基于OBE理念的实验课课程思政教学设计

在高校全面推进课程思政建设的大背景下,分析实验课课程思政的必要性、可行性。为解决传统实验课教学中强调知识运用和能力培养,忽视思政教育的问题,基于OBE理念探索知识、能力和素质协调发展的实验课课程思政教学设计。以机器人系统集成与应用综合实验课程为例,从课程目标、实验教学平台、教学内容、教学方法和教学评价五个方面进行课程思政教学设计。实践证明,课程教学效果明显,可以为实验类课程开展课程思政教学提供参考。

机械类应用型本科专业力学课程群教学改革——以《理论力学》混合式教学为例

如何有效提升机械类应用型本科专业力学课程的教学效果,是力学课程群建设的重要内容。本文以理论力学课程为例,提出混合式教学改革的具体举措和内容,以学生线上理论自主学习和线下实践教学为主的教学模式改革,充分发挥混合教学优势,构建力学课程群教学体系,形成适合机械类应用型本科专业力学课程群教学改革的经典案例。

工业机器人综合训练平台

为了适应应用型人才培养的需要,开发了一套贴近工程实际的工业机器人综合训练平台。该平台硬件包括基于三菱PLC和触摸屏的控制板和FANUC机器人。控制板作为上层装置,提供人机交互界面,启动机器人运动程序并对机器人状态进行监控。机器人作为下层装置,执行指定的作业。控制板与机器人之间的通信提供并行IO和CCLINK总线两种可选方式。基于该平台,学生可以选用合适的机器人末端执行器,连接机器人与PLC的通信线路和气动回路,编写机器人和PLC程序,设计人机交互界面以完成机器人训练任务。经过多班次的实践表明,该平台能够充分调动学生参与的积极性,取得了良好的教学效果。

机械设计项目化教学的点滴思考

分析目前机械设计课程设计教学中存在的问题,提出以项目化教学代替减速机设计的解题思路。归纳项目化教学方案顺利实施的四点注意事项,即选题要求、团队组建、项目监管和项目评价,以期为高校今后开展项目化教学工作提供借鉴。

基于牛顿—欧拉法的3-UPS/S并联机构动力学分析

以3-UPS/S并联机构的运动支链为研究对象,得到支链运动与动平台运动之间的映射关系。以此为基础,采用牛顿—欧拉法分别对运动支链和动平台进行动力学建模。通过消除构件间的内力,建立了3-UPS/S并联机构的动力学模型,得到驱动力与机构运动及外力之间的关系。最后给出了仿真算例,得到了当动平台做一定规律运动时,驱动力及约束力的变化曲线。

基于GALIL运动控制卡的并联机构控制系统设计

为了满足并联机构复杂的运动控制需求,在进行运动学分析的基础之上,设计了一套并联机构运动控制系统。该系统采用PC机+GALIL运动控制卡的结构形式,并提供多种机构路径输入模式。借助于运动学反解模块,机构路径被转换为运动支链位置数据,并通过上下位机通讯模块传送给运动控制卡,从而实现系统所需要的控制任务。

下肢康复用并联式外骨骼膝关节的设计

提出了下肢瘫痪病人康复用并联式外骨骼膝关节的设计方法。通过分析传统单自由度转动副和多连杆机构的不足,采用平面二自由度并联机构对膝关节外骨骼化,以提高外骨骼膝关节的仿生性和通用性,并提出了该机构辅助人体膝关节进行康复训练的实施方案。在运动学分析的基础上,以满足人体正常行走时膝关节的运动范围要求和提高机构运动学性能为目标进行了结构参数优化设计。初步分析表明,该机构用于下肢瘫痪病人康复训练时具有仿生性高和通用性强的特点。

踝关节康复机器人设计及人—机运动映射分析

设计一种康复机器人以帮助病人实现踝关节的康复训练。在自由度分析的基础之上,所设计的康复机器人采用3-PUS/S型并联机构。采用旋量理论验证了康复机器人可以实现与踝关节相同的球面运动。通过运动学分析得到机器人的雅可比矩阵。为解决机器人回转中心与踝关节中心不重合的问题,进行了踝关节到康复机器人的运动映射分析。最后通过数值仿真对运动映射进行了验证。

基于LabVIEW的动力电池密封性测试系统

密封性测试是动力电池生产制造过程中一个非常重要的环节。采用模块化设计方法,搭建了用于自动检测电池密封性的软件系统。该系统以LabVIEW作为上位机的开发平台,借助于ModbusRTU协议,实现了上位机与PLC的信息交互。通过调用VISA接口函数实现了测试数据的读取,并借助于Database模块完成了对远程MySQL数据库的访问操作。测试系统集流程控制、数据采集、显示和数据库操作于一体。实际应用表明,该系统运行稳定、界面友好,达到了设计的要求。

备胎装配数据交互系统的设计

为了实现汽车备胎与车型的正确匹配与组装,设计了一套备胎装配的数据交互系统。利用网络通讯技术实现了数据交互系统与生产信息服务器之间的通讯,以获取生产任务原始数据,并进行数据解析。基于OPC技术,设计了OPC客户端,以实现PC机与PLC的通讯,将解析后的数据通过PLC传送给机器人和轮胎线,驱动机器人和轮胎线正确动作。通过对用户操作编码的方法,实现了用户数据添加、删除等操作与生产任务数据接收、处理及发送等多项任务之间的同步。

基于LabVIEW的机器人餐厅服务器设计

为实现机器人餐厅多模块间正确的数据交互,设计了一套餐厅管理服务器。利用网络通信技术,构建了以服务器为中心的控制系统结构。基于LabVIEW编程语言设计了网络通信协议,实现了服务器与点餐机器人、配餐机器人和送餐机器人之间的通信。从分析订单数据出发,将订单数据解析为以餐盘为单位的数据,从而得到菜品在餐盘中的布局形式、位置坐标,为配餐机器人和送餐机器人的动作控制提供依据。实际应用表明,该服务器程序能够有效地对订餐信息进行管理,实现机器人餐厅的正确运作。

交互式自行车模拟器

对基于虚拟现实技术的自行车模拟器进行了系统研究。从系统总体结构出发,介绍了基于Stewart平台的运动提示机构,它提供给人运动的感受;把手和脚踏板力觉提示系统,对人进行力觉提示;视觉仿真系统,显示逼真的三维动态图形,从而增强了自行车模拟器的逼真度。最后对系统集成及各部份信息交互问题进行了讨论。

并联式踝关节康复机器人设计

根据人体踝关节的运动特点,提出采用具有3个转动自由度的并联机构实现踝关节康复训练机器人。通过自由度分析,开展机构分支运动链设计,得到了3-SPS/S型并联机构。研究了机构奇异性出现的条件,奇异性分析结果表明:不同的机构结构形式,其运动学性能也完全不同。

基于SolidWorks的机器人离线示教方法

工业机器人主要采用人工示教、运动再现的工作方式。为减轻人工示教的工作量,开发了一套机器人离线路径生成系统。通过SolidWorks二次开发,获取操作对象上的运动路径。通过位姿变换,将运动路径上的点转化为机器人末端执行器的位姿。经机器人专用仿真软件仿真表明,该离线示教方法能正确指导机器人实现指定运动。

面向应用型人才培养的测试技术课程实践项目研究

为满足应用型人才培养的需要,针对测试技术课程理论教学效果不理想、学生工程实践能力不强的问题,从工程应用角度出发,基于LabVIEW软件工具,开发了包括信号合成与频谱分析、转速测量、力测量、多路信号采集及创新测控实践等多个实践项目。通过这些实践项目的实施,学生对课程内容有了更加深入的理解,教学效果得到明显改善。

机器人综合实验平台控制系统设计

为了更好地开展综合设计性实验,培养机械电子工程专业学生利用专业知识解决实际问题的能力,对机器人分拣线的控制系统进行了研究。系统以威纶触摸屏和西门子可编程逻辑控制器(PLC)为主控制器,通过读取条码枪的串口数据,控制工业机器人采用不同末端执行器对工件进行分拣作业。开发LabVIEW程序访问数据库,以实现对工件的信息管理。通过PROFINET工业以太网,有效实现了PLC、触摸屏和计算机之间的信息交互。实践证明,系统具有实践性、综合性强的特点,能够充分调动学生参与的积极性,取得了较好的教学效果。

基于OPC的MPS监控系统的开发

介绍了一种采用OPC技术实现模块化生产加工系统监控系统开发的方法,该方法以PC机作为用户操作接口,以OPC服务器和客户端为操作手段实现PC机与PLC的通讯,OPC客户端采用VC++开发。

呼吸训练器在COPD患者缩唇腹式呼吸训练中的应用

目的探讨呼吸训练器在慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）患者缩唇腹式呼吸训练中的应用效果。方法 2013年3月~2014年3月对52例COPD患者进行缩唇腹式呼吸训练,并采用随机数字表法分为对照组和观察组,每组各26例。观察组患者应用呼吸训练器,对照组采用缩唇腹式呼吸训练。两组患者均进行呼吸训练6个月。比较两组患者训练前后的肺功能各指标。结果观察组患者训练6个月后肺功能各指标均高于对照组,组间比较,均P〈0.05,差异具有统计学意义;两组患者训练6个月后肺功能各指标均高于各组训练前,组内比较,均P〈0.05,差异具有统计学意义。结论应用呼吸训练器进行缩唇腹式呼吸训练能有效改善COPD缓解期患者的肺功能,值得临床推广应用。

虚拟环境中六维动感平台控制系统的设计

针对采用Stewart机构架构的六维动感平台 ,概述了该平台的应用背景、结构特点 ,对该平台进行了运动学建模 ,并结合虚拟现实技术对运动仿真的要求 ,详细讨论了基于PMAC(多轴运动控制卡 )的主从式控制系统的硬件平台、软件模块、系统的实时性。

虚拟现实中的力觉装置研究

虚拟现实技术的关键是人和环境的"交互性",人在其中获得身临其境的感觉,力觉是其中一种。此文通过对用于骑车仿真虚拟现实系统的力觉提示装置的描述,介绍了一种实用、有效的力觉提示装置。