Концепция лабораторного стенда для изучения робототехнических датчиков

В современном мире переоценить актуальность и востребованность робототехники очень сложно. Технологии робототехники зарекомендовали себя во многих сферах человеческой деятельности. Робототехнические комплексы используются на предприятиях для автоматизации производственного процесса, во время чрезвычайных происшествий для оперативной и безопасной помощи. Применение робототехники связано с оптимизацией процесса снижением издержек и сроков, а также с качественным улучшением результата.

Важнейшим фактором, влияющим на прямую подготовку специалистов, является материально-техническая база, отвечающая современным требованиям и обеспечивающая комфортное пребывание студентов и сотрудников в университете. К материально-технической базе относятся кабинеты моделирования и испытания электронных устройств, тренажеры и лабораторные стенды.

Лабораторные стенды, как разновидность материально-технической базы, прямо влияют на качество образования, подготовку специалистов и получение практических навыков в определенной области, влияющих на эффективность ее дальнейшего изучения.

Современное оборудование является неотъемлемой частью повышения уровня обучения, а также самого образовательного процесса. Именно такое оборудование, как лабораторный стенд, является универсальным средством в процессе обучения. Он позволяет проверить теорию практикой, закрепить необходимые знания и навыки, лучше понять изучаемую дисциплину. В связи с вышесказанным, разработка и внедрение лабораторных стендов в образовательный процесс является важным моментом в улучшении качества образования [1]. Изготовленные по новейшим технологиям лабораторные стенды придают процессу обучения особый смысл и интерес, позволяют реально ощутить атмосферу научного эксперимента и поиска, почувствовать интерес технического творчества. Что же касается электронных версий лабораторных работ, то они не представляют такой возможности в полной мере, и в процессе обучения желательно их использовать только для закрепления знаний, полученных при проведении физических экспериментов и опытов на стендах [2].

Стенд предназначается для изучения робототехнических датчиков студентами первых курсов по специальностям, связанным с робототехникой. Также лабораторный стенд позволяет получить более углубленные знания о датчиках, дает возможность поработать с реальными компонентами, которые работают на базе многих технических устройств и в целом несет в себе смысл демонстрационного эксперимента, позволяя отчетливее понять работоспособность датчиков. Стенд будет выполнен в виде манипулятора, что поможет объединить все датчики в единое устройство и позволит студенту на реальном примере изучить работоспособность каждого датчика в отдельности вкупе с другими датчиками.

Так как робототехнические датчики связаны с контролем перемещения, приближения и усиления, а также обладают достаточной точностью, измеряемые объекты нельзя закрепить статично или перемещать рукой. Поэтому манипулятор – отличный способ решения данной проблемы. С помощью него все функции и назначения датчиков возможно использовать в полной мере. Также это поможет подойти к образовательному процессу с творческой стороны, что выигрышно при увеличении интереса со стороны студентов к обучению.

Кроме того, в данный момент осуществляется проектирование дистанционного доступа к манипулятору, что станет преимуществом при нехватке персональных компьютеров, а также облегчении контроля над манипулятором.

Основываясь на представленной выше информации была составлена функциональная схема лабораторного стенда, объясняющая все процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (Рис.1).

Рисунок 1. Функциональная схема

Также была составленная структурная схема, представляющая из себя совокупность элементарных звеньев объекта и связей между ними, один из видов графической модели. Под элементарным звеном подразумевается часть объекта, системы управления и т.д., которая реализует элементарную функцию (Рис.2).

Рисунок 2. Структурная схема

На данной структурной блок-схеме представлены блоки и устройства, которые в совокупности представляют собой лабораторный стенд.

В заключение следует отметить, что предлагаемая концепция лабораторного стенда для изучения робототехнических датчиков, в дальнейшем при правильном подходе к реализации позволит обеспечить внедрение в образовательный процесс и его дальнейшее улучшение.