Варианты обучения по программе подготовки специалистов среднего звена «мехатроника и мобильная робототехника»

Где можно получить профессию инженер-мехатроник?

Обучение этой профессии требует много сил и большого желания. Если осознание того, что профессия инженер-мехатроник – это ваше призвание, появилось еще в старших классах школы, то освоение профессии можно начать со средне-профессионального образования. По окончанию учебного заведения выпускнику присваивается квалификация «Мехатроник».

При желании можно сразу после школы устроить на работу учеником/помощником инженера-мехатроника и сразу же на практике учиться монтировать и демонтировать мехатронные системы, а также диагностировать и ремонтировать технологические комплексы. Чтобы научиться проектировать автоматическое оборудование, необходимо получить высшее образование.

Данная специальность представлена во многих ВУЗах страны, лучшими из которых сегодня считаются:

• Московский государственный технический университет им. Н. Э Баумана;
• Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ);
• Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого;
• Дальневосточный федеральный университет;
• Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» имени Д.Ф. Устинова.

Источники изображений: kcpk.ru, rostec.ru, eng-el.ru, vesti-ukr.com

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

Москва

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	257 572,00 ₽

Московский государственный технологический университет Станкин

Москва

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	218 000,00 ₽

Балтийский государственный технический университет ВОЕНМЕХ им. Д.Ф. Устинова

Санкт-Петербург

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	164 000,00 ₽

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	181 000,00 ₽

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Москва

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	180 000,00 ₽

Университет ИТМО

Санкт-Петербург

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	180 000,00 ₽

Томский государственный университет

Томск

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	170 820,00 ₽

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Томск

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	170 820,00 ₽

Московский энергетический институт

Москва

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	170 000,00 ₽

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Санкт-Петербург

Тип	Форма	Стоимость
Бакалавриат	Очная	164 000,00 ₽

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Санкт-Петербург

Чем занимается инженер-мехатроник?

Итак, инженер-мехатроник – это специалист, который занимается разработкой механизмов, а также специальных компьютерных программ, управляющих этими механизмами по заранее заданному алгоритму.

В целом, направлений работы у таких специалистов три:

• разработка (проектирование) мехатронных систем и роботов;

• написание специальных программ для управления роботами, разработка алгоритмов машинного обучения;

• обслуживание и настройка мехатронных систем.

На практике же любой мехатроник одновременно является и робототехником. Более конкретно его обязанности можно перечислить в нескольких пунктах:

1. моделирование и проектирование мехатронных систем;

2. подбор нужных материалов для будущего механизма;

3. контроль за работой техников, участие в монтаже;

4. пуск и ввод в эксплуатацию готового механизма;

5. организация работ по обслуживанию робота или мехатронной системы;

6. настройка и отладка программного обеспечения;

7. ведение необходимой документации (проектно-сметных работ, отчетов по пуску и наладке оборудования, работе систем и т.д.);

8. обучение техников-специалистов, которые управляют роботом;

9. контроль за наличием запасных частей и расходных материалов для робота.

Как видим, обязанностей много и большая их часть связана непосредственно с работой на производстве. Большая часть инженеров-мехатроников задействована именно в промышленной сфере.

Другие места работы – это научные центры, где разрабатываются прототипы новых и перспективных машин. При этом одни инженеры-мехатроники отвечают за разработку механических частей, другие за создание печатных плат и микросхем, третьи – за написание программ.

Особенности профессии

Робототехника (роботехника) – это прикладная научная отрасль, посвященная созданию роботов и автоматизированных технических систем. Такие системы также называют робототехническими системами (РТС). Ещё одно название – роботостроение. Так называют процесс создания роботов, по аналогии с машиностроением. Роботы особенно нужны там, где человеку работать слишком тяжело или опасно, и там, где каждое действие должно выполняться с нечеловеческой точностью. Например, робот может взять пробы грунта на Марсе, обезвредить взрывное устройство или провести точную сборку прибора.

Конечно, для каждого вида работы нужен специальный робот. Роботов-универсалов пока не существует. Всю робототехнику можно разделить на промышленную, строительную, авиационную, космическую, подводную, военную. Кроме этого существуют роботы-помощники, роботы для игр и т.д.

Робот может работать по заранее разработанной программе либо под управлением оператора. Роботов с самостоятельным мышлением и мотивацией, со своим эмоциональным миром и мировоззрением пока тоже нет. Оно и к лучшему.

Робототехника находится в родстве с мехатроникой.

Мехатроника – это дисциплина, посвящённая созданию и эксплуатации машин и систем с программным управлением. Часто мехатроникой называют электромеханику и наоборот.

К мехатронике относятся заводские станки с программным управлением, беспилотные транспортные средства, современная офисная техника и пр. Иными словами, приборы и системы, предназначенные для выполнения какой-то конкретной задачи. Например, задача офисного принтера – печать документов.

А что такое робот по своей сути?

Как видно из самого названия, робот изначально представлялся как подобие человека. Но прагматизм берёт верх. И чаще всего роботу отводится роль технического приспособления, для которого внешность не имеет большого значения. По крайней мере, промышленные роботы на людей совсем не похожи.

Однако у роботов есть признак, который объединяет их со всеми живыми существами – движение. И способ движения порой довольно чётко копирует то, что встречается в природе. Например, робот может летать, подобно стрекозе, бегать по стене, словно ящерица, ходить по земле, словно человек и пр.

(См. ролик внизу страницы.)

С другой стороны, некоторые роботы специально рассчитаны на душевный отклик людей. Например, роботы-собаки скрашивают жизнь людям, у которых нет времени на настоящую собаку. А плюшевые «младенцы» облегчают депрессию.

Не за горами то время, когда среди прочей бытовой техники у нас появятся роботы, помогающие по хозяйству. Лично я предпочла бы слугу в виде улыбчивого пластикового кокона на колёсах. Но кому-то наверняка захочется, чтобы их роботы-мажордомы были как настоящие люди. В этом направлении уже сделаны потрясающие успехи.

Создание робота –  это то, чем занимается робототехник. Точнее, инженер-робототехник. Он исходит из того, какие задачи робот будет решать, продумывает механику, электронную часть, программирует его действия. Такая работа – не для одиночки-изобретателя, инженеры-робототехники работают в команде.

Но робота нужно не только изобрести и разработать. Его нужно обслуживать: управлять работой, следить за «самочувствием» и ремонтировать. Этим также занимается робототехник, но специализирующийся на обслуживании.

В основе современной робототехники находятся механика, электроника и программирование. Но, как подсказывают фантасты, со временем для изготовления роботов будут широко использовать био- и нанотехнологи. В результате получится киборг, т.е. кибернетический организм – что-то среднее между живым человеком и роботом. Чтобы не слишком радоваться по этому поводу, можно посмотреть фильм «Терминатор», любую его часть.

Начало истории роботов

Слово «робот» придумал Карел Чапек в 1920 г. и использовал его в своей пьесе «R.U.R.» («Россумские Универсальные Роботы»). Позже, в 1941 г., Айзек Азимов использовал слово «робототехника» в научно-фантастическом рассказе «Лжец».

Но видимо, одним из первых робототехников в истории человечества можно считать арабского изобретателя Аль-Джазари, жившего в XII веке. Остались свидетельства, что он создал механических музыкантов, которые развлекали публику, играя на арфе, флейте и бубнах. Леонардо да Винчи, живший в XV–XVI веках, оставил после себя чертежи механического рыцаря, способного двигать руками и ногами, открывать забрало своего шлема.  Но эти выдающиеся изобретатели вряд ли могли представить, каких вершин достигнут технологии через несколько столетий.

Связанные понятия[править | править код]

Стандартное определение (1995):

Мехатронный модуль — это функционально и конструктивно самостоятельное изделие для реализации движений с взаимопроникновением и синергетической аппаратно-программной интеграцией составляющих его элементов, имеющих различную физическую природу.

К элементам различной физической природы относят механические, электротехнические, электронные, цифровые, пневматические, гидравлические, информационные и т. д. компоненты.

Мехатронная система — совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.

Обычно мехатронная система является объединением собственно электромеханических компонентов с силовой электроникой, которые управляются с помощью различных микроконтроллеров, ПК или других вычислительных устройств. При этом система в истинно мехатронном подходе, несмотря на использование стандартных компонентов, строится как можно более монолитно, конструкторы стараются объединить все части системы воедино без использования лишних интерфейсов между модулями. В частности, применяя встроенные непосредственно в микроконтроллеры АЦП, интеллектуальные силовые преобразователи и т. п. Это уменьшает массу и размеры системы, повышает ее надёжность и дает некоторые другие преимущества. Любая система, управляющая группой приводов, может считаться мехатронной.

Иногда система содержит принципиально новые с конструкторской точки зрения узлы, такие как электромагнитные подвесы, заменяющие обычные подшипниковые узлы. К сожалению, такие подвесы дороги и сложны в управлении и в нашей стране применяются редко (на 2005 г.). Одной из областей применения электромагнитных подвесов являются турбины, перекачивающие газ по трубопроводам. Обычные подшипники здесь плохи тем, что в смазку проникают газы — она теряет свои свойства.

Мехатроника и робототехника — что это такое

Специальность «Мехатроника и робототехника» возникла в российских высших учебных заведениях относительно недавно, однако сразу вызвала повышенный интерес у многих абитуриентов. Ведь это направление для деятельности считается крайне перспективным и востребованным. В то же время, далеко не каждому будущему студенту понятно, чего можно ожидать, получив образование в этом направлении.

Мехатроника и робототехника — это не профессия. Это — название специальности, по которой осуществляется подготовка в высших учебных заведениях. При этом возможные профессии в которых можно работать, получив такое образование, достаточно широко могут отличаться, в зависимости от конкретного предприятия и личных устремлений каждого выпускника.

Поэтому, прежде чем выбирать эту специальность для поступления, стоит тщательно рассмотреть все ее особенности, преимущества и недостатки, и ознакомиться с возможным перечнем направлений для ведения деятельности. Ведь обучение займет несколько лет, и далеко не каждому человеку хочется потратить их впустую и разочароваться в своей профессии. Поэтому лучше всего сначала будет ознакомиться с тем, как выбрать профессию по душе, а лишь потом сосредотачиваться на отдельных специальностях и направлениях обучения.

Но что же такое непосредственно мехатроника и робототехника? Мехатроника — это научная дисциплина, образованная из соединения электроники и механики и сформированная изначально в 60-е годы 20-го века. Мехатроника изучает возможности создания электронных устройств и систем, которые обеспечивали бы фактическое выполнение каких-либо механических процессов в целях автоматизации производства и решения иных задач, стоящих перед наукой. Робототехника же является лишь одним из направлений мехатроники, однако — самым известным, популярным и востребованным. Именно поэтому она упоминается в рамках этой учебной дисциплины отдельно.

Как стать мехатроником

Мехатроником можно стать различными способами: или через профессиональное обучение, или через обучение в институте или университете. С 1998 года профессию мехатроника можно освоить за 42 месяца путем получения теоретических знаний и практических занятий на промышленных предприятиях и в сфере обслуживания. Наряду с этим в настоящее время несколько десятков немецких вузов предлагают освоить профессию дипломированного инженера, или бакалавра/мастера по мехатронике подобно МВА. Некоторые университеты также предлагают построить дальнейшее обучение с получением высшего образования по мехатронике на основе уже полученных знаний на предприятии в режиме дуального обучения.

Лабораторая роботизации, моделирования
и программирования роботов

Какую возможность вы решите использовать, решать вам. Правда, при выборе следует учитывать некоторые факторы. Наряду с высокими окладами окончание университета дает вам преимущество и возможность работать в науке и заниматься научными исследованиями и разработками

Это очень важно, так как возможность профессионального и карьерного роста без высшего образования очень ограничена

Кто захочет объединить преимущество собственного практического опыта с преимуществами высшего образования, может принять решение и пройти сначала дуальное обучение в Германии. Затем, будучи уже опытным специалистом с квалификацией, поступить мастером в высшее учебное заведение и стать незаменимым профессионалом, а в перспективе – ученым. Что касается дуального обучения на начальной фазе вашей жизни, то это – интегральное обучение и интенсивная практическая работа, например, на СТОА. Завершить образование можно, получив степень бакалавра или статус «Мастер Инжиниринг» в университете, техническом вузе или в институте другого профиля.

Лаборатория визуализации и видеодокументирования проектов
роботизации и 3D-моделирования. Здесь же проводятся
обучения взрослых андрагогике. Кстати, это одна из тем,
которой Александр Леонидович Шмайлов занимается уже
более 10 лет

Преимущества окончания магистратуры

Балакавриат нередко приравнивают к колледжу. Обучение в магистратуре идет по более углубленным программам. Магистры являются более подготовленными, технически подкованными, что дает им преимущество не только при трудоустройстве, но и в оплате труда.

К другим достоинствам магистратуры можно отнести:

• подготовка профессионалов международного уровня: у магистра больше шансов получить хорошую должность в зарубежной компании;
• освоение навыков подготовки самостоятельных исследований в конкретной научной области;
• возможность заблаговременно выбрать сферу деятельности, улучшить свою подготовку.

Мехатроники трудятся над разработкой неизвестных систем, развивают стартапы, становятся частью команд научных институтов, частных и государственных предприятий.

Происхождение терминов

Отвечая на вопрос, что за профессии мехатроника и робототехника, следует рассмотреть историю возникновения понятий. Мехатроника — итог слияния механики и электроники. Слово введено в научный обиход японской компанией Yaskawa Electric Corp в 1969 году. В России его широко употребляют с 1990-х годов.

Первичная задача мехатроники — конструирование механизмов, работающих от электросети и регулируемых с помощью программ. Требования к сложным механическим системам растут. Первоначально ученые изобрели электропривод, используемый для обозначения механических агрегатов, питающихся от электросети. Это был важный шаг к автоматизации производственных процессов.

Решение новых технических задач требовало усложнения мехатронных систем. Теперь они должны были не просто работать от сети, но и подчиняться программе компьютера, собирать данные, менять поведение согласно встроенным алгоритмам. Компоненты систем являются единым целым и управляются с помощью операторов. Однако соединить элементы и узлы, обеспечить им электрический ток и программное обеспечение недостаточно. Для эффективного функционирования у мехатронной системы должны быть новые особенности, не свойственные ее звеньям.

Автоматы, которые передвигаются, реагируют на изменение внешних условий, имеют зачатки искусственного интеллекта.

Кто такой инженер-мехатроник?

Инженер-мехатроник – специалист, создающий программы, обеспечивающие управление и контроль за различными механизмами, которое осуществляется с помощью компьютера и микросхем, встроенных в механические приборы. В случае остановки автоматизированных систем представитель этой профессии должен уметь находить неисправности и устранять их. Мехатроники также занимаются проектированием и сборкой автоматизированных систем.

Подчеркнем, что специальность инженер-мехатроник требует обширных знаний и умений:

• Знание механики, автоматики, электричества, информатики;
• Умение составлять схемы и читать их, знать основные узлы и принцип их работы;
• Знание рабочих инструментов, измерительного оборудования, принципов их работы, владение навыками их использования и обслуживания;
• Знание прикладных программ обеспечения и уверенное владение знаниями технической документации.

В обязанности инженера-мехатроника входит:

• Осуществление эксплуатации автоматизированных систем;
• Сборка/демонтаж, переустановка и запуск оборудования;
• Ремонт, наладка, профилактика автоматизированных модулей, систем и комплексов.

Кроме основных обязанностей инженер-мехатроник должен осуществлять руководство вверенным ему коллективом и проводить инструктаж по технике безопасности. Специалист по мехатронике должен постоянно повышать свой профессиональный уровень, поскольку непрерывное развитие технологий требует быть постоянно в курсе появления новых, более современных программ.

Литература

• Мехатроника: Пер с япон. / Исии Х., Иноуэ Х., Симояма И. и др. — М.: Мир, 1988. — С. 318. — ISBN 5-03-000059-3
• Введение в мехатронику: В 2-х кн. Учебное пособие / А. К. Тугенгольд, И. В. Богуславский, Е. А. Лукьянов и др. Под ред. А. К. Тугенгольда. — Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2004. — ISBN 5-7890-0294-3.
• Карнаухов Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы. — Ростов н/Д: Феникс, 2006. — 320 с. — (Высшее образование). — 3000 экз. — ISBN 5-222-08228-8.
• Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Конструирование мехатронных модулей. — М.: Издательство МГТУ «Станкин», 2004. — 368 с.
• Брага Н.  Создание роботов в домашних условиях. — М.: НТ Пресс, 2007. — 368 с. — ISBN 5-477-00749-4.
• Камлюк В. С., Камлюк Д. В. Мехатронные модули и системы в технологическом оборудовании для микроэлектроники: учебное пособие — Минск : РИПО, 2016. — 383 с. : схем., табл. — Библиогр. в кн. — ISBN 978-985-503-627-3
• Камлюк В. С. Новая парадигма — мехатронизация Москва; изд.сис. Ridero; 2018 — 32 с. УДК 82− 9,ББК 76.01,К18− ISBN 978-5-4493-7287-1

Преимущества профессии инженер-мехатроник

Профессия открывает перед специалистами большие перспективы. В первую очередь, это касается возможности работать на технологических предприятиях по многим направлениям. Инженер-мехатроник может утроиться на должность робототехника или кибернетика, конструктора или инженера, специалиста в сфере IT-технологий или системного программиста, и в зависимости от масштабов предприятия и квалификации стремительно продвигаться по карьерной лестнице.

Пожалуй, к самым большим преимуществам профессии относится материальное вознаграждение. Сотрудники исследовательских центров, а также специалисты, работающие в военной и космической сфере, получают достаточно высокие гонорары. В целом же диапазон зарплат инженеров-мехатроников колеблется в пределах от 30 тысяч рублей до 300-400 тысяч. При желании специалисты с большим опытом могут найти себе работу за рубежом.

Сегодня инженеры-мехатроники высоко ценятся во многих развитых странах, поэтому это хорошая возможность увидеть мир.

Типовые неисправности

Распространенные поломки коробки передач DSG 7, связанные с отказом узла мехатроника:

1. Появление рывков в момент начала движения или в процессе разгона. При подключении тестового оборудования ошибки не обнаруживаются.
2. Толчки и вибрации, возникающие в момент переключения скоростей. При проведении компьютерной диагностики в блоке управления не обнаруживаются коды неисправностей.
3. Перевод селектора в положение движения задним ходом не приводит к включению передачи. Электронный контроллер переводит коробку в аварийный режим, на дисплее комбинации приборов включаются все возможные индикаторы режимов работы. При диагностике фиксируются ошибки, связанные с поломками приводов переключения скоростей.
4. При переводе рычага переключения скоростей в положение движения вперед или назад происходят щелчки, но автомобиль не трогается. Причиной является некорректная работа приводов вилок переключения передач.
5. Включение аварийного режима работы. После отключения и повторного включения зажигания дефект пропадает. Машина двигается, но через некоторое время неисправность возникает снова. Причиной неисправности являются клапаны управления сцеплениями, подключение компьютера позволит определить поврежденный элемент (в памяти контроллера сохраняются коды ошибок).
6. Ошибочное переключение передач, которое происходит при чрезмерно высоких или пониженных оборотах коленчатого вала двигателя. Дефект возникает при установке узла с другого автомобиля, оснащавшегося мотором с иными характеристиками. Контроллер коробки пытается работать по записанной в память картографии двигателя, что приводит к сбоям. Для устранения неисправности требуется адаптация трансмиссии к автомобилю с заменой программного обеспечения.

Чем занимаются выпускники

Специалисты конструируют мехатронные и робототехнические системы – сенсоры, манипуляторы, машины с интеллектуальным управлением и т. д. Кроме того, магистры разрабатывают алгоритмическое и программное обеспечение, новые методы обработки информации, отдельные модули этих систем.

Это довольно востребованное направление (входит в число приоритетных для развития российской экономики), так как строительные и промышленные предприятия постепенно переходят на полностью автоматизированное производство.

Дисциплины

Учебный план рабочей программы включает три блока:

• теория – общие и профильные модули;
• учебная и производственная практики с подготовкой и написанием НИР (магистерской диссертации);
• государственная аттестация.

Студенты изучают:

• моделирование;
• компьютерные технологии;
• иностранный язык;
• программирование;
• математические модели манипуляционных роботов;
• промышленную робототехнику;
• методы использования искусственного интеллекта в мехатронике.

Кроме базовых и профильных дисциплин студенты дополнительно могут выбрать факультативы, которые не включаются в общий объем магистратуры.

Аттестация включает подготовку, сдачу государственного экзамена и защиту НИР. После успешного завершения обучения студенту присваивается степень магистра и соответствующая квалификация.

Навыки

Согласно паспорту компетенций студенты в процессе обучения осваивают общие и профессиональные навыки. Магистр мехатроники и робототехники умеет:

• решать проблемы и задачи робототехники;
• применять технологии для разработки инновационных мехатронных систем;
• проводить математическое и физическое моделирование;
• конструировать роботов разного назначения;
• планировать и ставить эксперименты;
• анализировать полученные результаты;
• использовать в работе возможности искусственного интеллекта;
• диагностировать и оценивать мехатронные системы, манипуляторы, технологические процессы, АСУ;
• самостоятельно решать особые задачи;
• составлять техническую документацию.

Описание

Робототехник или инженер-робототехник – это одна из самых новых профессий в современном мире, актуальность и востребованность которой со временем только стремительно возрастает. Специалист, работающий в сфере робототехники, является инженером в области микромеханики. Он занимается созданием роботов и робототехнических систем.

В нынешнее время такие специалисты на мировом рынке труда пользуются огромным спросом, а их труд является престижным и высоко оценивается работодателями. Происходит это потому, что роботы в нынешнее время используются едва ли не везде. Их используют в бытовых целях для упрощения ведения домашнего хозяйства, в научных и исследовательских целях, а иногда и в боевых действиях. Роботы способны выполнять опасную для людей работу и совершать точные и быстрые действия, повторить который человек попросту физически не способен.

Кроме того, роботы могут выполнять свою деятельность качественно и без перерывов и во многих отраслях способны стать хорошей заменой человеку. Всё это способствует роботизации практически всех сфер жизни. В связи с этим можно точно говорить о том, что востребованность робототехников и иных специалистов, которые будут заниматься обслуживанием умных приспособлений и их созданием, в ближайшем будущем будет только расти.

Однако стоит учесть, что у человека, который решил стать специалистом в этой области, должны быть определённые навыки и качества. В первую очередь, это наличие математического склада ума и умение решать сложные математические задачи – гуманитарию в данной сфере будет очень непросто. Сюда же следует отнести и любовь к точным наукам, так как без углублённых знаний алгебры, языков программирования, прикладной физики и математики, математического анализа и геометрии у робототехника попросту не получится осуществлять свою деятельность качественно и полноценно.

Сюда же стоит отнести умение критически мыслить и анализировать, а также наличие таких качеств, как настойчивость и упорство, ведь даже самому опытному робототехнику не всегда удаётся быстро и с первого раза разобраться с той или иной проблемой или ошибкой.

Немаловажным является и такое человеческое качество, как наблюдательность, которое помогает вовремя и быстро заметить ошибку или недочёт в системе. Наличие воображения и развитой фантазии, склонность к экспериментам также полезны для специалиста, который работает в сфере робототехники. Именно хорошее воображение во многом способствует созданию новых устройств и усовершенствованию тех, что уже существуют.

Разумеется, специалисту, который работает в этой сфере, важно уметь систематизировать свои знания. Все познания, касающиеся сферы механики, программирования и не только, специалист должен уметь объединять и применять на практике

Сюда же стоит отнести такое умение, как быстрое усвоение и обработка больших объёмов самой разной информации.

Кроме того, большое значение для робототехника имеет способность и стремление к самообучению. Это связано с тем, что в мире буквально каждый день появляются новые, более усовершенствованные технологии, а потому даже самому опытному специалисту периодически необходимо будет обновлять свои знания, совершенствовать свои навыки по работе с обновлёнными устройствами. В этом ему могут помочь курсы, причём многие из них можно пройти в интернете совершенно бесплатно.

Наука мехатроника

Сферы применения мехатроники и робототехники не ограничиваются промышленностью, военным делом, работой с опасными средами, космонавтикой, представлениями андроидов. Эти науки все чаще требуются в повседневной жизни для житейских нужд и облегчения бытовых проблем. Профессионалы приложили руку ко многому, что окружает современных людей — бытовой технике, ассистентам водителей, тренажерам стимуляторов для медицинских нужд.

Мехатронные системы формируются из нескольких составляющих, связанных энергетическими и информационными потоками:

1. Электромеханическая. К ней относятся двигатели, сенсоры, рабочие органы, передачи, электродвигатели. Компоненты обеспечивают цикл движения аппаратов. Корректная работа механизмов невозможна без сенсоров. На них возложен сбор информации о состоянии внешней среды, объекта работ, составляющих мехатронного агрегата.
2. Электронная. К этой категории относятся измерительные цепи, театральные преобразователи, микроэлектронные устройства.
3. Компьютерная. В категорию включены ЭВМ высшего уровня и микроконтроллеры.

Функции мехатронных систем

Мехатроника призвана решать проблемы преобразования входящей информации в требуемые механические движения. При их проектировании используется принцип обратной связи. Это означает интеграцию нескольких элементов разной природы в один функциональный модуль. Специальность людей, которые занимаются выполнением операции, может быть разной. В идеале при полном предоставлении нужной информации удается достичь планируемого результата.

Среди функций, присущих мехатронным системам, выделяют четыре наиболее важные:

• управление механическим движением с одновременной обработкой поступающих от сенсоров данных;
• согласование действий с внешними источниками влияния;
• взаимодействие с оператором в режиме реального времени или автономно;
• организация обмена информацией между всеми элементами системы.

Преимущества направления

Мехатроника и робототехника активно развиваются. При этом новые специалисты используют в работе накопленный опыт и готовы к изучению данных.

Преимущество дисциплины по сравнению с обычными средствами автоматизации:

• относительно низкая стоимость, достигаемая интеграцией, стандартизацией и унификацией элементов;
• точная реализация сложных движений за счет методики интеллектуального управления;
• долговечность, надежность, помехозащищенность;
• компактность и совместимость модулей;
• отличные динамические и массогабаритные характеристики.

Карьера после окончания вуза Тюмени по профилю «Мехатроника и робототехника», код специальности 15.03.06

Область профессиональной деятельности бакалавров включает в себя мехатронику и робототехнику:

Мехатроника — область науки и техники, основанная на системном объединении узлов точной механики, датчиков состояния внешней среды и самого объекта, источников энергии, исполнительных механизмов, усилителей, вычислительных устройств (ЭВМ и микропроцессоры). Мехатронная система — единый комплекс электромеханических, электрогидравлических, электронных

Область профессиональной деятельности бакалавров включает в себя мехатронику и робототехнику:

• Мехатроника — область науки и техники, основанная на системном объединении узлов точной механики, датчиков состояния внешней среды и самого объекта, источников энергии, исполнительных механизмов, усилителей, вычислительных устройств (ЭВМ и микропроцессоры). Мехатронная система — единый комплекс электромеханических, электрогидравлических, электронных элементов и средств вычислительной техники, между которыми осуществляется постоянный динамически меняющийся обмен энергией и информацией, объединенный общей системой автоматического управления, обладающей элементами искусственного интеллекта.
• Робототехника — область науки и техники, ориентированная на создание роботов и робототехнических систем, построенных на базе мехатронных модулей (информационно-сенсорных, исполнительных и управляющих). Роботы и робототехнические системы предназначены для выполнения рабочих операций от микро- до макроразмерностей, в том числе с заменой человека на тяжелых, утомительных и опасных работах.

Объектами профессиональной деятельности бакалавров являются по данному направлению подготовки являются: 

• автоматические и автоматизированные системы;
• средства управления и контроля;
• математическое, алгоритмическое, программное и информационное обеспечение;
• способы и методы проектирования, производства, отладки и эксплуатации;
• научные исследования и производственные испытания в промышленности, в том числе оборонной, энергетике, транспорте, медицине и сельском хозяйстве.

После окончания университета и получения квалификации бакалавра, выпускники направляются на современные промышленные предприятия; организации, проектирующие и сопровождающие современные автоматизированные системы; организации, занимающиеся наладкой и обслуживанием мехатронных систем различного назначения, систем управления и автоматики, систем безопасности и т. п.; институты академии наук; научно-исследовательские и проектно-конструкторские институты; учебные заведения.

РазвернутьСвернуть

Предмет и метод мехатроники

Главная задача мехатроники как направления современной науки и техники состоит в создании конкурентоспособных систем управления движением разнообразных механических объектов и интеллектуальных машин, которые обладают качественно новыми функциями и свойствами. Метод мехатроники заключается (при построении мехатронных систем) в системной интеграции и использовании знаний из ранее обособленных научных и инженерных областей. К их числу относятся прецизионная механика, электротехника, гидравлика, пневматика, информатика, микроэлектроника и компьютерное управление. Мехатронные системы строятся путём синергетической интеграции конструктивных модулей, технологий, энергетических и информационных процессов, начиная со стадии их проектирования и заканчивая производством и эксплуатацией.

Синергия – это совместное действие, направленное на достижение общей цели. При синергетической интеграции компоненты должны быть слиты неразрывно и органически, поэтому мехатронная система обладает качественно новыми свойствами, которые не были присущи составляющим её частям (см. также Синергетика).

Рис.1. Структурная пирамида мехатроники.

В 1970–80-х гг. три базисных направления – оси мехатроники (точная механика, электроника и информатика) интегрировались попарно, образовав три гибридных направления (на рис. 1 показаны боковыми гранями пирамиды). Это электромеханика (объединение механических узлов с электротехническими изделиями и электронными блоками), компьютерные системы управления (аппаратно–программное объединение электронных и управляющих устройств), а также системы автоматизированного проектирования (САПР) механических систем. Затем – уже на стыке гибридных направлений – возникает мехатроника, становление которой как нового научно-технического направления начинается с 1990-х гг.

Элементы мехатронных модулей и машин имеют различную физическую природу (механические преобразователи движений, двигатели, информационные и электронные блоки, управляющие устройства), что определяет междисциплинарную научно-техническую проблематику мехатроники. Междисциплинарные задачи определяют и содержание образовательных программ по подготовке и повышению квалификации специалистов, которые ориентированы на системную интеграцию устройств и процессов в мехатронных системах.