

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 |



