Календарно-тематическое планирование по курсу «Робототехника»

Второй год обучения - «Основы робототехники»

 

№

занятия

Дата по плану

Дата по факту

 

Тема занятия

Кол-

во

часов

 

Содержание

 

Практическая работа

 

1.      Введение. Общие представления о робототехнике (4 часа).

1

 

 

Введение в робототехнику

2

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

 

 

2

 

 

Обзор образовательных конструкторов LEGO Mindstorms NXT и Eva-3.

2

Конструкторы компании ЛЕГО. Общие представления об образовательном конструкторе: LEGO Mindstorms NXT, Ev3.  Сравнительная характеристика конструкций основных деталей (датчиков, блока NXT, сервомотора).

 

Комплектование деталей конструкторов Lego.

 

2.      Основы конструирования машин и механизмов  (14 часов).

2.1   Передаточные механизмы

3

 

 

Червячная передача.

Кинематическая схема механизма.

2

Виды, элементы червячной передачи. Конструкционные требования к передаточному механизму. Практическое применение, характеристика. Варианты конструкций, креплений основных элементов механизма из Legoдеталей. Конструирование электропривода. Изображение механизма на кинематических схемах.

 

Разработка червячного редуктора. Проектирование электропривода к червячной передаче. Сборка вариантов червячной передачи (см. приложение Toranomakiстр.23, 24, 25, 31, 45, 210, 213)

4-5

 

 

Творческая работа по теме «Передаточные механизмы».

4

Трелёвочный механизм: назначение, виды, основные детали, принцип действия. Разработка конструкции программно управляемого трелёвочного механизма с электроприводом.

Изготовление программно управляемого трелёвочного механизма с электроприводом.

 

      2.2   Конструирование сложных механизмов со смещённым центром вращения 

6

 

 

Кулачковый механизм.

2

Кулачковый механизм: определение, устройство, принцип действия, практическое применение. Варианты конструкций. Конструирование электропривода.  

Разработка кулачкового механизма. Проектирование электропривода. Сборка конструкционных вариантов кулачкового механизма (см. приложение Toranomakiстр. 34, 66, 67, 68)

7

 

 

Кривошипно-шатунный механизм.

2

Кривошипно-шатунный механизм: определение, устройство, принцип действия, практическое применение. Варианты конструкций. Конструирование электропривода. 

Разработка кривошипно-шатунного механизма. Проектирование электропривода. Сборка конструкционных вариантов кривошипно-шатунного механизма (см. приложение Toranomaki стр. 33, 66, 67, 69, 70, 198, 211).

 

8

 

 

Кулисный механизм.

2

Кулисный механизм: определение, устройство, принцип действия, практическое применение. Варианты конструкций. Конструирование электропривода. 

Разработка кулисного механизма. Проектирование электропривода. Сборка конструкционных вариантов кулисного механизма (см. приложение Toranomaki стр. 33).

 

9

 

 

Творческая работа по теме «Передаточные механизмы».

2

Двигательный механизм (см. приложение 6): назначение, основные детали, принцип действия. Разработка конструкции программно управляемого двигательного механизма с электроприводом.

Изготовление программно управляемого двигательного  механизма с электроприводом.

 

 

3.      Шагающие системы передвижения роботов      (14 часов).

10

 

 

Робот с 2-я конечностями.

2

Шагающие роботы: принцип движения. Механизмы шагающего робота с 2-я конечностями. Разработка конструкции робота с опорой на приложение Toranomaki стр. 90, 91, 92; Шагающие механизмы.

 

Изготовление шагающего механизма с 2-я конечностями.

11

 

 

Робот с 4-я конечностями.

2

Механизмы шагающего робота с 4-я конечностями. Варианты движения. Разработка конструкции робота с опорой на приложения: Toranomaki стр. 86, 87, 88, 89; видеоролик № 1-7; Шагающие механизмы.

 

Изготовление шагающего механизма с 4-я конечностями.

12

 

 

Робот с 6-ю конечностями.

2

Механизмы шагающего робота с 6-ю конечностями. Варианты движения. Разработка конструкции робота с опорой на приложения: Toranomaki стр. 93; видеоролик №8; Шагающие механизмы.

 

Изготовление шагающего механизма с 6-ю конечностями.

 

13-14

 

 

 

Творческая работа по теме.

«Шагающие роботы».

 

8

Подготовка к соревнованиям WRO свободная категория: «Гонка шагающих роботов»,  «Сумо шагающих роботов». Положение соревнований, требования к роботу. Разработка программно управляемого механизма.

 

Изготовление робота к соревнованию: «Гонка шагающих роботов».

 

 

15-16

 

Изготовление робота к соревнованию: «Сумо шагающих роботов».

 

 

4.      Манипуляционные системы.    (18 часов).

17

 

 

Промышленные роботы

2

Структура и составные элементы промышленного робота. Манипулятор: назначение, промышленное использование, виды, типы с опорой на приложения: Toranomaki стр. 18-21, 43, 45, 62, 95; «Механизмы».

Конструирование механического манипулятора (захват) с использованием зубчатых передач.

18

 

 

Рабочие органы манипуляторов.

2

Основная часть манипуляторов - пространственные механизмы со многими степенями свободы. Рабочие органы манипуляторов.

Конструирование механического манипулятора с одной, двумя и тремя степенями свободы (стационарные, телескопические, складные).

19

 

 

Электромеханические  манипуляторы.

2

Программно управляемые манипуляторы: конструктивные особенности, практическое применение. Конструирование электропривода с опорой на приложение Toranomaki стр. 43, 45.

Разработка многофункционального программно управляемого  манипулятора с 2-3 степенями свободы.

20

 

 

Манипуляторы с пневматическим приводом.

2

Пневматический привод: особенности конструкции, основные детали, принцип действия, практическое применение. Разработка манипулятора с пневматическим электроприводом с опорой на приложения: Toranomaki стр. 186 – 190.; карточки задания учебного конструктора «Пневматика».

Конструирование программно управляемого механизма пневматического манипулятора.

21

 

 

Сенсорные устройства, применяемые в манипуляционных системах.

2

Сенсорные устройства, применяемые в манипуляторах для выполнения различных технологических операциях. Функциональная значимость сенсорных устройств, устанавливаемых на манипуляторах. Варианты крепления датчиков.

Конструирование  рабочего органа манипулятора с датчиками: световым, касания, ультразвуковым «Стационарный манипулятор».

 

 

22-25

 

 

Творческая работа по теме «Манипуляторы»

.

 

8

Подготовка к соревнованиям WRO. Свободная категория «Биатлон»: положение соревнования, требования к роботу. Разработка конструкции робота автомобильной группы для участия в соревнованиях старшего уровня.

Сборка робота для участия в соревнованиях старшего уровня свободной категории WRO «Биатлон».

 

WROосновная категория: обзор, анализ конструкций роботов с манипуляционными системами. Разработка робота для участия в соревнованиях младшего уровня 2015г.

Сборка робота для участия в соревнованиях младшего уровня основной категория WRO 2015.

 

5.      Разработка проекта   ( Игры роботов, направление FLL.)   18 часов.

5.1      Введение в проектную деятельность.

26

 

 

Требования к проекту.

2

Знакомство с положением соревнований FLL – 2015. Видео презентация игрового поля. Положение по этапам соревнования. Определение задач по этапам-проектам. Обсуждение возможных источников информации, вопросов по защите авторских прав. Выбор стиля презентации.

Сборка объектов игрового поля.

      5.2   Работа над проектной конструкцией робота.

27-28

 

 

 

Функциональные требования к конструкции робота на играх FLL.

 

4

 

Анализ функциональных задач будущей модели робота. Разработка базовой модели робота с использованием графической программы LEGO Digital Designer.

Моделирование, сборка базовой модели робота.

29-31

 

 

 

Конструирование

6

Распределение обязанностей по сборке, съёмных механизмов робота согласно положению соревнования, выбранному этапу Разработка конструкций по назначению.

 

Конструирование съёмных механизмов, приспособлений для базовой модели робота.

32-33

 

 

Регулировка работы механизмов.

4

Программирование модели робота в NXT-G.

Пробные заезды роботов. Выявление конструкционных неисправностей. Этапы модернизации.

 

Регулировка, модернизация механизмов и приспособлений робота при тестировании на игровом поле.

     5.3   Защита проекта

34

 

 

Защита проекта.

2

Порядок презентации своей работы: проекта, модели.

Обсуждение результатов работы.

Показательные заезды роботов.

6.      Контроль качества знаний  (2 часа).

35

 

 

Подведение итогов.

4

Контрольное тестирование (20 мин.)

Анализ собранных моделей.

Комплектование конструкторов.