Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S1)
Sylabus przedmiotu Teoria maszyn i mechanizmów:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Mechatronika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Teoria maszyn i mechanizmów | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mechatroniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Mirosław Pajor <Miroslaw.Pajor@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Marcin Chodźko <Marcin.Chodzko@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 8 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość podstawowych zasad rachunku macierzowego i równań różniczkowych |
| W-2 | Wymagana jest znajomość podstaw mechaniki w zakresie statyki, kinematyki i dynamiki. |
| W-3 | Elementarna znojomość systemu Matlab-Simulink. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Nabycie wiedzy na temat notacji matematycznej, służącej opisowi zagadnień kinematyki prostej i odwrotnej mechanizmów, prędkości ich ruchu i dynamiki oraz zagadnień generowania trajektorii. Nabycie umiejętności zastosowania tego aparatu matematycznego dla różnych typów mechanizmów. |
| C-2 | Zdobycie praktycznej umiejętności zbudowania modelu mechanizmu i przeprowadzenia badań symulacyjnych jego ruchu w środowiski Matlab-Simulink |
| C-3 | Nabycie umiejętność pracy w zespole |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Zadanie proste kinematyki - badania symulacyjne układu 3DOF w środowisku MATLAB. | 2 |
| T-L-2 | Wizualizacja mechanizmu - budowa modelu geometrycznego układu 3DOF w środowisku MATLAB. | 2 |
| T-L-3 | Zadanie odwrotne kinematyki - badania symulacyjne układu 3DOF w środowisku MATLAB. | 2 |
| T-L-4 | Wyznaczanie prędkości ruchu członów - badania symulacyjne układu 3DOF w środowisku MATLAB. | 3 |
| T-L-5 | Wyznaczanie momentów napędowych - badania symulacyjne układu 3DOF w środowisku MATLAB. | 4 |
| T-L-6 | Generowanie trajektorii ruchu mechanizmu - badania symulacyjne układu 3DOF w środowisku MATLAB. | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Analiza strukturalna mechanizmów. Klasyfikacja mechanizmów. | 1 |
| T-W-2 | Opis pozycji i orientacji członów. | 2 |
| T-W-3 | Definiowanie parametrów członów i par kinematycznych, przyjmowania układów odniesienia - notacja Denavita Hartenberga. | 2 |
| T-W-4 | Zadanie proste kinematyki. | 2 |
| T-W-5 | Zadanie odwrotne kinematyki. | 4 |
| T-W-6 | Prędkość liniowa i kątowa członów mechanizmu. | 2 |
| T-W-7 | Jakobian mechanizmu w dziadzinie prędkości. Osobliwości. | 2 |
| T-W-8 | Określanie sił statycznych. Jakobian w dziedzinie siły. | 1 |
| T-W-9 | Przyspieszenie liniowe i kątowe członów mechanizmu. | 2 |
| T-W-10 | Iteracyjne sformułowanie dynamiki Newtona-Eulera. | 2 |
| T-W-11 | Równania dynamiki mechanizmu w postaci jawnej. | 2 |
| T-W-12 | Wyznaczanie i generowanie trajektorii mechanizmu. | 4 |
| T-W-13 | Zagadnienia opisu ruchu układów mobilnych. | 2 |
| T-W-14 | Dynamika układów mobilnych. | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | praca własna | 10 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-W-2 | praca własna | 20 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny. |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena końcowa, wystawiana na podstawie sprawdzianu pisemnego stanu wiedzy przekazanej na wykładzie i zdobytej samodzielnie. |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena analityczna - na podstawie oceny kolejnych raportów z poszczególnych tematów zajęć laboratoryjnych stanowiących logiczną kontynuację, których zakończeniem jest kompletne opracowanie. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_C13-1_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien rozumieć podstawowe pojęcia z teorii mechanizmów oraz kojarzyć w jakich sytuacjach może tę wiedzę wykorzystać. Powinien również umieć poprawnie stosować techniczny język opisu mechanizmów i rozumieć matematyczne zasady modelowania ich ruchu. | ME_1A_W01, ME_1A_W03 | — | — | C-1 | T-W-13, T-W-9, T-W-3, T-W-11, T-W-14, T-W-1, T-W-8, T-W-4, T-W-5, T-W-7, T-W-6, T-W-10, T-W-12, T-W-2 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_C13-1_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie, na podstawie schematu kinematycznego dowolnego mechanizmu, przyjąć odpowiednie układy współrzędnych. Powinien również potrafić rozwiązać zagadnienie proste i odwrotne kinematyki oraz wyznaczyć prędkości ruchu jego członów. Powinien również rozumieć i umieć wykorzystać iteracyjną notację Newtona - Eulera. Powinien również umieć generować trajektorię ruchu mechanizmu. | ME_1A_U03, ME_1A_U06, ME_1A_U09 | — | — | C-2 | T-L-3, T-L-2, T-L-1, T-L-6, T-L-5, T-L-4 | M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_C13-1_K01 Realizując ćwiczenia laboratoryjne w 3-4 osobowym zespole student nabywa umiejętności pracy w grupie. | ME_1A_K03 | — | — | C-3 | T-L-3, T-L-2, T-L-1, T-L-6, T-L-5, T-L-4 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_C13-1_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien rozumieć podstawowe pojęcia z teorii mechanizmów oraz kojarzyć w jakich sytuacjach może tę wiedzę wykorzystać. Powinien również umieć poprawnie stosować techniczny język opisu mechanizmów i rozumieć matematyczne zasady modelowania ich ruchu. | 2,0 | Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu. |
| 3,0 | Student wykazuje elementarne zrozumienie podstawowych pojęć z teorii maszyn i mechanizmów, z trudem kojarzy jak może tę wiedzę wykorzystać. Popełnia liczne błędy posługując się technicznym językiem opisu mechanizmów. Wykazuje elementarną znajomość matematycznych zasad modelowania mechanizmów, ale nie do końca je rozumie. | |
| 3,5 | Student rozumie podstawowe pojęcia z teorii maszyn i mechanizmów, z trudem kojarzy jak może tę wiedzę wykorzystać. Popełnia pewne błędy posługując się technicznym językiem opisu mechanizmów. Wykazuje znajomość matematycznych zasad modelowania mechanizmów, ale wiele z nich nie do końca rozumie. | |
| 4,0 | Student rozumie podstawowe pojęcia z teorii maszyn i mechanizmów, kojarzy jak może tę wiedzę wykorzystać. Popełnia nieliczne błędy posługując się technicznym językiem opisu mechanizmów. Wykazuje dobrą znajomość matematycznych zasad modelowania mechanizmów, ale niektóre z nich nie do końca rozumie. | |
| 4,5 | Student rozumie podstawowe pojęcia z teorii maszyn i mechanizmów, kojarzy jak może tę wiedzę wykorzystać. Sprawnie posługuje się technicznym językiem opisu mechanizmów. Wykazuje dobrą znajomość matematycznych zasad modelowania mechanizmów, ale nieliczne z nich nie do końca rozumie. | |
| 5,0 | Student rozumie podstawowe pojęcia z teorii maszyn i mechanizmów, dobrze kojarzy jak może tę wiedzę wykorzystać. Sprawnie posługuje się technicznym językiem opisu mechanizmów. Wykazuje bardzo dobrą znajomość i zrozumienie matematycznych zasad modelowania mechanizmów. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_C13-1_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie, na podstawie schematu kinematycznego dowolnego mechanizmu, przyjąć odpowiednie układy współrzędnych. Powinien również potrafić rozwiązać zagadnienie proste i odwrotne kinematyki oraz wyznaczyć prędkości ruchu jego członów. Powinien również rozumieć i umieć wykorzystać iteracyjną notację Newtona - Eulera. Powinien również umieć generować trajektorię ruchu mechanizmu. | 2,0 | Student ma istotne braki w przygotowaniu teoretycznym. Nie umie wykorzystać posiadanej wiedzy praktycznie. Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań z zakresu analizy ruchu mechanizmów. |
| 3,0 | Student rozwiązuje proste zadania z zakresu analizy ruchu mechanizmów lecz wymaga stałego nadzoru i korygowania jego poczynań. | |
| 3,5 | Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student ma umiejętności kojarzenia i praktycznego zastosowania nabytej wiedzy. Zadania najczęściej rozwiązuje poprawnie. W stopniu dobrym opanował pojęcia stosowane w teorii maszyn i mechanizmów. Potrafi w zdowalającym stopniu wykorzystywać właściwe techniki komputerowe. | |
| 4,5 | Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student ma wysokie umiejętności kojarzenia i praktycznego zastosowania nabytej wiedzy. Zadania rozwiązuje poprawnie, nie wymaga ingerencji. Wykazuje dodatkową aktywność oraz chętnie rozwiązuje trudniejsze problemy. Biegle wykorzystuje właściwe techniki komputerowe. Praktyczne ćwiczenia laboratoryjne realizuje wzorowo, w sposób aktywny pracując w zespole. Wyraża się jasno używając poprawnych określeń. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_C13-1_K01 Realizując ćwiczenia laboratoryjne w 3-4 osobowym zespole student nabywa umiejętności pracy w grupie. | 2,0 | Student biernie uczestniczy w zajęciach, nie angażuje się w pracy zespołu. |
| 3,0 | Student biernie uczestniczy w zajęciach, realizuje proste prace zlecone mu przez innych członków zespołu, wymaga stałego nadzoru. | |
| 3,5 | Student posiadł kompetencje w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student czynnie uczestniczy w zajęciach, samodzielnie realizuje powierzoną mu część zadania zespołu. Aktywnie uczestniczy w dyskusjach nad rozwiązywanymi przez zespół problemami. | |
| 4,5 | Student posiadł kompetencje w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student czynnie uczestniczy w zajęciach, samodzielnie realizuje powierzoną mu część zadania zespołu. Pomaga innym członkom zespołu w realizacji ich zadań. Aktywnie uczestniczy w dyskusjach nad rozwiązywanymi przez zespół problemami. Jest kreatywny chętny do współpracy i wykazuje cechy lidera zespołu. |
Literatura podstawowa
- J.J.Craig, Wprowadzenie do robotyki, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa, 1995, 2
- A.Morecki, J.Knapczyk, Teoria mechanizmów i manipulatorów. Podstawy i przykłady zastosowań w praktyce, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa, 2001
- J.Frączek, M.Wojtyra, Kinematyka układów wieloczłonowych, WNT, Warszawa, 2008, 1
Literatura dodatkowa
- L.Sciavicco, B.Siciliano, Modelling and Control of Robot Manipulators, Springer, Londyn, Wielka Brytania, 2001, 2