Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК




Скачать 145.2 Kb.
НазваниеОбразовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК
Дата конвертации07.11.2012
Размер145.2 Kb.
ТипОбразовательная программа
Министерство образования Российской федерации

Красноярский государственный технический университет


УТВЕРЖДАЮ

Декан электромеханического факультета

____________ Дубровский И.Л.

«____» ___________ 2001г.


УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


Дисциплина Информационные устройства и системы в робототехнике

Направление 65200-Мехатроника и робототехника

Специальность 210300 – Роботы и робототехнические системы

Факультет электромеханический

Кафедра роботехники и технической кибернетики

Красноярск, 2001 г.

УЧЕБНАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 65200 -Мехатроника и робототехника специальности 210300 – Роботы и робототехнические системы

Программу составили доцент ______________/Голых Ю.Г./

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК

Заведующий кафедрой ______________________ /Г.Б. Масальский /

«___» _________________ 200 _ г.

Образовательная программа обсуждена на заседании кафедры РиТК «___» _________________ 200 _ г. Протокол № ________

Заведующий кафедрой ______________________ /Г.Б. Масальский /

Дополнения и изменения в рабочей программе на 200 _/ _ учебный год.

В рабочую программу вносятся следующие изменения _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры РиТК «__» _________ 200__г. Протокол № ________

Заведующий кафедрой ________________/ Г.Б. Масальский /

Внесенные изменения утверждаю:

Декан факультета ____________________/ И. Л. Дубровский /

1. Цели и задачи дисциплины


Целью преподавания дисциплины является дать базовые знания по

с основными информационными устройствами и системами очувствления роботов и манипуляторов.



2. Требования к уровню освоения содержания



Студент должен знать: устройство информационных датчиков, применяемых в мехатронике, на базе контактных и бесконтактных средств очувствления, микропроцессорные сенсорные устройства, а также методы выбора и согласования информационных модулей с устройствами;

уметь: выбор датчиков, моделирование, согласовывание и испытание средств очувствления ;

3. Объем дисциплины и виды учебной работы





Вид учебной работы

Всего

Час

Семестры

7

8

Общая трудоемкость дисциплины

136

85

51

Аудиторные занятия

85

51

34

Лекции

51

34

17

Лабораторные работы (ЛР)

34

17

17

Самостоятельная работа

51

34

17

Расчетно-графические работы

1РЗ




1РЗ

Вид итогового контроля (зачёт, экзамен)




зачет

экзамен






4. Содержание дисциплины

4.1.Тематический план


№п/п

Раздел дисциплины

Лек

Лаб

Сам

1

Введение

2







2

Первичные измерительные преобразователи

8

8

6

3

Информационные датчики и системы

6

6

6

4

Силомоментные датчики

4

4

6

5

Тактильные системы очувствления

4

4

6

6

Системы технического зрения

8

4

8

7

Локационные системы очувствления

5

2

6

8

Организация взаимосвязи информационной системы с распределенной системой управления

4

2

5

9

Микропроцессорная обработка данных

8

4

8

10

Заключение

2





















4.2. Содержание разделов дисциплины

1 Введение (2 часа)


Цель и задачи курса. Современное состояние и тенденции развития средств очувствления промышленных роботов. Информационное обеспечение РТС. Роль информационных устройств в повышении уровня общения человека с роботом. Датчик как преобразователь сигналов. Основы теории погрешностей. Классификация информационных устройств РТС.

2 Первичные измерительные преобразователи (8+8+6)



Выбор преобразователя. Резистивные преобразователи. Емкостные преобразователи. Индуктивные преобразователи. Пьезоэлектрические преобразователи. Оптические преобразователи: принцип действия полупроводниковых светоприемных элементов; фоторезисторы; фотодиоды; фототранзисторы; приборы с зарядовой связью; приборы с инжекцией заряда; способы управления переносом заряда. Преобразователи для измерения температуры. Преобразователи на магнитных эффектах. Концевые датчики. Герконы.

3 Информационные датчики и системы (6+6+6)



Системы измерительных механизмов и приборов. Аналого-цифровое преобразование сигнала. Измерительные мосты. Унифицированные измерительные преобразователи и коммутаторы. Оптоэлектронные измерения. Измерительные делители напряжения и шунты тока. Измерение электрических параметров. Согласование устройств.

Назначение информационных систем непосредственного контакта. Общее устройство. Область применения. Классификация. Методы измерения микро перемещений. Оптический, емкостные, индукционные и другие измерители микро перемещений. Сравнительная характеристика и области применения различных типов преобразователей сил, моментов и давления.

  1. Силомоментные датчики (4+6+4)



Силомоментные системы очувствления.Назначение силомоментных датчиков. Особенности применения. Способы размещения. Технические требования. Многокомпонентные силомоментные датчики. Способ выделения компонент. Шести-, пяти- и трехкомпонентные датчики сил и моментов. Платформа с силомоментным очувствлением. Устройство пятикомпонентного датчика очувствления. Конструкция. Технические характеристики. Понятие силового управления. Комбинированное позиционно-силовое управление. Естественные и искусственные ограничения в задачах комбинированного управления. Примеры (вал-втулка, вращение рукоятки, перенос балки двумя роботами, захват движущейся детали). Податливость. Активные и пассивные податливые устройства. Податливое устройство с вынесенным центром. Силомоментные сервосистемы. Построение сервосистемы при размещение силомоментных датчиков в шарнирах манипулятора. Прямое использование движущихся моментов робота. Применение роботов с силовым очувствлением. Алгоритмы отслеживания поверхности с заданным нормальным условием. Алгоритм разброса цилиндрических деталей из навала за счет силового очувствления пальцев захвата.


5 Тактильные системы очувствления (4+4+6)



Назначение тактильных датчиков. Классификация. Тактильные матрицы. Общее устройство. Область применения. Требования к тактильным матрицам. Тактильные матрицы с высокой разрешающей способностью. Углеволоконные матрицы. Оптоэлектронные тактильные матрицы. Перспективы интеграции тактильных систем. Промышленные образцы тактильных матриц. Пьезорезистивная “искусственная кожа”. Магнитострикционная матрица. Примеры использования тактильных матриц в роботах (тактильный столик, тактильная камера, захват с тактильными матрицами в губках). Тактильные матрицы для распознавания трехмерных объектов. Игольчатые матрицы. Алгоритмы распознавания тактильных образов. Обработка бинарных и полутоновых тактильных образов. Датчики проскальзывания. Роликовые, индукционные и оптоэлектронные датчики проскальзывания. Проблемы определения векторов скорости и направления проскальзывания с помощью тактильных матриц с высокой разрешающей способностью.
  1. Системы технического зрения (8+4+ 8)



Назначение СТЗ. Принцип действия. Структура типичной СТЗ. Восприятие изображения. Предварительная обработка. Обучение. Распознавание. Принятие решений. Области применения СТЗ. Модель изображения. Проблемы цветного и трехмерного зрения.

Электронно-лучевые датчики СТЗ. Кремникон, видекон, диссектор, ПЗС матрицы. Фотоумножители. Принцип действия. Технические характеристики. Область применения. Перспективы развития.

Твердотельные датчики СТЗ. Перспективы создания интегральных твердотельных датчиков. Электрические эквивалентные схемы. Электростатика. Динамика. Шумы.

Практические аспекты применения СТЗ. Типы приборов освещения. Основные способы их размещения. Освещение источниками структурированного излучения. Методы настройки камеры. Способы размещения камер. Особенности размещения камеры на руке. Структура типичной СТЗ. Примеры. Технические характеристики, способы эксплуатации. Применение СТЗ для вычисления параметров положения деталей. Положение центра масс. Моменты. Ориентация. Специализированные алгоритмы. Особенности определения конфигурации движущихся объектов. Применение СТЗ для автоматического выбора конфигурации захвата деталей. Особенности вычисления конфигурации трехмерных перекрывающихся деталей. Примеры роботизированных систем разбора деталей из навала. Перспективы промышленного применения СТЗ.

7 Локационные системы очувствления (5+2+6)



Классификация и примеры локационных систем. Назначение локационных датчиков. Принцип действия. Обобщенная структура. Область применения. Классификация.

Оптические локационные системы. Лазерные дальномеры. Устройство лазера. Технические характеристики. Область применения.

Лазерные скоростемеры. Метод определения скорости и направления движения на основе эффекта Допплера с помощью лазерного скоростемера.

Алгоритм управления роботом, выполняющим дуговую сварку, при очувствлении с помощью лазерного дальномера.

Акустические локационные системы. Устройство акустических дальномеров. Системы акустического-сканирования. Механическое и электронное сканирование.

Основные способы повышения помехоустойчивости акустических-локационных дальномеров.

Электромагнитные локационные системы. Магнитные, вихретоковые и радиволновые методы. Принцип действия и основные параметры. Возможности применения в локационных системах датчиков других типов: пневматические, радиационные и другие датчики.

8 Организация взаимосвязи информационной системы с распределенной системой управления (4+2+5)



Структурированные кабельные системы. Классификация и структура СКС. Приборы диагностики кабельных систем. Шины приборов. Линии передачи сигнала. Подавление помех в измерительных устройствах. Волоконно-оптические линии. Модемная связь.

Классификация источников бесперебойного питания (ИБП). Области применения. Основные параметры и категории ИБП.

9 Микропроцессорная обработка данных (8+4+8)



Точечные и интервальные оценки результатов наблюдения. Форма записи результатов наблюдений. Анализ сигнала: гармоник и спектра.

Организация системы обработки информации, состав и функциональная схема системы; микропроцессорная обработка данных в информационных системах; алгоритмическое и программное обеспечение информационных систем. Характеристика задач и параметров контроля. Контроль инструмента.

10 Заключение (2)



Перспективы развития систем очувствления. Адаптивные промышленные роботы.

5 Лабораторный практикум


№ п/п

№ разд дисц

Наименование лабораторных работ



2

Эталоны измерений. Погрешности измерений.



3

Измерительные мосты.



3

Измерение электрических величин. Исследование делителей напряжения и шунтов тока.



4

Измерение тензометрическими датчиками



3

Исследование фотоэлектрического преобразователя угол-код.



9

Алгоритмы обработки информации. Способы получения доверительного интервала.



8

Приборы для сертификации кабельных систем. Технические характеристики кабельных систем. Идентификация кабельных систем.



5

Исследование контактных тактильных датчиков



5

Исследование бесконтактных тактильных датчиков



6

Исследование СТЗ



2

Измерение температуры



7

Исследование локационных систем.






6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

6.1. Рекомендуемая литература


а) основная


  1. Системы очувсвления и адаптивные промышленные роботы/В. Б. Брагин, Ю.Г. Войлов, Ю. Д. Жаботинский и др.; Под общ. ред. Е.П. Попова, В.В. Клюева. – М.: Машиностроение, 1985. – 256 с.

  2. Артемьев В.М. Локационные системы роботов: Справ. Пособие. – М.: Выш.шк., 1988. – 222с.

  3. Тимофеев А. В. Адаптивные робототехнические комплексы. – М.: Машиностроение, 1988. – 332 с.

  4. Аксененко М.Д. и др. Микроэлектронные фото приемные устройства. – М.: Энергоатомиздат, 1984.

  5. Куафе Ф. Взаимодействие робота с внешней средой. – М.: Мир, 1985.

  6. Накано Э. Введение в робототехнику. – М.: Мир, 1985

  7. Прет Т.У. Цифровая обработка изображений. Т.1, Т.2. – М.: Мир, 1982.

  8. Приборостроение и автоматический контроль: Сб. науч. Статей. Вып. 4: Средства очувствления робототехнических систем/Под общ. ред. В. А. Бонера. М.: Машиностроение, 1993 272 с.

  9. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. Измерительная техника.  М.: Высш.шк., 1991.384 с.

  10. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений.  М.: Мир, 1990.-535 с.


б) дополнительная


  1. Барб Д.Ф., Кэмиана С. Изображающие приборы с зарядовой связью. В кн.: Достижения в технике передачи и воспроизведения изображений./ Под ред. В.Кейзап. – М.: Мир, 1980.

  2. А. Пью. Техническое зрение роботов. – Л.: Машиностроение, 1987.

  3. А. Поф. Справочник по промышленной робототехнике. Т.1,2 – М.: Машиностроение, 1989.

  4. Б. Хорн. Зрение роботов. – М.: Мир, 1989.

  5. Хуант Т.С. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений. – М.: Радио и связь, 1984.

  6. бототехника и ГАП. В 9 книгах. Кн 2. Приводы робототехнических систем: Учебное пособие/ Ж.П. Ахромеев – М.: Высш. шк., 1986 – 175с. (621.86 Р58)

  7. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1988 – 392с.

  8. Встовский А.Л., Титович В.И., Лазовский Н.Ф. Электромеханические элементы и приводы роботов: Учебное пособие. – Красноярск: КрПИ, 1988. – 104с.

  9. Управляющие системы промышленных роботов / Ю.Д. Андрианов, Л.Я. Глейзер, М.Б. Игнатьев и др.; Под общ. ред. И.М. Макарова. – М.: Машиностроение, 1984 – 288с.



6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


  • график самостоятельной работы по дисциплине студентов;

  • тесты входного контроля;

  • конспект лекций;

  • учебно-методическое обеспечение лабораторных работ;

  • контрольные задания;

  • экзаменационные билеты, тесты;

  • тесты контроля на выходе;

  • требования к уровню освоения программы и формы текущего, промежуточного и итогового контроля;

  • материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения промежуточных и итоговых аттестаций (в соответствии с требованиями к итоговой аттестации ГОС);

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Осциллиграфы С1-77 и С1-67.

Источники импульсного питания.

Цифровые мультиметры М890 и М830.

Частотометры Ч3-38.

Стенд исследования датчика «угол-код»

Генераторы синусоидальних и прямоугольных импульсов.

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательны стандартом высшего профессионального образования по напрвлению 652000-Мехатроника и робототехника.

    Программу составили: Голых Ю.Г., КГТУ

Программа одобрена на заседании Научно-методического совета о дисциплине

Требования госстандарта 2001г.

2.2.4.Требования по специальным дисциплинам.


Инженер должен знать: устройство информационных датчиков, применяемых в мехатронике, на базе контактных и бесконтактных средств очувствления, микропроцессорные сенсорные устройства, а также методы выбора и согласования информационных модулей с устройствами;

уметь: выбор датчиков, моделирование, согласовывание и испытание средств очувствления ;

3. Минимум содержания образовательной программы для подготовки инженера по специальности 210300 - Роботы и робототехнические системы.


СД.05 Информационные устройства и системы в мехатронике (136 часов)


Назначение и классификация информационных устройств, применяемых в мехатронике; информационные датчики; контактные и бесконтактные виды датчиков; измерение механических величин; видеодатчики, локационные, тактильные датчики; организация системы обработки информации, состав и функциональная схема системы; микропроцессорная обработка данных в информационных системах; алгоритмическое и программное обеспечение информационных систем; системы технического зрения и силомоментного очувствления; организация взаимосвязи информационной системы с системой управления; распределенные информационные системы в мехатронике.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК iconОбразовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК
Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 65200 "Мехатроника и робототехника"...

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК iconОсновная образовательная программа 100100 Сервис Квалификация (степень) выпускника бакалавр согласовано согласовано заведующий выпускающей кафедрой «Проектирование и технология изделий сервиса»
Заведующий выпускающей кафедрой «Проектирование и технология изделий сервиса» Л. Н. Лисиенкова

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК iconРабочая программа учебной дисциплины «Политика доходов и заработной платы»
Согласована с выпускающей(-ими) кафедрой(-ами) специальности(-ей); соответствует гос впо второго поколения по направлению (специальности),...

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК iconОсновная образовательная программа начального общего образования
Согласована: Утверждаю

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК iconМетодические указания к заполнению рабочей программы
Целесообразность подготовки рабочих программ одноименных дисциплин, предназначенных для различных специальностей, определяется кафедрой,...

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК icon1. структура выпускающих кафедр и система их управления
Российской Федерации по высшему образованию лицензии №24Г-0405 от 01. 04. 1999. Выпускающей кафедрой по специальности 020300 «Социология»...

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК iconАннотация на специальность
Заведующий выпускающей кафедрой: Куравский Лев Семенович, доктор технических наук, профессор

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК iconСведения об учебниках и учебных пособиях по специальности 260505. 65 «Технология детского и функционального питания», изданных выпускающей кафедрой за последние 5 лет

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК iconОсновная образовательная программа Муниципального общеобразовательного учреждения средней общеобразовательной школы №1 г. Сарова
Согласована на заседании Утверждена приказом Совета школы от 30. 06. 2011г. №137п

Образовательная программа согласована с выпускающей кафедрой РиТК iconПрограмма наименование дисциплины: Деловой язык (немецкий) 1 80100 Экономика Квалификация (степень) выпускника бакалавр согласовано согласовано заведующий выпускающей кафедрой «Экономика и право»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница