Minta kurzussorozat

Áttekintés

A Mintakurzus-sorozat célja, hogy segítsen egy keretrendszer kialakításában a témák javasolt sorrendjében, hogy tantervet építsenek a meglévő tantervek köré, vagy beépítsék azokat. Ez az iskolák és a tanárok szakértelmének felhasználásával történik a tantervek, létesítmények és anyagok tekintetében. A kidolgozandó vagy tantervek kiválasztásához szükséges konkrét témák további részleteiért lásd a REC Foundation Pre-Engineering and Robotics Certifications Knowledge and Occupational Skills Listcímű cikkét. Ezek a cikkek a meglévő tananyagokkal való együttműködésre készültek. Felhasználhatók egy tanterv összeállításában is, de önmagukban nem tanterv.

A mintakurzus sorozat két részre oszlik:

• Első rész: A mérnöki alapok: A Mérnöki Alapok modul témaköreit és készségeit fedi le.
• Második rész: Előmérnöki Területi Modul: Lefedi mind a nyolc „Előmérnöki Területi modul” témakört és készségeket az előmérnöki és/vagy a robotikai bizonyítványokhoz.

Mind a mérnöki előtanúsítványhoz, mind a robotikai minősítéshez előfeltételként meg kell felelni a mérnöki alapismereteknek a nyolc modul bármelyikének elvégzése előtt. A nyolc modulból kettőre van szükség a mérnöki előtanúsítvány megszerzéséhez. Ezeket az oktató választja ki a közösségi igények, a rendelkezésre álló létesítmények, a tanterv, a felszerelés és a kellékek, valamint az oktatói szakértelem alapján.

Előmérnöki modulok

• Gépészet
• Légközlekedési mérnökség
• Villamosmérnök
• Vegyészmérnöki
• Számítástechnika & Műszaki (programozás)
• Mélyépítés
• Mérnöki technológia
• Gyártási technológia

Első rész: A mérnöki tudomány alapjai

ÉN. Bevezetés a mérnöki tudományba

• Mi az a mérnöki tudomány és technológia? Mi a tudomány?
• Mérnöki területek típusai: Elektromos, Gépészeti, Repüléstechnika, Robotika, Civil, Számítástechnika, CAD, Gyártás. BS szakképesítéshez szükséges végzettség, fizetés, jellemző munkahét.
• A mérnöki tudomány története, beleértve a korai történelemtől napjainkig terjedő idővonalakat. Űrtörténet, különösen a korai űrprogramok és azok a technológiák, amelyeket ma élvezünk ezek eredményeként. Tartalmazza az alkatrészek miniatürizálását és az amerikai és szovjet rakéták és űrhajósok történetének áttekintését is. Az ipari forradalom, mint a mérnöki társaságok és a szabványok kidolgozásának időszaka. Összeszerelő sorok fejlesztése és termékek tömeggyártása.

Il. Anyagok és eljárások

• Általános laborbiztonság
• Alapvető kéziszerszámok és elektromos szerszámok biztonsága és alkalmazásai
  • Szalagfűrész
  • Fúróprés
  • Asztali daráló
  • A hordozható elektromos szerszámok biztonsága
  • Szalag- és tárcsacsiszoló
  • CNC maró
• Fémek típusai, tulajdonságai és általános felhasználási területei
• Fafajták, tulajdonságai és általános felhasználási terület
• Műanyagok típusai, tulajdonságai és általános felhasználási területei
• Az epoxik típusai, tulajdonságai és általános alkalmazások

III. Mérnöki tervezési folyamat

Dokumentálja a tervezési folyamatot egy Engineering Notebookban a 10 lépésből álló folyamat segítségével:

1. Azonosítsa a problémát
2. Tervezési ismertető
3. Kutatási probléma
4. Ötletbörze megoldások
5. Válasszon megoldást
6. Tervezés
7. Épít
8. Teszt
9. Újratervezés
10. Megoldás/termék megvalósítása

Az ipar a 10 lépés számos változatát vagy rövidítését használja; képes legyen bármilyen formában megérteni a mérnöki tervezési sorrendet.

IV. Mérnöki rajzok és számítógéppel segített rajzkészítés (2D és 3D)

• Ismertesse meg és gyakorolja az ortográfiai és perspektivikus nézetek mérnöki vázlatkészítési technikáit.
• Ismertesse meg a számítógéppel segített rajzolást a rendelkezésre álló szoftverekkel. Megjegyzés: Számos CAD-szoftver-opció áll rendelkezésre ingyenesen vagy alacsony áron az oktatáshoz. Ezek közé tartozik a Google Sketch Up, a TinkerCad, az Autodesk Fusion 360 és a Solidworks. A konkrét elérhetőségről és használati feltételekről érdeklődjön a termék szállítóinál.
• Mutasson be alkatrész-/anyaglistát csapatfeladatokkal a projekt/robot felépítéséhez.
• Mutasson be olyan berendezéseket, amelyek működéséhez CAD-t integrálnak: számítógépes numerikus vezérlésű berendezések; marás, lézervágás, plazmavágás, famegmunkálás-marás, nagynyomású vízsugár vagy 3D nyomtatás.

A készségek/ismeretek bemutatása után az I-IV

Javaslatok és kulcspontok az egyéni vagy több
mérnöki területet magában foglaló támogató tevékenységekhez Az I-IV. területeken végzett tevékenységek elvégzése után. a fennmaradó területeken eredeti vagy meglévő tanterveket építhet be a mérnöki területekre bármilyen sorrendben, amely megfelel a programnak, hogy lefedje a mérnöki alapok modul összes témáját, majd a kiválasztott előmérnöki modulokat 150 órányi kurzuson belül. tanterveket.

Szereljen be gyakorlati tevékenységeket a rendelkezésre álló tantervek, laborok, felszerelések és anyagok felhasználásával a következő mérnöki területek mindegyikéhez. A tevékenységeknek tartalmazniuk kell az adott mérnöki területen lefedett témákat, és azokat egy mérnöki jegyzetfüzetben kell dokumentálni. Fontolja meg, hogy minden csapathoz vagy egyénhez hozzárendel egy PowerPoint-prezentációt, amely dokumentálja a mérnöki tervezési folyamatot. Egyetlen tevékenység könnyen beépíthet több mérnöki koncepciót és területet, miközben megerősíti a korábban bevezetett témákat és készségeket.

Például:

• A rendelkezésre álló anyagokkal tervezzen meg egy robotot, amely felvesz egy teniszlabdát, és egy 5 gallonos vödörbe helyezi önállóan, majd a vezető irányításával távolítsa el a teniszlabdát. E feladat elvégzéséhez a tervezési folyamat, a műszaki rajzok, valamint az anyagok és folyamatok használatára van szükség; plusz a mechanikai, elektromos és robotikai rendszerek, valamint a számítástechnika/programozás alapjainak ismerete.
• Tervezzen egy pálcikahidat, amely 50 fontot támaszt meg, legfeljebb 100 pálcikával. Ez magában foglalja a tervezési folyamat, a műszaki rajzok, valamint az anyagok és folyamatok használatát; valamint a mélyépítés és a gyártás alapjainak ismerete.
• A rendelkezésre álló balsa, gumiszalagok, légcsavarok és modellkerekek anyagainak felhasználásával tervezzen és építsen meg egy repülőgépet (adja meg a maximális méretet), amely saját erőből száll fel és száll le, és 10 másodpercig a magasban marad anélkül, hogy lezuhanna. Ez magában foglalja a tervezési folyamat, a műszaki rajzok, valamint az anyagok és folyamatok használatát; és az űrtechnika alapjainak ismerete.

V. A gépészet alapjai

• Szükséges végzettség, fizetés, munkahét, munkaköri feladatok
• Ismertesse meg a fogaskerekek, láncok, szíjtárcsák típusait
• Áttételszámítások
• Kinetikus és potenciális energia
• Hőrendszeri alkalmazások: Fűtés és hűtés
• Robotrendszerek

VI. Az elektrotechnika alapjai

• Szükséges végzettség, fizetés, munkahét, munkaköri feladatok
• Ohm-törvény számítások: áramerősség, feszültség, ellenállás

VII. A számítástechnika/programozás alapjai

• Szükséges végzettség, fizetés, munkahét, munkaköri feladatok
• Bináris és hexadecimális rendszerek megértése
• Alapvető számítógépes rendszerek: RAM, ROM, FIFO
• Általános programozási nyelvek: Python, C++, Java, HTML, Scratch
• Pszeudo kód, hurkok és általános programozási struktúrák kiértékelése

VIII. A repüléstechnika alapjai

• Szükséges végzettség, fizetés, munkahét, munkaköri feladatok
• Bernoulli alapelve: emelés, tolóerő, vontatás, gravitáció
• Az Egyesült Államok és a volt Szovjetunió rakétarendszereinek korai rakétatörténete és típusai
• A repülőgépiparban általánosan használt anyagok: szénszálak, alumínium

XI. Építőmérnöki alapismeretek

• Szükséges végzettség, fizetés, munkahét, munkaköri feladatok
• Szállítási módok: vasút, légi, kikötő, hidak, folyók/gátak
• Hatékonysági számítások

XI. A gyártás alapjai

• Szükséges végzettség, fizetés, munkahét, munkaköri feladatok
• Gyártási technikák bemutatása: CNC-marás (vízsugár, plazma, lézer), eszterga, marás
• Gyakorold a derékszögű koordinátaszámítást

XII. A robotika alapjai

• Szükséges végzettség, fizetés, munkahét, munkaköri feladatok
• Alkalmazások (iparban, űrben, otthon)
• Derékszögű koordináták a robotkaros automatizáláshoz (X, Y, Z)

2. rész: Tervezés előtti területi modulok

Az előmérnöki modulokra a Mérnöki Alapok
modul sikeres teljesítése után van szükség. Válasszon ki bármely két mérnöki előkészületi modult amelyek az előmérnöki iparág
minősítéséhez szükségesek, kifejezetten mechanikai, számítástechnikai és elektromos robotipari tanúsítvánnyal.

ÉN. Mechanikai előmérnöki modul

• Mechanikai előny
• Fogasléc és fogaskerék
• Egyszerű gépek
• Áttételszámítások
• Newton törvényei
• Lánc és lánckerék
• A termodinamika törvényei
• Sebesség és nyomaték
• Alkalmazási problémák megoldása: Sebesség, Gyorsulás

II. Számítástechnika (programozás) előmérnöki modul

• Közös programozási nyelvek és kapcsolódó terminológiák
• A számítógép részei és működése
• Általános programozási nyelvek: C++, Python, Java, Scratch
• Általános adatbázisok: SQL, Oracle, DB2
• Pszeudo kód, hurkok és általános programozási struktúrák kiértékelése
• Hálózatépítés és számítógépek közötti kommunikáció
• A számok bináris és hexadecimális ábrázolása
• A rosszindulatú programok terminológiájának megértése: vírus, féreg, szolgáltatásmegtagadás, spam, tűzfal
• A robot mozgásának meghatározása pszeudokódból

III. Elektromos előmérnöki modul

• AM és FM rádiófrekvenciák
• Mechanikai energia és hatékonyság
• Motor tekercselés funkció
• Ohm-törvény számításai
• Alapvető számítógépes hardverelemek
• Digitális és analóg érzékelők és alkalmazásaik
• Az alkalmazások között szerepel a potenciális és kinetikus energia, a frekvenciák és a kilowattóra számítás

IV. Kémiai előmérnöki modul

• Kémiai reakciók és kapcsolódó terminológia
• Vegyszerkezelés biztonsága
• Ismerkedjen meg a periódusos rendszerrel
• Az alkalmazások megoldásszámításokat és gáztörvény-számításokat tartalmaznak

V. Repülési előmérnöki modul

• Az aerodinamikai alapelvek
• Alapvető rakétatervezés
• A felhők típusai
• Az alkalmazások közé tartozik a Newton légellenállás-számítás, a szél oldalaránya, a lóerő-teljesítmény-számítások, a légsebesség- és sebességszámítások

VI. Építőmérnöki előmérnöki modul

• A hidak gyakori típusai
• Általános hídanyagok
• Különféle szállítási módok
• Felmérés
• Folyók, gátak és csatornák
• Az alkalmazások közé tartoznak a hajótest tervezési számításai, a felmérési technikák és a híd hatékonysági számításai

VII. Mérnöki technológiai előmérnöki modul

• Mérnöki tervezési folyamat/hurok
• Gyakorold és ismerd a soft skilleket
• Általános gyártási folyamatok
• Repülési alapismeretek
• Mélyépítési alapismeretek
• Mechanikai rendszerek
• Programozási alapok
• Gyakori gyártási anyagok és feldolgozásuk
• Mérnöki rajzok
• Az alkalmazások magukban foglalják a mérnöki tervezési folyamatot több konfigurációban, a megfelelő eszközök kiválasztását a feladatokhoz, a megfelelő laboratóriumi és szerszámbiztonsági helyzetek kiválasztását, valamint a műszaki rajzok hiányzó nézeteinek azonosítását.

VIII. Gyártási technológiai előmérnöki modul

• Különféle gyártási módszerek
• Mérnöki rajzok készítése 2D és 3D számítógéppel segített rajzrendszerekkel
• Minőségbiztosítási módszerek
• Az alkalmazások közé tartoznak a szakítószilárdsági alkalmazások, a keménységvizsgálati technikák, valamint a feszültség- és alakváltozási görbék