- Nazwa przedmiotu:
- Miniaturyzacja urządzeń mechatroniki
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Maciej Bodnicki, doc. dr inż. Wiesław Mościcki, dr hab. inż.Dariusz Jarząbek, dr hab. inż. Sergiusz Łuczak, prof. uczelni
- Status przedmiotu:
- Fakultatywny dowolnego wyboru
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Mechatronika
- Grupa przedmiotów:
- Wariantowe
- Kod przedmiotu:
- MIUM
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2021/2022
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Liczba godzin bezpośrednich 47, w tym:
wykład – 25 h;
laboratorium/projekt – 20 h;
konsultacje - 2 h;
Praca własna studenta 30 h, w tym:
przygotowanie do kolokwiów zaliczeniowych – 6 h;
opracowanie raportu z laboratorium/projektu - 20 h;
studia literaturowe - 4 h;
Suma: 77 h ( 3 ECTS)
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1,5 punkty ECTS - liczba godzin bezpośrednich: 47, w tym:
wykład – 25 h;
laboratorium/projekt - 20 h;
konsultacje - 2 h;
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Liczba godzin o charakterze praktycznym 40 (1,5 ECTS), w tym:
laboratorium/projekt - 20 h;
opracowanie raportu z laboratorium/projektu- 20 h.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium15h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość podstaw konstrukcji urządzeń precyzyjnych, podstaw elektrotechniki, podstaw programowania mikroprocesorowego
- Limit liczby studentów:
- 30
- Cel przedmiotu:
- Zapoznanie ze współczesnymi rozwiązaniami miniaturowych urządzeń i systemów mechatronicznych. Zaznajomienie z metodyką projektowania urządzeń miniaturowych z wykorzystaniem podzespołów katalogowych i elementów wytwarzanych w różnych technologiach.
Zdobycie umiejętności zrealizowania zadania w ramach kreatywnej pracowni – opracowania, wykonania i uruchomienia mikrourządzenia wymagającego zintegrowania miniaturowych układów wykonawczych, sensorów i sterownika (projekt zespołowy)
- Treści kształcenia:
- Wykład: Budowa wybranych zespołów w miniaturowych precyzyjnych urządzeniach mechatronicznych oraz automatyki i robotyki:
- połączenia w urządzeniach miniaturowych,
- elementy sprężynujące
- miniaturowe prowadnice, łożyska ślizgowe i toczne,
- miniaturowe przekładnie (zębate, np. falowe, planetarne),
- mikrosilniki o ruchu obrotowym, liniowym i planarnym.
Materiały i technologia urządzeń miniaturowych. Techniki kształtowania elementów metalowych i z tworzyw. Materiały z pamięcią kształtu. Technologia układów zintegrowanych. Technologie masowe wykorzystywane w produkcji urządzeń miniaturowych. Sensoryka układów miniaturowych.
Wybrane problemy kształtowania cech użytkowych zespołów mechanicznych miniaturowych urządzeń mechatronicznych.
Przykłady urządzeń miniaturowych: zegarki mechaniczne (zespoły napędowe, regulatory, zegarki elektroniczno-mechaniczne); mikroroboty inspekcyjne: medyczne, latające, i klasycznie mobilne; mikropompki).
Laboratorium (pracowania). Opracowanie i wykonanie przez zespoły studenckie mikrorobotów mobilnych z napędem elektrycznym, sensorami i sterownikiem programowalnym oraz stanowiska badawczego do badań podzespołów lub pełnego urządzenia. Analiza ofert internetowych podzespołów. Praca w laboratoriach pod nadzorem prowadzącego: dostęp do narzędzi, mierników, drukarek 3D. Opracowanie raportu z prac (wskazane załączenie pliku filmowego ilustrującego pracę wykonanego urządzenia). W przypadku braku możliwości pracy w laboratorium - opracowanie pełnej dokumentacji ww. urządzenia oraz wykonanie demonstratorów węzłów, opracowanie metodyki badań i przeprowadzenie niezbędnych eksperymentów.
- Metody oceny:
- wykład: dwa kolokwia (waga 0,6), laboratorium (pracownia) ocena raportu z prac (waga 0,4)
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- Skrypt multimedialny "Miniaturyzacja Urządzeń Mechatronicznych" W. Mechatroniki PW, 2011
Isermann R.: Mechatronic systems. Fundamentals. Springer – Verlag London Limited, 2005
Oleksiuk W. red.: Konstrukcja przyrządów i urządzeń precyzyjnych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa, 1996
Mrugalski Z.: Drobne mechanizmy, OWPW, 1994
Mrugalski Z.: Mechanizmy zegarowe, WNT
Katalogi firm: SKF, RMB, Harmonic Drive, Minimotor, Maxon, Escap
Praca zbiorowa pod redakcją M. Jakubowskiej i J. Sitka, Drukowana Elektronika w Polsce, monografia ITR, 2010
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka MIUM_2st_W01
- Zna metodykę projektowania urządzeń miniaturowych z wykorzystaniem podzespołów katalogowych i elementów wytwarzanych w różnych technologiach.
Weryfikacja: Zaliczenie 2 kolokwiów w ramach wykładu
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W10, K_W04, K_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka MIUM_2st_U01
- Potrafi pracując w zespole opracować, wykonać i uruchomić mikrourządzenie mechatroniczne, integrując w nim elementy wykonawcze, mikronapędy elektryczne, sensory i sterowanie
Weryfikacja: Wykonanie urządzenia i zaliczenie raportu z realizacji pracowni
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U02, K_U03, K_U10, K_U11, K_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UK, I.P7S_UO, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
- Charakterystyka MIUM_2st_U02
- Potrafi opracować i uruchomić stanowisko pozwalające na wyznaczenie wybranych wielkości fizycznych charakteryzujących pracę opracowanego urządzenia.
Weryfikacja: Opis eksperymentów przedstawiony w raporcie
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U08, K_U17
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka MIUM_2st_K01
- Potrafi wykonać zadanie konstrukcyjno-badawcze związane z wykonywaniem urządzenia, w tym doborem podzespołów i ich zakupem – w ramach grupy kilkuosobowej
Weryfikacja: Wykonanie urządzenia i zaliczenie raportu z realizacji pracowni
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K04, K_K05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_K, I.P7S_KO, I.P7S_KR