四轴规则--中小学创新创造教育

科技部《中小学生科学教育(2024年修订)》全文科技部《中小学生科学教育（2024年修订）》全文第一章总则第一条宗旨为了加强中小学生科学教育，提高全民族科学素质，培养创新人才，适应我国社会主义现代化建设需要，根据《中华人民共和国教育法》等法律法规，制定本办法。

第二条适用范围本办法适用于全国范围内的小学、初中和高中阶段的学生科学教育。

第二章教育目标与任务第三条教育目标中小学生科学教育的目标是：使学生掌握基本的科学知识和方法，培养学生的科学素养和创新能力，引导学生形成科学的世界观和方法论。

第四条教育任务中小学生科学教育的主要任务是：1. 传授科学知识，使学生了解自然现象和科学技术的发展动态；2. 培养科学方法，使学生掌握科学探究的基本方法和技能；3. 增强科学精神，培养学生勇于探索、求真务实、创新发展的精神风貌。

第三章教育内容与要求第五条教育内容中小学生科学教育的内容包括：1. 自然科学基础：物理学、化学、生物学、地理学等；2. 技术与工程：技术与设计、信息技术、工程与创新等；3. 科学探究：科学方法、实验技能、探究能力等；4. 科学伦理：科学道德、知识产权、环境保护等。

第六条教育要求1. 确保学生掌握基本的科学知识，达到国家规定的学习标准；2. 注重培养学生的实践操作能力，提高实验教学质量；3. 结合实际生活，引导学生运用科学知识解决实际问题；4. 开展科技活动，激发学生的科技创新热情。

第四章教师与教学资源第七条教师要求科学教师应当具备以下条件：1. 具有相应的教师资格证书和科学教育专业背景；2. 不断学习新的科学知识和教学方法，提高自身素质；3. 关爱学生，尊重学生个性，引导学生全面发展。

第八条教学资源1. 完善教材和教学辅助材料，确保科学性和系统性；2. 配备必要的实验设备和教学设施，提高实验教学质量；3. 利用现代教育技术，丰富教学手段和形式；4. 开发校内外科学教育资源，拓宽学生学习渠道。

小学科学“四步联动·三阶递进·两重展示”项目式学习模式的构建与实施作者：***来源：《广西教育·A版》2024年第06期作者简介：刘卫，1977年生，广西钦州人，本科，高级教师，主要研究方向中小学科学教育、科创教育、实践活动。

摘要：培养青少年科技创新后备人才和拔尖人才，对国家和民族的发展具有重要意义。

针对当前我国小学科学教育存在的脱离实际、模式单一等问题，钦州市第十九小学构建与实施了加强小学科学教育的“四步联动·三阶递进·两重展示”项目式学习模式，通过引、建、探、思四步联动，学、做、创三阶递进，教育过程、成果两重展示，实现小学科学教育生活化、本土化、全员化，培养学生的创新精神和实践能力，帮助学生逐步掌握科学探究的基本技能，提升学生的科学素养。

关键词：小学科学；项目式学习；四步联动；三阶递进；两重展示中图分类号：G62 文献标识码：A 文章编号：0450-9889（2024）16-0097-04创新是民族进步之魂，科学素养是科技创新之源。

基础教育阶段是“孵化”学生科学精神、创新素质的决定性阶段，中小学校的科学教育质量对培养学生的科学素质至关重要［1］。

2023年5月17日，教育部等十八部门联合发布《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（以下简称《意见》），对加强科学教育进行了顶层设计，着力在“双减”背景下做好科学教育加法，一体化推进教育、科技、人才高质量发展。

然而，当前我国小学科学教育存在脱离实际、模式单一等难题，不利于学生科学素养的培养和提升。

为此，钦州市第十九小学（以下简称十九小）历经多年实践探索，构建与实施了加强小学科学教育的“四步联动·三阶递进·两重展示”项目式学习模式，帮助学生逐步掌握科学探究的基本技能，致力于提升小学生的科学素养，努力为我国科技创新培养更多后备人才和拔尖人才。

一、当前小学科学教育存在的问题（一）科学教育脱离实际在现实中，大部分学校的小学科学教育被教师、学生漠视。

四轴飞⾏玩具的姿态解算的原理3.点乘与叉乘；四元数在讲四元数之前，先讲下向量的点乘和叉乘。

我们先假设有两个向量 :a = [Xa Ya Za] b=[Xb Yb Zb]⼀ . 点乘（·）： 点乘⼜叫内积，他是两个向量的各项乘积之和，其值为⼀个标量。

⽤数学式可以表⽰为： C= ∑a(i)*b(i) (i= 1~3); 或者 C= a · b = Xa*Xb + Ya*Yb+ Za*Zb ⼜或者 C = a·b = |a||b|·cos(θ); （θ为ab的夹⾓） ⼜或者 显然这就是最简单的1*N型矩阵乘法。

⼏何意义： 点乘能计算出⽮量（向量）之间的夹⾓。

这是由于： C = a·b = |a||b|·cos(θ); （θ为ab的夹⾓） 所以 θ = arccos{ C / (|a||b| }⼆ .叉乘（x）: 叉乘的数学定义如下： 1. ⾏列式表⽰法 = (Ya·Zb - Za·Yb)i - (Xa·Zb - Za·Xb)j + (Xa·Yb - Ya·Xb)k; jk=i; ki = j ; ij = k ; kj=-i ; ik = -j ; ji = -k; ii = jj = kk = 0 ; 2 .复数表⽰法: 如果把a,b 看成超复数：a = (Xa i + Ya j + Za k) , b= (Xb i + Yb j + Zb k) C = (Xa i + Ya j + Za k) · （Xb i + Yb j + Zb k） = (XaXb) ii + (XaYb) ij + (XaZb) ik + (YaXb)ji + (YaYb)jj + (YaZb)jk + (ZaXb)ki + (ZaYb)kj +(ZaZb)kk = (YaZb -ZaYb)i + (ZaXb - XaZb)j + (XaYb-YaXb)k (带⼊j i k 的乘法关系) 3. 矩阵表⽰法 显然，叉乘的结果也可看成⼀个向量： ⼏何意义： 设向量a.b在⼀个平⾯ A 上 C = a x b ,则新向量 c 垂直于平⾯A 如下图所⽰: a·b 可以计算出向量ab 之间的夹⾓ axb 可以计算出向量ab构成的平⾯的朝向　三何为四元数 四元数，是19世纪，由汉密尔顿发明的⼀种数学⼯具。

创想教育双流家教中心创想教育“四部教学法”体系我们辅导遵循两个基本原则：时间宽松原则；任务轻松原则。

很多学生一上课就走神，拿着试卷就犯晕。

其实掌握学习的四大步骤，学习就可以很轻松，突破高分就很容易。

第一步：通览要达到通览，必须先识记各科目的知识提纲和目录，建立知识网络，对学过的基础知识网络时刻做到心中有数，一目了然。

在平时的快速复习中，便可做到，按图索骥，有所侧重。

第二步：精研每一个学生，学过之后，基础层次不同，主要是掌握和记忆知识点量的不同。

在每次考试之前，你所知道的和你不知道的，其实已经是一个常数。

如果你考好了，说明考到你掌握的好的那一部分多一点；考得不好，就说明考到你掌握的不好的那部分多一点。

基础不扎实的学生，成绩往往就会起伏不定。

所以在自己通览之后，就应该精读课本或教辅书，精研后将自己容易混淆的、易忘的，以及重要知识点的一些公式、定理进行归纳整理。

而且最好用双色笔。

第三步：训练针对每一个知识点，挑选中等难度题、经典题、常规题来进行反复训练，训练各个科目的答题语言和良好的答题习惯。

我们强调偏题、难题一律不做。

高考题淡化特殊技巧，强调通性通法。

正规试卷的难度比例系数一般是是：3：5：2，也就是简单题占30%，中档题占50%，难题只占到20%。

所以决定一个学生考试成绩的高低，不是难题，而是看你中档题和简单题能不能做，能做了还要看做得快不快。

能做证明你基础不错，说明难题你也有能力拿分，而能拿多少就看你中档题和简单题做得快不快，因为难题需要基础，更需要时间。

第四步：回顾《积极教学法》畅销书作者是美国知名教育专家，他经过大量的分析研究发现，如果老师给学生授课，学生的记忆力才有5%，而让学生给老师讲课，学生对知识的记忆力高达95%，所以我们经过训练之后，要带领学生自己回顾一遍知识点。

让学生知道、悟到、做到、得到。

面向中学生创客教育的简易四轴飞行器设计作者：于明军贾晓艳来源：《赤峰学院学报·自然科学版》2019年第07期摘要：随着时代发展，四轴飞行器技术快速进步，市面上的大部分四轴飞行器，设计难度较大，不适合中学生进行学习研究，为解决这一问题，分析现已有四轴飞行器，设计一款符合中学生课堂教育的ARM四轴飞行器.四轴飞行器使用简单，PID算法对飞行器进行平衡控制，实现了基本飞行功能，降低了学习难度，可以满足中学生创客教育要求.关键词：四轴飞行器;中学创客教育;单片机控制中图分类号：TP368.2; 文献标识码：A; 文章编号：1673-260X（2019）07-0091-041 引言四轴飞行器即空中机器人，随着机械原理、电子传感器、计算机软硬件以及人工智能机器人等众多技术的迅速发展，越来越多的智能产品出现，四轴飞行器的研究也在不断地完善，在各种领域得到了广泛的应用，新的领域也在不断拓展之中，20世纪以来，机器人教育逐渐受到全世界各个国家的重视，目前为止我国还未全面开展机器人中学教育的普及，机器人教育与传统的学科教学的教育方式不同.机器人知识引入中学课堂让学生了解最新的智能技术，培养学生的创新思维能力、空间想象力、实践动手能力、解决困难的能力、团队协作能力.得到了一致的认可，对孩子的成长、今后专业的选择以及整个人生十分重要.2 中国创客教育及四轴飞行器应用创客一词来源于英文单词“Maker”或“Hacker”，是指出于兴趣和爱好，努力把一些天马行空的想法转变为现实的人.STEAM教育中的着重点是培养创新思维和能力，然而，传统课堂无法将学习者的创新能力表现出来.因此创客精神和教育的碰撞，产生了创客教育的概念.“创客教育”是创客运动与教育理念的相互融合，以学生为中心，综合已学的知识，通过团队合作设计制作一个作品的方式培养学生的动手操作能力、逻辑思维创新能力的一种素质教育.我国创客教育的发展起步较晚，2015年李克强总理在《政府工作报告》明确提出“大众创业，万众创新”是推动我国经济稳定增长的动力源泉，为了培养创客人才，国家出台了《新一代人工智能发展规划》《教育信息化2.0》等一系方案助推创客教育，创客教育在我国的河南、上海、北京、浙江、西安、深圳以及广州等城市以构建主题创客实验室为基础加大科技创新教育的投入，近几年来“创客教育”已经从新名词变成了许多中小学校课表中的熟悉面孔.“创客”的理念融入“教育”，为我国传统教育注入了新的活力.目前我国创客教育以课堂基本知识的传授为主，缺少系统的课程设计和实施方案，如何更好地实施创客教育，完善本土化的创客教育理论体系成为未来一段时间内必须解决的问题.为了激发青少年对电子信息技术的探索与学习，开展了各种各样的科技竞赛，四轴飞行器涉及物理、机械、计算机等多学科的知识，各类学科与科学技术的相互碰撞，弥补了传统课堂教学各学科界限泾渭分明的缺点.四轴飞行器可以给予青少年科技竞赛无限的发展空间，从机器人足球、机器人灭火、综合竞赛到无人机飞行的实现，都可以利用四轴飞行器来实现各种科技活动和竞赛.在制作简易四轴飞行器的过程中，可以学习有关的单片机原理、电子传感器技术、数字电子技术基础和模拟电子技术基础、计算机编程等多门学科的基本知识，体验飞行带来的乐趣的同时，还能参加科技竞赛，培养学生的创新思维能力和实际动手操作能力.2.1 创客课程设计思想一是基于四轴飞行器课堂理论教学，学习基本的知识与概念，二是基于四轴飞行器合作制作开展学习，在“做中学”;三是基于四轴飞行器比赛促进学习.谈到“四轴飞行器教学”，大多数人认为其“核心在于编程”，对中学生来说学习难度太大，不适合中学课堂教育的要求.本项目的课堂设计以学生的兴趣爱好为主体，多学科之间交叉渗透，激发学生的好奇心和动手动脑兴趣，培养学生综合能力.2.2 创客课堂教学目标机器人课程教学主要以四轴飞行器基础知识与技能的学习、学习的过程与方法、情感态度与价值观的培养全面展开设计课程.首先是无人机的发展历程、空气动力学原理与实际应用，了解机器人对我们生活的改变;二是了解四轴飞行器的基本构成原理、飞行的基本原理;三学生能够自己进行组装简单机器人;四是掌握基本的软件操作，基于C语言程序实现、PID算法的学习.五是提高学生动手操作能力、创新能力.最终目的为了促进学生的综合素质提高，使学生成为全面发展型人才.3 四轴飞行器的结构与运动原理3.1 四轴飞行器的对称组成结构四轴飞行器有两种飞行姿态，一种是根据四旋翼十字对称的结构，将处于同一水平线的一对机架梁作为X轴，另一对梁作为Y轴的“+”型飞行姿态;另一种是将相应两个梁的对称轴线作为X轴，另一条对称轴线作为Y轴的“X”型飞行姿态.3.2 四轴飞行器的运动原理四轴飞行器有四个输入状态，六种输出状态.四轴飞行器由四个电机控制，通过四个电机的不同转速产生的升力，可以做出垂直、俯仰、翻滚、偏航、前后、侧向六种输出动作.3.2.1 垂直运动垂直运动主要是使四轴空中机器人获得升降的功能，由图1可以看出，1、3与2、4两对电机向着相反的方向转动，可以保持对其机身的反扭矩，当四个电机获得的功率相同时，电机产生的升力与增加的速度相对应将驱动整个四轴空中机器人垂直上升.反之，当四个电机获得的功率同时减少，四轴空中机器人的电机速度减少，致使四轴空中机器人下降，直至平稳落地，达到了垂直运动.当电机产生的升力与飞行器向下的重力相等时，飞行器就可以完成定高了，故保证四个电机的能同时增减转速是四轴飞行器能够垂直运动的前提.3.2.2 俯仰运动电机1提供上升的力，电机3提供下降的力，电机2与4不变.为了保证电机的转速改变之后飞行器整体扭矩不变，电机1与电机3的转速所产生的升力应该相等.电机1产生的力向上，电机3产生的力向下，機身就可以绕着y轴转.同理，若电机1产生的力向下，电机3产生的力向上，所产生可使之绕着y轴转，使飞行器完成俯仰功能.3.2.3 滚转运动与俯仰运动相同，电机1所产生的力与电机3所产生的力保持不变，电机2与电机4的力相同且方向相反，即可使飞行器产生绕x轴旋转.3.2.4 偏航运动偏航操作，又称旋转控制，四轴飞行器偏航运动通过电机产生的扭矩进行旋转，当飞行器在飞行在空中时，当相对一组电机正转，另外相对一组电机反转，就会产生与转动方向相反的反扭矩，使飞行器完成旋转功能.4 设计思路及框图本项目采用的核心处理器为STM32F4，具有更快的ARMCortex-M4内核计算，其采用了90纳米的NVM工艺和ART技术，高性能传输数据，四轴飞行器的配件有机架、螺旋桨、电子调速器、电机、电池、飞控、遥控器以及接收机构成，原理为机架将各个零件组装在一起，电池负责供电，机身上的接收机收到来自遥控器的控制信号后传给飞控，飞控将信号转换为调节电调的信号，从而调整电机的转速进行各种飞行动作.四轴飞行器的设计框图如下：5 飞行器硬件设计5.1 电机与螺旋桨四轴飞行器所使用的电机一般分为有刷电机和无刷电机两种，有刷电机多用在空心杯电机和碳刷型电机，目前四轴飞行器上的电机大多用的是无刷电机.无刷电机是使用三相交流电所产生一个旋转磁场，驱动转子转动，速度是由PWM信号控制.无刷电机具有小体积、高效率和稳态转速误差小等特点，要配合电子调速器（电调）使用.衡量无刷电机电气特性的重要指标KV值，物理学意义是指电机每增加1V电压时，电机空转的转速每分钟增加的次数.当KV 值增大时，所产生的扭力会降低，当KV值减小时，所产生扭力会增加，所以KV值决定着螺旋桨的选择，通常KV值越高的选择小的高速桨，KV值低的选择大的低速桨，本项目使用的电机为MT2204无刷电机，KV值为2300KV，与其搭配的桨叶为5045R三叶桨一对，5045L三叶桨一对;如图4，图5.：5.2 电子调速器电子调速器简称电调，电调可分为两种，一种是有刷电调，控制着有刷电机工作;另一种时无刷电调，控制无刷电机工作，电调就是将飞控输出过来的控制信号转化为电流信号，从而驱动电机实现需要的转速输出，实现各种飞行姿态，是飞控与电机之间的桥梁.本項目采用无刷电调和无刷电机搭配，如图6所示：电子调速器与电池连接，信号线输入与接收机连接，三根信号输出与电机相连.5.3 遥控器与电池遥控器主要用来控制飞行器的飞行与调试，本项目采用富斯IA6遥控器，有6各通道，通道是遥控器的重要参数之一，通道指遥控器可以遥控的路数，通过控制油门来控制供电流的大小，调整机器人的飞行高度和力量.电池为电机动力的能源之源，本项目所使用电池为格式电池，容量为1300 mA，最大充电电流为6.5A，可持续放电32.5A.遥控器与电池实物图如图7.5.4 飞行控制系统飞行控制系统是飞行器组成的重要一环，飞行器在空中的时候，通过飞控的控制算法，能够对飞行器的飞行姿态以及运动参数进行实时控制，上面集成了加速度计、陀螺仪、气压计、罗盘以及距离传感器.能够控制各个电机的转速进而操控飞行器的飞行姿态，通过GPS与气压计能够实现飞行器定高、自动返航等功能.本项目采用STM32F4飞控如图8.6 飞行器软件设计6.1 PID算法PID算法即比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分组成，将输入通过三部分运算得出结果，不断重复这一过程，直至得到最优结果.6.2 控制部分设计控制系统是基于C语言编写，飞行器将陀螺仪输出信号等参数，输入到PID算法中进行计算，得到控制飞行器的PWM，从而稳定飞行器的飞行.另一方面，当飞行器接收到来自控制器方面控制信号之后，通过读取传感器的加速度和加速度，计算出目标角度所需的PWM信号.下图是软件流程图：7 创客教育教学设计7.1 创客教育教学课程内容及结构创客教育课程根据学习内容及难易度分为基础、拓展、发展、能力培养、综合素质训练五个课程模块.基础模块偏重于介绍机器人概念、发展历程、基本原理组成等;拓展模块是在基础课程上进行延伸、拓展和补充，让学生学习四轴飞行器的机械部分、传感部分、控制与驱动部分;发展模块是四轴飞行器基于C语言编写以及PID算法的学习，让学生掌握基本的C语言编写，认识简单的程序结构，能够进行简单的程序调试;能力培养模块通过真实场景的四轴飞行器模拟飞行练习，设计与组装简单的四轴飞行器，激发学生对科学技术的好奇心、带动学生的思维、培养学生的操作能力、创新能力;综合素质训练模块从实际出发，逐步引导学生合作设计自己的四轴飞行器，鼓励学生积极参加四轴飞行器竞技类比赛，培养学生合作能力以及竞赛精神.结构图如11.经过项目研究，多次试飞与讨论，我们决定将无人机课程的教学模式分为三个模块：理论及组装课程、模拟飞行课程、飞行课程.在模拟过程中提高同学的手眼协调能力，以及三维空间辨识度，为飞行课程做准备.教-学-做-赛-四位一体的教学模式.具体内容及课时分配如表1所示.8 结论“空中机器人教学”项目开展过程中，学生将整个飞行器用散件，通过动手组装、拆卸、焊接、调试，全面了解了飞行器的组装过程及飞行原理.组装过程简单，适合中学生的课堂教学水准，提高学生对科技的兴趣.促进了学生全面发展.此次项目教学锻炼了学生的动手能力、培养他们对科技的兴趣、满足了中学生对飞行器的好奇心.参考文献：〔1〕王佑镁，郭静，宛平.设计思维：促进STEM教育与创客教育的深度融合[J].电化教育研究，2019， 40（03）：34-41.〔2〕王振堂.中学创客教育背景下基于项目式学习的研究[J].中国现代教育装备，2018（18）：8-10.〔3〕孟祥霓，杨雪岩，翟殿棠.基于创新模式的电子设计综合实训教学体系及其实践研究[J].信息系统工程，2010（08）：36-37.〔4〕王丽华.面向创客教育的初中机器人教学研究[D].广西师范大学，2017.〔5〕盛希宁，蔡舒旻.四轴飞行器的系统设计[J].林业机械与木工设备，2018，46（04）：40-43.〔6〕贾冕茜，王茂琦，蒋玲.一种基于STM32的四旋翼飞行器控制系统设计[J].计算机产品与流通，2017（12）：263-264.〔7〕乔宏飞，魏远江，李刚.基于STM32单片机的便携式自拍四旋翼飞行器[J].电子制作，2018（07）：23-25.〔8〕程煦，郭珊珊，陈华宾.基于STM32单片机的四旋翼飞行器设计[J].电子世界，2017（03）：121-124.。

11. 外形2.工作原理旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。

结构形式如下图所示。

对于姿态测量和控制来说，两种方式差别不大．对于姿测量和控制来说两种方式差别不大考虑到可能会使用图像相关传感器，为了使视线不被遮挡，所以大部分采用Ｘ模式。

飞行器运动方向行动方向“十”字模式“Ｘ”字模式四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。

四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。

微型飞行器的动力学模型如图所示飞行器载体坐标系，原点固定于飞行器的重心，以坐标轴，分别指向飞行飞行器载体标系原点固飞行器标别指向飞行器的前( 横滚轴)右( 俯仰轴) 和下( 偏航轴) 方向选取导航坐标系为参考坐标系，分别指向北东和当地垂线向下方向和分别代表飞行器受到转矩和升力图，四旋翼飞行器动力学模型四旋翼飞行器产生基本动作的原理为: 电机1和3逆时针旋转驱动两个反桨产生升力，电机2和4顺时针旋转驱动两个正桨产生升力．反向旋转的两组电机和桨使其各自对机身产生的转矩相互抵消，保证4个电机转速一致时机身不发生转动。

电机1和4转速减小( 增大) ，同时电机2和3转速增大( 减小) ，产生向前( 后)()同时电机()产生向前()方向的运动．电机1和2转速减小( 增大) ，同时电机3和4转速增大( 减小) ，()方向的运动()()产生向左( 右) 方向的运动．4个电机转速同时增大( 减小) 产生向上( 向下) 的运动．对角线的电机一组转速增大，另一组转速减小产生自身旋转运动。

3.四旋翼的基本组成：3.1电机、电调、正反桨、电池、机架、遥控、飞控。

3.2电机的种类：分为有刷和无刷两类。

有刷主要有空心杯和碳刷型的直流电机，主要是可以体积做到非常小，价格相对来说便宜。

UG四轴理论讲解第一周四轴理论讲解机床结构工作原理典型零件的工艺方案第一节四轴机床结构特点与工作原理 25min1、四轴的定义:一台机床上至少有4个坐标，分别为3个直线坐标和1个旋转坐标2、四轴加工特点：(1)三轴加工机床无法加工到的或需要装夹过长(2)提高自由空间曲面的精度、质量和效率(3)四轴与三轴的区别; 四轴区别与三轴多一个旋转轴，四轴坐标的确立及其代码的表示Z轴的确定：机床主轴轴线方向或者装夹工件的工作台垂直方向为Z轴X轴的确定：与工件安装面平行的水平面或者在水平面内选择垂直与工件的旋转轴线的方向为X轴，远离主轴轴线的方向为正方向3、直线坐标X轴Y轴Z轴旋转坐标A轴、B轴A轴：绕X轴旋转为A轴（G代码）B轴：绕Y轴旋转为B轴（G代码）XYZ+A、 XYZ+B、两种形式四轴XYZ+A 适合加工旋转类工件、车铣复合加工XYZ+B 工作台相对较小、主轴刚性差、适合加工小产品四轴可以实现产品除底面外5个面都可以做加工，加工前我们必须对产品进行分析，确定四轴机床。

第二节四轴加工优点应运典型零件的工艺方案实际生产加工常发生的问题及其解决方案 20min1、三轴加工的缺点：(1)刀具长度过长，刀具成本过高(2)刀具振动引发表粗糙度问题(3)工序增加，多次装夹(4)刀具易破损(5)刀具数量增加(6)易过切引起不合格工件(7)重复对刀产生累积公差2、四轴优点：(1)刀具得到很大改善(2)加工工序缩短装夹时间(3)无需夹具(4)提高表面质量(5)延长刀具寿命(6)生产集中化(7)有效提高加工效率和生产效率3、四轴加工主要应运的领域：航空、造船、医学、汽车工业、模具4、四轴应运的典型零件：凸轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、立体公、人体模型、汽车配件、其他精密零件加工5、四轴加工工工艺及其实际生产加工常发生的问题及其解决方案：(1)四轴工件坐标系的确立、四轴G代码NC程序表示(2)各种不同机台复杂零件的装夹(3)加工辅助线、辅助面的制作(4)四轴加工刀具与工件点接触，非刀轴中心的补偿(5)加工过程中刀具碰撞问题(6)刀轨的校验及其仿真加工(7)不同四轴机器，不同刀轨和后处理第二周结合案例讲解软件的综合使用技巧和UG7、5新增功能的使用第三节麻花钻四轴加工及其UG7、5多轴驱动的讲解 A 160min1、UG多轴驱动的应用，四轴加工的基本流程曲面驱动四轴开粗流线加工曲线、点加工2、多轴加工的装夹及其UG5多轴驱动的讲解多轴等高加工多轴外形轮廓加工多轴顺序铣加工第四节UG7、5几何体9种驱动方法的详细讲解和各参数设置140min曲线/点驱动方法加工3D刻字、 3D流道螺旋式、边界加工曲面加工(重点) 曲面必须连续曲面UV方向一致辅助面驱动流线加工（常用）刀轨、径向切削、外形轮廓加工、用户自定义第五节 UG7、5多轴加工18种刀轴方向的控制和复杂零件轴向的判定 150mi n远离直线、朝向直线、远离点、朝向点、相对于矢量、（前倾角、后倾角）垂直于部件、相对于部件插补矢量、插补角度至部件、插补矢量至驱动、（前倾角、后倾角）优化后驱动、垂直于驱动体、侧刃驱动体、相对于驱动体（前倾角、后倾角）前倾角：沿着刀具加工方向来设定倾斜角度后倾角：刀具加工方向两侧位置夹角的控制如果前倾角控制的是X方向，那么后倾角控制是Y方向，4轴垂直于部件、4轴垂直于驱动当切削方向发生变化后，旋转角度也相对应的发生变化旋转角度：沿着刀具加工方向来设定倾斜角度，加工方向为正角，反方向为负角4轴相对于部件、4轴相对驱动双4轴在部件上、双4轴在驱动上第六节热身1花瓶四轴加工案例 B 90min1.分析图形结构特点，制定加工工艺,设计装夹方式2.定轴开粗，制作合理检查面，控制刀轨产生方向3.曲面驱动加工外表面第七节热身2飞刀刀杆四轴加工案例A 50min1.四轴开粗方法2.局部开粗，毛坯制作、刀轴矢量方向3.曲面UV分析及其修改4.刀轨变换操作第三周讲解典型零件的程序制作并结合本公司所要加工的零件第八节入门1工字型倒扣四轴加工案例 A 120min1.四轴曲面驱动开粗详细操作，驱动面UV方向的分析方法2.三轴型腔开粗详细操作，编辑投影矢量的确定3.没有在岛的周围定义切削材料，修改层高度4.不能在任何层切削该部件，修改刀轴矢量方向5.投影矢量时，刀轴不能依赖部件，修改投影矢量6.平面不垂直于刀轴，修改刀轴矢量，修改为垂直于第一个面或者面的法线方向7.四轴精加工曲面、侧面操作方法第九节入门2凸轮四轴加工案例B 180min1.四轴驱动开粗的加工方法，切削模式：往复式加工、螺旋式加工2.曲面驱动的分析与修剪3.曲线\点驱动加工操作（重点）4.刀轨变换：旋转、平移5.刀轨过切措施：修改公差、设置检查面、曲面百分比，过且检查确认无误方可加工。

HAAS的HA5C数字分度磁头是一种全自动的、可编程的、旋转定位装置。

这种装置由两个部分组成：一张夹持工件的机械工作台以及一个控制芯轴旋转的电子装置。

通过把角运动编入控制器的内存，然后按下前面板上的“循环起动”按钮，就能够实现对工件的定位。

本装置专门设计用来在二次加工（譬如铣、钻和攻丝）中迅速对部件进行定位。

本设备特别适用于自动机床，譬如数控铣床和自动化生产机床。

通过您的设备即可激活遥控，且无需人员帮助，从而实现全自动操作。

而且，一台装置可用于几种不同的机床，因此可以减少对多台装置的需求。

芯轴通过一种专门接地的、自锁蜗杆和蜗轮装置就能够实现对芯轴的定位。

把蜗杆连接到一个伺服马达上。

您不再会受到24或者48位分度板的限制。

简单的编程操作就可以很容易地解决奇数螺栓圆周和不均匀的钻孔间距问题。

控制器可以对控制器进行编程，以按照（顺时针或者逆时针方向）来旋转芯轴，步骤尺寸从0.001到999.999度。

内存中可存储99个不同步骤。

此外，可以重复（或者循环）每一个步骤多达999次。

控制器的内存是不易挥发，这样即使在切断电源时也可保存您的程序。

您可以存储7种不同的程序（程序0到程序6）。

可以编辑芯轴，使之按照每秒0.001度的给料速度来旋转，最高可达每秒270度（适用于快速定位）。

也可以编辑或者手控激活一种ZERO RETURN（归零）功能，即把芯轴返回到它的初始起动位置。

使用可选择的RS-232接口来上传、下载、输入数据，读取位置、起动和停止马达操作。

良好的机加工做法规定了严密固定的部件及其装配。

HA5C型的设计是按照3种方式来提供这种加工。

紧公差的蜗杆和蜗轮、芯轴与机身的大承压区域以及伺服马达提供了锁定。

要考虑蜗轮能够自行锁定，这是因为蜗杆可以驱动蜗轮，而反之却不行。

这个原则就象您试图通过推动工作台来转动您的铣床上的手柄。

伺服马达进一步保证了锁定运动，它可通过电子停止来防止任何细微的运动。

即使是会摧毁分度磁头的最严重的切削操作也不能导致芯轴旋转。

小学2024年科技创新工作计划标准范文一、指导思想为更好地推进素质教育，启迪学生的科学思维，激发学生爱科学、学科学、用科学的兴趣，培养学生创新精神和实践能力，推动我校校本教研的不断深入，学校决定开展科技创新教育活动。

根据学校提出的“以人为本、和谐发展”的办学理念，为培养学校全体学生的创新精神和科学素养，提高他们的动手能力和动脑能力，启发他们的创造性思维，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手的学习方法，培养科技创新后备人才。

学校决定开展以“追科星、学科技、报祖国”为主题的科技创新实践活动。

二、目的和要求（一）目的1、活动的目的是：培养学生的创新精神和实践能力，迎接未来世界的挑战。

2、满足三个需要：学生发展的需要;素质教育的需要;社会进步的需要。

3、弘扬科学精神，传播科学思想，倡导科学方法，普及科学知识，进一步推进素质教育，积极实践大教育思想理念。

（二）要求1、师生全员参与、点面结合。

既要让每个学生都在活动中得到锻炼，在活动中得到发展，又要注意参赛项目的数量、质量。

2、体现特色、突出个性。

各班在组织科技活动时，要根据学生实际、注重实效和个性特色。

3、科技创新、与时具进。

紧密结合我校科技教育方面的特色，围绕活动主题，充分调动每个学生参与的积极性、创造性、能动性。

三、组织机构组长：范林书成员：任来灵杜维奇黄晓燕杨靖史小宏四、活动内容本年度青少年的科技教育创新活动从以下三个方面开展活动：（一）科普宣传1、利用国旗下讲话，做好校主题科技节宣传发动工作。

2、利用板报、广播进行宣传。

3、各班级通过班会、队活动、综合实践活动等途径，结合学生特点开展主题教育。

4、开展与科学家通信活动，建立长期的联谊制度。

5、努力打造“科技长廊”，营造浓厚的科技氛围。

（二）科普实践1、利用班级活动，开展各项科普活动竞赛选拔活动。

2、学生每人选读一本科普读物，写出读后感。

3、开展一些科普实验、饲养、栽培活动，写一篇科技小论文或观察日记。

CATALOG DATE ANALYSIS SUMMARY 爱普生4轴机器人培训课件目录CONTENTS•机器人技术基础•爱普生4轴机器人概述•机器人编程与操作•传感器与视觉系统应用•安全规范与维护保养•实战演练与考核评估REPORT01机器人技术基础机器人定义与分类机器人定义机器人是一种能够自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，还可以根据人工智能技术制定的原则纲领来行动。

机器人分类根据应用领域不同，机器人可分为工业机器人、服务机器人、特种机器人等。

示教再现型机器人，通过示教盒进行编程，实现点位控制。

第一代工业机器人第二代工业机器人第三代工业机器人带有感觉系统的机器人，如力觉、触觉、视觉等传感器，实现一定程度的自适应。

智能型机器人，具有高度的自适应能力和学习能力，能够自主完成复杂的作业任务。

030201工业机器人发展历程4轴机器人特点及优势特点4轴机器人具有结构紧凑、动作灵活、速度快、重复定位精度高等特点。

优势相比其他类型的工业机器人，4轴机器人在空间占用、运动范围、运动精度等方面具有明显优势，特别适用于对空间要求较高的场合。

应用领域与市场前景应用领域4轴机器人广泛应用于装配、打磨、喷涂、焊接、搬运等工业领域，尤其在汽车、电子、家电等行业得到广泛应用。

市场前景随着智能制造和工业自动化的快速发展，4轴机器人的市场需求不断增长。

未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，4轴机器人的市场前景将更加广阔。

REPORT02爱普生4轴机器人概述爱普生是全球知名的打印设备、信息设备、工业机器人及智能设备制造商凭借其在精密技术领域的专业积累，爱普生不断推出创新产品和解决方案爱普生致力于为客户提供高效、可靠、智能的工业机器人产品和服务爱普生公司简介4轴机器人具有高速、高精度、高稳定性等特点，适用于多种工业自动化场景爱普生提供了多种不同型号和规格的4轴机器人，以满足不同客户的需求爱普生4轴机器人是该公司工业机器人产品线中的重要组成部分4轴机器人产品系列010204技术参数与性能指标爱普生4轴机器人采用先进的运动控制技术和精密传动机构具有出色的重复定位精度和轨迹精度，可实现高精度作业高速度、高加速度性能，可大幅提高生产效率强大的负载能力和工作范围，适应多种复杂作业需求03根据不同的生产需求和应用场景，选择适合的4轴机器人型号和规格考虑机器人的负载能力、工作范围、精度要求等因素进行选型爱普生4轴机器人适用于装配、搬运、码垛、上下料等多种工业自动化场景可与各种自动化设备和生产线进行无缝对接，提高生产效率和降低成本01020304选型指南及适用场景REPORT03机器人编程与操作03编程界面及功能详细讲解编程界面的布局、菜单功能等01爱普生4轴机器人编程语言概述包括指令集、语法规则等02编程环境设置介绍软件安装、配置及调试方法编程语言及环境介绍在线示教编程方法示教器基本操作包括示教器按键、摇杆、触摸屏等操作方式机器人运动控制讲解机器人的移动、旋转、速度控制等程序编写与调试介绍如何在线编写、修改和调试程序离线编程软件介绍机器人模型建立轨迹规划与仿真程序导出与上传离线编程软件使用技巧01020304包括软件功能、安装方法等讲解如何建立与实际机器人相符的模型介绍如何进行轨迹规划、碰撞检测等仿真操作讲解如何将离线编写的程序导出并上传到实际机器人中检查电源、急停按钮等硬件设备是否正常机器人无法启动或停止检查程序编写是否正确、机械结构是否松动等机器人运动轨迹异常检查机器人模型、工具坐标系等设置是否正确离线编程与实际运行不符根据实际使用情况，提供针对性的解决方案其他常见问题及解决方案常见问题分析与解决方案REPORT04传感器与视觉系统应用位置传感器光电传感器力觉传感器其他传感器传感器类型及功能介绍检测机器人各轴位置，确保运动精度和稳定性。