Основы конструирования автономных роботов Б.3.Б.07 Направление подготовки «Автономные роботы» 1. Аннотация курса В курсе излагаются общие сведения о конструкции и принципах действия роботов и мехатронных модулей. Рассматриваются различные модели как автономных роботов, так и типовые механизмы промышленных роботов и мехатронных модулей движения. Большое внимание уделено кинематическим компоновкам роботов в различных системах координат, исходным требованиям, основным этапам конструирования. Рассматриваются вопросы кинематики и динамики. Оценивается характер динамических процессов в конструкции манипуляторов и механических приводов, а также погрешности позиционирования. Приводится задача анализа частотных свойств. Настоящий курс излагает общие принципы и некоторые особенности конструирования робототехнических систем. Методы конструирования исполнительных устройств роботов основаны на результатах анализа степеней подвижности, рабочей зоны, исследования кинематики манипуляторов. Конструкция зависит от вида и мощности установленных приводов с соответствующими передаточными механизмами, какими являются механизмы вращения, поступательного движения и т.д. Данный курс предваряют "Теоретическая механика", где изучаются общие вопросы кинематики и динамики механических устройств, а также "Детали мехатронных модулей, роботов и их конструирование», где рассматриваются основы расчетов на прочность деталей и узлов. К зачету студенты выполняют исследования технического задания и (или) разрабатывают эскизный проект, а также листы спецификации. В каждом разделе курса рассматриваются примеры и задачи, тесно связанные с основным содержанием и соответствующие требованиям конструирования современных мехатронных модулей и роботов. Дисциплина является заключительной в общетехнических, механических дисциплинах данной специальности, завершая инженерное представление механики робототехнических систем. Курс предназначен для студентов подготовки бакалавров Б.3.Б.07 и является общей конструкторской подготовкой. Изучение данной дисциплины способствует подготовке студентов к последующему самостоятельному освоению специальной технической литературы и является общей конструкторской подготовкой. ВЫПИСКА из ГОС ВПО (в старой программе) ОПД.Ф.02. МЕХАНИКА 170 ОПД.Ф.02.01 ДЕТАЛИ МАШИН (ПРИБОРОВ) И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ Классификация механизмов, узлов и деталей. Основы проектирования механизмов, стадии разработки. Требования к деталям, критерии работоспособности и влияющие на них факторы. Механические передачи: зубчатые, червячные, планетарные, волновые, рычажные, фрикционные, ременные, цепные, передача винт-гайка; расчеты передач на прочность. Валы и оси, конструкция и расчеты на прочность и жесткость. Подшипники качения и скольжения, выбор и расчеты на прочность. Уплотнительные устройства. Конструкция подшипниковых узлов. Соединения деталей: резьбовые, заклепочные, сварные, паяные, клеевые с натягом, шпоночные, зубчатые, штифтовые, клеммовые, профильные; конструкция и расчеты на прочность. Упругие элементы. Муфты механических приводов. Корпусные детали механизмов. 170 Рабочая программа

Рабочая программа

п.4 содержание дисциплины

Раздел 1 – без измен.

Раздел 2 Кинематические компоновки в различных системах координат

Содерж.

Производится выбор кинематической схемы. Выбор рациональной схемы – важный этап конструирования. Рассматриваются общая структура и схемы приводных узлов и передаточных устройств мехатронных модулей движения.

Раздел 3 Исходные требования

содерж.

Определяются требования к приводам и системам управления с учетом технологических условий эксплуатации.

4. Этапы…

Техническое задание. Техническое предложение. Анализ и предварительное конструирование. Разработка эскизного проекта. Технический проект. Разработка документации для изготовления.

5. – содерж - см. рукописное замечание.

п.п 6 – 9 без изменений.

Методические материалы по дисциплине для преподавателей б.3.Б.07 «Основы конструирования автономных роботов»

направление 221000.62 «Мехатроника и рбототехника»

профиль подготовки «Автономные роботы»

1. Методические рекомендации по чтению лекций

2 . Методические рекомендации по проведению лабораторных работ

3. Методические рекомендации по проведению практических занятий.

4. Методические рекомендации по руководству курсовым проектом ( курсовой работой)

5 . Список экзаменационных и зачетных вопросов

лекции

1. Методические рекомендации к лекции по теме 4.1.1 - следует подчеркивать связь дисциплины со всеми средствами и методами механики, теории механизмов, теории автоматического управления, теории упругости и сопротивления материалов, прочностных расчетов деталей машин. Раскрыть историческое развитие технических средств [7.1..2.], особенности конструкции исполнительных устройств роботов [7.1.1]

2. В лекции по теме 4.1.2 познакомить студентов с разнообразием кинематических компоновок и структурных схем [7.1.1], [7.1.2], [7.2.2].

3. В лекциях по темам 4.1.3 и 4.1.4 следует опираться на стандарты проектирования (ГОССТАНДАРТ. система ICO, ЕСКД) и технические требования [7.1.1], [7.3.1].

4. …4.1.5 - 4.1.6 – посвятить решению прямых и обратных задач кинематики и составлению дифференциальных уравнений движения на основе уравнений Лагранжа II рода. [7.1.1] [7.1.2] [7.2.1] [7.2.2].

5. Лекция по теме 4.1.7 посвящена исследованию частотных свойств мехатронных модулей движения и манипуляторов [7.1.1], [7.2.2], [7.1.3].

6. Лекция по теме 4.1.8 подразумевает познакомить студентов с ошибками за счет упругих свойств приводных и передаточных механизмов [7.1.1], [7.2.1], [7.2.2].

7. В последней лекции - по теме 4.1.9 – уделить внимание динамическому уравновешиванию [7.1.1], [7.2.2], особенно важному в подвижных автономных роботах..

… лабораторные

Лаб. раб – по расписанию в течение семестра. Тематика указана в соответствующих разделах рабочей программы. Так работа по разделу 4.2.2 предполагает конструирование трехзвенного манипулятора в 4-х системах координат по заданной форме рабочей зоны ЗУ. Лаб. раб по теме 4.2.4 посвящена разработке эскизов и листов спецификаций. Работа по теме 4.2.5 – решение обратной задачи кинематики манипулятора. Последняя лаб. по теме 4.2.8 –анализ точности позиционирования..