Календарно-тематическое планирование по курсу «Робототехника»

1 год обучения - Лего конструирование

№

занятия

Дата по плану

Дата по факту

 

Тема занятия

Кол-

во

часов

 

Содержание

 

Практическая работа

1.      Введение. Общие представления о робототехнике (6 часа).

1

 

 

Основные понятия робототехники. История робототехники, квалификация роботов.

2

Цели и задачи курса. Основные понятия робототехники. Что такое роботы. История робототехники. Конструкторы компании ЛЕГО и «самодельные» роботы. Спортивная робототехника: Евробот, фестиваль мобильных роботов, «РобоФест», «РобоМир», олимпиады роботов.

 

2

 

 

Образовательный конструктор LEGO Mindstorms NXT – 9797. Программное обеспечение NXT-G

 

2

Обзор образовательных конструкторов LEGO. Знакомство с основными деталями. Алгоритм построение конструкций по модели.

 

 

 

Конструирование простейших моделей по технологическим картам LEGO Mindstorms NXT.

Конструирование по модели «Стул», «Подставка для сотового телефона».

3

 

 

Основные свойства конструкции при ее построении. Способы, варианты соединения деталей конструктора LEGO

2

Способы соединения деталей конструктора LEGO Mindstorms NXT. Требования к изготовляемым конструкциям. Алгоритм построения конструкций по условию.

Построение конструкций: «Башня», «Мост».

2.      Основы конструирования машин и механизмов  (18 часов).

4

 

 

Основы конструирования машин и механизмов.

 

2

Значение машин, механизмов в жизни человека. Общие представления о механизмах. Классификация  механизмов, практическое применение. Кинематические схемы механизмов. Этапы конструирования. Требования, предъявляемые к конструкциям:  прочность, жесткость, устойчивость.  Анализ существующих конструкций программно управляемых машин и принципов их работы. Алгоритм конструирования по инструкциям.

Конструирование механизма по образцу (арбалет). Модернизация механизма по условию.

5

 

 

Простые механизмы для преобразования движения.

2

Виды простых механизмов. Характеристика типовых деталей механизмов выполняемых из конструктора Lego. Этапы конструирования простых механизмов, преобразующих движение.

 

Конструирование механизма катапульты.

6-8

 

 

Механические передачи.

6

Классификация передаточных механизмов. Виды зубчатых передач. Расчёт передаточного отношения зубчатой передачи. Конструкции зубчатых передач из деталей  Lego. Проектирование передаточного механизма.

Модернизация модели при помощи самостоятельно разработанного редуктора. Сборка модели  по образцу

 

9

 

 

Электромеханический привод машин.

2

Двигатели постоянного тока: виды, технические характеристики. Шаговые электродвигатели и сервоприводы: варианты монтажа. Проектирование электромеханического привода машин с сервоприводом.

Сборка механизмов по образцу. Конструирование модели механической двери с электроприводом по условию.

10-11

 

 

Редуктор

4

Определение редуктора, мультипликатора их виды, практическое применение. Приёмы конструирования многоступенчатых редукторов. Расчёт передаточного отношения. Проектирование электромеханического привода с использованием зубчатого редуктора.

Создание моделей, использующих механические передачи по образцам. Сборка «Инерционной машинки».

3.      Системы передвижения роботов (14 часов).    

12

 

 

Мобильные роботы.

2

Мобильные роботы: типы мобильности, особенности конструирования. Потребности мобильных роботов. 

Конструирование робота «Трёхколёсный бот», по технологической карте. Разборка, сборка робота по модели. Модернизация робота «Трёхколёсный бот» для создания  робота «Бот-внедорожник».

13-14

 

 

Колесные системы передвижения роботов.

4

Автомобильная группа: виды, технические характеристики, особенности конструирования. Использование базовых колёсных моделей роботов в соревнованияхпо робототехнике WRO

15-16

 

 

4

Модели роботов с независимым поворотным колесом. Варианты конструкций независимого поворотного колеса роботов автомобильной группы.

Разборка, сборка собственной модели с управлением поворота передних колёс.

17-18

 

 

Модели роботов на

гусеничном ходу.

4

Разновидности машин на гусеничном ходу. Условия эксплуатации. Преимущества и недостатки. Анализ собранной модели.

Сборка робота «Мультибот» на гусеничном ходу по инструкции. Тестирование на преодоление препятствий.

4.      Контроллер. Сенсорные системы  (18 часов).

19

 

 

Общее представление о контроллере NXT, структура, характеристика интерфейса

 

2

Общее представление о контроллере NXT, структура, характеристика интерфейса. Алгоритм программирования. Командное меню и инструменты программы.

Знакомство с кнопками управления.

Знакомство с интерфейсом NXT-G.

Создание и сохранение программ. Знакомство со встроенным в программу инструктором по созданию и программированию роботов.

20

 

 

Программирование

в NXT-G.

2

Параметры работы сервомотора. Изучение влияния параметров на работу сервомотора. Управление ИП. Программирование команд: Начало программы; Конец программы; Запусти мотор, жди, стоп, поворот. Передача, запуск программы.

Составление программы движение с заданной скоростью и направлением. Составление программы для измерения пройденного расстояния.

21

 

 

Датчики NXT.

Датчик звука (микрофон).

2

 Датчики NXT и их параметры. Датчик звука. Параметры и применение. Принцип работы датчика. Сохранение созданной программы, открытие ранее созданной программы.

Составление программы на движение робота по голосовой команде.

22

 

 

Тактильный датчик

(датчик касания)

2

Датчик касания. Знакомство с командами: Жди нажато;  Жди отжато. Количество нажатий. Линейная и циклическая программа на движение робота.

Модернизация ранее созданной модели робота с использованием датчика касания. Составление программы, передача, демонстрация.

23

 

 

Датчик освещённости

2

Датчик освещенности. Влияние предметов разного цвета на показания датчика освещенности. Измерение окружающей освещенности. Инициализация сбора данных с помощью Датчика освещённости. Знакомство с командами:  Жди темнее;  Жди светлее. Движение по чёрной линии.

Модернизация ранее созданной модели робота с использованием датчика освещённости. Составление программы: Движение до чёрной линии; Движение по чёрной линии.

24

 

 

Ультразвуковой датчик

2

Датчик ультразвука. Определение расстояния до объекта. Знакомство с командами: Ближе чем; Дальше чем.

Программирование движения робота; до препятствия, следование за объектом.

25-27

 

 

Система с использованием нескольких датчиков.

6

Знакомство с правилами соревнования «Лабиринт». Программа на движение робота по правилу левой (правой) руки. Алгоритм построения программы на движение в лабиринте.

1.Сборка базовой модели робота для прохождения лабиринта.

2. Программирование модели для прохождения лабиринта используя датчик касания, ультразвука.

5.      Разработка проекта «Эко Град» - игры роботов FLL.   (12 часов).

28

 

 

Требования к проекту.

2

Знакомство с правилами игры роботов «Эко Град». Формулировка задач по этапам-проектам. Видео презентация игры. Определение и утверждение тематики проектов по этапам игры «Эко Град».

Моделирование модели робота.

29

 

 

 

 

Работа над проектом.

 

 

8

Распределение обязанностей по сборке, отладке, программированию будущей модели. Подбор и анализ материалов об объекте выбранного этапа. Анализ функциональных задач будущей модели робота.

Сборка модели объекта «Эко Град» по инструкции.

30

 

 

Программирование модели робота в NXT-G с использованием датчиков: касания, освещённости, ультразвука.

Программирование модели робота

31

 

 

Отладка программы. Произвести изменения в конструкции робота для достижения лучшего результата в эксплуатации по условию.

Регулировка, модернизация функциональных узлов робота при тестировании на игровом поле.

32

 

 

Оформление проекта. Алгоритм подготовки выступления. Как выбрать содержание и стиль презентации.

Разработка презентации для защиты проекта.

33

 

 

Защита проекта.

2

Порядок презентации своей работы: проекта, модели.

Обсуждение результатов работы.

Выступление на игровом поле. Защита проекта.

6.      Контроль качества знаний  (2 часа).

34

35

12.05

19.05

 

Свободное

моделирование

4

Контрольное тестирование (20 мин.)

Анализ собранных моделей.

Сборка моделей по условию.