OBE-CDIO教育理念指导下“互换性与测量技术”教学改革研究

面向工程教育专业认证需求,基于OBE-CDIO理念的课程改革,结合“互换性与测量技术”课程在传统教学中存在的问题,立足以“学生为中心,成果导向,持续改进”的教育思想,本文从课程目标、课程教学内容、课程教学方法、课程实践能力提升和多元化课程体系评价进行了本课程的教学改革,培养学生提高解决实际工程问题的能力,提高本课程支撑毕业要求相关能力培养的达成度,促进本课程的持续改进。

重能力求创新:推进机械设计课堂改革探究

机械设计课程是以新工科建设为背景,适应国家创新驱动发展,先指出课程存在内容传统、课堂讲授为主和实践教学相对单一等不足,通过设定课程目标,根据目标对课程内容进行重构,课堂教学改革以及教学评价改革等贯穿机械专业人才培养全过程,实现多课程综合应用,融合信息技术与产业技术,重组内容、搭建新的实践平台,重构评分标准,融合第二课堂,贯彻学院“七个一”工程,可操作性强,形成对同类高校具有示范引领作用的新模式,对提升机械专业一流创新人才的培养质量具有重要的参考价值。

一种工业机器人手部的设计

机器人手部是安装于机器人手臂末端,直接作用于工作对象的装置,其手部的结构、重量、尺寸对于机器人整体的运动学和动力学性能有直接、显著的影响,因此手部设计是机器人设计中的一个重要环节。本文进行了一种手部在V型指上增加平面指的设计,能扩大夹持范围,避免因频繁更换手部而影响工作效率;在传动机构上运用连杆平行机构,提高了整个手部的刚性,使爪钳开合不同时夹紧力保持不变,同时手爪运动始终保持平行,保证定心误差为零;通过建立手指库实现机器人的一机多能,减少了设计和制造误差,进而降低成本。

一种墙面清洁机的研究与设计

文中设计了一种墙面清洁机,以220V交流电为动力,通过套筒将动力传递给软管软轴,带动工作头和圆盘状的羊毛毡旋转运动,按需要工作头可挤出适量的清洁剂和水,从而实现对墙面清洁。此设计可广泛应用于各种高楼外墙的清洁,成本低、功能强、高效率、智能化程度高、适应性强,墙面清洁机巨大的市场潜力和广阔的应用前景,将给人们带来很大的便利和生活的舒适。

一种新型工业机器人手部的设计与分析

设计了一种手部将连杆平行机构巧妙运用在V型指上增加平面指,扩大夹持范围,避免因频繁更换手部而影响工作效率。列出手部动力学方程使手部位姿得到满足,通过建立手指库与夹持器库从而实现机器人的一机多能。

一种无尘墙体打磨机的设计

设计了一种手持便携式无尘墙体打磨机。打磨机以220V交流电为动力,电动机通过套筒联轴器将动力传递给软轴,再由软轴带动工作头作业。通过工作头内部风扇的转动产生负压,将磨墙产生的灰尘吸入吸尘箱,通过过滤网和出气口将空气排出,减少灰尘对工人的伤害,同时起到环保作用。此设计可广泛应用于内外墙面磨平和抛光处理、木工件和金属件的打磨抛光和旧油漆的除漆处理等,大大提高施工效率和工程质量,打磨效率是人工的4-6倍。

一种新型高楼清洗爬壁机器人的设计

设计出一种气驱动、真空吸附、灵活移动的十字框架式清洗爬壁机器人。机器人本体上装有清洗装置和污水再回收系统使机器人实现自给供水,减轻负载重量。十字框架结构和真空吸附方案使机器人灵活移动,避障能力强。通过一种稳定的PLC控制方案,使机器人具有自动和手动两种操作方式,使其能更好地完成高层建筑壁面的清洗工作。

墙体打磨机的设计与分析

该新型墙体打磨机集打磨、清扫、吸尘等功能于一体,主要由砂纸、扇叶、吸尘罩和手柄组成,并带有储尘箱体。

煤矿智能巡检机器人稳定平台的工作空间分析及平滑轨迹规划研究

针对传统稳定平台难于实现煤矿智能巡检机器人承载巡检仪器受井下崎岖路面产生六自由度的复合干扰问题,设计了一种4-SPU并联机构作为稳定平台装置。采用矢量法构建运动学逆解模型,通过三维边界迭代搜索法求解可达工作空间,分析可得工作空间连续无空洞现象。采用7次B样条插值方法构造平滑轨迹,以稳定平台冲击度最优建立目标函数,通过序列二次规划方法进行优化。仿真结果表明,智能巡检机器人稳定平台跟踪轨迹的速度、加速度和加加速度平滑连续且满足运动约束条件。该研究为后续智能巡检机器人的动力学分析和控制研究提供了理论依据。

新工科背景下“互换性测量技术”课程的线上线下混合式教学改革探索

以新工科建设为背景,针对新工科背景下应用型和创新型人才的培养目标,以“互换性测量技术”为载体,探索该课程线上线下混合式的教学改革模式,融入课程思政教育,满足不同个性化学习需求,实现立德树人,拓展学生的知识面与视野,提高实践教学的效果,加强师生互动,实现以学生为中心的自主式、参与式、探究式和合作式学习。

应用型本科互换性测量技术课程教学改革探索

以“互换性与测量技术”课程为载体,针对目前传统教学中存在的问题,提出面向应用型和创新型人才的课程模式改革思路与改革手段。探讨基于超星学习通的混合教学模式的具体措施,实现理论知识与应用实践的有机结合,为培养应用型本科人才奠定基础。

《互换性测量技术》课程思政的教学研究

高校要把立德树人作为育人的根本任务。本文以机械类专业课互换性测量技术出发,从课程思政目标定位及现状、课程思政元素的挖掘与融入和课程评价及建设效果,进行课程思政的教学研究,以期为机械类专业“三全育人”的教育理念提供教学借鉴。

多向分层增材制造的并联执行机构设计

目前多向分层增材制造的执行机构多采用串联结构,大大限制了打印精度和速度。文章设计了一种新型解耦并联执行机构,主要由Delta机构和曲柄摇杆机构组成。传动方式通过滚珠丝杠螺母传动,动力源选择步进电机和舵机等实现多向分层增材制造多自由度和大转动空间的功能需求。采用Solidworks软件建立机构的三维模型并针对关键零部件进行有限元仿真分析,验证设计方案的可行性,为同类型执行机构提供依据和参考。

冷滚打成形不同材料制件中残余应力分布研究

为有效控制冷滚打成形不同材料制件时残余应力对使用寿命和表面质量的影响,针对紫铜、LY12和40Cr成形件中残余应力分布及变化规律进行研究。用Abaqus软件建立冷滚打成形动-静态仿真模型,并进行路径和区域划分,通过仿真获得制件表面残余应力分布区域和齿底残余应力的变化情况。结果表明:材料对成形件中残余应力分布及变化规律影响较大,其中40Cr制件中残余应力分布相对于紫铜和LY12更有利于制件质量提高。在自行开发设备上用40Cr进行冷滚打试验,并对成形件深度路径上切向残余应力进行测量,最大值在距成形件表面0.6 mm处,约为550 MPa,与仿真结果基本吻合,验证了有限元仿真结果的准确性。

新工科背景下应用型本科院校实践教学质量提升研究

文章通过对新工科人才国家战略需求标准研读,分析目前本校机械专业在新工科背景下人才培养中综合实践教学的匮乏,以及现有的实践环节不能支撑社会对复合型人才的需求,提出通过提升老师的科研实力、学生参与老师科研项目以及科研成果转化等形式从源头上先解决老师的理论水平,并给出具体操作方法,通过“科研服务教学、科研促进教学、科研反哺教学”的思路,形成“科研-教学-竞赛”三位一体的综合实践课程教学,以提升实践教学质量。

不同滚打方式下滚打变形力的实验研究

为了获得滚打方式对冷滚打变形力的影响规律,依据冷滚打成形的基本原理,在改装的冷滚打成形设备上进行实验,完成了成形过程中不同滚打方式下稳定阶段变形力的测量,通过分析获得了滚打方式对连续和单次滚打变形力的影响规律。结果表明:冷滚打成形的过程中,顺打、逆打的径向变形力基本相近,其中顺打时的切向力大,且方向与逆打时的相反;单次冷滚打中变形力的变化规律为顺打加载慢、卸载快,逆打时则反之。研究结果可为冷滚打成形中不同滚打方式的选择提供参考。

具有曲面纹理馆藏文物三维重构的逆向设计研究

本文采用非接触式测量技术,通过提取文物二维照片中的颜色信息和深度信息,采用ZBRUSH和3D打印技术实现复杂曲面馆藏文物的数字化模型三维重构。极大的避免了对文物的再次损伤,实现对一些仅有照片保存的馆藏文物的数字化实体模型三维重构,丰富了文物的保护方法,并同时为其他领域与逆向重构技术相结合提供理论依据和技术支撑。

质量放大系数对冷滚打成形廓形与变形力的影响

为了获得质量放大系数与计算时间和精度之间的关系,依据冷滚打成形的基本原理,应用ABAQUS软件建立了有限元仿真模型,分析质量放大系数对成形廓形、变形力和计算时间的影响,实验验证仿真结果的准确性。结果表明:当质量放大系数大于10^(5)时,获得的仿真廓形和变形力误差很大;当质量放大系数系大于10^(4)、小于10^(5)时,计算时间没有明显缩短,而仿真精度受到一定的影响;当质量放大系数系为10^(4)时,相同工艺条件下实验与仿真获得的径向力最大值相差约2%,切向力最大值相差约为8%,廓形截面形状各部分也基本吻合,验证了仿真模型和仿真结果的正确性。

应用型本科院校非电类专业电工学课程教学改革探索

文章针对目前非电类专业电工学课程教学中存在的实验重视不够、没有专业针对性以及新的教学方法、手段和技术没能及时应用于教学三个问题,并结合应用型本科院校非电类专业电工学课程的特点,从大纲修订、教学方法改革和考核方式改革三个方面进行了电工学课程改革探索。