军用轮、腿混合四足机器人设计

为设计一种可以在迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式之间灵活转换的轮、腿混合四足机器人,提出一种采用3-PUPS机构的超冗余、可变胞并联机械腿,其构型可以通过伺服电机的抱闸锁定实现变胞变换,从而使机械腿能根据任务需求实时改变自身构型和性能。在建立机械腿3-PUPS机构的运动学和静力学模型基础上,通过定义运动学和静力学性能评价指标,分析了机械腿尺寸参数对其各性能评价指标的影响规律,从而确定机械腿一组使机械腿运动学和静力学性能较为均衡的结构参数,并研制出机械腿的实验样机。建立轮、腿混合四足机器人整机的通用运动学模型,定义机器人整机的性能评价指标,分析机器人整机尺寸参数对其各性能评价指标的影响规律,并确定整机尺寸参数值,在此基础上完成了轮、腿混合四足机器人整机的设计方案。通过一套专用机器人标定系统对机械腿的实验样机进行位姿测量实验。研究结果表明:机械腿运动平台的实际运动沿x轴方向最大偏差为0.041 mm,沿y轴方向最大偏差为0.040 mm,沿z轴方向最大偏差为0.040 mm;绕z轴姿态角最大偏差为0.041°,绕y轴姿态角最大偏差为0.043°,绕x轴姿态角最大偏差为0.045°;机械腿实验样机达到了通用式工业机器人的精度水平。

轮腿混合机器人机械腿动力学建模与驱动预估

提出了一种可以同时实现迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式的轮腿混合四足军用机器人,它采用一种基于3-UPS机构的6自由度并联机械腿,对并联机械腿进行了动力学建模与驱动参数峰值预估。通过矢量回路法推导出机械腿的机构传递映射模型,并建立了机构的雅可比矩阵;采用非保守系统的拉格朗日方程建立了机械腿的动力学模型,得到了驱动参数与机械腿的运动函数之间的显式方程。通过机械腿的动力学模型,对6个伺服电机的驱动转速、力矩进行了峰值预估分析,计算出各伺服电机中的最大理论转速为19.7 r/s,最大理论力矩为71 m N·m.通过一个具体的机械腿设计方案和结构参数算例,分析了机器人按照"1-2-3-4"循环步态迈步行走过程中,其6个伺服电机的瞬时转速、瞬时力矩随时间的变化规律曲线,并计算出此算例的伺服电机最大转速为15.3 r/s,最大力矩为48.1 m N·m,均小于预估模型中的预估理论极限峰值,通过计算得出算例的伺服电机选型预估功率为77 W,算例结果证明了所建立的驱动参数峰值预估模型的合理性。

一种打磨机械臂的静刚度建模与实验

设计出一种采用(U+UPS)P+UPS并联机构的打磨3-DOF机械臂。运用子结构拆分和叠加思想,将机械臂手腕的位姿变形因素拆分为只考虑各支链拉/压变形、只考虑UP支链扭转变形、只考虑UP支链弯曲变形3个主要影响因素。通过基于矢量回路的虚功原理和结构矩阵建立3个主要影响因素的刚度模型,并根据各支链的结构特点定义了支链内各部件变形系数。通过叠加原理将各影响因素的刚度模型叠加整合为机械臂的整体刚度模型。研制出机械臂的实验样机本体,采用一套高精度机器人刚度实验系统对机械臂实验样机进行了刚度标定。实验结果表明:机械臂实验样机的位置变形实测值与理论值之间偏差均小于3μm,姿态变形实测值与理论值之间偏差均小于0.05°,机械臂实验样机的变形均在合理范围之内。

应用型大学转型背景下人才培养的几点思考

传统高校与应用型大学专业人才培养模式,在人才的知识、应用能力、创新与综合素质、个性教育等方面均存在较大差距。应用型大学学科和专业建设,必须适应市场经济发展需要,使人才培养由专才型向应用型转化,注重专业技能和动手能力的培养。本文作者从对应用型大学的认识、不断完善人才培养模式、积极创新实践教学模式、强化专业师资队伍建设几个方面进行探讨。

六足步行机器人的并联机械腿设计

将并联机构用于六足步行机器人的腿部结构,以拓展六足步行机器人的应用领域。提出了一种基于(U+UPR)P+UPS机构的并联机械腿,并对机械腿进行了结构参数设计。首先,对腿部机构进行了运动学分析,推导出了腿部机构的位置反解方程和速度传递方程;分析了腿部机构的工作空间并绘制了工作空间三维图,定义了工作空间性能评价指标,绘制了结构参数与工作空间性能指标的关系曲线。然后,对腿部机构进行了运动灵活性分析并绘制了雅克比矩阵条件数分布图,定义了运动灵活性评价指标,绘制了结构参数与运动灵活性指标的关系曲线。最后,基于工作空间性能指标和运动灵活性指标,采用蒙特卡罗法进行了结构参数分析,选取了一组性能较好的结构参数并考虑加工和装配工艺性,设计了一种新型3自由度并联机械腿的虚拟样机,为六足步行机器人的进一步研究奠定了基础。

三自由度并联机械腿静力学分析与优化

为了对六足机器人的并联机械腿进行静力学优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学优化设计方法,进而对结构参数进行了优化。在对腿部机构进行了驱动、约束映射分析的基础上,分别建立了腿部机构的驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵;基于驱动雅可比矩阵建立了腿部机构的驱动静力传递平衡方程,定义了驱动静力学性能评价指标并绘制了评价指标分布图,分析了结构参数与驱动静力评价指标之间的关系;基于约束雅可比矩阵建立了腿部机构的约束静力传递平衡方程,定义了约束静力学性能评价指标,分析了结构参数与约束静力评价指标之间的关系;基于驱动、约束静力学性能评价指标,采用蒙特卡罗法对结构参数进行了优化设计,计算结果表明,固定平台结构参数为200mm、中间连接杆结构参数为70mm、运动平台结构参数为50mm、支链1和3的最小杆长为530mm、支链2的最小杆长为330mm、支链1和3的最大杆长为900mm、支链2的最大杆长为600mm时腿部机构的静力学综合性能最好。本文分析结果为六足步行机器人的进一步分析研究奠定了基础。

基于MSP430单片机的模糊温湿度控制器的设计

为了实现对温湿度的智能控制,采用模糊控制技术对温湿度进行控制.设计了一种基于MSP430F449单片机的温湿度模糊控制器,对温湿度进行实时监测和自控控制.阐述了这种模糊控制的原理方法及硬件电路组成.对整个控制过程进行了仿真,证明采用本模糊控制器进行控制,动态响应好、上升时间快、超调小、控制精度高、对温湿度的控制非常好.

基于MSP430单片机低功耗湿度计的设计

介绍了一种由MSP430F449单片机和HIH-3610湿度传感器构成的数字式湿度计,并给出了用MSP430F449单片机来实现湿度测量的硬件电路及相应的软件设计。该数字式湿度计可以实现低功耗测量并能保证测量精度。

可变胞并联机械臂样机的研制与误差分析

提出了一种通过驱动副锁定组合实现变胞的超冗余并联机械臂,其基础构型是3-PUPS并联机构,对机械臂进行了误差建模与分析,并通过标定系统测量了机械臂实验样机的定位误差。首先,提出了通过对3-PUPS机构各驱动副的组合锁定实现机械臂变胞的设计思路,从而使机械臂可以根据任务需求改变自身构型和性能;然后,采用含误差源的闭环矢量回路法,建立了机械臂3-PUPS机构的误差传递模型,并以此为基础,分析了机械臂的各误差源对其运动平台输出误差的影响规律;接着,根据各误差源对机械臂的输出误差影响程度,确定了各主要运动副配合零件的加工精度等级及公差,在此基础上研制出机械臂的实验样机;最后,采用一套高精度的工业机器人标定系统对机械臂的实验样机进行了定位误差测量,实验表明:机械臂的运动平台的位置误差均在0.005~0.038mm之间,姿态误差均在0.010~0.044°之间,位置误差比通用式工业机器人的位置重复定位精度0.05mm略有提高,姿态误差与通用式工业机器人的姿态重复定位精度0.045°相当。

工程管理高层次应用型技术人才培养研究——以河北科技师范学院为例

通过对工程管理专业的教学实践和相关的调查研究,从创新应用型技术人才培养模式、优化应用型专业课程体系、不断创新课程教学方式方法、认真构建新型实践教学模式、强化专业师资队伍建设力度、深化教学过程精细化管理六个方面进行探讨,旨在推进教学改革,改善学生的知识结构和能力结构,提高学生职业素质和技能水平,提高学生发现问题和解决问题的实际能力,实现高层次应用型工程管理人才培养目标。

基于多足机器人主题的学生创新能力培养方法探索与实践

根据我国制造业对创新型人才需求,提出了一套学生创新设计能力培养方法,具体包括:学生创新团队建立方法、学生创新设计活动指导方法和学生创新设计成果评价方法。以多足机器人为主题,通过对4个创新设计小组的指导实践,把培养方法和实际教学融为一体。以全国性学科竞赛为平台,对学生的创新设计成果进行了评价,同时验证本研究提出的创新设计能力培养方法的合理性和有效性。

大学生社团发展现状及对策浅析

随着社会发展、科技进步和教育改革的不断深入,大学生社团存在着诸多问题。因此,认清当前高校大学生社团情况显得尤为重要。文章通过对3123份大学生情况的调查问卷的分析,发现了高校社团中存在的诸多问题,并提出了相关建议。

多方联动培养智能制造复合人才模式研究

通过分析我国目前高校本科智能制造人才培养方面的不足与问题,提出了建立健全我国多方联动培养智能制造领域专业技术人才的途径,以此为基础,建立一套符合中国实际情况的校企联合培养智能制造人才体系,为中国高端工程技术人才建立基础。

秦皇岛光伏设备制造产业发展策略研究

光伏产品加工设备制造产业是目前专用设备制造行业的新兴领域。目前,国内许多省市都把光伏产业作为新的主导产业和产业结构调整的重点,这极大地带动了光伏产品加工设备制造业的迅速发展。从秦皇岛市光伏产品加工设备制造业的基本情况、存在的主要问题与发展机遇等方面,提出了把光伏产业培育成为新兴支柱产业的参考意见。

三分支非均匀分布球面并联机器人的工作空间分析

通过分析球面三转动副并联机构中三个分支的布局对工作空间大小及分布的影响,把一般球面并联机构的三个分支由均匀分部改为非均匀分布,提出了一种三分支非均匀分布球面并联机器人,介绍了其结构布局特点,建立了结构约束条件,绘制出了工作空间的α截面边界图,定量分析了机构参数和工作空间大小及分布形状的关系,设计了一种三分支非均匀分布球面并联机器人样机。

基于参建方行为的装配式住宅项目风险研究

本文首先对装配式住宅项目各参建方行为风险因素进行分析,在此基础上根据Ucinet6.0软件构建装配式住宅参建方行为风险可视化网络模型;其次运用网络密度、点度中心度指标及中介中心度指标对风险网络模型进行系统分析,综合分析结果识别出装配式住宅参建方行为风险网络的关键风险;最后结合装配式住宅的建造特点和参建方关键风险因素,提出风险应对策略。

研究生空间机构学教学案例建设探析

阐述了在研究生《机构分析与综合》教学中引入空间机构学机构构型案例库的方法,细化了机构案例设计与实现方法,通过将变胞机构与固定构型机构设计融合提出教学案例库建设思路,对教学案例库中机构构型进行分类实现案例库体系化,通过教学实践验证了上述方法的有效性。

对做好离校未就业毕业生职业指导的思考

随着市场竟争的加剧,就业问题成为社会关注的焦点。大学毕业生作为就业人群的核心,在离校前,即使在国家、社会、高校的帮助下,依然有一部分毕业生没有实现就业,并且这部分人群呈现出递增的趋势。为此,本文通过对高校毕业生离校未就业的现状进行分析和阐述,同时提出相应的政策建议,为帮助离校未就业毕业生实现就业提供参考依据。

在研究生教学中引入机器视觉理论与技术内容方法探析

阐述了在研究生教学中引入机器视觉理论与技术内容方法,细化了机器视觉理论与技术内容引入方法,通过概念引入和算法引入实现研究生培养入门,提出了任务和项目式能力提升方法,通过任务和项目逐步实现研究生的培养,通过研究生的指导实践验证了上述方法的有效性,为高端机器视觉领域工程技术人才教学提供了新的思路。

全员参与助力学校应用型大学建设

在我国积极倡导"大众创业,万众创新"的新形势下,未来具有社会责任感、创新精神和实践能力的人才将是支撑我国经济发展的关键。我们现行的本科专业人才培养模式,在人才的知识维度、应用能力维度、实践创新与综合素质维度、个性化教育与终生学习意识等方面都存在较大差距。随着部分高校向应用型大学转型,学校的学科专业建设,要适应市场经济发展需要,使人才培养由专才型向应用型转化,突出素质教育,突出实践性特点,注重专业技能和动手能力培养,强化学生核心技能训练,把综合素质提高和应用能力培养贯穿于全学程中,使学生能根据自己的兴趣和个性,自由选择专业方向,突出学生个性发展。