“三维度、四层次、进阶式”创新创业项目化教学课程体系构建与实施

为提高应用型本科高校人才培养质量,培养大学生创新意识及创意设计能力,立足专业内综合能力培养、跨专业综合能力培养、创新创业能力培养3个维度,从课程、课程群、专业、工程4个层次,依据从简单到复杂、从单一到综合的能力进阶式培养原则,创新性提出了"三维度、四层次、进阶式"项目化教学思路,构建了创新创业项目化教学课程体系,探索了培养新时代一流应用型本科人才的新途径,并以创新创业课程为实证进行论述。实践结果表明,文章所提出的创新创业项目化教学思路具有较好的培养效果。

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。

基于UR5苹果采摘机械臂的运动学分析及轨迹优化

随着苹果种植面积的不断扩大,传统的人力采摘方式已无法满足生产需求,为此,需积极推进苹果采摘机器人的研发与应用。传统的点对点运动控制会导致机械臂运动不平稳,严重影响采摘效率,因此,以UR5机械臂为研究对象,提出了利用标准D-H参数法解决UR5机械臂的正逆运动学问题,以关节最大速度为约束,结合五次多项式优化机械臂各关节轨迹,使各关节的轨迹平滑,实现机械臂的平稳运动。

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。

不等模数渐开线齿轮副参数极限值与有限元分析

为了解决常规变位齿轮对中心距调节及强度分配的局限性,提出利用基圆节距相同但模数不等的结构,大幅度提高齿轮传动中较小齿轮的强度,尤其是齿根强度。但用于工程实践中的模数与齿形角相差均较小,通过对渐开线齿面的形成原理及齿轮啮合中部分参数的分析,得到了此种齿轮模数、齿数、齿形角、齿高系数等参数的限制条件,并通过公式推导了齿数、齿高系数与分度圆压力角极限值的关系式。基于工程实践情况建模并通过Ansys进行了有限元分析,得到基于极限参数设计的齿轮强度约为标准齿轮的2.66倍,验证了理论的可行性,并扩大了此种齿轮副的应用范围。

四足机器人腿部结构优化与仿真分析

针对四足机器人的腿部结构进行研究,首先从仿生学角度对四足机器人的腿部构造进行了结构优化设计并通过Ansys软件进行有限元分析验证了其结构的稳固性,然后在D-H坐标系中建立了四足机器人腿部关节转角的参数方程。最后,使用Adams软件对四足机器人的运动学特性进行了分析,证实了设计的仿生四足机器人具有良好的运动稳定性,满足设计要求。

基于ICP算法的苹果采摘机器人手眼标定方法

苹果采摘机器人手眼协同作业过程中手眼关系的精度是影响机器人作业效率和作业精度的关键因素之一.针对传统手眼标定方法求解精度低、线性化求解时解耦精度丢失和非线性求解时累积误差较大等问题,提出一种基于ICP算法的手眼标定方法.以Tsai Lenz法的求解结果作为ICP匹配算法初值,通过确定ICP匹配算法中误差阈值和迭代次数最优组合得到精确的手眼转换关系.试验结果表明,本文方法避免了求解时精度丢失和误差积累等问题,与Tsai Lenz算法相比,旋转精度提高了13.6%,平移精度提高12.47%.

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。

无缆自治水下机器人运动控制参数整定方法

采用目前方法对无缆自治水下机器人的运动控制参数进行整定时,没有对机器人的运动特性和控制特性进行分析,导致方法的速度控制、位置控制和导航精度较低。提出无缆自治水下机器人运动控制参数整定方法,首先对机器人在水下作业的运动过程进行了分析,根据分析结果设计PID控制器,对无缆自治水下机器人的运动进行控制,对控制结果进行分析,选取需要整定的运动控制参数。采用蚁群优化算法构建运动控制参数整定目标函数,完成无缆自治水下机器人运动控制参数的整定。仿真结果表明,所提方法的速度控制、位置控制和导航精度高。

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IMM算法的多AUV协同定位水声传播延迟处理方法

针对主从式自主水下航行器(AUV)协同定位系统存在的水声探测与通信的延迟问题,提出一种基于交互式多模型(IMM)算法的时间延迟处理方法。首先建立多AUV系统的协同定位计算模型,针对系统非线性运动方程与非线性量测,分析扩展卡尔曼滤波(EKF)协同定位结果因水声信号传播延迟产生的定位误差;其次阐述常规延迟扩展卡尔曼滤波(DEKF)在处理时间延迟环节中无法实现对机动性目标AUV运动状态的精准跟踪问题;最终设计IMM-DEKF算法,选择适当的运动模型作为子滤波器,利用新息更新模型概率,精确跟踪主AUV运动状态,降低从AUV滤波器中对主AUV状态值的估计误差,实现整体协同系统定位精度的提高。仿真结果验证了所提算法在常规EKF的基础上有效提高了从AUV滤波器对主AUV航迹预测精度,使得协同定位系统的整体定位精度得到提升。

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。

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。

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。