Календарно-тематическое планирование по курсу Робототехника (2 год обучения)

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.