Материал: 281

2

УДК 519.2 : 519.6

Материалы для мехатроники и робототехники [Электронный ресурс] :

методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению

подготовки 15.03.06 Мехатроника и робототехника / А.А. Мещерякова; ФГБОУ

ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 8 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени Петра I» Афоничев Д.Н.

3

1. Введение

Учебным планом по направлению подготовки бакалавра 15.03.06 Мехатроника и робототехника профиль - Управление в мехатронных и робототехнических системах предусмотрено изучение курса «Материалы для мехатроники и робототехники».

Программа курса включает изучение основных понятий мехатроники и робототехники, освоение принципов проектирования, конструирования и управления робототехническими системами, формирование современных представлений и навыков в области комплексной автоматизации производственных процессов различного назначения с применением современных гибких средств автоматизации - мехатронных устройств и промышленных роботов..

Врезультате освоения дисциплины студент должен:

–знать основные понятия мехатроники и робототехники, устройство роботов, конструирования и управления робототехническими системами, устройство и принцип действия промышленных роботов, манипуляторов, схватов ПР, отдельных модулей ПР, классификацию мехатронных модулей, роботов и манипуляторов, их основные технические характеристики;

–уметь конструировать манипуляторы и мобильных роботов, программировать манипуляторы и мобильных роботов;

–владеть на основании поставленной задачи произвести проектирование, создать конструкцию и осуществить программирование манипулятора или мобильного робота.

2.Общие указания

Методические указания предназначены для бакалавров 23-го курса (4-й семестр) очного обучения.

Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.

Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к зачету.

Лабораторные занятия посвящены исследованию кинематической структуры пространственных механизмов, кинематических характеристик мехатронных модулей движения, исследованию влияния передаточного числа редуктора мехатронного модуля на динамические свойства системы управления при обеспечении максимального быстродействия, исследованию влияния передаточного числа редуктора мехатронного модуля на динамические свойства системы управления при обеспечении минимального момента при

4

пуске и торможении, исследованию силовых параметров манипуляционных механизмов на основе метода кинетостатического анализа.

3. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1 Введение в робототехнику.

Предпосылки развития мехатроники и области применения мехатроннных и робототехнических систем. Преимущества и перспективы развития таких устройств и систем.

Раздел 2 История развития робототехники.

Предыстория робототехники. Термин "робот". Три закона робототехники. Возникновение и развитие современной робототехники. Развитие отечественной робототехники. Термины и определения мехатроники и робототехники.

Раздел 3 Управление движением человека.

Постановка задачи. Общая схема управления движением человека. Нейроны. Мышцы. Центральная нервная система. Динамические уровни управления движением. Интеллект и творчество.

Раздел 4 Состав, параметры и классификация роботов.

Состав роботов. Классификация роботов по назначению. Классификация роботов по конструкции. Классификация по способу управления. Классификация по быстродействию. Параметры, определяющие технический уровень роботов. Манипуляционные системы. Рабочие органы манипуляторов.

Раздел 5 Системы передвижения мобильных роботов.

Классификация по типу внешней среды перемещения. Наземные универсальные системы передвижения. Гусеничные роботы. Колесные роботы. Шагающие роботы. Водные системы передвижения роботов. Воздушные системы передвижения роботов. Космические системы передвижения роботов.

Раздел 6 Сенсорные системы.

Назначение сенсорных систем. Классификация сенсорных систем. Контактные и бесконтактные сенсорные системы. Системы технического зрения.

Раздел 7 Устройства управления роботов.

Программные устройства управления. Адаптивные устройства управления. Интеллектуальные устройства управления. Релейное управление. Непрерывное программное управление. Человеко-машинные системы.

5

Групповое управление в робототехнических системах. Аппаратура управления роботов.

Раздел 8 Основы систем автоматического управления.

Понятие автоматического управления. Система автоматического управления. Теория автоматического управления. Системы автоматического регулирования. Классификация систем автоматического регулирования.

Раздел 9 Применение средств робототехники.

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. Применение промышленных роботов на вспомогательных операциях. Робототехника в непромышленных областях. Экстремальная робототехника.

4. Лабораторные занятия

Перечень лабораторных работ по курсу для студентов очного обучения представлен в табл.1.

Таблица 1 - Перечень лабораторных работ