应用型人才培养视角的机器人技术课程教学改革探索——以三明学院机械设计制造及其自动化专业为例

基于新建本科院校应用型人才的培养定位,结合机器人技术的课程特点,借鉴其他院校该课程教学改革的经验,分析了课程教学中存在的问题,并对此提出课程改革的方案,取得了良好的教学效果。

发动机进气系统单向阀的设计与台架试验研究

针对小型汽油机在中低速下存在严重的进气反喷问题,在模态和谐响应分析的基础上,根据所得到的簧片固有振动特性和位移响应,设计了一款具有单向导通功能的簧片阀。为了全面分析该阀对发动机燃油经济性和动力性能的影响,对装阀前后发动机进行了负荷特性和外特性试验研究,试验结果表明单向阀在发动机中低速时能有效阻止进气反喷,节油效果显著。尽管在高速时降低了发动机的动力性,但考虑日常摩托车通常运行于中低速工况以及后续将对单向阀内部流道结构优化研究,综合评估表明:所设计的单向阀结构简单,成本低,不需对发动机结构进行改造,因而是提高小排量发动机燃油经济性的一种相对可行方案。

变刚度横置板簧式悬架系统设计研究

通过变刚度横置板簧悬架模型设计,板簧刚度可实现9倍范围变化,FSAE赛车可实现16种变刚度底盘特性组合;弯道仿真表明,FSAE赛车前后悬架不同刚度组合均可降低整车质心高度,提升稳定性,其中BB刚度组合性能改善最为明显,车身高度降低81.18mm,整车横摆角速度指标提升35.39%,侧向加速度指标提升57.50%;横置板簧与车身及下控制连接处添加衬套后,可有效改善实验初期震荡现象;板簧结构优化后,质量减少24.00%,稳定性指标微幅提升,但仿真过程伴有较小的震荡现象。

应用型车辆工程专业“1139”人才培养模式研究与探讨

针对车辆工程专业特色,结合近年的教学探索与实践,以学科竞赛为载体,提出了应用型车辆工程专业"1139"人才培养模式.该培养模式与车辆工程专业课程体系实现了完美结合,使学生的工程实践与创新能力得到了全面提升,对相近专业人才培养体系的深入改革和探索具有较好的参考价值.

集成式变刚度推杆悬架设计研究

设计出一种副车架与横置板簧集成式变刚度推杆悬架,通过ADMAS/Car建立刚柔耦合悬架模型;悬架刚度测试低、高刚度分别为294.52N/mm,952.62N/mm;集成式变刚度悬架性能计算表明:C特性下低刚度模式参数变化范围小,高刚度模式下俯仰角加速度最大值性能改善29.09%:有效值性能改善31.20%:侧倾角加速度最大值性能改善17.50%:有效值性能改善22.47%:横摆角加速度最大值性能改善-0.96%:有效值性能改善-1.63%,性能略微变差:针对俯仰角与侧倾角振动幅值过大问题,通过对避震系统优化设计,俯仰角加速度最大值与有效值性能进一步提升30.24%、34.02%;侧倾角加速度最大值与有效值性能进一步提升22.67%、10.87%;计算安全系数为5.23,符合安全设计要求。

面向3D打印技术的山地自行车铰接件轻量化结构设计

以山地自行车铰接件为研究对象,运用SolidWorks Simulation和概念设计软件Altair Inspire对该零件进行模型初始静力学分析,结合初始强度对铰接件进行拓扑优化。对铰接件的米塞斯等效应力、位移变形以及安全系数等因素进行分析,在此基础上获得了零件优化后的结合模型,使其质量减轻42.85%,通过3D打印技术对该零件进行3种切片形式的模型制作,验证了设计模型的可制造性,为其他产品的轻量化设计提供可参考的案例。

自动轴承加脂机PLC控制系统的应用研究与设计

针对轴承加脂机存在加油精度不高、定位不够精确等存在的问题,提出了一种基于PLC的自动轴承加脂机方案并进行控制系统研究和设计。以液压为动力,用PLC结合多个传感器进行精准控制。研究结果表明,该方案提高了轴承的定位和加脂精度,系统调节方便,可更好地适应不同轴承的加脂。

基于可编程序控制器的轴承加脂机的结构研究和液压系统设计

针对轴承加脂机存在加油精度不高、定位不够精确等问题,提出了一种基于PLC的自动轴承加脂机方案,并对该方案进行了液压系统的研究和设计。该方案以液压为动力,用PLC结合多个传感器进行精准控制,大大提高了轴承的定位和加脂精度,系统运行平稳,调节方便,可更好地适应不同轴承的加脂。

采用Solidworks的对数螺旋锥齿轮结构设计与力学分析

对数螺旋锥齿轮是机械传动机构中的重要零部件,运用SolidWorks软件结合C语言编程,建立了参数化齿轮数值表,并基于尺寸驱动参数化方法,创建了一对对数螺旋锥齿轮的三维模型。通过对齿轮进行啮合装配和运动分析,验证了所设置的齿轮参数的结构合理性。此外,利用Solidworks模块Simulation进行网格划分,进行了实体网格的非线性有限元分析。研究重点在于探究不同转矩载荷下螺旋锥齿轮啮合部位的最大接触应力、接触强度和接触应变等方面。这些研究结果能够确保设计的螺旋锥齿轮具备足够的强度和可靠性。经校核,对数螺旋锥齿轮的接触强度在最佳转矩范围内低于60.5 N·m,其啮合最大应力值小于材料的屈服极限,结果为对数螺旋锥齿轮的结构设计和传动强度提供了可靠的参考和方法,这对于相关领域的工程实践和齿轮设计具有重要的指导意义。

基于STM32的技术挑战赛机器人的设计

针对中国机器人大赛暨Robo Cup公开赛的比赛任务设计了一种完成规定动作的机器人。机器人的本体结构采用了具有双腿分离式的仿人型,机器人的控制系统利用STM32芯片实现程序控制,结合动作规划、运动规划、传感器检测周围环境等来实现以较短时间完成爬坡、找麦克风做自我介绍、抛绣球、推柱子、敲铜锣、武术表演和下擂台等一系列动作任务。

基于Solidworks的汽车螺旋锥齿轮温锻成形研究

螺旋锥齿轮作为汽车传动系统中的重要零部件,其性能和可靠性对汽车工程具有重要意义。为了深入研究螺旋锥齿轮的变形情况和锻造参数对其性能的影响,利用Solidworks软件和Simulation模块建立螺旋锥齿轮的数字模型和有限元模型,采用正交实验法,确定螺旋锥齿轮温锻最佳锻造参数。根据锻件材料选取设置温锻温度550~700℃和冲头下行载荷1000~4000 N区间,在此初始条件下分析螺旋锥齿轮的齿面锻造成形情况。实验结果表明,在温锻温度为600℃,冲头下行载荷为4000 N的情况下,螺旋锥齿轮的最大应力达到了1548 MPa,最大位移为0.2499 mm,相较而言,在此锻造条件下施加锻造力可以得到锻件较大变形,有利于坯料成型。由此仿真可得温锻温度和冲头下行载荷是影响其性能的关键因素。经核算,温锻后所成形的螺旋锥齿轮的齿面接触应力远小于许用接触应力。采用数值模拟技术预测螺旋锥齿轮温锻生产的工艺参数数值,可以减少生产周期,提高锻造效率,进一步地提高螺旋锥齿轮的质量和使用寿命。

车辆工程专业中“电工与电子技术”课程的教学改革

以培育专业应用型人才为目标,针对“电工与电子技术”课程存在的问题,在教学中融入关联性的专业知识、引入项目驱动、增加仿真实验内容,使用多种考核方式相结合的方式进行教学改革.教学改革实践表明:学生的专业基础知识和学习积极性得到提高,实践能力和创新能力得到显著提高,为培养汽车电工电子技术应用型人才奠定良好基础.

基于模糊PID控制策略的二自由度半主动悬架仿真研究

通过MATLAB软件建立基于二自由度半主动悬架动力学仿真模型,计算簧载质量速度及其变化率作为半主动悬架控制的输入量;半主动悬架采用模糊PID复合控制器,用模糊控制策略对PID控制器在给定的参数范围内进行在线实时调整.计算结果表明:采用模糊PID控制器在各不同车速阶段对改善悬架的总体性能有明显作用,车身垂直加速度、悬架动行程、轮胎动行程在低速阶段改善突出,性能分别提升6.7%,4.1%,4.5%.

变密度法在挖掘机动臂轻量化设计中的分析与应用

基于多体动力学的基本原理,建立了挖掘机工作装置的刚柔耦合模型。动臂拓扑优化设计采用变密度法,以动臂重量最小化为目标函数,以动臂各单元的相对密度为设计变量,强度和刚度为约束条件。根据计算后得到的相对密度云图对动臂进行轻量化设计,优化后的动臂减重最高可达30.8%。对比分析了拓扑优化设计前后动臂在规定时间内动态应力应变曲线变化趋势,应力应变曲线显示优化后动臂的应力和位移均有小幅增大,但均在许用值范围内,结果表明该优化方法是可行的。

铝合金轮毂有限元分析及优化设计

为了提高轮毂的安全性和可靠性,本文主要对铝合金轮毂进行有限元分析及优化设计。采用三维软件Creo3.0,对某铝合金轮毂进行实体建模,并导入Ansys软件中,分析其固定点在不同作用力与力矩方向时轮毂的动态弯曲疲劳、径向疲劳与冲击性能。试验结果表明,该轮毂所受的最大应力远小于许用应力。同时,为提高该轮毂的性能,对该轮毂的薄弱连接部位进行加强设计,并对其余部分进行轻量化设计。研究结果表明,轮毂的整体质量减少了134.13 g,其强度符合设计要求。该研究对提高轮毂的使用寿命具有重要意义。

基于STM32的智能答疑机器人设计

研究了一种具有语音识别技术的智能机器人,以PRO/E对答疑机器人进行三维建模,STM32为机器人的控制系统核心,设计答疑机器人所需要的各个电源转换模块。答疑机器人能通过LD3320对接收到的语音进行识别处理,并根据识别结果发出相应解答以及配合一定的动作。为提高机器人的语音识别效果,利用卡尔曼算法进行降噪处理。通过实验表明,卡尔曼算法具有一定的降噪作用,该系统能移植到各种示教机器人、迎宾机器人以及智能玩具等。

PCB板热特性分析与研究

针对PCB热可靠性试验周期长、成本高和重复性差等问题,基于传热学和材料学的基本原理,建立了PCB有限元传热模型,从PCB热特性、价格和环保等方面综合对比和分析了优化布局、强迫风冷、氧化铍基板散热、铝底板散热和组合散热这5种改进方案,在产品开发阶段优化其热特性,避免了产品热设计的盲目性,为汽车PCB的热可靠性设计和安全性评估提供一些有益的参考。

弯道制动模式下FSAE赛车稳定性研究

为提升方程式赛车弯道制动模式下的整车稳定性,通过实验及有限元方法建立包含发动机外特性,差速机构参数,悬架衬套刚度的整车精确模型;弯道制动工况计算发现整车在制动过程中前轮产生瞬时抱死,后轮产生最大滑移率为0.449的纵向滑移率,整车失去稳定性。针对此问题提出两种改进方案:(1)在前轴双推杆式悬架上增加辅助弹簧与避震器,降低弯道制动过程中前轴垂向载荷产生的侧向偏移;(2)提出弯道制动双模糊控制理论,采用车身横摆角加速度预判直线制动、低速弯道制动、高速弯道制动三种模式所占的权重及对应的模糊控制规则;计算结果表明:方案1使整车在制动过程中前后轴滑移率明显降低,但伴随有瞬时抖动现象,车身横摆角加速度最大值从3.024rad/s^2降低1.741rad/s^2,性能提升42.4%;方案2验证了双模糊控制算法的合理性,使车身横摆角加速度最大值仅为0.509rad/s^2,性能提升83.2%,滑移率变化平稳。

基于模糊控制主动悬架的某型轿车漂移联合仿真研究

用ADAMS软件建立某微型轿车的整车模型并导出悬架与车身连接处的速度与加速度,通过在MATLAB软件中建立模糊控制规则并搭建控制系统,对基于整车的联合主动悬架模型进行漂移仿真计算.计算结果表明:主动悬架对改善车辆行驶中的稳定性有积极作用,特别是垂直加速度与侧倾角加速度改善明显,性能分别提高62.89%、52.95%.

磁流变式驾驶室悬置系统隔振研究

整车平台下建立驾驶室多体模型,通过实验获取磁流变阻尼器变电流与变频率特性曲线,把特性曲线参数编制成文件输入到驾驶室模型中;针对6×4底盘驱动形式的商用及工程车辆,考虑路面变工况输入的不特性性,提出模糊PID-D耦合算法,以车身垂直加速度判定路面输入工况,自适应实时调节微分参数,减小及避免变参数输入导致的定点冲击;速度保持仿真表明:采用模糊PID-D耦合算法后,驾驶室垂向加速度、横摆角速度及侧倾角速度指标参数均有改善,其中垂向加速度极值与均方根性能分别提升60.71%,74.14%;转向桥加装阻尼器后,驾驶室在磁流变主动阻尼器的基础上极值与均方根性能继续提升39.64%、65.07%;功率谱显示在全频域范围内性能均提升,低频段改善明显。