知識と職業スキル

概要

この文書では、Robotics Education & Competition Foundation のプレエンジニアリングおよびロボット産業認定の概要を説明します。エンジニアリング基礎モジュールの準備として、プログラム用に選択したプレエンジニアリングモジュールのトピックをカバーするカリキュラムを準備するか、確立されたカリキュラムを使用することをお勧めします。

このドキュメントは 2 つのセクションに分かれています。

セクション 1: エンジニアリングの基礎スキル/トピック: 最初のセクションでは、エンジニアリングの基礎モジュールで扱われるトピックを理解するために必要な職業スキルと知識について説明します。このモジュールは、他のすべてのエンジニアリングモジュールの前提条件です。
セクション 2: プレエンジニアリングモジュール: この文書の 2 番目のセクションでは、各プレエンジニアリングモジュールの職業スキルと知識に関する各トピックを取り上げます。

プレエンジニアリングおよび/またはロボット工学認定のトピックについては、サンプルコースシーケンスを参照してください。これらは、学校と教師の専門知識、利用可能なカリキュラム、プレエンジニアリングでは 8 つの利用可能なプレエンジニアリングモジュールのうち 2 つ、またはロボット認定では 3 つ (電子、プログラミング、機械) を選択する機能と連携して機能します。

エンジニアリングスキルの基礎

前提条件: プレエンジニアリングまたはロボット工学のカリキュラムで 150 時間以上受講すること
試験時間: 90 分
最低合格点: 70%

職業上のスキルと知識

エンジニアリングの基礎では、次の分野の知識とスキルが必要です。

エンジニアリングの歴史

米国とソ連の初期の宇宙計画、宇宙開発競争、そしてそれらが今日に及ぼす技術的影響。大量生産、組立ライン、オートメーションの導入、および工学協会（機械学会、電気学会）の出現を伴う産業革命
エンジニアリングとテクノロジーの定義
科学の定義
平均週労働時間、給与および賃金計算
エンジニアリング関連のキャリアの種類、仕事の見通し、給与、必要な教育:
- 機械式
- 電気
- 化学薬品
- 航空宇宙
- 民事
- コンピュータサイエンス/プログラミング
- あらゆる分野の技術サポート
- 機械加工分野: CNC 機械加工、レーザー、ラピッドプロトタイピング
- CAD 2D および 3D アプリケーション
- ロボット工学

エンジニアリング設計プロセス

設計プロセスの論理的な順序で複数のステップを適用する機能。
エンジニアリング設計プロセスのさまざまな反復または省略における適切な順序を理解する能力。

材料とプロセス

材料分析技術 - 引張、硬度、酸化
金属の種類、特性、一般的な用途 – 鉄、非鉄、貴金属。一般的な合金 – 真鍮、ステンレス鋼など
木材の種類、性質、一般的な用途 - 硬質 (落葉樹)、軟質 (針葉樹)
プラスチックの種類、特性、一般的な用途 – 熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、樹脂
エポキシの種類、特性、一般的な用途

安全性

適切なメガネの着用
適切な衣服と履物の適用
店舗や研究室での適切な安全慣行の適用
オシャ
ラボ用安全色

電動工具の安全性

バンドソー – 基本的なバンドソー操作、特定の安全手順の適用
ベンチグラインダー – 基本的なベンチグラインダー操作、特定の安全手順の適用。
ボール盤 – 基本的なボール盤操作、特定の安全手順の適用
ポータブル電動ツール - ポータブルドリル操作、特定の安全手順の適用

設計図面

正投影ビュー
電気回路図や設計図を読む能力
さまざまな一般的な記号と用語
- 投影によってマルチビュー図面内の欠落しているビューを検索し、オブジェクトの欠落しているビューを識別する機能
- 等角投影図
- タスクと期限を記載した部品リストを作成する
- さまざまなスケールでオブジェクトを描画する

CADシステム

工学図面で使用される一般的な線と記号
2D CAD ソフトウェア – 業界で使用されるさまざまな一般的なプログラム
3D CAD ソフトウェア – 業界で使用されるさまざまな一般的なプログラム
正投影ビューの特定
等角投影図を特定する

電気工学の基礎

オームの法則 – アンペア数、電圧、抵抗

機械工学の基礎

ギア比の計算
アイザック・ニュートンの運動の法則
運動エネルギーと位置エネルギー
サーマルシステム – 加熱と冷却

ロボットシステムの基礎

駆動システム
- 2輪、4輪、6輪戦車またはアーケード
- ホロノミック
- メカナム
- オムニドライブ
マイクロコントローラー
- アプリケーション
- 力
- PWM (電力幅変調)
- モーター制御: 目的、操作、機能
- マニピュレーター: 腕、手首、肩、肘、エンドエフェクター。自由度/軸
種類
- コレクター
- グリッパー
- 特殊用途（無制限） – 自律制御
- 一般的なロボットプログラムの種類

航空宇宙の基礎

ベルヌーイの定理: 揚力、推力、抗力、重量 (重力)
初期のロケット工学
- タイタン II
- サターン IV
- ジェミニ
- 水星
- アポロ
- ソユーズ
- V1 と V2
航空宇宙産業で使用される一般的な材料

土木工学の基礎

交通手段
- レール
- 港・港
- 道路
- 橋
- 空気
- 河川・ダム
橋梁効率計算の応用

基礎CSエンジニアリング（コーディング）

バイナリシステム
16 進数システム
基本的なコンピュータシステム
- RAM、ROM FIFO
- ストレージシステム
- プロセッサ速度、ムーアの法則
- 一般的なプログラミング言語: Python、C++、JAVA、HTML、Scratch

化学工学の基礎

化学物質の安全のための基本的な実験室の安全手順
酸と塩基の基礎
周期チャート
バランスの方程式

製造工学の基礎

製造技術
デカルト座標の計算
CAD/CAM システムの機能
三次元 (3D) 印刷

セクション 2: プレエンジニアリングモジュール

これは、この文書の 2 番目のセクションであり、各「エンジニアリングモジュール」の職業スキルと知識のトピックを取り上げます。

これらは、学校と教師の専門知識、利用可能なカリキュラム、プレエンジニアリング認定に必要な 8 つの利用可能なエンジニアリング領域のうち 2 つ、またはロボット認定に必要な 3 つのエンジニアリング領域 (電子、プログラミング、機械) を選択する機能と連携して機能します。

8 つのモジュールすべてには、それぞれ次の要件があります。

前提条件: Fundamentals of Engineering モジュールに合格する
試験時間: 30 分
最低合格グレード: 70%