前言

国家近年来加大力度提高全民的创新创业意识，高职院校中各个专业也在开设本专业的创新课程。但不能基于实际课程需求的创新创业教育都是无根之树。本教材是基于机器人基础知识和基本应用，将创新理论落实到实际课程的一本教材。适用于高职高专的工业机器人技术、机电一体化技术、电气自动化技术、机械制造与自动化、焊接技术与自动化等相关专业的机器人技术课程的非独立实训课、机器人创新实训类的独立实训课的实训教材，也适合作为应用型本科和中职相关专业的实训教材。

机器人创新实训课程源自英特尔公司对新员工做入职培训的ESAP培训项目中的机器人实训项目。经过十年的探索和移植，本课程目前是少数与英特尔有合作关系的多个高职院校的专业必选独立实训课。这是一个校企高度合作、产学深度融合的成果，理应成为其他职业院校共享的课程。

机器人应用领域中的大多数实训课程通常有两类，一类是由教学仪器制造商提供的定式实训台，完成教学仪器制造商设计的定式实训；一类是由工业机器人生产商提供的以某型号机器人操作指导书为基础的实用性实训装置，可完成工业机器人指定的工业应用。前者基本上只有实训装置说明书，没有实训指导书，更没有实训教材，只对提高学生对机器人的认知有帮助；后者能提供实训教材，对提高学生某型号工业机器人的操作水平有帮助。但是，目前没有对提高学生机器人方面创新能力有帮助的实训教材。本教材力图填补这个空白，使学生既能提高对机器人的认知，又能提高机器人的操作水平，还能完成对机器人创新的应用。

本教材的内容设计中，首先强调安全，因为在机器人应用的情景中，安全永远占据最主要的地位；其次，设置了一整套实训的实施过程管理方法和过程考核方法；再次，介绍了构成机器人的基本结构部件舵机和连杆；接着，对本实训机器人的硬件组成和软件环境搭建、控制软件的使用、机器人的示教和再现、编程语言和体系一一作了介绍；最后，给出了三个层次的实训项目。这三类项目分别对应不同层次需求学生的实训：初级机器人制作和编程实训项目，如多自由度机器手、绘画机器手、高尔夫机器手、投掷机器手、机器人金手指、蛇形机器人、双足机器人、舞蹈机器人，带有详尽的硬件架构和示教程序；高级机器人实训项目，如化学家机器人、咖啡师机器人、吹泡泡机器人、三足行走机器人，只给出硬件架构，没有给出示教程序；创新机器人实训项目，如机器人的变形实训和机器人的集成实训，只给出了实训任务和硬件组成提示，希望运用启发式教学，启发学生的创新能力，完成实训项目。

本教材引导学生通过由浅入深的案例学习开拓思路，完成对需要的场景和领域进行创新式的应用。使用机器人的基本构件舵机和连杆来按照自己的要求组装各种机器人，通过示教和编程的方法以及一系列操作完成指定任务。目的是使学生了解机械手的基本结构，掌握机器人的基本控制原理和实验技能，培养学生分析问题与解决问题的能力。

教材中各章内部的一些章节具有一定的独立性，因此在教学中可以根据教学大纲要求选用不同的章节，安排总学时从1周到2周的独立实训，或10到20学时的非独立实训的教学内容。

在本教材的编写中得到东北大学校友胥智先生和美国Robix公司的Evan Rosen先生提供的资料和授权，在此一并表示感谢。由于机器人技术发展较快、涉及的知识面非常广泛，也由于编者的水平有限，在接触领域和理解上有一定局限性，因此，在内容选择和安排上，不免会存在遗漏和不妥之处，诚请广大读者批评指正。

编者