| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Robotmechanizmusok dinamikája | |||
|
Dynamics of robot mechanisms
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEMMBMRO | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 2 | 0 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | kapcsolt | - | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 5 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Szabó Zsolt | ||
| beosztása: | egyetemi docens | |||
| elérhetősége: | szazs@mm.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Műszaki Mechanikai Tanszék | |||
| http://www.mm.bme.hu | ||||
| Tantárgy weblapja | http://www.mm.bme.hu/targyak/?BMEGEMMBMRO | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | angol, magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelező | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | BMETE94BG04, BMEGEMMBXM4 | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | BMEGEMMBGRO | |||
Célkitűzés
A tárgy egyik fő célja, hogy a mechanizmusok és robotok, vagyis általában a számítógéppel szabályozott többtest-dinamikai rendszerek szerkezeti, kinematikai és dinamikai analíziséhez használt módszereket és numerikus szimulációs eszközöket megismertesse a hallgatókkal. A tárgy másik fő célja, hogy megismertesse a hallgatókkal a robotok digitális szabályozásával összefüggésben jelentkező rezgési problémáit, melyek fizikai és mérnöki érzékünk alapján nem kezelhetők. A digitális szabályozók alacsony frekvenciájú, esetenként kaotikusnak tűnő, öngerjesztett rezgéseket idézhetnek elő, melyek elkerülése viszont rendszerint a robotok pozicionálási pontosságát rontja. A kurzus ezeket a rezgési jelenségeket kívánja megértetni, fizikailag is érthetővé tenni, elkerülésükhöz pedig a tervezés számára egyszerű módszereket, új zárt alakú összefüggéseket ad. Cél, hogy a hallgatók ezeket az összefüggéseket többtest-dinamikai szerkezetekre is alkalmazni tudják.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Rendszerezi a robotmechanizmusok általánosan használt fogalomrendszerét; Rendszerbe foglalja a kinematikai láncok fogalmait, és a kinematikai láncok szerkezeti vizsgálatának módszereit; Rendszerbe foglalja a síkbeli mechanizmusok kinematikai vizsgálatának módszereit, a direkt és inverz kinematika fogalmát; Ismeri a mechanizmusok erőegyensúlyának meghatározására szolgáló analitikus módszereket; Ismeri a szabályozó tagok és a mechanikai elemek közötti analógiát; Tudomása van a pozíció-szabályozás, erőszabályozás, egyensúlyozás feladatairól, problémáiról; Rendszerbe foglalja a pozicionálási hiba, erőhiba, kritikus mintavételezési idő fogalmakat; Rendszerezi a pozicionálási és erőhiba csökkentésének lehetséges módjait; Átlátja az állapot-visszacsatolás, a direkt és inverz dinamika fogalmát és az ezek közti különbségeket; Érti a mintavételezési idő, időkésés jelentőségét a szabályozási folyamatokban.
Képesség
Képes a robotok egyszerű szabályozási feladatainak absztrakt mechanikai modellekkel történő leírására; A kiválasztott matematikai modelleket kvalitatív elemzésre felhasználja; Elkészíti egy mechanizmus szerkezeti analízisét, szabadsági fokainak megállapítását, az ellentmondásos kényszerek feltárását; Alkalmazza tudását egy mechanizmus kinematikai és dinamikai analízisére; Megtervezi egy meghatározott célt szolgáló mechanizmus szerkezeti struktúráját és geometriai méreteit; Kiszámítja a mechanizmus szerkezeti elemeit terhelő erők és nyomatékok időbeli lefutását, amely a hajtómotorok méretezésének és a robot szilárdsági méretezésének kiindulópontja; Kiszámítja a folytonos és diszkrét dinamikai rendszerek stabilitási kritériumait; Képes a rendszerparaméterekre vonatkozó stabilitási kritériumok diagramokon történő ábrázolására; Képes egyszerűbb időkésleltetéssel kapcsolatos stabilitási problémák azonosítására, azok megoldásához szükséges elvi és gyakorlati háttér feltárására, megfogalmazására és (tanult gyakorlati alkalmazásával) megoldására; Használja informatikai ismereteit a számítógépes algebra stabilitásvizsgálati alkalmazására.
Attitűd
Együttműködésével támogatja az oktatóit és hallgató társait ismeretek bővítése során; Folyamatos kérdésfeltevéssel és ismeretszerzéssel bővíti tudását; Nyitott az információtechnológiai eszközök használatára a mérnöki problémák megoldása során; Törekszik a robotszabályozások mechanikai problémamegoldásához szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára; Törekszik a pontos és hibamentes feladatmegoldásra a mérnöki tevékenységet érintő minden területen; Törekszik az energiahatékonyság és környezettudatosság elvének érvényesítésére, amely a robotika területét is erősen jellemzi.
Önállóság és felelősség
Önállóan végzi a robotok geometriai és mechanikai modellezésével kapcsolatos feladatok és problémák végiggondolását és adott források alapján történő megoldását; Nyitottan elfogadja kollégáitól a megalapozott kritikai észrevételeket; Álláspontját megvédi, amennyiben az tudományos eszközökkel alátámasztható; Építő kritikával illeti hallgató társai és később kollégái munkáját; Egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában; Mérnöki problémákkal kapcsolatos gondolkozásában a rendszerelvű megközelítést támogatja;
Oktatási módszertan
A tantárgy heti két óra elméleti és két óra gyakorlati kurzusból áll. Az előadáson közölt elméleti anya-gok megértését segítik a gyakorlatokon bemutatott mintapéldák. Az előadás során a legfontosabb anyagrészek levezetése táblán történik annak érdekében, hogy a közös munka elősegítse a tananyag megértését a hallgatók számára. Az elméleti kurzusokon kivetített videók és mintapéldák tovább segí-tik a tananyag elsajátítását. Az előadásokon és gyakorlatokon felhasznált anyagokat a hallgatók le-tölthetik. A félév során két kötelező házi feladat megoldásán keresztül ellenőrizhetik a hallgatók az ismeretek elsajátítását, melyhez rendszeres konzultációkat biztosítunk.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Guckenheimer, J., Holmes, P., Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems, and Bifurcations of Vector Fields. Springer, New York, 1989, ISBN 0-387-90819-6. 2021.
Stépán, G., Retarded Dynamical Systems. Longman, Essex, 1989, ISBN 0-582-03932-0. 2021.
Sandor G. N., Erdman, A. G.: Advanced Mechanism Design: Analysis and Synthesis, 1984, ISBN 0-130-11437-5. 2021.
Jegyzet
Online elérhető tanulástámogató anyag
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2021. augusztus 1. |
| Hatályosság vége: | 2026. június 30. |
Általános szabályok
A tanulási eredmények értékelése egy évközi írásbeli teljesítménymérés (összegző tanulmányi teljesítményértékelés), két házi feladat (részteljesítmény értékelés) alapján történik. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés: a tantárgy tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában, a dolgozat a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafelismerést és -megoldást helyezi a középpontba, azaz gyakorlati (számítási) feladatokat kell megoldani. A részteljesítmény értékelés: a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája az egyénileg készített házi feladat.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | A tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dol-gozat formájában, a dolgozat alapvetően a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafel-ismerést és -megoldást helyezi a középpontba, azaz gyakorlati (számítási) feladatokat kell megoldani a telje-sítményértékelés során, az értékelés alapjául szolgáló tananyagrészt a tantárgy előadója határozza meg a gyakorlatvezetőkkel egyetértésben, a rendelkezésre álló munkaidő 90 perc; | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, egyszerű | |
| Darabszáma: | 2 | |
| Célja, leírása: | A tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája az egyénileg vagy csoportosan készített házi feladat, a házi feladat tartalmát, követelményeit, beadási határidejét értékelési módját a gyakorlatvezető határozza meg, a házi feladat igyekszik lefedni olyan témaköröket is, amelyek elsajátításának ellenőrzése összegző tanulmá-nyi értékelés (zárthelyi dolgozat) esetében az időkorlát és a számítógép-használat szükségszerűsége miatt nem lehetséges; | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 80 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 20 % |
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 90 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 90 % |
| jó (4) | Good [C] | 70 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 55 % - 70 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 50 % - 55 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 50 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az előadások legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) jelen kell lenni.
A gyakorlatok legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| igen | ||
| Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés a jobb eredmény elérése érdekében a pótlási időszak végéig ismételten benyújtható-e? | ||
| NEM | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések egyenként javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás lehetősége kizárt | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés egy alkalommal javítható, illetve ismételhető (ide értve a késedelmes benyújtást is) a pótlási időszak végéig | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 56 |
| félévközi készülés a gyakorlatokra | 14 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 16 |
| részteljesítmény értékelés feladatának kidolgozása | 8 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 56 |
| összesen | 150 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2021. augusztus 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2026. június 30. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Gépészmérnöki
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Ismeri a műszaki szakterület műveléséhez szükséges általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
Képesség
- Műszaki szakterületen felmerülő problémák megoldásában képes alkalmazni a megszerzett általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
Attitűd
- Nyitott és fogékony a műszaki szakterületen zajló szakmai, technológiai fejlesztés és innováció megismerésére és elfogadására, hiteles közvetítésére.
Önállóság és felelősség
- Megszerzett tudását és tapasztalatait formális, nem formális és informális információátadási formákban megosztja szakterülete művelőivel.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |