机械基础综合实验教案（2024修订）

千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑教案课程：机械基础综合实验学时：32专业：机制、农机教师：李玉清、陈浩黑龙江八一农垦大学工程学院千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑教学进度表周次课次教学内容备注11慧鱼模型拼装主意及编程讲解3D打印技术讲解金属材料性能测试讲解模块化机器人技术讲解4学时22低碳钢、铸铁和铝试件的拉伸实验金相试件制作及金相组织看见实验4学时33慧鱼基础模型拼装4学时44金属材料热处理及硬度检测实验4学时553D打印计划设计及修改4学时66慧鱼创新拼装计划检查及试拼装4学时77模块化机器人技术综合实验4学时88慧鱼创新计划正式拼装4学时千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑单元教学计划(1)名称机械基础综合实验理论讲解学时:4目的要求1.了解各种慧鱼结构及其传感器的特点与应用。2.学习慧鱼控制器的工作原理与编程。3.学习控制3D打印机的基本构造、工作原理以及打印模型的操作步骤。4.学习控制万能实验机、金相试样制备、硬度测定及热处理等材料的力学性能测试知识。5.学习控制模块化机器人搭建和编程主意。重点难点1.慧鱼模型和模块化机器人的拼装主意。2.慧鱼模型和模块化机器人的编程主意。时光教学内容教学主意45min45min45min45min1.慧鱼模型拼装主意及编程讲解。2.3D打印技术讲解。3.金属材料性能测试讲解。4.模块化机器人技术讲解。讲授法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑单元教学计划(2)名称实验一慧鱼模型组合创新实验学时:12目的要求1.了解各种结构的特性，搭建不同结构的模型。培养工程意识和综合设计能力，发挥创新能力，能够利用慧鱼模型举行结构创新实践。2.认识各种传感器的工作原理，控制传感器的应用。3.控制控制器的工作原理、特性及应用，使用相关软件举行编程。重点难点1.慧鱼模型的搭建和传感器应用。2.慧鱼模型控制器的编程。时光教学内容教学主意180min180min180min1.慧鱼基础模型拼装。2.慧鱼创新主意设计。3.慧鱼创新计划试拼装。4.慧鱼创新计划正式拼装。5.总结撰写报告。实践教学法与研究法

单元教学计划(3)名称实验二3D打印技术综合实验学时:4目的要求1.认识3D打印机的基本构造和工作原理，能够举行容易的3D打印机维护工作。2.控制3D打印机打印模型的操作步骤，能够自主举行3D打印操作。重点难点1.3D打印机的使用。2.3D打印计划的设计。时光教学内容教学主意180min1.3D打印计划设计。2.自由度计算。3.绘制三维装配图。4.拍摄打印计划实体图。5.结果分析。6.改进计划。实践教学法与研究法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑单元教学计划(4)名称实验三金属材料性能测试综合实验学时:8目的要求1.了解万能实验机工作原理和使用主意，能够自行测量试件的各种强度值。2.认识金相试样的制备过程和主意，能够制作出合格的金相试件。3.控制金相显微镜的使用主意，能够自主看见到合格的金相组织结构。重点难点1.低碳钢、铸铁和铝试件的拉伸实验操作。2.金相试件制作并看见出准确的金相组织。时光教学内容教学主意90min90min180min1.低碳钢、铸铁和铝试件的拉伸。2.金相试件制作及金相组织看见。3.金属材料热处理及硬度检测。实践教学法与研究法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑单元教学计划(5)名称实验四模块化机器人技术综合实验学时:4目的要求1.控制模块化机器人搭建的主意。2.了解模块化机器人传感器的各项参数及使用主意。3.控制模块化机器人编程主意。重点难点1.模块化机器人搭建。2.模块化机器人编程。时光教学内容教学主意180min1.避障小车拼装。2.工作过程。3.控制程序。实践教学法与研究法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑课堂教学计划(1)名称机械基础综合实验理论讲解学时:4目的要求1.了解各种慧鱼结构及其传感器的特点与应用。2.学习慧鱼控制器的工作原理与编程。3.学习控制3D打印机的基本构造、工作原理以及打印模型的操作步骤。4.学习控制万能实验机、金相试样制备、硬度测定及热处理等材料的力学性能测试知识。5.学习控制模块化机器人搭建和编程主意。重点难点1.慧鱼模型和模块化机器人的拼装主意。2.慧鱼模型和模块化机器人的编程主意。时光教学内容教学主意45min45min45min45min1.慧鱼模型拼装主意及编程讲解（1）了解什么是慧鱼创意组合模型（2）慧鱼构件的认识（3）慧鱼控制器的使用（4）慧鱼编程主意2.3D打印技术讲解（1）3D打印定义及概念（2）3D打印工艺的分类（3）3D打印技术应用3.金属材料性能测试讲解（1）低碳钢、铸铁和铝试件的拉伸（2）金相试件制作（3）金相组织看见4.模块化机器人技术讲解（1）模块化机器人简介（2）基本构型搭建指导（3）机器人调试与编程讲授法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑课堂教学计划(2)名称金属材料性能测试综合实验（一）学时:4目的要求1.完成低碳钢、铸铁和铝试件的拉伸，记录相关实验数据。2.完成金相试件制作及金相组织看见，拍摄记录实验结果。重点难点1.低碳钢、铸铁和铝试件的拉伸实验操作。2.金相试件制作并看见出准确的金相组织。时光教学内容教学主意90min90min1.低碳钢、铸铁和铝试件的拉伸实验（1）试件决定（2）实验机决定（3）安装试件（4）检查及试车（5）举行实验（6）记录实验数据2.金相试件制作及金相组织看见实验（1）取样（2）磨制（3）抛光（4）浸蚀（5）金相组织看见实践教学法与研究法

课堂教学计划(3)名称慧鱼基础模型拼装学时:4目的要求1.学习慧鱼基础模型拼装主意。2.完成慧鱼基础模型拼装，包括若干种类基础模型。重点难点1.慧鱼基础模型拼装主意。2.拼装完成的模型符合实验要求。时光教学内容教学主意180min慧鱼模型基础模型包括栅栏、转台、曲柄传动机构、带有链条的齿轮传动机构、带有转向装置的汽车、变速器、行星齿轮机构、差速机构、干手机、交通信号灯、电梯、轮胎式寻踪小车、叉车、履带式寻踪车、抓件机器人、弹球机等。上述模型中拼装若干个，详细记录其中两个主要模型，包括工作原理、主要结构及功能、配套程序和说明。实践教学法与研究法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑课堂教学计划(4)名称金属材料性能测试综合实验（二）3D打印技术综合实验学时:4目的要求1.控制金属材料热处理的基本主意和操作技术，了解其对材料性能的影响。2.认识硬度检测的原理和应用，能够评估材料的硬度和力学性能。重点难点1.热处理技术与硬度检测。2.热处理效果的理解。时光教学内容教学主意180min金属材料热处理及硬度检测实验（1）制定材料的热处理工艺（在实验前预习时完成，包括加热温度、保温时光、冷却介质等）。（2）决定热处理设备及温度控制方式、冷却介质。（3）利用制定的工艺举行热处理工艺操作。（4）测定试件举行相应的热处理工序后的实际硬度。实践教学法与研究法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑课堂教学计划(5)名称3D打印技术综合实验学时:4目的要求1.认识3D打印机的基本构造和工作原理，能够举行容易的3D打印机维护工作。2.控制3D打印机打印模型的操作步骤，能够自主举行3D打印操作。重点难点1.3D打印机的使用。2.3D打印计划的设计。时光教学内容教学主意180min3D打印计划设计及修改（1）设计计划推荐（2）自由度计算（3）三维装配图（4）打印实体图（5）结果分析（6）改进计划实践教学法与研究法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑课堂教学计划(6)名称慧鱼创新拼装计划检查及试拼装学时:4目的要求1.设计计划需要展示出独特的创新点，可以是新的结构设计、功能实现或者技术应用，以区别于传统的慧鱼模型设计。2.设计计划应具有一定的实用价值，能够解决实际问题或满意实际需求。3.设计计划必须考虑到技术实现的可行性，确保所使用的慧鱼模型组件能够满意设计要求，并且在实际操作中能够顺利实现。4.设计过程中需要详细记录设计思路、挑选的组件、装配方式等信息，为后续试拼装和评估提供根据。重点难点1.慧鱼创新拼装计划设计。2.创新计划试拼装。时光教学内容教学主意180min1.决定所需材料按照设计计划，决定所需的慧鱼模型组件、工具和其他须要的材料。确保所有组件都齐全并且符合设计要求。2.认识设计计划在试拼装之前，再次认识设计计划，了解每个组件的作用和装配位置。这有助于确保试拼装过程的顺利举行。3.按照设计顺序举行装配按照设计计划的指导，按照准确的顺序装配各个组件。确保每个组件都能够准确安装，并且装配过程中没有浮上错误。4.检查装配质量在装配过程中，要仔细检查每个组件的装配质量。确保每个部件都安装结实，没有松动或不稳定的情况。5.举行功能测试试拼装完成后，对模型举行功能测试。按照设计计划的要求，测试模型是否能够实现预期的功能。6.记录试拼装过程在试拼装过程中，要详细记录试拼装的步骤、碰到的问题及解决计划。这有助于后续的评估和改进，并且可以为后续的优化提供参考。实践教学法与研究法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑课堂教学计划(7)名称模块化机器人技术综合实验学时:4目的要求1.控制模块化机器人搭建的主意。2.了解模块化机器人传感器的各项参数及使用主意。3.控制模块化机器人编程主意。重点难点1.模块化机器人搭建。2.模块化机器人编程。时光教学内容教学主意180min1.避障小车拼装（1）底盘搭建（2）传感器及控制器安装（3）整体组装连线2.工作过程当小车开启时，控制器会不断接收传感器的信号。传感器会检测前方是否有障碍物，并将信息传递给控制器。控制器按照传感器的信号判断障碍物的距离和位置。倘若传感器检测到障碍物，控制器会按照预设的算法计算出小车的行驶路径，并控制电机举行转向或避障。小车会不断重复以上步骤，实现自动避障功能。3.控制程序控制程序是避障小车的核心部分，它负责处理传感器的信号并控制小车的动作。实践教学法与研究法千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂Word-可编辑课堂教学计划(8)名称慧鱼创新计划正式拼装学时:4目的要求1.发挥创新能力，能够利用慧鱼模型举行创新结构设计。2.了解传感器的工作原理。3.应用不同的传感器搭建不同的模型。4.了解控制器的工作原理、特性及应用，使用相关软件举行编程。重点难点1.慧鱼创新计划拼装。2.慧鱼创新计划编程。时光教学内容教学主意180min1.慧鱼创新计划整体框架搭建明确设计目标后，挑选相宜的慧鱼组件，计划稳固且可扩展的框架，为后续工作奠定基础。2.传感器及控制器安装按照功能需求，挑选合适的传感器和控制器，并确保它们与慧鱼机器人兼容，安装在合适的位置。3.整体组装连线按照设计图纸组装慧鱼机器人，确保结构紧凑且衔接结实，同时举行电线和信号线