阻镀漆智能涂绘生产线气动控制系统设计

汽车上有许多塑料材质的饰件,通过电镀工艺可增加装饰性、提高硬度和耐磨性。饰件在安装时利用自身卡扣或者进行超声焊接,由于工艺需要,卡扣及焊接处不能被电镀,需涂绘阻镀漆实现这些位置的防护。因汽车更新换代迅速,饰件需求量大,并且种类繁多、形状复杂,阻镀涂绘工作劳动强度较高。为解决这一现状,研制阻镀漆智能涂绘生产线,利用机械手实现阻镀漆自动化涂绘。生产线设计为多工位,机械手循环作业方式。鉴于饰件单批次数量少、种类多,设计为三种类型饰件同时涂绘,设计气动快速夹具系统实现三维复杂饰件的平面内定位;针对不同类型饰件涂绘出漆量、涂绘速度不同,设计出漆自动控制系统;针对阻镀漆易固化堵塞管线的特性,设计自动气、液冲洗系统。经实验验证,气压设定误差±0.5%范围内,不影响涂绘效果;气动夹具系统配合机械手视觉实现涂绘位置的精确控制,重复定位精度可达0.1 mm;通过自动气、液冲洗系统清洗管线回路后,系统长时间停机可保证不发生堵塞。

基于人工智能的舞蹈动作识别与评分系统开发

为解决线上线下融合式成绩评定一体化难以实现的问题,文中将人工智能的动作识别理论应用到舞蹈教学中,开发了人机互动的评分系统,实现了移动端的实时查询。在教学时通过使用可穿戴传感器惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)来收集舞蹈动作的数据信息,之后对数据进行标准化处理和滑动窗口数据分割,从而建立了长短期记忆(long short-term memory,LSTM)深度学习模型。通过研究模型动作识别的测试结果,发现模型准确率可达到94.28%。同时,利用LSTM深度学习模型和HTML5、CSS3等技术实现了人机互动形式的可视化实时成绩查询功能。文中提出的智能评分系统促进了课内外一体化的动态结合,实现了大学体育课程的智能化教学。

基于动态节拍控制的智能灌装生产线的设计

研究的带有动态节拍控制的自动灌装输送线设备控制系统,对于大多数的自动化灌装生产线,用固定的上料、下料速度就可以满足生产的需求,但对于多台相同功能的灌装秤的作业时间在现实上不可能完全相同,还有出现故障的状况,这样就会出现工位间负荷不均衡,各工位间工作快慢不同的现象,负荷高的工位会产生拥堵而负荷低的工位却经常无料可加工。此次研究的项目是由20台相同功能的灌装秤组成的自动灌装输送线设备,为了克服作业负荷不均衡的不良现象,通过引入动态节拍控制功能,对上料的时间进行节拍化,同时对作业进行研究、对时间进行测定,以使各个工位的工作能力都能够充分利用,保证生产线顺畅运行,即实现生产的平衡性。

基于嵌入式系统的智能一卡通处理终端设计

为更好实现我国智慧城市建设中通用、共享、快捷、方便、安全的"一卡通用"的小额支付体系,以及拓展智能一卡通卡在公共交通领域的应用和信息获取,在系统需求分析的基础上,采用自顶向下的方法完成智能一卡通处理终端整体系统设计、硬件和软件系统设计,以及车载刷卡、实时监控、全球定位、WiFi热点、无线数据互通、后台数据处理、远程管理终端等功能模块的设计。实际应用表明,基于嵌入式系统的智能一卡通处理终端在系统功能方面能够满足城市中公用服务收费需求,能够为公共交通等服务行业机构的运营与决策提供数据资源,将促进国家金卡工程建设。

基于用户需求导向的智能座舱柔性试验台概念设计集成方法

为解决传统座舱试验台结构同质化及模块化设计不足等问题,采用亲和图法整理了汽车故障及用户初始需求;采用模糊Kano模型进行需求指标权重计算,并结合质量特性要素进行用户核心需求汇总;通过功能分析系统技术(Function Analysis System Technique,FAST)黑箱模型将用户需求转化为功能需求,并引入公理设计(Axiomatic Design,AD)理论与功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure,FBS)模型进行逐级映射,最终确定智能座舱柔性试验台的结构设计要素。该设计过程以用户核心需求为导向,通过FAST-AD-FBS集成方法的应用,克服了传统产品概念设计中用户需求与产品功能结构设计间存在矛盾的问题,为提高产品创新设计的完整性及准确性提供了理论参考。

一种双工位旋转式上甑机器人设计

上甑是白酒酿造的关键工序,为解决传统白酒酿造上甑过程中劳动强度大、酒质及产酒率不稳定等问题,依据上甑过程的工艺要求及标准,设计了一种双工位旋转式上甑机器人。该机器人采用3个旋转关节和撒料器实现上甑铺料的平面定位,平移关节实现撒料高度的控制。对机器人的正、逆运动学进行了解析求解和验证,采用Monte⁃Carlo法模拟了上甑机器人的工作空间;基于有限元方法对关键部件进行了强度及模态分析。通过物理试验样机的现场测试,表明样机上甑相比于人工上甑的出酒率提高了10%左右,尾酒度数降低了5°~7°,有效提高了上甑的效率,验证了设计的可行性。模拟仿真与样机测试结果表明:文中上甑机器人的结构及功能满足设计要求,可为上甑机器人的设计及后续性能优化提供参考。

救援机器人远程控制系统的设计与实现

救援机器人远程控制系统决定了救援机器人的整体性能,是救援机器人完成救援任务的关键。基于Lab VIEW图形化编程环境的采集模块,实现视频和音频的数据信息实时采集;同时,采用Lab VIEW的Web技术将VI前面板发布到网页,客户端通过浏览器访问服务器端,远程操控VI前面板,从而实现对救援机器人的远程控制,即现场视频、音频数据信息的远程传输。最后,在自行搭建的模块化机器人上开展视频和声频远程控制的实验研究,验证所提救援机器人远程控制方案的可行性。

一种具有压力检测功能的智能医疗夹板设计

传统的医用夹板被用于固定桡骨远端骨折,它只能依靠医生的经验来控制压力,这将直接影响骨折的康复过程。文中设计并制造了一种具有压力和温度检测功能的智能夹板。首先,对用于桡骨骨折固定的传统四种夹板之一的宽夹板进行了重新设计,并通过三维(3 dimension,3D)打印技术进行打印。在人体工程学的基础上,夹板增加了高密度的通气孔、扎线槽、传感器接触点、电路槽和电池。其次,对压力传感器进行选型并设计控制电路,该电路可同时检测多个通道的压力值及当前温度值,并在本地的有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)屏幕上实时显示。最后,通过蓝牙将采集数据上传到手机,利用大数据分析病人的康复数据,从而得到最优治疗方案。

大学工科实验教学考核方法改革与实践

针对大学工科传统实验考核方法对学生实验过程无法全面评价以及评分标准主要依赖于教师的主观认知等缺点,对能源动力类实验课程的考核方法进行了改革。在确立考核目标和原则的基础上,通过例如增大平时实验成绩比例、细化平时成绩考核标准、量化期末实验操作考核评分标准、设置设计性实验加分环节和评分标准等多种手段改进实验考核方法。实践表明,实验考核方法的改革使实验课程的考核真正起到"以考促教,以考促学"的作用,从而提高了实验教学质量。

钢管输送机构的PLC控制系统设计

介绍了钢管输送机构的基本结构及工作原理,根据该输送机构的运动要求,设计了基于顺序控制的PLC控制系统,该控制系统设计简单、调试方便、可靠性高,不仅具备自动控制模式,还具有手动控制功能,通过精确的自动化输送提高了生产效率。

基于BP神经网络的智能定量供种系统设计

为确保双级振动精密排种器工作时在充种均匀的前提下实现连续播种,设计智能定量供种系统。为提高定量供种精度,基于BP神经网络对勺式外槽轮供种装置建立定量供种预测模型,建立隐层结点数为6的神经网络模型。BP网络训练结果表明,当网络模型训练步数为71步时,网络的均方误差为4.61×10^(-5),小于设定值5×10^(-5);采用16个理论供种模型样本与测试样本进行BP网络测试,结果表明,基于BP神经网络预测模型仿真得到的预测值相对误差较小,其精度高于理论供种模型的精度,且神经网络相对误差均小于5%,获得的样本误差平方和为5.59×10^(-4),小于设定目标值8×10^(-4),满足预先设定要求;最后,利用建立的定量供种预测模型,对4种不同千粒重的超级稻种子进行仿真,得到振幅分别为0、5、10、15μm下的排种轮转速与供种量关系,该研究结果可为确定定量供种器的工作参数提供理论依据。

人机工程设计中的虚拟仿真技术研究进展

为研究人机工程设计中虚拟仿真技术在制造业多领域中的应用,列举了多种人机工程仿真工具内置人体数据库种类,并根据人体模型特征将人机工程仿真工具进行分类;归纳并分析了不同类型的人机工程仿真工具及其工效评价方法与应用领域;重点研究了基于肌肉骨骼模型驱动、基于几何模型驱动及基于真人驱动的人机工程仿真工具工作流程、功能、应用及进展;指出未来人机工程虚拟仿真技术的发展方向和趋势。

基于深度强化学习的单机械臂智能控制算法

机械臂的运动控制问题一直是当下的研究热点,而传统控制算法存在环境适应性差、效率低等不足,已经难以满足当今工业复杂环境等对机械臂的需求,近几年新兴的智能控制算法逐步应用到机械臂的控制上,提高了机械臂的智能性和工作效率。深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)作为人工智能算法之一,已经形成适用于离散和连续状态空间的智能控制方法,目前用于机械臂运动控制的深度强化学习算法大多属于连续状态空间控制方法,并且取得了较好的实验效果。文中阐述了几种单机械臂深度强化学习运动控制算法,从优缺点、适用性等方面进行分析对比,为单机械臂的智能控制提供参考。

精密机床导轨装配误差一致性工艺控制方法研究

为了提高精密机床导轨装配误差的一致性,提出了基于工艺过程控制的导轨装配方法。首先,提出了基于“镜像”反变形法的单导轨装配误差控制方法,根据导轨误差的影响因素,采取反向刮研导轨基面的方法来提高单导轨的装配精度,给出了导轨基面的刮研形状和刮研数值的计算方法。其次,提出了基于“跨桥法”的双导轨装配误差控制方法,通过测量基准导轨和从动导轨之间的相对误差,计算出从动导轨安装基面的调整量。最后进行了实验验证,结果表明,运用所提方法,单导轨的直线度误差从13.2μm降低到4.2μm,双导轨在垂直方向的相对误差从14.5μm降低到4.5μm,水平方向的相对误差从20.3μm降低到6.2μm。研究结果对机床精度设计和装配误差的控制具有指导意义。

超临界二氧化碳离心压缩机气动设计及变工况性能预测

根据超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SCO_(2))的物性特点,调用美国国家标准技术研究所(national institute of standards and technology,NIST)发布的二氧化碳物性参数,开发了SCO_(2)离心压缩机一维设计及性能预测的程序。利用该程序完成了-10 MW SCO_(2)布雷顿循环发电系统中的分流压缩机气动设计以及不同转速下的性能预测,并结合数值计算与流场分析,结果表明:在设计转速下,一维预测结果与三维数值模拟所得的压气机性能结果在小流量区域变化趋势与数值大小吻合较好,但是在堵塞工况点附近两者存在一定的偏差。在其他转速下,一维预测结果与三维数值模拟所得的压气机性能结果吻合较好,表明该一维性能预测能较好预测SCO_(2)离心压缩机的变工况运行特性。

基于移动终端的家庭智能用电系统设计

当前物联网技术已成为智能化领域的研究热点,并且被逐步应用到家庭用电领域。在此背景下,设计了一种基于移动终端的家庭智能用电系统,包括能够单独计量及控制的多插孔智能插座,功能完备的可视化平台,实现用电异常检测与终端平台预警。该系统优化了传统智能插座的缺陷,实现了智能设备与物联网的连接,可以采集、监测、控制、管理、诊断用电,帮助用户合理管理、优化家庭用电。

基于TRIZ理论的板书教学系统改进设计

针对目前板书教学系统产生许多危害健康的因素,运用TRIZ理论及解决方法对目前板书教学系统进行组件与功能分析并绘制功能模型图,从分析结论可以得到该系统存在3个具有危害性的因素,进而使用技术矛盾分析、物理矛盾分析及物场模型分析该系统并使用TRIZ工具中的发明原理与标准解来解决该系统中存在的问题并获得新的设计方案,最后通过方案总结获得最佳结论方案。

具有干扰抑制的电液伺服系统控制器设计

电液伺服系统的控制精度受到建模不完整和非线性因素的影响,这制约了控制器的控制性能。对此,通过设计一个不匹配干扰来描述系统的模型误差,建立了考虑摩擦以及不匹配干扰的阀控缸数学模型。通过设计观测器来预测系统中存在的不匹配干扰,使用基于参数映射的自适应律处理系统中的不确定参数,同时由非线性反馈项抑制误差造成的影响,最后对控制器性能进行分析。使用Matlab对系统进行仿真,并与采用PID(proportion integration differentiation)控制器和自适应鲁棒控制器的仿真结果进行比较。结果表明,本文所设计的控制器能够能有效抑制不匹配干扰对系统的影响,显著提高系统的控制精度。

在能量空间中实现非线性双转子系统的碰摩振动机理表征

碰摩是转子系统发生失稳的一个重要原因。在碰摩故障发生时,转子与机壳随时间的推移在碰撞和脱离等状态间变化,容易产生能量交换,并引发复杂的振动现象。通过构建带碰摩故障的非线性双转子系统模型及动力学方程,采用龙格-库塔法进行数值仿真,在相空间中分析系统的非线性振动特性。在振动能量空间中使用非线性能量供给函数模拟碰摩故障发生后系统的转子振动能量变化,利用振动能量轨道的迁移表征碰摩振动机理。研究结果更好地揭示了非线性双转子系统发生碰摩故障后的碰摩振动机理,提出的方法为双转子系统的振动机理分析提供了新的视角。

面向畜禽加工的智能化装备与技术研究现状和发展趋势

现阶段,智能化加工装备与技术代表着生产力,是提高生产效率、转变发展方式的物质基础,智能化装备技术在畜禽加工过程中的应用在保证稳定、可靠的生产过程的同时,有着显著的经济效益。总结了智能化装备在畜禽屠宰、分割和分级等加工过程中的应用,归纳了国内外学者在机器视觉、光谱检测、多种技术融合、X射线CT成像和超声波成像等智能化技术在畜禽加工领域的诸多研究成果,分析了当前畜禽加工中存在的智能装备不系统、智能化技术不成熟的问题现状,展望了未来智能装备技术在畜禽加工中设备类型标准、多样化,提高设备集成化水平,促进技术融合等发展趋势,为畜禽加工智能化装备技术研究与行业智能化发展提供相关信息和参考。