1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1 Цель преподавания дисциплины

Целью преподавания дисциплины является – дать студентам фундаментальные принципы и основные понятия по робототехнике и мехатронике.


Задачи  дисциплины:

Задачи изучения дисциплины заключаются в том, чтобы ознакомить студентов с историей развития робототехники и  мехатроники,  с основными принципами построения и применения робототехнических и мехатронных систем, а также с основными сведениями из области мехатроники и робототехники. В результате изучения дисциплины «Мехатроника и робототехника" студент должен знать:

    историю развития, место среди других наук и роль мехатроники и робототехники как прикладных наук; область применения и принципы действия робототехнических и мехатронных систем; основные механические, электронные и компьютерные составляющие робототехнических и мехатронных систем; методологические основы анализа и синтеза робототехнических и мехатронных систем; тенденцию и перспективы развития мехатроники и робототехники; уметь пользоваться полученными начальными знаниями при изучении смежных дисциплин;
    приобрести навыки анализа и синтеза мехатронных и робототехнических систем.

1.3 Пререквизиты дисциплины:


    Физика I, физика II
    Математика I, II, III Информатика Алгоритмизация и программирование Механика Прикладная механика.

1.4 Постреквизиты  дисциплины:


    Банковская и офисная мехатронная техника Компьютерное управление техническими системами.

2 СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ

  Рейтинг по дисциплине оценивается по 100-процентной шкале.

  Таблица 1

Распределение рейтинговых % по видам контроля


Вид итогового контроля

Виды контроля

В процентах, %

Экзамен

Итоговый контроль

100

Рубежный контроль

100

Текущий контроль

100


  Таблица 2

Календарный график сдачи всех видов контроля

по дисциплине «Мехатроника и робототехника»


Неде-ли

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Виды контроля

П1

СР1

П2

СР2

П3

СР3

СР4

РК

1

П4

П5

СР5

П6

П7

РК

2

СР6

Нед. кол-во контр

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Виды контроля: П – практическая работа; СР - самостоятельная работа,

  РК – рубежный контроль.


  Таблица 3

Оценка знаний студентов

Оценка

Буквенный эквивалент

Рейтинговый балл (в %)

В баллах

Отлично

А

95-100

4

А-

90-94

3,67

Хорошо

В+

85-89

3,33

В

80-84

3,0

В-

75-79

2,67

Удовлетворительно

С+

70-74

2,33

С

65-69

2,0

С-

60-64

1,67

D+

55-59

1,33

D

50-54

1,0

Неудовлетворительно

F

0-49

0

3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

  3.1 Распределение часов по видам занятий

       Таблица 4

Распределение часов по видам занятий

Наименование

Темы

Количество академических часов

Лекция


Практи-ческие

СРСП

СРС

Модуль 1 Основные положения робототехники и мехатроники

1. История развития робототехники и мехатроники.

1

2

2

2. Структура и классификация мехатронных систем.

1

3

2

2

3. Системы управления мехатронных и робототехнических систем.

1

2

2

2

4. Планирования движения на стратегическом уровне управления.

1

2

2

5. Технологии интеллектуального управления.

1

2

2

2

6. Технология нейросетевых структур.

1

2

2

7. Составные модули мехатронных и робототехнических систем.

1

2

2

2

Модуль 2 Управление, робототехническая и мехатронная техника

8. Запоминающие устройства.

1

2

2

9. Информационно-измерительные и коммуникационные системы.

1

2

2

10. Исполнительные устройства. Мехатронные модули движения (ММД).

1

2

2

11. Электромеханические ММД.

1

2

2

2

12. Мехатронная техника.

1

2

2

13. Роботы. Назначение и области применения роботов.

1

2

2

14. Промышленные роботы.

1

4

2

2

15. Роботы с параллельными манипуляторами.

1

2

2

Всего (часов)

15

15

30

30



3.2 Наименование тем лекционных занятий и их содержание

Таблица 5

Наименование тем лекционных занятий и их содержание


№ п/п

Содержание лекционных занятий

1

История развития робототехники и мехатроники. Определение и предмет мехатроники. Основные факторы, обусловившие зарождение и развитие мехатроники. Взаимные связи между мехатроникой, робототехникой и другими научными отраслями.

2

Структура и классификация мехатронных систем. Структура мехатронных систем. Классификация мехатронных систем.

3

Системы управления мехатронных и робототехнических систем (МиРС). Задачи системы управления. Иерархическая структура системы управления МиРС. Системы управления интеллектуального уровня. 

4

Планирования движения на стратегическом уровне управления. Планирование на тактическом уровне. Исполнительный уровень управления.

5

Технологии интеллектуального управления. Технология экспертных систем. Технология нечетких систем.

6

Технология нейросетевых структур. Технология ассициативной памяти. Программное обеспечение систем управления.

7

Составные модули мехатронных и робототехнических систем. Человеко-машинный интерфейс. Управляющие комплексы. Структура управляющего комплекса.

8

Запоминающие устройства. Структура (архитектура) процессора. 

9

Информационно-измерительные и коммуникационные системы. Информационно-измерительные системы. Коммуникационные системы. 

10

Исполнительные устройства. Мехатронные модули движения (ММД). Пневматические ММД.

11

Электрогидравлические ММД. Электромеханические ММД.

12

Мехатронная техника. Станки с ЧПУ – пример мехатронной техники. Накопитель на жестких дисках – винчестер. Офисная мехатронная техника.

13

Роботы. Классификация роботов. Назначение и области применения роботов.

14

Промышленные роботы. Классификация промышленных роботов. Назначение и области применения промышленных роботов.

15

Роботы с параллельными манипуляторами. Робот КазНТУ. Манипулятор платформенного типа «SholKor».



3.3 Наименование тем практических занятий, их содержание и объем в часах

Таблица 6

Наименование тем практических занятий, их содержание и объем в часах



Наименование практических занятий

Кол-во  ч-в

1

Исследование конструкции учебного робототехнического комплекса (УРТК) «Робот КазНТУ».

2

2

Исследование конструкции промышленного робота «Nokia».

3

3

Исследование конструкции винчестера.

2

4

Исследование конструкции лазерного принтера.

2

5

Сборка модели робота.

2

6

Сборка модели робота.

2

7

Сборка и программирование модели робота.

2

Всего (часов)

15


Наименование тем самостоятельной работы студентов (СРС), их содержание и объем в часах

Таблица 7

Наименование тем самостоятельной работы студентов (СРС),

их содержание и объем в часах

Наименование тем

Кол-во  ча-в

1

История развития робототехники и мехатроники.

2

2

Изучение конструкций промышленных роботов «Нокиа», УРТК.

2

3

Системы управления мехатронными и робототехническими системами.

2

4

Структура и классификация мехатронных систем.

2

5

Задачи системы управления.

2

6

Исполнительный уровень управления.

2

7

Технологии интеллектуального управления.

2

8

Технология нейросетевых структур.

2

9

Программное обеспечение систем управления.

2

10

Запоминающие устройства.

2

11

Структура процессора.

2

12

Информационно-измерительная и коммуникационная система.

2

13

Электромеханические  ММД.

2

14

Офисная мехатронная техника.

2

15

Роботы с параллельными манипуляторами.

2

Всего (часов)

30


Наименование тем самостоятельной работы студентов под руководством руководителя (СРСП), их содержание и объем в часах

Таблица 8

Наименование тем самостоятельной работы студентов под руководством руководителя (СРСП), их содержание и объем в часах


Наименование тем

К-во  ч-в

1

История развития робототехники и мехатроники.

2

2

Взаимные связи межу мехатроникой,  робототехникой и другими научными отраслями.

3

3

Иерархическая структура системы управления МС и РС.

2

4

Системы управления интеллектуального управления.

2

5

Исполнительный уровень управления.

2

6

Технологии интеллектуального управления.

2

7

Программное обеспечение систем управления.

2

8

Запоминающие устройства.

2

9

Структура процессора.

2

10

Перспективные управляющие комплексы.

2

11

Информационно-измерительная и коммуникационная система.

2

12

Коммуникационные системы.

2

13

Офисная мехатронная техника.

2

14

Промышленные роботы.

2

15

Роботы с параллельными манипуляторами.

2

Всего (часов)

30


График проведения занятий


Дата

Время

Наименование тем

1

2

3

4

Лекции

1

История развития робототехники и мехатроники. Определение и предмет мехатроники. Основные факторы, обусловившие зарождение и развитие мехатроники. Взаимные связи между мехатроникой, робототехникой и другими научными отраслями.

2

Структура и классификация мехатронных систем. Определение и предмет мехатроники. Структура мехатронных систем. Классификация мехатронных систем.

1

2

3

4

3

Системы управления мехатронных и робототехнических систем (МиРС). Задачи системы управления. Иерархическая структура системы управления МиРС. Системы управления интеллектуального уровня. 

4

Планирования движения на стратегическом уровне управления. Планирование на тактическом уровне. Исполнительный уровень управления.

5

Технологии интеллектуального управления. Технология экспертных систем. Технология нечетких систем.

6

Технология нейросетевых структур. Технология ассициативной памяти. Программное обеспечение систем управления.

7

Составные модули мехатронных и робототехнических систем. Человеко-машинный интерфейс. Управляющие комплексы. Структура управляющего комплекса.

8

Запоминающие устройства. Структура (архитектура) процессора. 

9

Информационно-измерительные и коммуникационные системы. Информационно-измерительные системы. Коммуникационные системы.

10

Исполнительные устройства. Мехатронные модули движения (ММД). Пневматические ММД.

11

Электрогидравлические ММД. Электромеханические ММД.

12

Мехатронная техника. Станки с ЧПУ – пример мехатронной техники. Накопитель на жестких дисках – винчестер. Офисная мехатронная техника.

13

Роботы. Классификация роботов. Назначение и области применения роботов.

1

2

3

4

14

Промышленные роботы. Классификация роботов. Назначение и области применения роботов.

15

Роботы с параллельными манипуляторами. Робот КазНТУ. Манипулятор платформенного типа «SholKor».

Практические занятия

1

Практическое занятие № 1.

Исследование конструкции учебного робототехнического комплекса (УРТК) «Робот КазНТУ».

2

Практическое занятие № 2.

Исследование конструкции промышленного робота «Nokia».

3

Практическое занятие № 3.

Исследование конструкции винчестера.

4

Практическое занятие № 4.

Исследование конструкции лазерного принтера.

5

Практическое занятие № 5.

Сборка модели робота.

6

Практическое занятие № 6.

Сборка модели робота.

7

Практическое занятие № 7.

Сборка и программирование модели робота.


4 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

4.1 Основная литература

       1. Основы мехатроники и робототехники: Учебник – Алматы: КазНТУ, 2005, 102с.

2. Основы мехатроники.- М.: МГТУ «Станкин». 2000.-80 с.

3. , Основы робототехники.- М.: Высш. Шк., 1990.-224 с.

       4. иани Д., Цифровые системы автоматизации и управления.- СПб.: Невский диалект, 2001.- 557 с.

       5. , Робототехника: История и перспективы. –М.:Наука: Издательство МАИ, 2003.-349 с.

       6. Мехатроника: основы, методы, применение.- М.: Машиностроение, 2006.-256 с.

, Основы мехатроники и робототехники. Методическое указание к выполнению лабораторных работ, - Алматы, 2006. Шоланов Қ.С., Жұмашева және робототехника негіздері. Лабораториялық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар.-Алматы, 2006. Жұмашева . Учебное пособие. Алматы: КазНТУ, 2010, 80 с.

4.2 Дополнительная литература

       

10. и др. Мехатроника.-М.: Мир, 1988.-318 с.

       11. Электрогидравлические мехатронные модули движения. Основы теории и системное программирование.- М.: Радио и связь, 2001.-432 с.

       12. , Управление роботами. Основы управления манипуляционными роботами.-М.: Изд-во МГТУ им. , 2000. -400с.

Фу К., Ли К. Робототехника.-М.: Мир, 1989.-624 с.

14. Герман – Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. – СПб.: КОРОНА принт, 2001.- 320 с.

15. Позиционные и следящие электромеханические системы.- СПб.: Энергоатомиздат, 2001.-208 с.

16. , Программирование обработки на станках с ЧПУ.-Л.: Машиностроение. Ленинг. Отд-ние, 1990.-588 с.

17. , Офисная оргтехника для делопроизводства и управления. - Москва,1998.-413с.

Колесниченко. О., Шишигин. И. Аппаратные средства РС. - СПБ:БХВ-Петербург,2001.-1024с.

СОДЕРЖАНИЕ


1

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ…………………………………...

3

1.1

Цель преподавания дисциплины ………………………………………

3

1.2

Задачи  дисциплины……………………………………………………

3

1.3

Пререквизиты дисциплины......................................................................

3

1.4

Постреквизиты  дисциплины.................................................................

3

2

СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ..............................................................

4

Распределение рейтинговых баллов по видам контроля……………

4

Календарный график учебного процесса……………………………

4

Оценка знаний студентов………………………………………………

4

3

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИЛИНЫ.............................................................

5

3.1

Распределение часов по видам занятий………………………………

5

3.2

Наименование тем лекционных занятий и их содержание, объем в часах….......................................................................................................

6

3.3

Наименование тем практических занятий и их содержание, объем в часах ……………………………………………………………………

6

3.4

Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС)…………..........................................................................................

7

3.5

Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП)…………………………………

7

График проведения занятий……………………………………………

8

4

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ…

9

4.1

Основная литература …………………………………………………

9

4.2

Дополнительная литература..................................................................

9