Файл: Образовательная программа робототехника.pdf

84
Тема № 9. Обобщающее занятие.
2
Теория, практика
Всего:
168

К концу 1 года учащиеся должны:
Знать:
- правила безопасной работы;
- основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
- конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
- виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе;
- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов
(планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания;
-создавать модели при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу.
Уметь:
- работать с литературой, с журналами, с каталогами, в интернете (изучать и обрабатывать информацию);
- самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов
(планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания);
-уметь логически мыслить.
Кроме того, одним из ожидаемых результатов занятий по данному курсу является участие школьников в различных в лего-конкурсах и олимпиадах по робототехнике.
Цели и задачи программы на 2 год обучения

Цель: развитие научно-технического и творческого потенциала личности ребѐнка путѐм организации его деятельности в процессе интеграции начального инженерно- технического конструирования и основ робототехники.
Задачи:

Определять цели своей деятельности.

Углубить знания по основным принципам механики.

Находить оптимальные способы реализации поставленных целей, доводить решение задачи до работающей модели.

Развивать умение творчески подходить к решению задачи.

Развивать умение излагать мысли в чѐткой логической последовательности, отстаивать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы путѐм логических рассуждений.

Оценивать полученные результаты.

Организовывать свою деятельность.

Сотрудничать с другими воспитанниками.
Основной задачей курса является подготовка учеников к соревнованиям роботов.
Содержание учебного курса (2 год обучения)
1. Вводное занятие.
2. Энергия.
3. Конструирование.
4. Программно-управляемые модели.
5. Знакомство с Lego NXT.
6. Механизмы со смещѐнным центром.
7. Конструирование. Механические манипуляторы.
8. Программно управляемые многофункциональные модели роботов.
9. Дифференциальные передачи.
10. Шагающие механизмы.
11. Обобщающее занятие.

Календарно-тематический план
2 год обучения
№
Содержание темы
Время проведения
Часы
Форма занятий
Тема №1. Вводное занятие
2
1
Организация работы кружка. Инструктаж по ТБ и ПБ. Робототехника.
Конструкторы компании ЛЕГО.
2
Теория
Тема №2. Энергия.
12
2
Введение: ознакомление с конструкторами: Lego Education Elab
№9618, 9630, 9680.
2
Теория
3
Понятие об энергии. Преобразование и накопление энергии.
2
Теория, практика.
4
Конструкции по теме «Энергия»
2
Практика.
5
Сложные модели по теме «Энергия»
2
Теория, практика.
6
Проверочная работа по теме «Энергия».
2
Практика

7
Самостоятельная творческая работа. Анализ творческих работ.
2 практика.
Тема №3. Конструирование.
16
8
Передаточный механизм.
2
Практика.
9
Конструктор Перворобот NXT 9797. Конструкция, органы управления и дисплей NXT. Первое включение.
2
Теория, практика.
10
Сервомотор: устройство, технические характеристики, правила эксплуатации.
2
Практика.
11
Понятие «передаточный механизм». Анализ схемы передачи движения в различных механизмах и устройствах.
2
Практика.
12
Построение передаточных механизмов на основе различных видов ремѐнных передач. Ремѐнный редуктор. Конструирование, монтирование понижающего, повышающего редуктора к сервомотору.
2
Практика.
13
Построение передаточных механизмов на основе различных видов зубчатых передач. Конструирование, монтирование понижающего, повышающего редуктора к сервомотору.
2
Теория, практика.
14
Червячный редуктор. Конструирование, монтирование редуктора к сервомотору.
2
Практика.
15
Самостоятельная творческая работа.
2
Практика.

Тема№4. Программно-управляемые модели.
30
16
Робот. Правила робототехники. Видео презентации программно- управляемых моделей.
2
Теория
Практика.
17
Сборка робота «Пятиминутка».
2
Практика.
18
Конструирование. Сборка робота «Линейный ползун»
2
Практика.
19
Модернизация робота "Пятиминутка" (установка датчиков NXT).
2
Теория, практика.
20
Соревнование программно-управляемых роботов: «Слалом».
Факторы, способствующие победе.
2
Практика.
21
Сборка робота «Трѐхколѐсный бот».
2
Практика.
22
Конструирование. Сборка робота «Бот-внедорожник» .
2
Практика.
23
Модернизация робота «Трѐхколѐсный бот» (установка датчиков NXT, понижающего редуктора).
2
Практика.
24
Сборка четырѐхколѐсного робота «Транспортное средство».
2
Практика.
25
Конструирование. Сборка робота «Танк-Сумоист»
2
Практика.
26
Модернизация робота «Гусеничное транспортное средство»
(установка датчиков NXT, понижающего редуктора, храповика).
2
Практика.

27
Соревнование программно-управляемых двухмоторных роботов:
«Сумо». Факторы, способствующие победе.
2
Практика.
28
Соревнование программно-управляемых роботов «Перетягивание каната». Факторы, способствующие победе.
2
Практика.
29
Соревнование программно-управляемых полноприводных моделей:
«Спидвей». Факторы, способствующие победе.
2
Практика.
30
Самостоятельная творческая работа по теме «Управляемые машины».
Анализ творческих работ.
2
Практика.
Тема №5. Знакомство с Lego NXT.
6
31
Знакомство с конструктором Lego Mindstorms NXT 2.0 версии 8547.
2 теория
32
Инструкция для робота с конструкторами Lego NXT.
2
Практика.
33
Видео о видах и возможностях роботов Lego Mindstorms NXT 2.0 версии 8547 2
Теория
Практика.
Тема №6. Механизмы со смещѐнным центром.
18
34
Понятия: «Кулачок», «Эксцентрик».
2 теория
35
Механизмы построенные на основе эксцентриков с качающим движением шатуна.
2
Практика.

36
Кривошипно-шатунный механизм: устройство, особенности конструкции, применение.
2
Практика.
37
Механизмы с поступательно-движущимся шатуном.
2
Практика.
38
Кулисные механизмы: устройство, особенности конструкции, применение.
2
Практика.
39
Механизмы с пространственно-качающимся шатуном.
2
Практика.
40
Лего конструкции с использованием кривошипно-шатунных и кулисных механизмов.
2
Практика.
41
Механизмы построенные на основе эксцентриков с поступательным движением шатуна.
2
Практика.
42
Самостоятельная творческая работа учащихся.
2
Практика.
Тема №7. Конструирование.
«Механические манипуляторы».
14
43
Манипулятор: назначение, промышленное использование, виды, типы.
2 теория
44
Конструкция манипулятора «Погрузчик» с NXT.
2
Практика.
45
Конструкция манипулятора с телескопической стрелой «Подъѐмный кран».
2
Практика.

46
Конструкция складного механического манипулятора (экскаватор) с
2-3 степенями свободы.
2
Практика.
47
Конструкции манипуляторов «Механическая рука» - захват с NXT.
2
Практика.
48
Робот манипулятор: «Вор». Анализ особенностей конструкции.
Сборка модели по инструкции.
2
Практика.
49
Разработка многофункционального робота манипулятора с NXT, со многими степенями свободы.
2
Практика.
Тема №8. Программно управляемые многофункциональные
модели роботов.
32
50
Разработка механизма многофункциональной модели робота, особенности конструкции. Центр тяжести.
2 теория
51
Разработка механизма робота. Геометрическая ось конструкции. Ось поворота.
2
Практика.
52
Разработка механизма робота. Конструкции опорного колеса.
2
Практика.
53
Трѐхколѐсный бот. Сборка, анализ модели «Исследователь».
2
Практика.
54
Разработка конструкции робота для участия в лего соревновании
«Лабиринт», на основе модели трѐхколѐсного бота «Исследователь»
2
Практика.
55
Мультибот. Сборка, анализ конструкции
2
Практика.

56
Робот «Танк-Сумоист».
2
Практика.
57
Разработка конструкции робота для участия в лего соревновании
«Кегельринг», на основе модели мультибота «Танк-Сумоист».
2
Практика.
58
Варианты применения различных видов передач в одной модели.
2
Теория
Практика.
59
Конструирование моделей роботов с двумя автономными механизмами движения для участия в лего соревнование «Лестница».
2
Практика.
60
Стационарный манипулятор. Сборка, анализ конструкции по инструкции.
2
Теория
Практика.
61
Разработка конструкции робота для участия в соревнование
«Сортировщик».
2
Практика.
62
Видео презентация: «Промышленные роботы».
2
Практика.
63
Роботизация производства.
2
Практика.
64
Этапы творческих проектов по робототехнике.
2
Практика.
65
Демонстрация творческих работ учащихся.
2
Практика.
Тема №9. Дифференциальные передачи.
12

66
Принцип работы дифференциала.
2 теория
67
Устройство и назначение дифференциала.
2
Теория практика
68
Виды, использование дифференциалов в технике.
2
Теория
Практика.
69
Сборка моделей с использованием дифференциальной передачи по схеме.
2
Практика.
70
Практическая работа «Механизмы с дифференциальной передачей» .
2
Практика.
71
Практическая работа «Механизмы с дифференциальной передачей» .
2
Практика.
Тема№10. Шагающие механизмы.
24
72
Область применения шагающих роботов.
2 теория
73
Требования к конструкции шагающего робота.
2 теория
74
Видео о возможностях шагающих роботов
2
Теория практика
75
Сборка четвероногого робота по схеме. Анализ привода.
2
Практика.

76
Модернизация модели четвероногого робота с добавлением датчика касания.
2
Практика.
77
Анализ модели шестиногого шагающего робота «Паук».
2
Теория
Практика.
78
Самостоятельная творческая работа.
Конструирование шестиногого шагающего робота для участия в соревновании «Тараканьи бега».
2
Практика.
79
Самостоятельная творческая работа.
Конструирование шестиногого шагающего робота для участия в соревновании «Тараканьи бега».
2
Практика.
80
Самостоятельная творческая работа.
Конструирование шагающего робота «Вездеход» для преодоления полосы препядствия.
2
Практика.
81
Самостоятельная творческая работа.
Конструирование шагающего робота «Вездеход» для преодоления полосы препядствия.
2 практика
82
Соревнования шагающих роботов: «Тараканьи бега».
2 практика
83
Соревнования шагающих роботов: «Полоса препятствий».
2 практика
84
Тема № 11. Обобщающее занятие.
2 практика
Всего:
168

К концу 2 года учащиеся должны:
Знать:
-правила безопасной работы;
-основные компоненты конструкторов ЛЕГО;
-конструктивные особенности различных моделей, сооружений и механизмов;
-компьютерную среду, включающую в себя графический язык программирования;
-виды подвижных и неподвижных соединений в конструкторе; основные приемы конструирования роботов;
-конструктивные особенности различных роботов;
-порядок создания алгоритма программы, действия робототехнических средств;
-как использовать созданные программы;
-самостоятельно решать технические задачи в процессе конструирования роботов
(планирование предстоящих действий, самоконтроль, применять полученные знания, приемы и опыт конструирования с использованием специальных элементов, и других объектов и т.д.);
-создавать реально действующие модели роботов при помощи специальных элементов по разработанной схеме, по собственному замыслу;
-создавать программы на компьютере для различных роботов;
-корректировать программы при необходимости;
Уметь:
-принимать или намечать учебную задачу, ее конечную цель.

- проводить сборку робототехнических средств, с применением LEGO конструкторов; - создавать программы для робототехнических средств.
-планировать ход выполнения задания.
-рационально выполнять задание.
-руководить работой группы или коллектива.
-высказываться устно в виде сообщения или доклада.
-высказываться устно в виде рецензии ответа товарища.
-представлять одну и ту же информацию различными способами.
Цели и задачи программы на 3 год обучения
Цель: научить использовать средства информационных технологий, чтобы проводить исследования и решать задачи в межпредметной деятельности.
Задачи:
1. Активное включение детей и молодѐжи в процесс самообразования и саморазвития;
2. Ранняя ориентация на инновационные технологии и методы организация практической деятельности в сферах мехатроники и робототехники;
3.
Формирование исследовательских умений, практических навыков конструирования;
4. Приобретение навыков коллективного труда;
5. Организация разработок технико-технологических проектов.
6. Расширение кругозора воспитанников в области конструирования;

7. Привитие вкуса к исследовательской деятельности;
8. Развитие моторики рук;
9. Выявление наиболее одарѐнных учащихся в области конструирования
Содержание учебного курса (3 год обучения)
1. Вводное занятие. Роботы вокруг нас.
2. Конструирование. «Промышленные роботы».
3. Знакомство с конструкторами.
4. Сборка базовых программно управляемых моделей fischertechnik.
5. Проектная деятельность.
6. Обобщающее занятие.