Žinios ir profesiniai įgūdžiai

Apžvalga

Šiame dokumente aprašomi Robotics Education & Competition Foundation išankstiniai inžinerijos ir robotų pramonės sertifikatai. Rengiantis inžinerijos pagrindų moduliui, siūlome parengti mokymo programas arba naudoti nustatytas mokymo programas, kurios apimtų jūsų programai pasirinktų išankstinių inžinerinių modulių temas.

Šis dokumentas yra padalintas į dvi dalis:

• Pirmas skyrius: Inžinerinių įgūdžių pagrindai / temos: Pirmajame skyriuje aprašomi profesiniai įgūdžiai ir žinios, būtinos norint suprasti inžinerijos pagrindų modulio temas. Šis modulis yra būtina visų kitų inžinerinių modulių sąlyga.
• Antras skyrius: Pasirengimo inžinerijai moduliai: Antrasis šio dokumento skyrius apima kiekvieną profesinių įgūdžių ir žinių temą kiekviename išankstinio inžinerijos modulyje.

Žr. pavyzdinę kursų seką, kad sužinotumėte temų, skirtų išankstiniam inžinerijos ir (arba) robotų sertifikavimui. Jie veikia kartu su mokyklos ir mokytojo patirtimi, turimomis mokymo programomis ir galimybe pasirinkti du iš aštuonių galimų išankstinio inžinerijos modulių arba trijų (elektronikos, programavimo ir mechaninių) robotų sertifikavimui.

Inžinerinių įgūdžių pagrindai

• Būtina sąlyga: 150 valandų pagal išankstinio inžinerijos arba robotikos mokymo programas
• Egzamino trukmė: 90 minučių
• Minimalus išlaikymo įvertinimas: 70 %

Profesiniai įgūdžiai ir žinios

Inžinerijos pagrindai reikalauja žinių ir įgūdžių šiose srityse:

Inžinerijos istorija

• Ankstyvosios JAV ir SSRS kosminės programos, kosminės lenktynės ir jų technologinis poveikis šiandienai; Pramonės revoliucija su masinės gamybos, surinkimo linijų, automatizavimo ir inžinierių draugijų atsiradimu (Mechanikos inžinierių institutas, Elektros inžinierių institutas)
• Inžinerijos ir technologijų apibrėžimai
• Mokslo apibrėžimas
• Vidutinės darbo savaitės, atlyginimo ir darbo užmokesčio skaičiavimai
• Reikalingi su inžinerija susijusių karjeros, darbo perspektyvų, atlyginimų ir išsilavinimo tipai:
  • Mechaninis
  • Elektros
  • Cheminis
  • Aviacijos erdvė
  • Civilinis
  • Kompiuterių mokslas/programavimas
  • Techninė pagalba visose srityse
  • Apdirbimo profesija: CNC apdirbimas, lazeris, greitasis prototipų kūrimas
  • CAD 2D ir 3D programos
  • Robotika

Inžinerinio projektavimo procesas

• Gebėjimas taikyti kelis žingsnius logine projektavimo proceso seka.
• Gebėjimas suprasti tinkamą seką įvairiose inžinerinio projektavimo proceso iteracijose ar santrumpose.

Medžiagos ir procesai

• Medžiagų analizės metodai – tempimas, kietumas, oksidacija
• Metalų rūšys, savybės ir bendroji paskirtis – juodieji, spalvotieji, taurieji; įprasti lydiniai – ty žalvaris, nerūdijantis plienas
• Medienos rūšys, savybės ir bendroji paskirtis – kieta (lapuočiai), minkšta (spygliuočiai)
• Plastikų rūšys, savybės ir paplitimas – termoreaktingai, termoplastikai, dervos
• Epoksidų tipai, savybės ir bendri pritaikymai

Saugumas

• Tinkamų akinių naudojimas
• Tinkamos aprangos ir avalynės naudojimas
• Tinkamos saugios praktikos taikymas parduotuvėje ar laboratorijoje
• OSHA
• Laboratorinės saugos spalvos

Elektrinių įrankių sauga

• Juostinis pjūklas – pagrindinės juostinio pjūklo operacijos, specialių saugos procedūrų taikymas
• Stalinis šlifuoklis – pagrindinės stendinio šlifuoklio operacijos, specifinių saugos procedūrų taikymas.
• Gręžimo presas – pagrindinės gręžimo preso operacijos, specifinių saugos procedūrų taikymas
• Nešiojamieji elektriniai įrankiai – nešiojamųjų grąžtų operacijos, specifinių saugos procedūrų taikymas

Inžineriniai brėžiniai

• Ortografiniai vaizdai
• Gebėjimas skaityti elektros schemas, brėžinius
• Įvairūs įprasti simboliai ir terminija
  • Gebėjimas rasti trūkstamus vaizdus kelių vaizdų brėžiniuose projekcijos būdu, nustatyti trūkstamus objektų vaizdus
  • Izometriniai brėžiniai
  • Sudarykite dalių sąrašus su užduotimis ir terminais
  • Objektų piešimas įvairiais masteliais

CAD sistemos

• Inžineriniuose brėžiniuose naudojamos bendrosios linijos ir simboliai
• 2D CAD programinė įranga – įvairios pramonėje naudojamos įprastos programos
• 3D CAD programinė įranga – įvairios pramonėje naudojamos įprastos programos
• Nustatykite ortografinius vaizdus
• Nustatykite izometrinius vaizdus

Elektros inžinerijos pagrindai

• Omo dėsnis – srovė, įtampa, varža

Mechanikos inžinerijos pagrindai

• Pavarų skaičiaus skaičiavimai
• Izaoko Niutono judėjimo dėsniai
• Kinetinė ir potenciali energija
• Šiluminės sistemos – šildymas ir vėsinimas

Robotikos sistemų pagrindai

• Pavaros sistemos
  • 2, 4 ir 6 ratų bakas arba pasažas
  • Holonomiškas
  • Mecanum
  • Omni Drive
• Mikrovaldikliai
  • Programos
  • Galia
  • PWM (galios pločio moduliacija)
  • Variklio valdikliai: paskirtis, veikimas, funkcija
  • Manipuliatoriai: rankos-riešas-pečiai ir alkūnės galo efektoriai; laisvės laipsniai / ašis
• Tipai
  • Kolekcionieriai
  • Griebtuvai
  • Specialios programos (neribotos) – autonominis valdymas
  • Įprastų robotų programų tipai

Aviacijos kosmoso pagrindai

• Bernulio principas: kėlimas, trauka, tempimas, svoris (gravitacija)
• Ankstyvoji raketė
  • Titanas II
  • Saturnas IV
  • Dvyniai
  • Merkurijus
  • Apolonas
  • Sojuzas
  • V1 ir V2
• Įprastos aviacijos ir kosmoso pramonėje naudojamos medžiagos

Statybos inžinerijos pagrindai

• Transportavimo būdai
  • Geležinkelis
  • Uostai/Uostai
  • Keliai
  • Tiltai
  • Oras
  • Upės/Užtvankos
• Tilto efektyvumo skaičiavimų taikymas

CS inžinerijos pagrindai (kodavimas)

• Dvejetainės sistemos
• Šešioliktainės sistemos
• Pagrindinės kompiuterinės sistemos
  • RAM, ROM FIFO
  • Sandėliavimo sistemos
  • Procesoriaus greitis, Moore'o įstatymas
  • Įprastos programavimo kalbos: Python, C++, JAVA, HTML, Scratch

Chemijos inžinerijos pagrindai

• Pagrindinės cheminės saugos laboratorijos saugos procedūros
• Rūgščių ir bazių pagrindai
• Periodinė diagrama
• Pusiausvyros lygtys

Gamybos inžinerijos pagrindai

• Gamybos technikos
• Dekarto koordinačių skaičiavimas
• CAD/CAM sistemų galimybės
• Trimatis (3D) spausdinimas

Antra dalis: parengiamieji moduliai

Tai antroji šio dokumento dalis, apimanti kiekvieną profesinių įgūdžių ir žinių temą kiekviename „Inžinerijos modulyje“.

Jie veikia kartu su mokyklos ir mokytojo patirtimi, turimomis mokymo programomis ir galimybe pasirinkti dvi iš aštuonių galimų inžinerinių sričių, reikalingų išankstiniam inžinerijos sertifikatui gauti, arba tris inžinerines sritis (elektronikos, programavimo ir mechanikos), reikalingų robotų sertifikavimui.

Visi aštuoni moduliai turi šiuos reikalavimus:

• būtina sąlyga: Išlaikyti inžinerijos pagrindų modulį
• Egzamino trukmė: 30 minučių
• Minimalusįvertinimo įvertinimas: 70 %

Žinių ir profesinių įgūdžių temos

CS išankstinis inžinerijos modulis

Reikia žinių ir įgūdžių šiose srityse:

• Įprastos programavimo kalbos, duomenų bazės ir interneto dizainas
  • C++, Java, Python, Scratch
  • HTML
  • SQL, Oracle, DB2
• Bendra terminija
  • IP interneto protokolas
  • I/O (įvestis/išvestis)
  • Begalinis ciklas
  • Prieigos prie atminties pažeidimas
  • HTTP, HTTPS
• Bendras tinklų kūrimas ir ryšys tarp kompiuterių
  • Internetas, intranetas
  • Kompiuteris, serveris, debesis
  • Paslaugos: IPT, DHCP, DNS
  • Techninė įranga: jungiklis, maršrutizatorius, Wi-Fi
• Bendras supratimas apie kompiuterio dalis ir veikimą, įskaitant įvairių lygių programinę įrangą nuo BIOS iki programų
  • Įvesties ir išvesties įrenginiai
  • Centrinis procesorius (CPU), slankiojo kablelio blokas (FPU), grafinis apdorojimo blokas (GPU)
  • RAM, ROM
  • Saugojimo įrenginiai
• Kenkėjiška programa
  • Virusas, kirminas, paslaugų atsisakymas, šlamštas
  • Ugniasienė
• Dvejetainis ir šešioliktainis skaičių vaizdavimas
  • Dvejetainis 1, 2, 3, 15 ir kt.
  • Šešioliktainis 10, 15, 16, 30 ir kt.
• Gebėjimas suprasti paprastas programas, parašytas pseudokodu
  • Kilpos, eilės, krūvos
  • Funkcijos
  • Klaidos: kompiliavimo laikas, vykdymo laikas, loginis, padalinimas iš nulio, atminties paskirstymo klaida
  • Kintamųjų tipai: sveikasis skaičius, simbolis, eilutė, slankusis kablelis, masyvas
  • Sekite programos kodą, kad nustatytumėte nurodytų kintamųjų išvestį arba reikšmę
  • Komentarai kode
• Programos loginių klaidų derinimas
• Taikymo problemos
  • Raskite sprendimus pagrindinėse pseudokodo programavimo eilutėse
  • Išspręskite dvejetainius ir šešioliktainius vaizdus
• Robotika
  • Įvertinkite paprastą kodą, kad nustatytumėte roboto judėjimą ir formas

Mechaninis išankstinis inžinerinis modulis

Reikia žinių ir įgūdžių šiose srityse:

• Mechaninės sistemos
  • Stovas ir krumpliaratis
  • Krumpliaračiai
  • Sliekinės pavaros
  • Sudėtinės pavaros
  • Grandinės
  • Žvaigždutės
  • Skriemuliai
  • Spur Gears
  • Pneumatika
  • Hidraulika
  • Paprastos mašinos: nuožulnios plokštumos, pleištai, svirtys ir skriemuliai
• Programų problemos – galimybė skaičiuoti:
  • Niutono dėsniai
  • Termodinamika
  • Pagreitis
  • Pavarų skaičiai
  • Greitis
  • Variklio darbinis tūris
  • Greitis ir sukimo momentas
  • Sudėtiniai pavarų skaičiai
  • Mechaninis pranašumas

Elektros išankstinis inžinerinis modulis

Reikia žinių ir įgūdžių šiose srityse:

• AM ir FM radijo dažniai
• Mechaninė energija
• Variklio apvijos
• Omo dėsnio skaičiavimai – galimybė apskaičiuoti:
  • Amperatūra
  • Atsparumo įtampa
  • Omai
• Pagrindinės kompiuterio techninės įrangos išmanymas, ty saugojimo įrenginiai, atmintis, RAM, ROM, FIFO
• Jutiklių žinios ir pritaikymas:
  • Potenciometrai
  • Ultragarsinis
  • Veleno kodavimo įrenginiai
  • Giroskopinis
  • Akselerometrai
  • Optinio veleno kodavimo įrenginiai
  • Sekant eilutę
  • Šviesos jutimas
  • Ribiniai jungikliai
• Programų problemos – galimybė skaičiuoti:
  • Potencinė energija
  • Kinetinė energija
  • Dažnis
  • Kilovatvalandės kainuoja

Chemijos paruošimo inžinerijos modulis

Reikia žinių ir įgūdžių šiose srityse:

• Pagrindinės chemijos temos:
  • Cheminės reakcijos ir susiję terminai
  • Idealus dujų įstatymas
  • Kelvinas
  • Atmosferos
  • Stechiometrija
  • Sprendimai
• Periodinė elementų lentelė
• Cheminis sujungimas
• Saugumas
• Programos
  • Sprendimų skaičiavimai
  • Dujų įstatymo skaičiavimai

Aviacijos ir kosmoso išankstinis inžinerijos modulis

Reikia žinių ir įgūdžių šiose srityse:

• Pagrindiniai aerodinaminiai principai
  • Bernoulli dėsnio skysčio dinamika: skrydžio paviršiai, pasipriešinimas, svoris, kėlimas ir trauka
• Raketos dizainas
  • Inscenizacija
  • Kuras: kietasis, skystasis, branduolinis
  • Valdymas: pelekai, giroskopai, varikliai (hiperboliniai ir jonų elektriniai)
• Debesų tipai
• Pagrindiniai aerodinaminių paviršių dizainai ir terminija
• Taikymo problemos
  • Niutono pasipriešinimo skaičiavimai
  • Sparno kraštinių santykio skaičiavimai
  • Arklio galių ir galios skaičiavimas
  • Skrydžio greičio ir greičio skaičiavimai

Civilinio paruošimo modulis

Reikia žinių ir įgūdžių šiose srityse:

• Tiltų tipai
  • Arch
  • Sustabdymas
  • Sijos
• Santvara: Įprastos tilto medžiagos, įtempimas, gniuždymas, tempiamasis stipris
• Transportavimo būdai
  • Geležinkelis
  • Uostai/Uostai
  • Keliai
  • Tiltai
  • Oras
• Upės, užtvankos ir kanalai
• Apžiūra
• Taikymo problemos
  • Valties korpuso projektavimo ir poslinkio programos
  • Apžiūra
  • Tilto ir bokšto efektyvumo skaičiavimai

Inžinerinių technologijų išankstinis inžinerinis modulis

Reikia žinių ir įgūdžių šiose srityse:

• Inžinerinio projektavimo procesas/ciklas
  • 10 žingsnių seka:
    1. Nustatyti problemą
    2. Dizaino suvestinė
    3. Tyrimo problema
    4. Protų šturmo problema
    5. Pasirinkite sprendimą, pagrįstą tyrimais / minčių šturmu
    6. Dizainas
    7. Sukurti
    8. Testas
    9. Pertvarkymas
    10. Įgyvendinkite sprendimą (-us) „Soft Skills“.
  • Inžinerijos ir technologijų apibrėžimai
  • Gebėjimas parinkti tinkamas technologijas problemoms spręsti
  • Pranešimai raštu ir žodžiu
  • Problemų sprendimo būdai-smegenų šturmas-kritinis mąstymas
  • Darbas kaip komandos narys
  • Kaip rasti ir naudoti informaciją
• Gamyba
  • Bendra gamybos praktika
  • Kompiuterio skaitmeniniu būdu valdomos (CNC) programos
  • Trimatis (3D) spausdinimas
• Aviacijos erdvė
  • Pakelkite
  • Stūmimas
  • Vilkite
  • Gravitacija
• Civilinis
  • Įprasti santvarų tipai
  • Tilto ir bokšto efektyvumo skaičiavimai
• Mechaninis
  • Pavarų skaičiaus skaičiavimai
  • Pneumatinės sistemos
  • Hidraulinės sistemos
• Programavimas
  • Dvejetainiai vaizdai
  • Šešioliktainiai atvaizdai
  • Įvesties ir išvesties įrenginiai
• Medžiagos ir procesai
  • Kietmediena ir pritaikymas
  • Spygliuočių mediena ir pritaikymas
  • Faneros savybės ir pritaikymas
  • Plastikai: termoreaktingi, termoplastiniai, kompozitai ir pritaikymai
  • Juodieji metalai
  • Anglies naudojimas plieno pramonėje
  • Lydiniai
  • Spalvotieji metalai
  • Tempimo stiprumas
  • Kietumo tyrimo metodai
• Inžineriniai brėžiniai
  • Bendros linijos ir atstovavimas
  • Matmenų nustatymo technikos
  • Ortografinės projekcijos
  • Izometriniai brėžiniai
• Taikymo problemos
  • Inžinerinio projektavimo procesas. Sintezuokite kelių konfigūracijų veiksmus į tinkamą seką. Taikykite tinkamą seką keliems modeliams.
  • Pasirinkite tinkamą įrankį / įrangą nurodytoms užduotims atlikti. Laboratorijos ir įrankių saugos situacijos.
  • Inžineriniai brėžiniai. Nustatykite trūkstamus ortografinių projekcijų vaizdus.

Gamybos technologijos išankstinis inžinerinis modulis

Reikia žinių ir įgūdžių šiose srityse:

• Gamybos metodai
  • Plastikinis įpurškimas
  • Smėlio liejimo formos
  • Termoformavimas
  • 3D spausdinimas
  • CNC (kompiuterinis skaitmeninis valdymas): vandens srove, frezavimas, tekinimo staklės, plazminis pjovimas
• Inžinerinis projektavimas
  • CAD sistemos: 2D ir 3D programos.
  • Ortografiniai rodiniai: galimų rodinių skaičius, bendrų vaizdų skaičius
  • Objektų mastelio keitimas
  • Izometriniai vaizdai
• Kokybės užtikrinimas
• Taikymo problemos
  • Tempimo stiprumo taikymas
  • Rokvelo kietumo bandymo metodai
  • Įtempių / deformacijų kreivės: iškirpimas, takumo stiprumas ir didžiausias stiprumas