高校测控技术与仪器专业“四环六边多元立体”课程思政体系构建与实施路径——以光电测试技术课程为例

针对目前高校课程思政在内容设计与体系构建中存在的表面化、“硬融入”“两张皮”现象,结合测控技术与仪器专业人才培养目标,通过强化高校测控专业课程思政教育认知、坚守课程思政价值认同与情感认同、以光电测试技术课程为例,设计了“四环六边多元立体”课程思政体系,并通过具体案例介绍了该课程思政体系的执行过程、执行效果、课后反思,构建了“设计—执行—反思—评价—改进—再设计”的闭环实施路径。该课程思政体系为高校仪器类专业课程思政内容设计与体系构建提供了借鉴,对将测控专业课程思政建设推向深入具有重要意义。

现代产业学院视域下专业学位研究生产教融合多元协同培养机制研究——以青岛理工大学为例

现代产业学院是落实党的二十大关于教育、科技、人才“三位一体”决策部署的人才培养新模式。文章在对现代产业学院战略定位与功能属性解读的基础上,结合青岛理工大学与山东省产业技术研究院产教融合多元协同培养专业学位研究生的生动实践,全面梳理当前产教融合协同育人的堵点痛点,提出产教融合应该坚持“四个导向”,构建政府、高校、企业、行业(协会)多元协同培养机制。

基于注意力和双边滤波的装配体多视角变化检测方法

准确检测机械装配体在装配过程中的变化零部件,对于监测产品的装配顺序、提高装配质量、保障生产安全具有重要的意义。为了能够从多个角度检测机械装配体的变化零部件,提出基于三维注意力和双边滤波的机械装配体图像多视角变化检测网络(TAF Net)。为了提高机械装配体变化检测的准确性,TAF Net网络引入三维注意力机制,增强网络的细节特征提取能力;引入双边滤波,减少变化图像中的噪声,优化变化图像中零部件的边界。建立2个装配体变化检测数据集,分别为合成深度图像数据集、真实彩色图像数据集,使用2个数据集分别进行实验。结果表明:TAF Net网络能够精确检测出图像中的变化区域,在2个数据集中的综合评价指标F1_score都达到96%以上。

基于深度学习的RV减速器装配过程监测系统

针对机械产品装配过程中容易产生的漏装问题,以RV减速器为研究对象,提出一种基于深度学习的装配过程监测系统。搭建装配过程监测系统实验台,使用RGB-D相机采集装配体深度图像和彩色图像;利用深度学习中语义分割和目标检测算法对采集到的深度图像和彩色图像进行预测,获得预测结果;将深度学习算法、视频采集等功能集成到装配过程监测软件中,实现了RV减速器装配过程监测。实验结果证明:此软件可以正确监测装配过程中每个零件是否存在漏装情况,并具有一定的实时性。

介电高弹聚合物运动轨迹跟踪控制研究

针对介电高弹聚合物的轨迹跟踪控制问题,本文提出自适应径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络滑模控制(sliding mode control,SMC)算法,实现了对介电高弹聚合物运动轨迹的跟踪控制。首先考虑超弹性和粘黏性等引起动力学模型中的未知项,外界干扰导致模型的不确定性,利用RBF神经网络的任意逼近连续函数特性、滑模控制的鲁棒性和自适应控制在线调整控制率设计控制器,并构造Lyapunov函数,证明控制器的稳定性,实现了对介电聚合物轨迹跟踪控制,结果显示聚合物的位置跟踪极值误差小于1%,响应时间约为0.7 s,表明系统具有较高的动态性能,实现了结构的线性运动轨迹跟踪。同时,分析了激励频率和宽度预拉伸比对结构跟踪轨迹的影响规律,设计了系数参数的优化方法。研究结果表明,该控制器提高了轨迹跟踪的精确度,验证了所提控制系统具有较强的自适应性、稳定性及优化方法的有效性。该研究为软体机器人的仿生驱动与轨迹跟踪控制提供了理论依据。

弹性模量对柔性仿生鱼尾振动行为的影响

针对采用各向同性材料为基板的仿生鱼尾刚度大、变形小的情况,研究基板材料弹性模量对于柔性复合型仿生鱼尾振动行为的影响。首先,通过使用粗压电纤维复合材料（macro fiber composite,简称MFC）作为驱动器,设计了一种柔性仿生鱼尾结构,运用COMSOL Multiphysics有限元软件模拟了具有相同泊松比和密度的基体材料在不同弹性模量下的鱼尾振动情况,得出鱼尾摆动位移与弹性模量间的极值关系;然后,对比此种弹性模量下各向同性材料与各向异性材料,得到各向异性材料适合作为基体材料的结论;最后,根据仿真结果制备出各向异性基体材料,与MFC相结合得到柔性鱼尾,再对其进行振动性能测试实验。实验结果验证了数学模型的合理性及设计的可行性。

基于MFC的复合型仿生鱼尾的振动性能

为了研制水下航行器来进行海洋探测,早期的研究以AUV为主,随着仿生学的出现,仿生水下推进器开始被研究,仿生鱼成为被研究的对象。为克服目前仿生鱼的固有缺陷,提出了一种复合型仿生鱼尾方案,选用驱动和基板材料分别为粗压电纤维复合材料(macro fiber composite,简称MFC)和特制的玻璃纤维增强型复合材料,两种各向异性材料结合能使鱼尾像鱼一样产生各种复杂的动作。首先,制备玻璃纤维增强型复合材料,并测量材料的性能;其次,搭建了实验系统进行鱼尾振动性能测试。实验发现,当施加峰峰值电压为700V、频率为9Hz时,末端最大弯曲位移为7.122mm,摆动角度达到28.37°。

柔性复合型仿生鱼尾的设计与实验

基于粗压电纤维复合材料(macro fiber composite,MFC)的特性,设计了一种柔性复合型仿生鱼尾及其驱动电源。采用有限元模拟和实验方法,研究仿生鱼尾的扭转运动模态以及实现仿生鱼尾的应用。仿真与性能测量结果表明:该柔性仿生鱼尾能够利用扭转振动模态模拟微型鱼的运动,最快游速达到320 mm/s。

通孔薄膜声学超材料声阻抗分析及隔声带宽优化

针对现有通孔型声学超材料存在的低频隔声带宽较窄问题,通过分析通孔声学超材料的声阻抗建立超材料隔声量的理论计算模型,并通过该模型分析在不改变超材料通孔率和隔声峰值频率的条件下如何通过优化薄膜的面密度和张力以增加通孔型声学超材料的隔声带宽。通过一个数值分析案例进一步阐述如何利用理论计算模型进行通孔声学超材料隔声量参数优化并通过有限元仿真结果进行验证。结果表明通过减少薄膜面密度与薄膜张力的比率可以确保在不改变隔声峰值频率情况下有效增加声学超材料的10 dB隔声带宽。

智能制造工程案例库建设与应用

智能制造工程是机械工程专业学位研究生课程,该课程具有工程性、交叉性和综合性强的特点。传统的知识灌输式课堂教学会造成课程体系混乱、知识点零散的问题,学生在学习中也会存在基础知识不扎实、缺乏学习兴趣等问题。针对这些问题,课题组采用了基于工程案例的教学方法,构建了包括8个典型工程案例的智能制造工程案例库。宏观的工程案例提供了工程需求和应用情景,将微粒度的知识点融入宏观的工程案例中,可以实现对知识点的良好支撑、增强教学效果、激发学生的学习兴趣,有效培养学生综合运用知识的能力和实践创新能力。