实践性教学主要分为：课程实验、课程设计、技能训练、认识实习、生产实习、企业实践、毕业实习、毕业设计（论文）和社会实践等。社会责任学分的认定按照《铜陵学院大学生社会责任教育培养方案及学分认定办法（试行）的》学分认定管理办法》执行。

通过各项目训练，使学生掌握机械设备和各种测量工具的使用方法，并达到一定的技能水平。使学生具备机器人系统和产品的安装、运行、调试和维护能力，具备对机器人系统进行局部改造和创新的能力。了解机器人智能制造应用的广泛性和重要性，具备工业机器人使用的基本技能及利用机器人进行生产设备的管理和控制的能力。同时在训练过程中，注重对学生创造性思维的启发和培养。各种集中性实践环节及实训项目内容、目标、创新思想见下表二、三。

表二创新实训内容

实训名称	主要内容	目标	目标达成评价方法	创新的教学思想	可替代的教学环节
机器人综合创新训练	载体：工业机器人、3d打印、无人机、无人车、服务机器人、特种机器人。知识：机器人机构、材料、核心控制算法、视觉与感知、通信。	机器人产品原形研发	(1)任务的完成度：功能、性能、性价比、外观与结构、安全与环境影响。(2)参加竞赛作品质量及取得的成绩。(3)参加机器人比赛、智能车比赛、电子竞赛等。	（1）将工业4.0，大数据等融入机器人实践中，创新机器人培养方式。（2）多学科协同：机械、电气与控制、计算机、工业设计等等。(3)考虑非技术因素。	专业综合设计、专业设计、生产实习
机器人机电协同运动控制	机器人硬件：单片机模块升级、电机驱动、传感检测、信息融合。软件：基本的控制算法、信息处理算法、软硬件协同、机电协同控制。载体：机械手、搬运码垛机器人、无人驾驶小车。	（1）基本硬件电路的设计与制作。（2）硬件驱动及基本的控制算法及实现。（3）软硬件调试及测试方法。（4）完成规定的功能。	(1)以组为单位，参加校内教学机器人比赛。(2)推荐参加全国性的教育机器人比赛、智能车比赛等。(3)根据任务完成度、创新创意、比赛成绩等评价。	（1）边做边学，增强学习的目的性和学习兴趣。（2）先做后上课，易干深入理解。（3）优化课程体系，加强知识的关联。	计算机控制系统、传感器测试、机电传动等课程设计、实验
机器人检测运动控制	机器人硬件开发：单片机模块、电机驱动、传感检测。软件：多电机控制。载体：机械手、搬运码垛机器人、无人驾驶小车。	从实践出发，学习基础硬件知识和软件知识，硬件软件结合，实现较为简单的功能。	(1)设定目标，以组为单位，参加校内机器人设计制作比赛。(2)根据任务完成度、创新创意、比赛成绩等评价。	（1）边做边学，增强学习的目的性和学习兴趣。（2）先做后上课，易干深入理解。（3）优化课程体系，加强知识的关联。	电子技术综合设计、电路实验、电子技术实验
机器人入门设计	以机器人为载体，实现电工电子与工程实践相结合。（1）硬件模块：采用基础机器人小车，了解机器人应用到的硬件模块构成及其功能，多个硬件模块如何构成一个系统。（2）软件程序：开设“机器人辅助c程序设计”，程序设计结合对象，使对象能按要求运动，进而了解单片机开展入门程序设计，使学生真正掌握程序设计方法并用于工程实践。	（1）了解组成机器人的基本的硬件模块，学会程序编写，达到机器人入门的目标。（2）作为选拔进入机器人学院的学生依据。	(1)以组为单位，参加校内教学机器人比赛。 (2)推荐参加全国性的教育机器人比赛。(3)根据任务完成度、创新创意、比赛成绩等评价。	(1)做中学，增进学习兴趣与学习的成就感。(2)程序设计（c语言）与对象结合，使学生易于理解掌握，理解程序设计方法。	电工实习、电子实习、程序设计（学院开课－机器人辅助程序设计）

表三　集中性实践教学安排表

序号	代码	实践教学项目	学分	学时（周）	安排学期	实践方式	备注
1	1018045	入学教育与军训（含军事理论）	（2）	2	1	集中
2	1018046	认识实习	1	1	1	集中
3	1018047	社会（企业）实践	(4)	4	7	分散
4	1018048	autocad绘图训练	2	2	2	集中
5	1018049	工业培训1	1	1	2	集中
6	1018050	工业培训2	1	1	2	集中
7	1018051	机器人入门设计	2	2	3	集中
8	1018052	机械设计课程设计	1	1	4	集中
9	1018053	电工实训	1	1	3	集中
10	1018054	生产实习	2	2	5	集中
11	1018055	机器人结构设计	2	2	5	集中
12	1018056	博世力士乐液气压课程实训	1	1	6	集中
13	1018057	机器人（检测、运动控制）实训	2	2	4	集中
14	1018058	机器人机电协同及控制算法实训	2	2	7	集中
15	1018059	工业机器人应用系统综合训练实训	3	3	6	集中
16	1018060	机器人系统课程设计	3	3	7	集中
17	1018061	服务机器人创新综合训练	4	4	7	集中
18	1018062	毕业实习	(4)	4	8	分散
19	1018063	毕业设计(论文)及答辩	12	12	8	集中
20	1018064	毕业教育	（2）	2	8	集中
合计			40	52

七、课程结构比例

表四、课程结构比例

课程类别		学分	学时	课程理论教学学时	课程实验	课程实践教学学时	占学分比例
思想政治理论课模块		13	196	190		（34）	7.4%
通识课模块		41	768	730	38		23.4%
学科（专业）基础课模块		38	608	518	90		22%
专业核心课模块		20	320	274	46		11%	16.5%
专业选修方向课模块	方向1	10	160	140	20		5.5%
专业选修方向课模块	方向2	10	160	140	20		5.5%
跨学科选修课模块		10	160	120	40		5.7%
通识教育扩展课模块		5	80	80			2.8%
课程实验		14.6	234				8.3%
集中实践教学		38	周				21.7%
总计		175	2292	2058	234	（34）

八、主干学科和主要课程

1、主干学科

机械工程，计算机科学技术，电气工程，通信工程，自动控制技术

2、学位课程

、机器人运动学与动力学、、人机交互与接口技术、人工智能技术、、。

九、相近专业

机械设计制造及其自动化、自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程、计算机应用技术。

十、教学时间安排总表五

表五　教学时间表安排总表

学年项目学期	一		二		三		四		合计
	1	2	3	4	5	6	7	8
	1	2	3	4	5	6	7	8
理论教学	16	14	15	15	14	13	10		97
复习考试	1	2	2	2	2	2			11
机动
认识实习	1								1
入学教育与军训（含军事理论）	2								2
autocad绘图训练		2							2
工业培训（车钳工）		2							2
机器人入门设计			2						2
机械设计课程设计ⅰ				1					1
电工实训			1						1
生产实习					2				2
机械人结构设计					2				2
博世力士乐液气压课程实训						1			1
机器人（检测、运动控制）实训				2					2
机器人机电协同及控制算法实训						0	2		2
工业机器人应用系统综合训练						3			4
机器人系统课程设计							3		2
服务机器人创新综合训练							4
劳动教育	（1）	（1）	（1）	（1）	（1）	（1）
社会（企业）实践							4		4
毕业实习								4	4
毕业设计(论文)及答辩								12	12
毕业教育								4	4
合计	20	20	20	20	20	20	20	20	160

十一、教学进程表

表六　教学进程表

课程类别		课程代码	课程名称	开设学期	学分	周课时	授课时间分配			实习实训	考核方式
							合计	其中
							合计	课程理论教学	课程实验教学
思想政治理论课		1210016	思想道德修养与法律基础	1	3	3	42	42		6	考查
		1210013	马克思主义基本原理	2	3	3	42	42		6	考试
		1210015	中国近现代史纲要	3	3	3	48	42		6	考查
		1210014	毛泽东思想和中国社会主要理论体系	4	4	4	64	64		16	考查
			形势与政策（安全教育）（讲座）	1-8	（2）						考查
		小计			13		196	190		（34）

通识课程学科基础课专业核心课		510041	大学英语		4	4	64
		510042	大学英语		4	4	64
		510043	大学英语		4	4	64
		510044	大学英语（选修）		（2）	4	64
		1310001	体育		1	2	32
		1310001	体育		1	2	32
		1310001	体育		1	2	32
		1310001	体育		1	2	32
		702207	高等数学i	1	5	6	80	80
		702207	高等数学ⅱ	2	5	5	80	80
		702364	线性代数	3	3		48	48
		702403	概率论与数理统计	2	2		32	32
		600004	c语言程序设计	2	3	4	48	32	16
		1401089	创业基础	4	2		32
		711901	大学语文	1	2		32
		1500008	大学生职业生涯规划与就业指导（讲座）	2/7	（2）
			心理健康教育	1	（2）		（26）		（6）
		1018001	机器人专业导论	1	1	2	16	16			考查
		小计			41		752	736	16
		1011001	机制制图ⅰ	1	3.5	4	56	56			考试
		1011002	机械制图ⅱ	2	2	4	32	32			考查
		1018004	电工电子技术ⅰ	3	3	4	48	40	8		考试
		910081	大学物理、大学物理实验ⅰ、ⅱ	1/2	8	8	128	96	32		考试
		1018005	工程力学	3	4	6	64	56	8		考查
		1018006	电工电子技术ⅱ	4	2.5	4	40	32	8		考查
		1018007	机器人控制基础	3	3	4	48	44	4		考试
		1018008	机器人学	4	3	4	48	42	6		考查
		1018009	机械设计基础	4	5	5	80	72	8		考试
		1018010	三维建模（创新创业课程）	3	2	4	32	20	12		考查
		小计			36		576	490	86
		1018011	电机及伺服驱动控制	4	3	4	48	36	12		考试
		1018012	matlab程序设计及其应用	5	2.5	4	40	34	6		考查
		1018013	专业英语	7	2	2	32	32			考查
		1018011	智能机器人创新设计基础（创新创业课程）	2	2.5	4	40	32	8		考查
		1018015	液压与气动传动	6	2.5	4	40	34	6		考试
		1018016	工程测试技术	5	2.5	4	40	32	8		考试
		1018017	机电系统微机接口技术	5	2.5	4	40	30	10		考试
		1018018	机器人驱动和控制	5	2.5	4	40	34	6		考查
		小计			20		320	264	56
专业选修课	方向一	1018020	工业机器人编程技术	7	2	4	32	20	12		考查
		1018022	工业机器人制造系统集成	7	2	4	32	26	6		考查
		1018024	工业机器人性能测试	6	2	4	32	28	4		考查
		1018027	人工智能与机器学习	6	2	4	32	28	4		考查
	方向二	1018030	机器视觉与图像处理	7	2	4	32	20	12		考查
		1018031	移动机器人设计	6	2	4	32	26	6		考查
		1018035	机器人操作系统基础	7	2	4	32	28	4		考查
		1018036	机器人定位与导航技术	6	2	4	32	32	4		考查
		小计			8		128	102	26
跨学科选修课		教务处统一搭建	（课程由各学院申报，教务处统一搭建）学生至少选修0学分（按本科专业类标准执行，无标准至少要求学生选修10学分），学生不得选修与本专业相同或相近的课程。
			p python 编程基础	3	2	4	32	20	12		考查
			先进材料在机器人中应用	6	2	4	32	32			考查
			matlab/simulink机器人设计	5	2	4	32	20	12		考查
			现代控制理论	6	2	4	32	28	4		考查
			嵌入式系统设计	7	2	4	32	20	12		考查
		小计			10		160	120	40
通识扩展课		教务处统一搭建	（课程由各学院申报和网络视频课共同组成，教务处统一搭建）学生至少选修5学分,分为人文社会科学模块、自然科学模块、身心素质模块、创新创业模块，同一模块不能超过3学分。
通识扩展课		小计		5		80	80
理论教学总计				132		2292	2052	240	(34)
集中实践教学总计				38
合计				170		2292	2052

制定人：殷建审批人：