Программа элективного курса «робототехника»

Скачать 113.89 Kb.

Название	Программа элективного курса «робототехника»
Дата публикации	24.11.2017
Размер	113.89 Kb.
Тип	Программа

100-bal.ru > Физика > Программа

Ларионова Т.П., главный специалист ОИПП ГОУ ТОИУУ
ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА

«РОБОТОТЕХНИКА»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Робототехника является одним из важнейших направлений научно- технического прогресса, в котором проблемы механики и новых технологий соприкасаются с проблемами искусственного интеллекта.

За последние годы успехи в робототехнике и автоматизированных системах изменили личную и деловую сферы нашей жизни. Роботы широко используются в транспорте, в исследованиях Земли и космоса, в хирургии, в военной промышленности, при проведении лабораторных исследований, в сфере безопасности, в массовом производстве промышленных товаров и товаров народного потребления. Многие устройства, принимающие решения на основе полученных от сенсоров данных, тоже можно считать роботами — таковы, например, лифты, без которых уже немыслима наша жизнь.

Содержание и структура элективного курса «Робототехника» направлены на формирование устойчивых представлений о робототехнических устройствах как едином изделии определенного функционального назначения и с определенными техническими характеристиками.

Данный курс рассчитан на 17 часов и предназначен для учащихся 9 классов.

Цель курса:

поддержание мотивации ученика на изучение предметов индустриально-технологического и физико-математического профиля;

Задачи курса:

реализация учащимися интереса к обучению на планируемом профиле;
уточнение готовности и способности осваивать выбранные предметы на повышенном уровне;
активизировать познавательную деятельность школьников и стимулировать творческую изобретательность;
стимулировать желание к практическому применению теоретических знаний по выбранным образовательным областям.

Методика преподавания курса

Межпредметный элективный курс «Робототехника» представляет учащимся технологии 21 века, способствует развитию их коммуникативных способностей, развивает навыки взаимодействия, самостоятельности при принятии решений, раскрывает их творческий потенциал.

Межпредметный элективный курс «Робототехника» строится на базовых составляющих содержания предметов:

«Технология» - раздел «Электрорадиотехника» - 8-9 класс;
«Физика» - разделы «Электрические явления» и «Электрический ток и его действия» - 8 класс; разделы «Электромагнитные явления» и «Электромагнитные колебания и волны» - 9 класс.

Кроме того при изучении курса предполагается выход за рамки вышеназванных учебных предметов. Практическая деятельность по выполнению действующей модели робота, требует от учащихся синтеза знаний, охватывающих целый спектр разделов механики, математики, биологии, английского языка.

Программа элективного курса «Робототехника» представлена в двух вариантах.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ
Первый вариант программы межпредметного элективного курса «Робототехника» носит ориентационный характер, и знакомит учащихся с комплексными проблемами и задачами, требующими синтеза знаний по ряду предметов индустриально-технологического и физико-математического профилей обучения. Данный вариант программы рассчитан на углубленное изучение одного из направлений робототехники – автоматизации производственных процессов - промышленной робототехники.

Основу программы составляет обзорный теоретический материал, который охватывает вопросы истории развития робототехники, социально-экономического значения робототехники, анализа теоретических основ использования робототехники в промышленности.

Реализация данного курса в практическом плане позволяет

систематизировать сведения о типаже промышленных роботов в соответствии с их назначением;
систематизировать сведения о рабочих органах, функциональных узлах и системах управления;
сформировать знания о типовых применениях промышленных роботов в различных производственных системах.
сформировать знания о социально-экономическом значении роботизации.

Учебный план

№ п/п	Тема	Количество часов
1	История развития робототехники	1
2	Управление средствами робототехники человеком-оператором	2
3	Применение средств робототехники в промышленности	3
4	Применение промышленных роботов на основных технологических операциях	3
5	Применение промышленных роботов при вспомогательных операциях	2
6	Особенности применения средств робототехники в немашиностроительных и непромышленных отраслях	2
7	Экстремальная робототехника	2
8	Творческая конференцая. Защита рефератов	2
	Всего	17

Содержание программы

История развития робототехники. Предыстория робототехники. Возникновение и развитие современной робототехники. Развитие отечественной робототехники. Социально-экономическое значение робототехники.
Управление средствами робототехники человеком-оператором. Человеко-машинные системы. Классификация системы управления средствами робототехники человеком-оператором. Системы командного управления. Системы копирующего управления манипулятором. Системы управления с задающей рукояткой. Системы супервизорного и интерактивного управления. Особенности управления человеком-оператором средствами передвижения.
Применение средств робототехники в промышленности. Классификация технологических комплексов с применением роботов. Компоновки технологических комплексов с роботами. Управление технологическими комплексами. Этапы проектирования технологических комплексов. Особенности роботизации технологических комплексов в действующих производствах. Гибкие производственные системы.
Применение промышленных роботов на основных технологических операциях. Классификация технологических комплексов с роботами на основных технологических операциях. Сборочные робототехнические комплексы. Сварочные робототехнические комплексы. Робототехнические комплексы для нанесения покрытий
Применение промышленных роботов при вспомогательных операциях. Классификация роботизированных технологических комплексов. Роботизированные технологические комплексы механообработки. Роботизированные технологические комплексы холодной штамповки. Роботизированные технологические комплексы в кузнечно-штамповочном производстве. Роботизированные технологические комплексы литья под давлением
Особенности применения средств робототехники в не машиностроительных и непромышленных отраслях. Робототехника в не машиностроительных отраслях промышленности. Робототехника в непромышленных отраслях.
Экстремальная робототехника. Экстремальная робототехника в промышленности. Космическая робототехника. Подводные роботы. Военная робототехника. Микроробототехника.
Творческая конференция. Защита рефератов.

Примерные темы рефератов

Анализ современного состояния отечественной промышленной роботизации, перспективы развития.
Социально-экономическое значение робототехники.
Анализ наиболее распространенных классификаций промышленных роботов.
Описание элементной базы, требований к их свойствам.
Роботизация и охрана окружающей среды.
Применение роботов при техногенных катастрофах или стихийных бедствиях.

ВТОРОЙ ВАРИАНТ
Второй альтернативный вариант программы рассчитан на продвинутых учащихся и носит преимущественно практический характер (из 17 учебных часов 11 часов отведено на практическую деятельность).

Предполагаемый результат при изучении данного варианта программы: ознакомление с основами робототехники - автоматики и электроники - и создание простого робота-манипулятора (кибернетического устройства), решающего задачу по заданному алгоритму в ограниченном пространстве.

Программой курса предусмотрено рассмотрение истории становления робототехники как современной отрасли науки и техники от первых попыток создания "механических людей" до современных роботов и перспективы ее дальнейшего развития. Знакомство с устройствами роботов и близких им средств робототехники, способами управления роботами от программного до интеллектуального, принципы проектирования. Обзорно представлено применение роботов в различных отраслях народного хозяйства и в других областях человеческой деятельности.

В теоретическом плане учащимся требуется усвоить базовые понятия следующих разделов:

Основы робототехники;
Элементарная механика и конструирование;
Основы простейшей элементной базы
Техника безопасности при работе с робототехникой
Основы проектирования средств робототехники

Реализация данного курса в практическом плане позволяет

стимулировать у учащихся интерес и любознательность;
развивать способности к решению проблемных ситуаций; умению исследовать проблему, анализировать имеющиеся ресурсы, выдвигать идеи, планировать решения и реализовывать их;
расширить технический и математический словари ученика.

Учащиеся по мере изучения курса должны спроектировать и изготовить действующую модель робота-манипулятора в соответствии с техническим заданием, предложенным учителем. При этом учащиеся должны:

предложить вариант решения и построить схему робота-манипулятора с заданным числом степеней свободы;
обоснованно выбрать необходимую элементную базу и конструктивная увязок для робота-манипулятора конкретного исполнения и
назначения;
спроектировать схему защитного ограждения и защитных устройств;
изготовить действующую модель робота-манипулятора конкретного назначения в соответствии с техническим заданием.

Учебный план

N п/п	Тема	Количество часов
N п/п	Тема	Всего	Теория	Практика
1	Основы робототехники	2	2
2	Элементарная механика и конструирование	2	1	1
3	Основы простейшей элементной базы	4	1	3
4	Техника безопасности при работе с робототехникой	2	1	1
5	Основы проектирования средств робототехники	6	1	5
6	Творческая конференция	1		1
	Всего	17	6	11

Содержание программы

Основы робототехники.

История развития робототехники. Предыстория робототехники. Возникновение и развитие современной робототехники. Развитие отечественной робототехники.

Управление движениями человека. Постановка задачи. Общая схема управления движением человека. Динамические уровни управления движением. Тактический уровень управления движением. Стратегический уровень управления движением. Интеллект и творчество.

Устройство роботов. Состав, параметры и классификация роботов по уровню вводимой информации по способу обучения и механическим признакам. Манипуляционные системы. Рабочие органы манипуляторов. Системы передвижения мобильных роботов. Сенсорные системы. Устройства управления роботов. Особенности устройства других средств робототехники.

Элементарная механика и конструирование. Основные принципы организации движения роботов. Описание манипуляторов. Описание механической системы манипуляторов. Конфигурация руки робота и число степеней свободы манипуляторов (механической руки). Взаимное влияние степеней подвижности манипуляторов. Классификация способов управления роботами.
Основы простейшей элементной базы.

Приводы роботов. Классификация приводов: пневматические приводы, гидравлические приводы, электрические приводы, комбинированные приводы. Рекуперации энергии в приводах. Искусственные мышцы. Микроприводы. Приводные системы роботов-манипуляторов.

Датчики исполнительных механизмов. Датчики исполнительных механизмов и устройства связи с объектами управления. Классификация датчиков: аналоговые (по напряжению, по току), позиционные (релейного типа), срабатывающие при достижении заданной контролируемой величины, цифровые. Выбор датчика (условия эксплуатации, диапазон и требуемая точность измерения физического параметра).

Техника безопасности при работе с робототехникой. Проблемы охраны труда, техники безопасности и надежности роботосистем. Техника безопасности при работе с робототехникой. Выбор и обоснование систем защиты.
Основы проектирования средств робототехники. Постановка задачи проектирования средств робототехники. Методы проектирования средств робототехники. Работа с техническим заданием по проектированию и изготовлению робота-манипулятора.
Творческая конференция. Представление творческих работ (роботов-манипуляторов).

Рекомендуемая литература

Бабич А.В., Баранов А.Г., Калабин И.В. и др. Промышленная робототехника: Под редакцией Шифрина Я.А. – М.: Машиностроение, 2002.
Богатырев А.Н. Электрорадиотехника. Учебник для 8-9 класса общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2008.
Гордин А.Б. Занимательная кибернетика. – М.: Радио и связь, 2007.
Громов СВ., Родина Н.А. Физика. учебник для учащихся общеобразовательной школы. 8 класс. – М.: Дрофа, 2008.
Громов СВ., Родина Н.А. Физика. учебник для учащихся общеобразовательной школы. 9 класс. – М.: Дрофа, 2008.
Скотт Питер. Промышленные роботы – переворот в производстве. – М.: Экономика, 2007.
Фу К., Гансалес Ф., Лик К. Робототехника: Перевод с англ. – М. Мир, 2010.
Шахинпур М. Курс робототехники: Пер. с англ. – М.; Мир, 2002.
Юревич Ю.Е. Основы робототехники. Учебное пособие. Санкт-Петербург: БВХ-Петербург, 2005.

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Рабочая программа дополнительного образования «Юный техник» составлена на основе программы курса С. А. Филиппова. Робототехника для...		Паспорт рабочей программы элективного курса стр. 4 Структура и содержание элективного курса Рабочая программа элективного курса Введение в профессию является частью образовательной программы спо, входящей в состав укрупненной...
	Основная образовательная программа высшего профессионального образования Элективный курс по электротехнике – Знакомство с элективными курсами. Даётся краткий анализ составления элективного курса «Электротехника»....		Пояснительная записка Особенности курса Программа элективного курса... Данная программа элективного курса относится к предметно-ориентированному виду программ
	Элективный курс по электротехнике Дана общая форма составления элективного... Элективный курс по электротехнике – Знакомство с элективными курсами. Даётся краткий анализ составления элективного курса «Электротехника»....		Программа элективного курса «Химия и окружающая среда» Содержание элективного курса нацелено на формирование у учащихся химико-экологических знаний, умений, норм поведения и на развитие...
	Программа элективного курса на тему: «Математика метод познания окружающего мира» Цель данного элективного курса: подготовка учащихся к продолжению образования, повышение уровня их математической культуры		Рабочая программа элективного курса в 9 классе «Графический дизайн. Adobe Photoshop» Требования к минимально необходимому уровню знаний учащихся, необходимых для успешного изучения элективного курса 6
	Программа элективного курса по биологии "Здоровье человека и окружающая среда" Лекционная и практическая части курса предполагают широкое использование видеофильмов, слайдов, сети Интернет, наглядных пособий....		Программа «Фабрика здоровья» Программа элективного курса разработана на основе авторской программы элективного курса Л. Н. Бородачёвой, учителя биологии моу сош...
	Программа элективного курса по химии Одним из вариантов решения этой проблемы является включение в учебный план элективного курса «Строение и свойства кислородсодержащих...		Рабочая программа элективного курса по английскому языку «Лингва. Страноведение. Великобритания» Программа элективного курса по страноведению предназначена для учащихся 5 класса и рассчитана на 17 часов
	Программа элективного курса «Избранные вопросы физики» (2ч в неделю, всего 68часов) ...		Программа элективного курса «Энергия будущего» Программа элективного курса универсальна. Она предназначена для обучащихся 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений, изучающих...
	Рабочая программа элективного курса составлена на основе программы... Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №8 С. Тахта ипатовского района ставропольского...		Программа элективного курса «Питание и здоровье» (10-11 кл.) Поэтому формирование у учащихся правильного представления о природе питания человека одна из главных задач биологии. Наиболее систематично...

Программа элективного курса «робототехника»

Похожие: