Znalosti a pracovní dovednosti – Knihovna REC

Přehled

Tento dokument popisuje předběžnou inženýrskou a robotickou průmyslovou certifikaci nadace Robotics Education & Competition Foundation. Při přípravě na modul Základy inženýrství vám doporučujeme připravit učební osnovy nebo použít zavedené učební osnovy, které pokrývají témata v modulech předinženýrské přípravy vybraných pro váš program.

Tento dokument je rozdělen do dvou částí:

První oddíl: Základy inženýrských dovedností/témat: První oddíl pokrývá profesní dovednosti a znalosti nezbytné k pochopení témat zahrnutých v modulu Základy inženýrství. Tento modul je nezbytným předpokladem pro všechny ostatní inženýrské moduly.
Oddíl 2: Předinženýrské moduly: Druhý oddíl tohoto dokumentu pokrývá každé z témat profesních dovedností a znalostí v každém předinženýrském modulu.

Témata pro Pre-Engineering a/nebo Robotics Certification najdete ve vzorové sekvenci kurzu. Ty fungují ve spojení s odbornými znalostmi školy a učitele, dostupnými osnovami a možností vybrat dva z osmi dostupných pre-inženýrských modulů pro Pre-Engineering nebo tři (elektronické, programovací a mechanické) pro certifikaci robotiky.

Základy inženýrských dovedností

Předpoklad: 150 hodin v pre-inženýrských nebo robotických osnovách
Délka zkoušky: 90 minut
Minimální známka pro úspěšné absolvování: 70 %

Pracovní dovednosti a znalosti

Základy inženýrství vyžadují znalosti a dovednosti v následujících oblastech:

Historie inženýrství

Rané vesmírné programy USA a SSSR, vesmírné závody a jejich technologické dopady na současnost; průmyslová revoluce se zavedením hromadné výroby, montážních linek, automatizace a vznikem inženýrských společností (Institut strojních inženýrů, Ústav elektrotechniků)
Inženýrské a technologické definice
Definice vědy
Průměrný pracovní týden, výpočet mezd a mezd
Typy požadovaných kariér souvisejících s inženýrstvím, pracovní vyhlídky, platy a vzdělání:
- Mechanické
- Elektrický
- Chemikálie
- Aerospace
- Civilní
- Počítačová věda/Programování
- Technická podpora pro všechny oblasti
- Obráběcí řemesla: CNC obrábění, Laser, Rapid Prototyping
- CAD 2D a 3D aplikace
- Robotika

Proces inženýrského návrhu

Schopnost aplikovat více kroků v logickém sledu procesu návrhu.
Schopnost porozumět správné sekvenci v různých iteracích nebo zkratkách procesu inženýrského návrhu.

Materiály a procesy

Techniky analýzy materiálů – tah, tvrdost, oxidace
Druhy kovů, vlastnosti a běžné aplikace – železné, neželezné, ušlechtilé; běžné slitiny – např. mosaz, nerez
Druhy dřevin, vlastnosti a běžné aplikace – tvrdé (listnaté), měkké (jehličnaté)
Druhy plastů, vlastnosti a běžné aplikace – termosety, termoplasty, pryskyřice
Druhy epoxidů, vlastnosti a běžné aplikace

Bezpečnost

Aplikace správných brýlí
Aplikace správného oblečení a obuvi
Aplikace správných bezpečných postupů v obchodě nebo laboratoři
OSHA
Laboratorní bezpečnostní barvy

Bezpečnost elektrického nářadí

Pásová pila – základní operace pásové pily, aplikace specifických bezpečnostních postupů
Stolní bruska – základní operace stolní brusky, aplikace specifických bezpečnostních postupů.
Vrtačka – základní operace vrtačky, aplikace specifických bezpečnostních postupů
Přenosné elektrické nářadí – operace přenosné vrtačky, aplikace specifických bezpečnostních postupů

Technické výkresy

Ortografické pohledy
Schopnost číst elektrická schémata, plány
Různé běžné symboly a terminologie
- Schopnost najít chybějící pohledy ve vícepohledových výkresech pomocí projekce, identifikovat chybějící pohledy na objekty
- Izometrické výkresy
- Vytvářejte seznamy dílů s úkoly a termíny
- Kreslení objektů v různých měřítcích

CAD systémy

Běžné čáry a symboly používané v technických výkresech
2D CAD software – Různé běžné programy používané v průmyslu
3D CAD software – Různé běžné programy používané v průmyslu
Identifikujte ortografické pohledy
Identifikujte izometrické pohledy

Základy elektrotechniky

Ohmův zákon – proud, napětí, odpor

Základy strojírenství

Výpočty převodového poměru
Pohybové zákony Isaaca Newtona
Kinetická a potenciální energie
Tepelné systémy – vytápění a chlazení

Základy robotických systémů

Pohonné systémy
- 2, 4 a 6-kolový tank nebo arkáda
- Holonomický
- Mecanum
- Omni Drive
Mikrokontroléry
- Aplikace
- Napájení
- PWM (Power Width Modulation)
- Ovládání motoru: účel, provoz, funkce
- Manipulátory: paže-zápěstí-ramena a loketní koncové efektory; stupně volnosti/osy
Typy
- Sběratelé
- Chapadla
- Speciální aplikace (bez omezení) – autonomní řízení
- Typy běžných robotických programů

Základy letectví

Bernoulliho princip: zdvih, tah, tažení, váha (gravitace)
Raná raketová technika
- Titan II
- Saturn IV
- Blíženci
- Rtuť
- Apollo
- Sojuz
- V1 a V2
Běžné materiály používané v leteckém průmyslu

Základy stavitelství

Způsoby dopravy
- Železnice
- Přístavy/přístavy
- Silnice
- Mosty
- Vzduch
- Řeky/Přehrady
Aplikace výpočtů účinnosti mostů

Základy inženýrství CS (kódování)

Binární systémy
Hexadecimální soustavy
Základní počítačové systémy
- RAM, ROM FIFO
- Skladovací systémy
- Rychlosti procesoru, Mooreův zákon
- Běžné programovací jazyky: Python, C++, JAVA, HTML, Scratch

Základy chemického inženýrství

Základní laboratorní bezpečnostní postupy pro chemickou bezpečnost
Základy kyselin a zásad
Periodický graf
Bilanční rovnice

Základy výrobního inženýrství

Výrobní techniky
Výpočty kartézských souřadnic
Možnosti CAD/CAM systémů
Trojrozměrný (3D) tisk

Část 2: Moduly předběžného inženýrství

Toto je druhá část tohoto dokumentu, která pokrývá všechna témata profesních dovedností a znalostí v každém „Inženýrském modulu“.

Ty fungují ve spojení s odbornými znalostmi školy a učitele, dostupnými osnovami a zařízením k výběru dvou z osmi dostupných inženýrských oblastí požadovaných pro Pre-Engineering Certification nebo tří inženýrských oblastí (elektronika, programování a mechanika) požadovaných pro Robotics Certification.

Každý z osmi modulů má následující požadavky:

Předpoklad: Absolvování modulu Základy inženýrství
Délka zkoušky: 30 minut
Minimální stupeň: 70 %