高等林业院校机电类专业应用型创新人才培养体系的构建——以中南林业科技大学为例

随着我国林业产业的快速发展和生态文明建设的大力推进,对林业院校机电类专业人才培养质量提出了更高的要求,迫切需要具有创新精神和创新能力的高级工程技术人才,因此构建适用于林业产业发展和生态文明建设需求的林业院校机电类专业应用型创新人才培养体系,提升林业机械行业人才培养质量,尤其是培养具有优秀工程素养的应用型创新人才迫在眉睫。借鉴国内外机电和林业行业的人才培养经验,提出了林业机电类专业应用型创新人才培养思路,构建了应用型创新人才培养体系,为我国林业产业和生态文明建设培养了优秀人才,为中国林业产业的发展提供了人才支撑和智力保障。

林业院校机电类专业应用型创新人才培养体系实践——以中南林业科技大学为例

文章借鉴国内外机电和林业行业的人才培养经验,理清林业机电类专业应用型创新人才培养思路,更新教育观念,创新人才培养模式,培养具有卓越创新能力的高级工程技术人才,以适应我国林业产业和生态文明建设对优秀人才的要求,为中国林业产业的发展提供人才支撑和智力保障。

林业类院校机械工程领域校企合作研究生培养模式研究——以中南林业科技大学为例

鉴于湖南省经济发展状况,结合中南林业科技大学和省内企业发展的基本情况,本文选择湖南晓光汽车模具有限公司作为校企合作研究生培养试点企业,提出一种适用于林业高校机械工程方向研究生培养现状的校企联合培养模式,这种模式是结合高校主导和企业主导两种校企联合培养模式的优势与不足提出的一种改良模式,以高校为主导的渐进式联合培养模式,不仅可以帮助生产企业解决产品加工中的技术难题,也可以培养机械工程领域研究生的解决实际问题的能力,构建特色鲜明的林业院校机械工程领域高层次应用型人才培养模式。

大学生工程实践创新团队的培育与发展

团队的培育类似于精英教育,不再是大众化的教育模式。其人员选拔,项目布置,能力要求,任务考核,指导教师都对团队有着严格的要求和目标考核制度。学员在团队中根据各自的特点进行分工协作,自由发挥,教师从旁协助,让学生受到了实践创新和工程素养要求等各方面的锻炼。从一个团队两个小组的培育结果来看,每个人的特点得到充分的发挥,并取得了丰硕的成果,从专利申报、学科竞赛、论文撰写三个方面得到了训练,每个成员都已经基本具备了社会工程实践的能力。

独立学院物流工程专业实验教学体系研究

独立学院是高等学校办学机制创新与模式改革的一项突破,独立学院的实验教学体系也要随着独立学院的发展而变化,本文以中南林业科技大学涉外学院物流工程专业为例,对独立学院物流工程专业实验教学体系进行了分析和研究。

大学生工程实践创新基地建设的几点思考

高校建立大学生实践创新基地的初衷是为了提高学生实践能力、工程能力和创新能力,运用所学知识逐步培养解决实际工程的技能,建立起对工程的兴趣,以适应社会发展的需要。然而在建设的过程中也遇到了很多实际的问题,其关键点是在保持常态化、连贯性、工程实践教学体系上,还需要加大建设的力度和改革的步伐,这要求在基地的建设上,从上层设计到考核评价,都需要有一套科学稳定的制度保障。

独立学院物流工程专业实验教学体系研究

独立学院是高等学校办学机制创新与模式改革的一项突破,独立学院的实验教学体系也要随着独立学院的发展而变化,以中南林业科技大学涉外学院物流工程专业为例,对独立学院物流工程专业实验教学体系进行分析和研究。

伊利诺伊大学香槟分校工程力学专业课程体系特色分析

通过对伊利诺伊大学香槟分校工程力学专业课程体系特色介绍与分析,得知伊利诺伊大学工程力学专业在注重专业基础知识构建的同时,通过第二领域课堂加强对学生工程应用能力的培养.专业课程兼具综合性、专业性与开放性,学生选择的自主性得到发挥;理论与实验教学相结合,凸显工程应用特点.

就业导向下的大学生职业生涯规划路径探索——以能源与动力工程专业为例

就业是民生之本,大学生就业是高校和社会普遍关注的热点问题,纵观当前大学生就业现状,形势依旧严峻。高校对大学生进行有效职业生涯规划教育指导,不仅有利于大学生职业发展,也有助于企业稳定发展。文章以就业市场为导向,以某高校能源与动力工程专业大学生职业生涯规划情况为例,分析当前高校人才培养和大学生就业过程中存在的问题,进而提出优化路径,以期能更好地发挥职业生涯规划对就业的促进作用。

基于机器视觉与光谱融合的柑橘品质无损检测分级系统设计与试验

针对柑橘果径、着色率和内部糖度3项关键品质指标,基于双锥滚子式果杯传输线设计了一套柑橘综合品质无损检测分级系统,该系统主要包括喂料部分、机器视觉检测模块、近红外光谱检测模块和分级执行部分.机器视觉检测模块采用单相机拍摄不断翻滚的柑橘视频来获取大量不同姿态的柑橘图像,并进行轮廓提取,以单个柑橘所有帧图像的最小外接圆直径的平均值计算果径,以每一帧图像得到的其二维黄色占比的平均值作为全表面着色率.在近红外光谱检测模块中设计了透射式光路,采集柑橘透射率光谱,并按在线检测时柑橘出现的两种高频姿态建立了混合姿态糖度检测模型,对比不同预处理方法下的建模结果,选取应用效果较优的多元散射校正(MSC)后建立的偏最小二乘法(PLS)模型.在线试验结果表明:果径检测的最大绝对误差为-1.42 mm,着色率检测的最大绝对误差为0.048,糖度检测结果的相关系数为0.817,均方根误差为0.658%.内外品质的联合检测分级按判别树决策方法确定了3种品质的联合分级方式,在分选速度为5个/s时,综合分级的平均准确率可达到91.16%,该检测分级系统整体结构简单,对于类球形水果具有较强的适用性,在产业化应用上有很大的潜力.

内凹刀盘加工的直齿锥齿轮齿面接触分析

为了在国产数控弧齿锥齿轮机床上采用内凹刀盘加工直齿锥齿轮,对使用内凹刀盘加工直齿锥齿轮的原理和齿面接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)方法进行了研究。基于内凹刀盘的加工原理和结构特点,建立了内凹刀盘加工的直齿锥齿轮的齿面数学模型,给出了相应的齿面接触分析方法;编写齿面接触分析程序,计算得到了齿轮副的接触斑点和传动误差曲线;通过实际的切齿加工和接触斑点检验,验证了齿面数学模型以及TCA方法的正确性。研究为锥齿轮加工参数及刀具参数的确定与啮合质量控制提供了理论依据。

油茶花苞采集机械手的设计与试验

丘陵地区油茶林地众多,油茶花苞采集暂无机械化设备,故设计了一款六自由度的油茶花苞采集机械手。通过油茶花苞生物学特性分析,使用旋扭式末端执行器可以实现油茶花苞的高效采集,采净率为90%。通过机械手工作空间分析,确定了机械手的尺寸,并将末端执行器搭载到机械手上进行了油茶林田间试验。试验结果表明:搭载了旋扭式末端执行器六自由度机械手,可以到达采摘区间的边界位置,末端在x、y、z方向的最大偏差分别为3.4、3.3、3.4 cm,为油茶花苞智能化采集提供了依据。

新工科背景下互换性与技术测量教学改革研究与实践

互换性与技术测量是高校机械类专业一门必不可少的专业基础课程。针对课程教学状况和难以满足新工科背景下教学方式和能力培养要求等问题,从课程教学资源建设、教学模式改革、实验教学改革、课程思政等几个方面进行研究与实践,实践表明,课程的教学质量和教学效果得到提升。对学生后续专业课程、实践课程的学习以及就业具有重要的作用。

挤压态Mg-Al-Mn-(0.2Sr)镁合金的准静态压缩变形行为

采用准静态压缩实验研究了挤压态Mg-Al-Mn-(0.2Sr)镁合金在0.0001~0.33 s^(-1)应变速率范围内的变形行为。结果表明:挤压态Mg-Al-Mn-(0.2Sr)镁合金的流变应力响应行为具有一定的应变速率相关性,具体表现为流变应力随加载应变速率的增加呈现先降低,后增加,再降低的演变趋势。在压缩变形过程中,两种镁合金试样均产生了较为明显的动态应变时效(DSA)。产生DSA所需的临界应变随加载应变速率的增加而增加,且应力-应变曲线的锯齿类型具有强的应变速率相关性。添加Sr元素降低了镁合金沿径向压缩的流变应力,但对DSA行为具有一定的促进作用。相同应变速率下,挤压态Mg-Al-Mn-0.2Sr镁合金产生DSA的临界应变明显较小,且锯齿幅值略大。此外,Sr元素对孪生也具有一定的抑制作用,导致挤压态Mg-Al-Mn-0.2Sr镁合金的孪晶界出现不同程度的扭曲。

大白菜机械化收获技术研究现状与发展趋势

随着现代农业技术的发展,大白菜机械化收获技术在我国越来越引起重视。目前,我国大白菜收获作业仍以人工为主,机械化收获水平较低。为了使大白菜收获跟上时代的步伐,满足大白菜的生产需要,结合国内外大白菜机械化收获技术,重点分析了大白菜机械化收获中拔取、切根、输送提升及转运收集等关键技术;然后,总结现有收获机及其关键部件所存在的问题;最后,针对我国现阶段的研究情况,对我国大白菜机械化收获方面的研究提出几点建议,旨在为我国大白菜机械化收获技术装备的研发与应用提供参考依据。

基于反射光谱的油茶籽油掺伪量快速测定及特征波长特性研究

为了探索紫外-可见-近红外反射光谱测定油茶籽油掺伪量的方法,按照不同掺伪比例制备了244个油茶籽油掺伪大豆油、菜籽油、花生油、玉米油的样本,以自主搭建的实验平台采集所制备样本在200~1100 nm范围内的反射光谱。将原始光谱进行Savitzky-Golay(SG)-连续小波变换(CWT)预处理后,利用Kennard-Stone(K-S)算法以2∶1的比例将样本划分成校正集和预测集。采用竞争性自适应重加权算法(CARS)、连续投影算法(SPA)、自主软收缩算法(BOSS)、迭代变量子集优化算法(IVSO)进行特征波长选择,分别建立基于支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)、随机森林(RF)的油茶籽油掺伪量快速预测模型,同时对特征波长的特性进行了研究。结果表明:原始光谱经过SG-CWT(L5)预处理和BOSS特征波长筛选后,建立的基于SVM的油茶籽油掺伪量快速预测模型能够鉴别掺伪量为1%及以上的油茶籽油,该模型在十折交叉验证和网格搜索法下得到最佳惩罚因子(c)和核函数(γ)分别为5.2780和0.1088,其预测决定系数(R_(P)^(2))、预测均方根误差(RMSE_P)、预测平均绝对误差(MAE_(P))分别为0.9985、0.0134、0.0102。特征波长聚集程度和陡度对模型预测结果存在一定影响。综上,建立的基于反射光谱的油茶籽油掺伪量快速预测模型预测误差小,预测效果较好。

园林修剪机器人臂端刀具优化设计与稳态分析

我国园林绿化面积不断扩大,但园林修剪机设备目前处于半人工半自动化状态。为此,提出并设计了园林修剪机器人,并对园林修剪机器人末端执行机构刀具进行优化设计与稳态特性研究,最终达到设备稳定修剪的目的;阐述了园林修剪机器人末端中机构的结构、工作原理及操作方法;以多种组合刀具为研究对象,利用ANSYS有限元分析以及其Ls-Dyna有限元显式求解程序对多种组合修剪刀具进行静力学分析、模态分析及动力学仿真计算,构建出应力值与应变值、刀具齿数、刃口形状的关系模型;然后,进行齿数、刃口形状对刀具进行稳态特性优化,研究稳态性能,找出刀具最优组合。结果表明:最佳刀具组合为100齿双刃,其最大应力、最大应变值分别为5.3475×10^(6)Pa、2.6342×10^(-5)m/m,刀具共振频率为243Hz。切割动力学仿真分析表明:刀具在切割外径8mm的树枝时,刀具修剪能量变化均匀,对树枝修剪产生的切割力呈现有规律的曲线,最大切割力为498N。智能园林修剪机器人修剪试验结果表明:修剪刀具在不同的转速下进行园林修剪,呈现出良好的稳态特性,运行平稳,刀齿端磨损较少,无共振现象,达到了设计目标要求。

林地开沟机刀具优化设计与试验

针对林地开沟条件恶劣、开沟困难的情形,设计一种开沟刀,对设计的开沟刀进行切削土壤研究与参数优化。利用LS-DYNA建立开沟刀—土壤切削有限元模型,得到开沟刀土壤切削过程等效应力、切削阻力以及切削能耗的变化规律。以平均切削阻力为指标,建立正交仿真试验,探究刀片厚度、刃倾角和刀片切削速度对平均切削阻力的影响。正交仿真试验结果表明:平均切削阻力最小时的最优参数组合为刀片厚度6 mm,刃倾角45°,刀片切削速度2 m/s;各因素影响平均切削阻力的顺序为刀片切削速度>刀片厚度>刃倾角。对优化后的开沟刀进行静力学分析,刀具的强度与刚度满足要求。林地试验开沟刀切削阻力平均值为232.6 N,试验值与仿真值误差为7.1%,表明开沟刀—土壤切削模型可用于开沟刀参数优化。

剪切式油茶花采摘末端执行器设计与实验

针对油茶花采摘难度大、效率低、劳动强度高等问题,通过采样试验分析了油茶花的生物学特性与力学特性,得到油茶花花茎剪切力为14.24N。设计了一种油茶花采摘末端执行器,其结构简单,动作灵活,质量轻便,是能够实现剪切式采摘的机械手爪。通过力学计算得知:在电推杆驱动下,末端执行器能够输出大小为62.5N的剪切力,并顺利将油茶花茎剪断采摘。通过Inventor软件建模和ANSYS有限元分析,确定油茶花采摘执行器的采摘刀爪为小变形,满足采摘要求。试验得到了油茶花采集选用采摘机械手爪的采摘可行性,为采用机械手采摘油茶花花朵的试验方案提供了理论支持,为采摘机器人的设计与试验提供了重要的数据参考。

顶出式水稻有序抛秧机取秧系统的设计与试验

针对现有水稻抛秧机存在移栽效率低、漏秧、塑料钵苗盘回收难问题,设计了一种硬盘育苗顶出式有序水稻抛秧机取秧系统,由送盘机构、顶出机构及回盘机构等机构组成。为此,构建了取秧系统的三维模型,对顶出机构的端面凸轮进行设计分析,得到凸轮的最大顶出速度;利用Ansys软件对端面凸轮进行强度分析和疲劳寿命分析,得到其最大应力、最大位移变形、最大疲劳寿命和安全系数,各项参数均符合使用要求。试验结果表明:在样机前进速度v=1.5km/h、栽植频率为1300株/min的工况下,水稻抛秧机取秧系统的株距合格率为98%,空穴率为3.2%,秧盘损伤率为0%,满足秧苗移栽作业要求。