This website works best with JavaScript enabled

image title

Кафедра «Мехатроника и роботостроение»
Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого при ЦНИИ РТК

Заведующий кафедрой - д.т.н. Лопота Александр Витальевич

Кафедра одной из первых в стране начала выпуск инженеров и научных работников по робототехнике. Её сотрудниками написаны первые учебники и учебные пособия по робототехнике, которые регулярно переиздаются. Кафедра располагает уникальными лабораториями, оснащёнными по последнему слову техники, позволяющими студентам изучить устройство, принцип действия и управления современными манипуляционными системами, мобильными роботизированными платформами, получить навыки в разработке алгоритмов и управляющих программ для них, а также навыки работы с двигателями фирмы Maxon Motor.

В настоящее время на кафедре реализуется полный цикл подготовки специалистов в области робототехники:

Бакалавриат
Подготовка по направлению 15.03.06 «Мехатроника и робототехника»
(профиль подготовки 15.03.06_04 Автономные роботы)

Магистратура
Подготовка по программе 15.04.06_04 Робототехника

Аспирантура
Подготовка научно-педагогических кадров высшей квалификации
по направлению подготовки 15.06.01_03 Роботы, мехатроника и роботехнические системы

Учебный процесс на кафедре «Мехатроника и роботостроение» при ЦНИИ РТК имеет следующие особенности по сравнению с другими, более традиционными кафедрами:

  • К проведению учебных занятий привлекаются высококвалифицированные сотрудники различных отделов ЦНИИ РТК.
  • Прохождение предусмотренных учебным планом производственных практик осуществляется в структурных подразделениях ЦНИИ РТК.
  • Учебный процесс ведётся на современной материально-технической базе ЦНИИ РТК, включая уникальные испытательные стенды, компьютерные классы, связанные быстродействующими волоконно-оптическими линиями с сетью Интернет.
  • Тематики научно-исследовательских работ, а также выпускных квалификационных работ бакалавров и магистров тесно связаны с действующими направлениями исследовательских и опытно-конструкторских работ ЦНИИ РТК.
  • Наиболее успевающим студентам после окончания учёбы предоставляется возможность поступления в аспирантуру и на постоянную работу в ЦНИИ РТК.

В процессе обучения студенты кафедры изучают помимо общеинженерных такие профильные дисциплины, как:

  • Информационно-управляющие устройства в робототехнике.
  • Программирование контроллеров / программирование встроенных приложений.
  • Гидравлические и пневматические приводы роботехнических и мехатронных устройств.
  • Электрические приводы робототехнических устройств.
  • Программирование на языках высокого уровня.
  • Объектно-ориентированное программирование.
  • Микропроцессоры.
  • Конструирование мехатронных модулей.
  • Теория автоматического управления.
  • Математические основы робототехнических систем.
  • Управление робототехническими системами.
  • Проектирование робототехнических систем.
  • Системы технического зрения в робототехнике.
  • Математические методы искусственного интеллекта.
  • Методы искусственного интеллекта в мехатронике и робототехнике.

На кафедре создан и широко используется в учебном процессе Научно-образовательный центр (НОЦ) «Робототехника», оснащённый по последнему слову техники.В рамках НОЦ «Робототехника» создано два лабораторных комплекса:

  1. Робототехника.
  2. Мехатроника и микропроцессорная техника.

На кафедре создан и широко используется в учебном процессе Научно-образовательный центр «Робототехника», оснащённый по последнему слову техники. Основной задачей научно-образовательного центра «Робототехника» является подготовка конкурентоспособных кадров, выполнение мультидисциплинарных научных исследований, разработка, коммерциализация и трансфер научно-инновационных разработок для такой высокотехнологичной отрасли как робототехника на основе интеграции образования, науки и промышленности.

Основные научные проблемы, на решение которых направлена деятельность НОЦ «Робототехника», связаны с исследованиями в следующих областях:

  • интеллектуальные системы управления робототехническими комплексами наземного, надводного, подводного, воздушного и космического базирования;
  • алгоритмическое и программное обеспечение робототехнических систем для решения прикладных задач высокой сложности;
  • системное и прикладное программное обеспечение для информационно-измерительных и робототехнических систем;
  • технологии поддержки жизненного цикла продукции и программного обеспечения.

В рамках решения основных научных проблем и обеспечения учебного процесса студентов и аспирантов кафедры «Мехатроника и роботостроение» Политехнического университета Петра Великого при ЦНИИ РТК в рамках НОЦ «Робототехника» создано два лабораторных комплекса:

  1. Робототехника.
  2. Мехатроника и микропроцессорная техника.

Лаборатория робототехники включает три базовых направления:

  • Мобильная робототехника.
  • Манипуляционные системы.
  • Информационно-измерительные системы.

Лаборатория мехатроники и микропроцессорной техники включает три базовых направления:

  • Конструирование мехатронных систем.
  • Микропроцессорная техника в робототехнике.
  • Электроприводы в робототехнике. 

Лаборатория робототехники создана на базе продукции фирмы KUKA (Германия). Фирма KUKA на сегодняшний день является одним из мировых лидеров в области роботостроения и создания гибких автоматизированных производственных решений. Компания представлена в двенадцати странах мира, насчитывает 3900 сотрудников.

Lab robot

 

Мобильные робототехнические комплексы

Для технического обеспечения учебного и исследовательского процесса по направлению «Мобильная робототехника» используется учебная мобильная робототехническая платформа youBot.

Kuka YouBot01 Kuka YouBot02 Kuka YouBot03
Базовая
транспортная система
RoboCup@Work
конфигурация A
RoboCup@Work
конфигурация B


Мобильная платформа youBot имеет открытую архитектуру и широкий выбор совместимого оборудования, включая манипуляционные системы и сенсорные устройства. Использование свободно распространяемой операционной системы Linux и широкий набор прикладного программного обеспечения позволяют использовать ее как в целях обучения студентов и аспирантов, так и в научно-исследовательских целях по следующим направлениям:

  • исследование алгоритмов автономной навигации;
  • исследование систем технического зрения;
  • исследование группового управления;
  • исследование систем управления.

 

Манипуляционные системы

Kuka educationДля технического обеспечения учебного и исследовательского процесса в области манипуляционных систем используется учебный комплект KUKA Education Bundle.

Учебный комплект KUKA Education Bundle построен на базе промышленного робота легкого класса KR 6 R900 AGILUS. Промышленный робот KR 6 R900 AGILUS принадлежит к последнему поколению промышленных роботов, обладает высоким быстродействием и надежностью в своем классе. Имеет 5 степеней подвижности, максимальная полезная нагрузка составляет 6 кг, радиус действия – 900 мм.

Робот оснащён интеллектуальной системой управления KR C4 последнего поколения, дополненной пультом оператора KUKA smartPAD, имеющим развитый графический интерфейс и поддержку сенсорного ввода данных.

В комплект входит также специализированное программное обеспечение на 10 рабочих станций KUKA SIM Pro. С его помощью студенты ознакомятся с технологией проектирования 3D макетов робототехнических систем, включая задачи планирования, конфигурации и тестирования и ввода в эксплуатацию гибких автоматизированных робототехнических производственных линий.

Использование данного комплекта позволит обучать студентов на современной элементной базе следующим направлениям в промышленной робототехнике:

  • принципы планирования и управления в промышленной робототехнике;
  • программирование и эксплуатация современных промышленных роботов;
  • программирование промышленных роботов в специализированной инженерной среде на примере KUKA WorkVisual;
  • проблемы безопасности и обслуживания промышленных роботов.

 

Информационно-измерительные системы

Информационно-измерительные системы являются неотъемлемой частью современных робототехнических комплексов. На сегодняшний день многие вопросы управления исполнительной частью роботов достаточно хорошо проработаны, поэтому на первое место встают проблемы построения достоверной картины окружающего мира с использованием сложных систем технического зрения, включающих телекамеры, структурированную подсветку и сканирующие дальнометрические комплексы. Эти задачи являются наиболее наукоемкими на сегодняшний день и наиболее остро востребованы в автоматизации производств и мобильной робототехнике.

Таким образом, для поддержания учебного и научно-исследовательского процесса необходимо создание современной технологической базы, в которую должны входить:

  • сканирующие и линейные лазерные дальнометрические комплексы;
  • телекамеры с различной технологической оснасткой;
  • ультразвуковые и инфракрасные сенсоры;
  • инерциальные системы;
  • инклинометры;
  • датчики положения и угла поворота.
Sensors 01 Sensors 02
Sensors 03 Sensors 04

 Учебные комплексы и датчики

Наличие указанной элементной базы позволяет на практике познакомить студентов с современными информационно-измерительными системами, изучить их принцип действия, познакомиться с различными интерфейсами передачи информации (RS-232, USB, CAN, Ethernet и т.д.), изучить вопросы комплексирования различных систем технического зрения мобильных и промышленных роботов.

Lab mechatron

Лаборатория мехатроники и микропроцессорной техники создана на базе опыта центра микроробототехники ЦНИИ РТК совместно с фирмой MAXON MOTOR (Швейцария). Фирма MAXON MOTOR специализируется на изготовлении интеллектуальных электроприводов,  производит более 5 миллионов единиц продукции в год. Продукция MAXON MOTOR широко востребована в таких высокотехнологичных сферах как промышленная автоматизация, медицинские технологии, технологии безопасности, измерения и тестирования, коммуникационные технологии, автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность. Фирма MAXON MOTOR стала широко известна после успешного сотрудничества с NASA при создании напланетных роверов Sojourner, Spirit и Opportunity.

 

Конструирование мехатронных систем.

Задачей направления является обучение студентов работе как в современных CAD\CAM\CAE системах типа Solid Works, Pro Engeneer, так и получение практических навыков разработки и сборки различных мехатронных устройств из отдельных модулей. Обучение осуществляется на базе компьютерного класса.
 
konstruirivanie mechatron

 

Микропроцессорная техника в робототехнике.

Задачей направления является практическое обучение студентов навыкам программирования микроконтроллеров, сопряжения их с измерительными и исполнительными устройствами в готовые мехатронные модули, а также разработка алгоритмов их управления. Техническая база лаборатории также предназначена для поддержки научно-исследовательских работ во всех смежных областях робототехники, например, в области информационно-измерительных систем.   

rob01 rob02
rob03 rob04



Электроприводы в робототехнике.

Задачей направления является обучение студентов и аспирантов работе с современными системами управления электроприводами на базе технологий компании MAXON MOTOR.

MAXON MOTOR01 MAXON MOTOR02

Компоненты MAXON MOTOR


Лаборатория оснащена различными сборками приводов серий DC/EC, редукторов и датчиков абсолютного и относительного положения компании MAXON MOTOR, контроллерами управления MAXON MOTOR, USB-адаптерами для работы с CAN сетью, рабочими станциями, программным обеспечением MAXON MOTOR, технологической оснасткой и вспомогательным оборудованием.

MAXON MOTOR d01 MAXON MOTOR d02 MAXON MOTOR d03 MAXON MOTOR d04

Сборки, контроллеры управления и адаптер MAXON MOTOR

Кроме того, лаборатория электроприводов оснащена демонстрационно-лабораторными стендами, позволяющими студентам изучить работу современного электропривода на практике:

  • стенд для определения технических характеристик двигателей при статической нагрузке;
  • стенд для построения систем с различными редукторами;
  • стенд для построения систем с различными поступательными парами;
  • стенд для определения технических характеристик двигателей при динамической нагрузке;
  • стенд для исследования регуляторов и переходных процессов;
  • стенд для исследования двухстепенного манипулятора с поступательными шарнирами;
  • стенд для исследования схвата с очувствлением;
  • стенд для исследования трехстепенного манипулятора с вращательными шарнирами.

1. Поступление на направление подготовки бакалавров 15.03.06 Мехатроника и робототехника осуществляется по результатам ЕГЭ по математике, физике и русскому языку (дополнительных испытаний не предусмотрено).
2. Поступление на программу подготовки магистров 15.04.06 Робототехника осуществляется по результатам междисциплинарного экзамена, проводимого СПбПУ Петра Великого самостоятельно.

Уважаемые абитуриенты! Вопрос о поступлении в Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Вы можете начать изучать с ознакомления со страницей Приёмной комиссии СПбПУ в сети Интернет, на которой размещены все действующие на настоящий момент документы, регламентирующие процесс подачи документов для участия в конкурсе, а также процесс зачисления в Университет для обучения в бакалавриате и магистратуре (в том числе и по квоте целевого приёма).

Также на сайте Вы можете найти информацию о количестве мест, выделенных для поступления как на бюджетную, так и коммерческую форму обучения, информацию об учёте индивидуальных достижений абитуриента, программу вступительного междисциплинарного экзамена в магистратуру.

 

Контакты:
Наш адрес: 194064, Тихорецкий пр., д.21
Заместитель заведующего кафедрой по работе с абитуриентами
Габриель Антон Сергеевич: 8-965-015-06-72, E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

http://vk.com/id238925525,
http://vk.com/public64592195

 

Юревич. Воспоминания политехника. На рубеже XXI века

Книги:

 Е.И. Юревич Воспоминания политехника. На рубеже XXI века

 Учебные пособия (pdf):

Е.И. Юревич Основы проектирования техники

Е.И. Юревич Сенсорные системы в робототехнике

А.В. Иванов, Е.И. Юревич Мини- и микроробототехника

Л.А. Станкевич, Е.И. Юревич Искусственный интеллект и искусственный разум в робототехнике


 

#fc3424 #5835a1 #1975f2 #2fc86b #f_syc9 #eef77 #020614063440