多模数ZI蜗杆斜齿轮传动设计与有限元分析及其应力预测

为解决传统渐开线蜗杆斜齿轮副在开式传动或传动比过大时斜齿轮容易发生齿根断裂的情况,提出一种新型的基于不等模数不等压力角设计的渐开线蜗杆副,使斜齿轮的模数与压力角同时提高,大幅提高斜齿轮的齿根强度。通过对此种蜗杆副的传动特性的分析,得到特殊的啮合角与中心距计算方式。另外,通过对同传动比、同蜗杆情况下基于不等模数设计的ZI蜗杆斜齿轮副和传统ZI蜗杆斜齿轮副的建模与有限元分析,得出在较大模数比情况下的斜齿轮齿根强度约为传统斜齿轮齿根强度的2.956倍,增大了渐开线蜗杆的应用范围。后续使用灰色预测,对比出误差平方和(Sum of Squared Errors,SSE)最小模型,予以验证预测的准确性,另外进行蜗杆施加不同转矩下的斜齿轮啮合齿受拉力处最大应力σ_(1max)的数据预测,为相应的工程分析与必要的校核设计给出了依据。

车载毫米波雷达目标检测综述

目标检测技术作为主动刹车系统的重要组成部分,对测距传感器的检测精度要求极高,毫米波雷达传感器是目标检测的最优选择。综述了毫米波雷达的发展状况、国内外现状、毫米波雷达目标检测算法,介绍了国内外多个重点实验室对毫米波雷达目标检测算法的研究情况,重点放在多传感器融合检测和毫米波雷达多目标检测上。阐述了车载毫米波雷达目标检测的技术难点,对未来毫米波雷达的发展方向提出了建议,以期为后续的研究开发做准备。

产学研深度融合下应用型本科实践创新能力提升的探索与实践

为提升应用型本科生工程实践创新能力,通过产学研深度融合搭建了包含校企共建实践平台和产学研创新基地的多元化实践教学平台,构建了多层次立体化实践教学体系。实践证明:集实践教学、创新创业、技术研发、产业培育于一体的产学研深度融合,不仅实现了大学生工程实践与创新能力培养,而且提升了青年教师教学能力,促进了具有工程应用背景的“双师型”教师队伍建设。

应用型高校产教融合型课程教学改革与创新实践

应用型高校产教融合是产业和专业教育有机结合,通过校企合作、工学结合等多种方式培养高级应用型人才的育人方式。南京工程学院作为全国应用型本科高校专门委员会的主任委员单位,其产教融合课程教学形成了鲜明的特色。供应链管理课程在产教融合方面还存在重理论教学轻实践应用、教材内容滞后行业发展、“双师型”师资较为缺乏、过程性考核评价不足、线上资源较为匮乏等问题,需要从重构产教融合教学内容、创新产教融合教学方法、实施多元多维实践教学、突出“过程性”考核评价和注重“双师型”教师培育等方面进行教学改革和创新实践。

基于项目化教学的创新型人才培养模式与考核评价方法研究

分析了目前我国高校创新型人才培养中存在的问题,以创新型人才的能力培养为目标,探讨了基于项目化教学的创新型人才培养模式及考核评价体系,并以实际成效说明了该项目化教学培养模式及考核评价体系的可行性。

基于项目化教学的专业学位研究生实践创新类课程建设新思路——以越野机器人项目化训练课程为例

分析了当前专业学位研究生培养存在的问题,结合本校专业学位研究生专业特点,以研究生能力培养为目标,提出了基于项目化教学的专业学位研究生实践创新类课程建设的新思路,并以越野机器人项目化训练课程为例,详细介绍了课程内容设计、教师团队建设、项目化教学过程与方法、考核评价体系等。课程实践结果表明,专业学位研究生通过该课程学习其各项能力素养得到了大幅度提高。该课程建设思路对高校专业学位研究生培养具有一定的参考意义。

集成BOPPPS元素的新三段式课程教学模式探索与实践——以逆向工程及应用为例

随着信息技术的不断发展及其在教育中的应用,“互联网+教育”的深度融合给原有课堂教学模式注入了新的活力。分析了常规课堂BOPPPS教学模式的局限性,阐述了基于互联网平台融入BOPPPS教学模式的新三段式课程教学模式,并以逆向工程及应用课程为例介绍了教学单元的新三段式教学设计应用案例,为混合式教学模式的应用提供参考与借鉴。

应用型高校“三维度、四层次、进阶式”项目化教学体系构建与实践

以培养新时代一流应用型本科人才为目标,探索行之有效的项目化教学改革方法,构建“三维度、四层次、进阶式”项目化教学体系,即在专业综合能力培养维度,构建院级四层次项目化教学体系;在跨专业复合能力培养维度,构建校级三级进阶式工程化项目教学体系;在创新创业能力培养维度,构建创新创业类进阶式系列项目化课程体系。实践证明,所构建的项目化教学体系提升了学生的专业综合能力、跨专业复合能力和创新创业能力,能较好地满足应用型人才的培养要求。

基于接触力动态评估的螺杆成形磨削干涉校验

砂轮干涉直接影响螺杆齿形的成形精度,为直观验证所设计砂轮廓形的合理性,基于接触力评估理论结合ADAMS仿真技术提出了螺杆成形磨削干涉的动态校验方法.根据成形磨削原理,设计磨削螺杆螺旋面的砂轮廓形;以螺杆与砂轮动态啮合过程中两者在Y和Z轴上接触力是否为0作为砂轮干涉的判断准则,通过微调砂轮安装参数(砂轮安装角和砂轮与螺杆的中心距),可确定无干涉的砂轮廓形,通过螺杆成形磨削的仿真实例和磨削实验验证了该方法的正确性,从而避免了采用布尔差运算可能产生的运算失败问题,解决了实际磨削中砂轮安装参数的选取及其优选范围确定的难题.

基于摇杆滑块机构的外骨骼肘关节优化设计

针对当前上肢外骨骼肘关节活动范围受限和助力效果不佳的问题,设计了一种基于摇杆滑块机构的上肢外骨骼。通过D-H参数建立上肢体外骨骼机构的运动学模型,对其工作空间进行了分析。基于摇杆滑块机构进行上肢体外骨骼的结构设计,并对其进行力学分析,为气缸选型提供依据。基于ADAMS软件建立的参数化模型进行上肢体外骨骼肘关节尺寸优化,优化后的肘关节运动范围提升显著。通过ANSYS软件对关键部件进行了强度校核,搭建物理样机采集上肢肌电信号进行助力性能评估,验证了上肢体外骨骼机构具有较好的助力效果。

气隙固定磁通可调型永磁调速器极槽配合分析

为了提升永磁调速器的输出转矩,并简化其调速过程中所需机械操动机构,将开槽导体转子结构和机械调磁方法相结合,提出了一种气隙固定磁通可调型永磁调速器.首先,分析新型永磁调速器的结构特征和运行原理;然后,基于理论模型和有限元法分析影响其基本电磁特性的关键因素,重点研究永磁极数与导体转子槽数之间的配合问题,并获取多种极槽配合情况下输出转矩滑差特性以及转矩脉动情况;最后,以输出转矩最大、转矩脉动最小为目标,获取最优极槽配合方案,并制造原理样机,得到其调速特性、功率、损耗和效率.结果表明:每对极导体转子槽数为奇数时,转矩脉动小;每对极导体转子槽数为偶数时,转矩脉动较大,并且随着每对极导体转子槽数的增加,转矩脉动降低.

基于强化学习的无人水面艇能耗最优路径规划算法

针对无人水面艇路径规划时存在洋流、障碍物等外部干扰的问题,提出一种改进的基于强化学习的无人水面艇能耗最优路径规划算法。首先,建立多个随机涡流组成的二维洋流模型和无人水面艇平面运动学模型;其次,依据洋流和无人水面艇相对速度关系,计算路径点是否可达;然后,利用改进的奖励函数、动作集和状态集求解全局最优路径,并采用B样条法进行平滑;最后,在2种典型环境下进行了数值仿真。仿真结果表明,该算法可规划出一条能耗最优且平滑的路径,验证了算法的有效性和最优性。

“理实融合”教学模式在数控专业教学中的应用

“理实融合”是目前高等院校各专业教学探索的一种先进教学模式。它从形成学生实际应用技能的认知规律出发,将理论和实践有机结合。以数控专业为例,结合对“理实融合”教学模式的认识,从教学内容、教学方法和形式、教学场所及评价方式等方面提出了“理实融合”教学模式应用的具体构思。

基于EtherCAT和Matlab的协作机器人控制系统设计

针对现有机器人控制系统开放性差、研发周期长等缺点,设计了基于EtherCAT和Matlab的协作机器人实时控制系统,利用Matlab搭建机器人控制器,实现正运动学、逆运动学以及轨迹规划,并通过EtherCAT总线的高实时性实现机器人各关节控制与数据反馈。最后利用同步位置模式进行轨迹规划控制,结合Matlab的Scope图像化工具观测和验证系统执行情况。结果表明基于EtherCAT和Matlab的协作机器人控制系统可缩短机器人控制系统研发周期,提高研发效率。

基于PCI总线的多电机控制系统

针对工业现场多电机控制的需求,并在研究电机控制基本原理以及PCI总线通信机制后,设计了一套基于PCI总线的多电机控制系统。该系统主要包括实时控制平台、运动控制板卡以及驱动模块。PCI总线可以保证实时控制平台与运动控制板卡之间数据交互的高速性,满足通信的带宽要求,为电机控制的实时性提供基础。实时控制平台采用RTW双机模式,宿主机主要完成在MATLAB中搭建控制模型的任务,目标机则负责让程序在实时环境下运行。运动控制板卡主要采用Zynq-7z020和PCI9054两款芯片来设计,可以让板卡在具有并行处理能力的同时还可与实时控制平台之间进行高速通行。实际运行表明,所设计的多电机控制系统运行平稳且实时性好。

基于三螺旋理论的产教融合协同育人路径

政府、企业和高等院校三者在产教融合中相互协作,交叉互补,螺旋上升,是三螺旋理论的良好体现。三个主体通过相互作用、协同合作,又衍生出新的职能,三者“交互重叠”,联动创新,取长补短,成为创新系统的核心,推动知识生产和传播,为育人工作提供了新途径。但是高校产教融合协同育人仍存在困难,为了解决这些难题,可以从政府组织,营造产教融合育人新格局;企业融入,强化产教协同实践育人;高校主导,建立产教融合育人新生态;搭建产教融合育人资源共享平台;构建产教融合育人利益共享机制等方面来探索产教融合“三螺旋理论”的协同育人路径,完善协同育人功能。

旋风铣削大型丝杠的螺距误差分析

旋风铣削能有效地提高轴类零件的加工效率,也能明显地改善零件加工的表面质量。考虑到丝杆加工振动对螺距误差有着明显影响,结合旋风铣削特殊的约束方式,建立了工件受轴向切削力激励时的弯曲振动模型,分析了不同工艺参数下工件的轴向偏移量均值和总值变化规律,为提高轴类零件加工的几何精度提供了重要的理论依据。

综合卡尔曼滤波的多传感器协同室外定位研究

为了拓展移动机器人应用场景、满足室外定位的高精度需求,提出一种基于综合卡尔曼滤波的协同室外定位算法,可解决室外复杂环境下独立传感器失灵、机器人实时定位漂移的问题.首先构建GPS和超宽频非线性定位系统模型,测试不同滤波算法对该模型的预测效果,分析对比解算速度和均方根误差,从而确定适合定位系统的最优算法;然后针对GPS信号受环境遮挡导致丢失或失准的情况,构建超宽频和惯性测量单元非线性定位补偿系统,利用基于误差的卡尔曼滤波算法预测机器人位置姿态;通过融合两种非线性系统下估计得到的不同状态向量,确定机器人室外真实位置姿态,进一步提高机器人室外定位精度,保证定位系统的稳定性.试验验证表明,本文算法室外定位误差小于10 cm,在GPS信号微弱的环境下能实时估计目标位置姿态,大幅度降低障碍物干扰的影响,准确预测机器人位置.

基于等效采样的周期信号失真度测量实现方法

针对周期信号失真度的测量,为了在降低电路硬件成本的同时保证较高的测量精度,采用自动增益控制电路对被测信号进行调理,使用MCU内部ADC对调理后的信号进行采样转换。为了突破ADC的最大采样速率对所分析信号的频率限制,提出实时采样与等效采样相结合的方法,从而实现对更宽频率范围的信号进行谐波分析。实验结果表明,该方法所测得的信号THD值相对误差小,测量过程简便,是一种高性价比的失真度测量方案。

基于飞行品质的高超声速飞行器控制参数设计

针对飞行控制日趋严格的性能要求以及传统控制迭代工作量大的问题,研究一种基于保护映射理论的高超声速飞行器控制参数自适应整定算法.首先分析常见飞行品质参数与控制系统零极点分布间的关系;然后根据保护映射理论建立飞行品质参数与飞行器控制参数间的映射关系;最终给出基于保护映射理论的控制参数自适应整定算法,实现满足飞行品质要求的控制参数设计.该算法可根据任意给定的初始控制器参数,实现满足飞行品质要求的控制参数自动迭代,大大降低了控制系统设计反复迭代的工作量.以X 43A飞行器为研究对象进行仿真验证,仿真结果表明设计的控制参数能保障系统的动态性能和跟踪效果.