课程大纲：机器人技术 - 机器人动力学 - 动力学建模

第一周：课程介绍与基础知识

学习目标：

1. 理解机器人动力学基础
2. 熟悉机器人结构与运动学
3. 掌握基本的力和运动概念

讲座内容：

• 机器人系统简介
• 运动学基础：坐标系与变换
• [阅读资源]：《机器人学：理论与应用》第一章

教学活动：

• 小组讨论：常见机器人类型与运动方式
• 编程练习：简单机器人运动示例（使用Python或Matlab）

评估：

• 小测验：运动学基础知识

第二周：质心与转动惯量

学习目标：

1. 理解质心与转动惯量的概念
2. 计算简单机械系统的动态特性

讲座内容：

• 质心与转动惯量的定义
• 欧拉角和笛卡尔坐标下的转动矩阵
• [阅读资源]：《机器人动力学》第二章

实践活动：

• 实验：使用实物模型测量质心和转动惯量
• 编程作业：模拟简单机器人转动

评估：

• 作业：质心与转动惯量计算练习

第三周：力与力矩

学习目标：

1. 解析力和力矩在机器人动力学中的作用
2. 牛顿-欧拉方程的理解

讲座内容：

• 力和力矩的矢量表示
• 牛顿-欧拉方程的推导
• [阅读资源]：《机器人动力学》第三章

互动环节：

• 案例分析：实际机器人动力学问题
• 课堂讨论：如何解决复杂机器人动力学问题

评估：

• 小测验：力与力矩应用案例分析

第四周：动力学建模方法

学习目标：

1. 掌握动力学模型的建立方法
2. 使用软件工具进行动力学仿真

讲座内容：

• 多体系统动力学模型构建
• 软件工具（如Simulink、MATLAB Robotics Toolbox）使用指南
• [阅读资源]：《机器人动力学建模实践》

实践项目：

• 分组项目：选择一个实际机器人设计动力学模型并进行仿真

评估：

• 项目报告：动力学模型设计与仿真结果

第五周：总结与复习

学习目标：

1. 复习所有关键概念
2. 讨论实际应用中的挑战与解决方案

讲座内容：

• 课程回顾与重要概念复习
• 未来研究方向与职业发展

评估：

• 期末考试：综合应用题
• 课程反馈与评价

通过这个课程大纲，我们将逐步引导学生从基础概念到实际应用，通过多元化的教学方法确保深入理解和技能提升。