Aventics pneumobil racing (FSI-0ZP)

Akademický rok 2020/2021
Garant: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Absolventi získají zkušenost s vývojovým procesem na příkladu studentského závodního vozidla s pneumatickým pohonem. Budou schopni navrhnout jednoduchý pneumatický obvod včetně jeho řízení pomocí Arduina a zvládnou jeho implementaci do konstrukce vozidla.
Výstupy studia a kompetence:
- Znalost funkce pneumatických obvodů a jejich prvků.
- Základní znalosti řízení systému pomocí Arduina.
- Schopnost využití MKP analýz u jednoduchých prvků.
- Základní znalosti CAD metod v programu Solidworks.
- Základní znalost návrhu náprav a dalších dílčích prvků řízení vozidla.
Prerekvizity:
Předpokládají se základní znalosti výkresové dokumentace, konstruování strojů a CAD modelování.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět poskytuje detailní seznámení se základními pneumatickými systémy a jejich jednotlivými prvky, studenti získají praktickou zkušenost v návrhu řízení za pomocí vývojové desky Arduino a zdokonalí se v CAD modelování při implementaci pneumatického systému do konstrukce vozidla. Pozornost je věnována především pochopení funkce pneumatického systému a schopnosti využít získané poznatky při návrhu nové konstrukce. Předmět integruje poznatky získané v teoretických předmětech bakalářského studia strojního inženýrství.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou cvičení, které mají charakter výkladu základních principů a teorie vybraných oblastí. Laboratorní cvičení je zaměřeno na praktické procvičení probírané látky na konkrétním příkladu závodního vozidla - pneumobilu.
Způsob a kritéria hodnocení:
Student bude hodnocen na základě pravidelné aktivní účasti na cvičeních a dle splnění dílčích úkolů prováděných na vozidle a v laboratorních cvičeních.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičeních je povinná. V cvičeních jsou povoleny dvě absence. Delší nepřítomnost se nahrazuje zvláštním zadáním podle pokynů vyučujícího.
Typ (způsob) výuky:
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
    Cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Laboratorní cvičení - Obeznámení se závodním vozidlem, testovací jízdy.
- Analýza pneumatického obvodu na vozidle.
- Nákres pneumatického schématu a jeho ověření.
- Konstrukce a simulace pneumatického obvodu.
- Tvorba 3D modelů základních dílů vozidla.
- Tvorba 3D modelu rámové konstrukce.
- Tvorba sestav a výkresů.
- Napjatostně deformační analýza navržených součástí.
- Tvorba jednoduchého programu pro řízení pneumobilu pomocí vývojové desky Arduino.
- Testování vozidla na trati.
- Praktická ukázka systémů pohonu, rozbor současného řízení.
- Diagnostika pneumatického systému - online snímaní tlaku, rychlosti, teploty.
13. Aplikace a ověření vědomostí ve studentských závodech.
    Cvičení - Základní informace o mezinárodní soutěži Aventics Pneumobile Competition, seznámení se s pracovištěm, strukturou předmětu a bezpečností práce.
- Seznámení s používanými pneumatickými prvky, základní fyzikální principy.
- Pneumatická schémata, navrhování pneumatických obvodů.
- Konstrukce pneumatických prvků, vzdušníky, rozváděcí ventily, pojistné ventily, pneumatické válce.
- Teorie stavby závodního vozidla (mechanismus řízení, převody).
- Základy CAD modelování součástí v systému Solidworks.
- CAD tvorba sestav, strukturování sestavy, vazbení, tvorba výkresové dokumentace.
- Základy pevnostně deformační analýzy pomocí MKP.
- Základy programování vývojové desky Arduino.
- Kola, pneumatiky, typy zavěšení náprav, řízení u závodních automobilů.
- Pohonný mechanismus, převodovka, způsoby řazení, synchronizace.
- Diagnostika pneumatického systému, výběr snímačů, zapojení snímačů, vyhodnocování.
- Aplikace a ověření znalostí ve studentských závodech.
Literatura - základní:
2. SHIGLEY, Joseph E., Charles R. MISCHKE a Richard G. BUDYNAS. Konstruování strojních součástí. 1. vyd. Editor Martin Hartl, Miloš Vlk. Brno: VUTIUM, 2010, 1159 s. ISBN 978-80-214-2629-0.
Literatura - doporučená:
1. JAN, Zdeněk, Bronislav ŽDÁNSKÝ a Aleš VÉMOLA. Automobily. I. díl, Podvozek a převodná ústrojí. Brno: CERM, 2003, 266 s. ISBN 80-7204-262-9.
2. PARR, Andrew. Hydraulics and Pneumatics. Jordan Hill: Elsevier Science & Technology, 1999. ISBN 9780750644198. (dostupné online)
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3S-P prezenční studium B-STI Základy strojního inženýrství -- kl 3 Volitelný 1 2 Z
B3S-P prezenční studium B-STI Základy strojního inženýrství -- kl 3 Volitelný 1 3 Z