Ukázková sekvence kurzu

Přehled

Cílem ukázkové sekvence kurzu je pomoci s rámcem s tématy v navrhovaném pořadí, aby bylo možné sestavit osnovy kolem nebo začlenit prvky stávajících osnov. Toho je dosaženo využitím odborných znalostí škol a učitelů pro učební osnovy, zařízení a materiály. Další podrobnosti o konkrétních tématech, které je třeba vyvinout nebo vybrat učební osnovy, naleznete v článku Knowledge and Occupational Skills List 1 REC Foundation's Pre-Engineering and Robotics Certifications article 0 Knowledge and Occupational Skills List. Tyto články jsou navrženy tak, aby pracovaly se stávajícími učebními materiály. Mohou být také použity při vytváření učebních osnov, ale samy o sobě nejsou učebními osnovami.

Vzorová sekvence kurzu je rozdělena do dvou částí:

• Část jedna: Základy inženýrství: Pokrývá témata a dovednosti v modulu Základy inženýrství.
• Část druhá: Moduly pre-inženýrské oblasti: Zahrnuje každé z jednotlivých osmi témat a dovedností „Pre-Engineering Area Module“ a dovednosti pro Pre-Engineering a/nebo Robotics Certifications.

Jak Pre-inženýrská certifikace, tak Robotická certifikace vyžadují absolvování Základů inženýrství jako předpoklad před absolvováním některého z osmi modulů. Dva z osmi modulů jsou nutné k získání Pre-Engineering Certification. Ty jsou vybírány instruktorem na základě potřeb komunity, dostupných zařízení, osnov, vybavení a potřeb, stejně jako odborných znalostí instruktora.

Předinženýrské moduly

• Strojírenství
• Letecké inženýrství
• Elektrotechnika
• Chemické inženýrství
• Počítačová věda & Inženýrství (programování)
• Stavební inženýrství
• Strojírenská technologie
• Technologie výroby

Část první: Základy inženýrství

já Úvod do strojírenství

• Co je inženýrství a technologie? co je věda?
• Typy strojírenských oblastí: Elektro, Strojírenství, Letectví, Robotika, Civilní, Informatika, CAD, Výroba. Vzdělání požadované pro získání osvědčení o povolání do BS, platy, typické pracovní týdny.
• Historie inženýrství, včetně časových os od rané historie až po současnost. Historie vesmíru, konkrétně rané vesmírné programy a technologie, které si dnes užíváme jako výsledek. Zahrnuje také miniaturizaci komponent a přehled historie amerických a sovětských raket a astronautů. Průmyslová revoluce jako období inženýrských společností a vývoje norem. Vývoj montážních linek a sériová výroba produktů.

Il. Materiály a procesy

• Obecná bezpečnost laboratoře
• Základní bezpečnost a použití ručního a elektrického nářadí
  • Pásová pila
  • Vrtací lis
  • Stolní bruska
  • Bezpečnost přenosného elektrického nářadí
  • Pásová a kotoučová bruska
  • CNC fréza
• Druhy kovů, vlastnosti a běžné aplikace
• Druhy dřeva, vlastnosti a běžné použití
• Druhy plastů, vlastnosti a běžné aplikace
• Druhy epoxidů, vlastnosti a běžné aplikace

III. Proces inženýrského návrhu

Zdokumentujte proces návrhu v Engineering Notebooku pomocí procesu v 10 krocích:

1. Identifikujte problém
2. Stručný design
3. Výzkumný problém
4. Brainstorm řešení
5. Vyberte řešení
6. Design
7. Stavět
8. Test
9. Redesign
10. Implementujte řešení/produkt

Průmysl používá mnoho variací nebo zkratek 10 kroků; být schopen porozumět sekvenci inženýrského návrhu v jakékoli formě.

IV. Technické výkresy a počítačově podporované kreslení (2D a 3D)

• Představte a procvičte techniky inženýrského skicování pro ortografické a perspektivní pohledy.
• Zaveďte počítačově podporované kreslení s dostupným softwarem. Poznámka: Několik možností CAD softwaru je k dispozici zdarma nebo za nízkou cenu pro vzdělávání. Patří mezi ně Google Sketch Up, TinkerCad, Autodesk Fusion 360 a Solidworks. Konkrétní dostupnost a podmínky použití si ověřte u prodejců produktů.
• Představte seznam dílů/materiálů s týmovými úkoly, jak postavit projekt/robota.
• Zavést zařízení, které integruje CAD pro své operace: počítačově numericky řízená zařízení; frézování, řezání laserem, řezání plazmou, frézování dřeva, vysokotlaký vodní paprsek nebo 3D tisk.

Po zavedení dovedností/znalostí v I-IV

Návrhy a klíčové body pro podpůrné aktivity včetně jednotlivých nebo několika
inženýrských oblastí Po absolvování aktivit v oblastech I-IV. ve zbývajících oblastech můžete zabudovat původní nebo stávající učební osnovy do oblastí strojírenství v libovolném pořadí, které vyhovuje vašemu programu, aby pokrylo všechna témata modulu Základy inženýrství a poté vámi vybrané moduly předinženýrské přípravy na 150 hodin ve třídě. osnovy.

Zahrňte praktické aktivity s využitím vašich dostupných osnov, laboratoří, vybavení a materiálů pro každou z následujících inženýrských oblastí. Činnosti by měly zahrnovat témata obsažená v dané technické oblasti a měly by být zdokumentovány v technickém zápisníku. Zvažte přiřazení každého týmu nebo jednotlivce prezentace v PowerPointu dokumentující proces inženýrského návrhu. Jedna aktivita může snadno začlenit více inženýrských konceptů a oblastí a zároveň posílit dříve představená témata a dovednosti.

Například:

• S dostupnými materiály navrhněte robota, který zvedne tenisový míček a autonomně ho umístí do pětigalonového kbelíku, poté tenisový míček odejme ovládáním řidiče. Splnění tohoto úkolu bude vyžadovat použití procesu návrhu, technických výkresů a materiálů a procesů; plus znalost základů mechanických, elektrických a robotických systémů a informatiky/programování.
• Navrhněte most z nanukových tyčinek tak, aby unesl 50 liber s použitím ne více než 100 tyčinek. To zahrnuje použití procesu návrhu, technických výkresů a materiálů a procesů; a znalost základů stavebnictví a výroby.
• Pomocí dostupných materiálů balsy, gumiček, vrtulí a modelových kol navrhněte a postavte letadlo (určete maximální velikost), které vzlétne a přistane na vlastní pohon a zůstane ve vzduchu po dobu 10 sekund, aniž by havarovalo. To zahrnuje použití procesu návrhu, technických výkresů a materiálů a procesů; a znalost základů leteckého inženýrství.

PROTI. Základy strojírenství

• Požadované vzdělání, platy, pracovní týdny, pracovní povinnosti
• Představit typy ozubených kol, řetězů, kladek
• Výpočty převodového poměru
• Kinetická a potenciální energie
• Aplikace tepelných systémů: Vytápění a chlazení
• Robotické systémy

VI. Základy elektrotechniky

• Požadované vzdělání, platy, pracovní týdny, pracovní povinnosti
• Výpočty Ohmových zákonů: proud, napětí, odpor

VII. Základy informatiky/programování

• Požadované vzdělání, platy, pracovní týdny, pracovní povinnosti
• Porozumění binárním a hexadecimálním systémům
• Základní počítačové systémy: RAM, ROM, FIFO
• Běžné programovací jazyky: Python, C++, Java, HTML, Scratch
• Vyhodnocování pseudokódu, smyček a běžných programovacích struktur

VIII. Základy leteckého inženýrství

• Požadované vzdělání, platy, pracovní týdny, pracovní povinnosti
• Bernoulliho princip: zdvih, tah, tažení, gravitace
• Raná raketová historie a typy raketových systémů USA a bývalého SSSR
• Běžné materiály používané v leteckém průmyslu: uhlíková vlákna, hliník

XI. Základy stavitelství

• Požadované vzdělání, platy, pracovní týdny, pracovní povinnosti
• Způsoby dopravy: železnice, vzduch, přístav, mosty, řeky/přehrady
• Výpočty účinnosti

XI. Základy výroby

• Požadované vzdělání, platy, pracovní týdny, pracovní povinnosti
• Zavést výrobní techniky: CNC-frézování (vodní paprsek, plazma, laser), soustruh, frézování
• Procvičte si výpočty kartézských souřadnic

XII. Základy robotiky

• Požadované vzdělání, platy, pracovní týdny, pracovní povinnosti
• Aplikace (v průmyslu, ve vesmíru, doma)
• Kartézské souřadnice pro automatizaci robotického ramene (X, Y, Z)

Část 2: Moduly předvýrobní oblasti

Pre-engineering moduly jsou vyžadovány po absolvování modulu Základy inženýrství
. Vyberte libovolné dva Pre-Engineering Modules požadované pro certifikaci Pre-Engineering industry
se specificky Mechanical, Computer Science a Electrical for the Robotics Industry Certification.

já Mechanický předinženýrský modul

• Mechanická výhoda
• Hřeben a pastorek
• Jednoduché stroje
• Výpočty převodového poměru
• Newtonovy zákony
• Řetěz a řetězové kolo
• Zákony termodynamiky
• Rychlost a točivý moment
• Aplikační problémy k řešení v: Rychlost, Zrychlení

II. Předinženýrský modul informatiky (programování).

• Běžné programovací jazyky a související terminologie
• Části a funkce počítače
• Běžné programovací jazyky: C++, Python, Java, Scratch
• Běžné databáze: SQL, Oracle, DB2
• Vyhodnocování pseudokódu, smyček a běžných programovacích struktur
• Síťové a mezipočítačové komunikace
• Binární a hexadecimální reprezentace čísel
• Porozumění terminologii malwaru: virus, červ, odmítnutí služby, spam, firewall
• Určení pohybu robota z pseudokódu

III. Elektrický modul předběžného inženýrství

• Rozhlasové frekvence AM a FM
• Mechanická energie a účinnost
• Funkce vinutí motoru
• Výpočty Ohmových zákonů
• Základní hardwarové komponenty počítače
• Digitální a analogové senzory a jejich aplikace
• Aplikace zahrnují potenciální a kinetickou energii, frekvence a výpočty kilowatthodin

IV. Modul chemického předběžného inženýrství

• Chemické reakce a související terminologie
• Bezpečnost při manipulaci s chemikáliemi
• Seznamte se s periodickou tabulkou
• Aplikace zahrnují výpočty řešení a výpočty zákona o plynu

PROTI. Letecký pre-engineering Module

• Základní aerodynamické principy
• Základní konstrukce rakety
• Typy mraků
• Aplikace zahrnují Newtonovy výpočty odporu, poměr stran větru, výpočty koňské síly k výkonu, výpočty rychlosti a rychlosti vzduchu

VI. Stavební inženýrství pre-inženýrský modul

• Běžné typy mostů
• Běžné mostní materiály
• Různé způsoby dopravy
• Zeměměřictví
• Řeky, přehrady a kanály
• Aplikace zahrnují výpočty konstrukce trupu lodi, techniky mapování a výpočty účinnosti mostu

VII. Předinženýrský modul strojírenské technologie

• Inženýrský návrhový proces/smyčka
• Procvičujte a poznejte měkké dovednosti
• Běžné výrobní procesy
• Základy letectví
• Základy stavebního inženýrství
• Mechanické systémy
• Základy programování
• Běžné výrobní materiály a jejich zpracování
• Inženýrské výkresy
• Aplikace zahrnují proces inženýrského návrhu ve více konfiguracích, výběr správných nástrojů pro úkoly, výběr správných laboratorních a bezpečnostních situací a identifikaci chybějících pohledů na technické výkresy

VIII. Modul předběžného inženýrství výrobní technologie

• Různé způsoby výroby
• Technické výkresy pomocí 2D a 3D počítačově podporovaných systémů kreslení
• Metody zajišťování kvality
• Aplikace zahrnují aplikace pevnosti v tahu, techniky testování tvrdosti a křivky napětí a deformace