基于多元融合的大学生实践创新能力培养体系构建与实践——以河海大学机械工程专业为例

河海大学机械工程专业针对高等工科教学中的机械工程学科培养模式变革深入研究,以提高实践创新能力为核心目标,构建了多元融合的大学生实践创新能力培养体系,实现了多元融合育人。通过选取校内协同、校政协同、校企协同三阶段中最能促进要素发展的培养模式变革与机制创新,培育大批兼具创新性和实用性的工程人才,取得了丰富的实践探索成果,为高等工程人才培养变革积累了宝贵经验,并在教学实践中发挥了重要的示范推动作用。

河海大学机械学院学报征稿简则

1.本刊是河海大学机械学院主办的自然科学类学术刊物.其宗旨是为水利电力建设服务,促进机械工程、电子学及管理工程等有关学科的发展.2.本刊主要刊登机械制造、机电一体化、计算机应用、电子技术、通信技术、自动控制技术、信息工程、管理工程、财务与会计等学科的科研成果、学术论文、学术讨论、学科发展及综述类等方面的学术性文章.本刊可供与上述有关专业的科技工作者及大专院校师生阅读与参考.

河海大学数字媒体艺术专业教学实践体系的研究与构建

文章针对理工科学院环境下创办数字媒体艺术专业的现状及存在的问题,在分析阐述数字媒体艺术专业特点及构成体系的基础上,研究构建适合理工科学院环境下的数字媒体艺术专业教学与实践体系。文章重点介绍了河海大学在结合自身优势学科、体现河海水利特色制定专业培养方案方面所采取的相应措施,同时在原有培养方案基础上进行优化以适应市场对人才的需求。

设计在心,创新在行!——河海大学工业设计系创新教育改革纪实

河海大学工业设计系创新教育改革的经验主要是:注重专业基础课程实践课题的创新性,利用专业基础课程的新颖和活力引导工科学生打好设计基础;强调专业课程眼手脑的统一和研究型设计能力的培养,通过设计竞赛和创新训练项目,走产、学、研有机结合的道路;积极培养有持续性设计能力,能快速适应设计课题,符合企业实际需要的设计专业毕业生。

高校图书馆文创产品开发实践--以河海大学图书馆为例

文章从图书馆的文化职能入手,论述了文创产品在图书馆文化育人中的重要作用及进行文化产品开发的必要性,并简要介绍了河海大学图书馆通过实践探索,成功开发了以“河狸”为代表的图书馆IP形象,探索出一条联合学校师生共同开发文创产品的新路径。

缓解大学生孤独感的设计学研究综述

从设计学角度研究如何缓解大学生孤独感,从而引起设计领域对大学生孤独感的关注。通过文献梳理,从孤独感的定义入手,分析了孤独感的类型和孤独感测量量表;全面总结出影响大学生孤独感的相关因素:人口学因素、人格因素、家庭因素和社会环境因素;从设计学角度分析,现有网络平台及APP通过获得快乐、认可和归属感以及加强人际交流等方式,可有效缓解大学生孤独感,面向留守儿童和空巢老人的设计学研究对缓解大学生孤独感具有借鉴作用。要正视大学生孤独感,并设计出符合本土化的大学生孤独感量表,同时,可通过“以情感为导向”和“以人际互动为导向”的设计策略帮助缓解大学生孤独感。

5G时代大学生媒介素养探析

媒介素养是随着信息化发展而不断调整完善的一组动态概念,为了能够精准地考察5G时代大学生的媒介素养,笔者针对某高校在校大学生进行了抽样调查和深度访谈。该研究以“正向动机”“理性发声”“规范德行”3个维度为主要评价标准,围绕5G时代下大学生媒介使用的特点,针对大学生网络媒介依赖与人生价值的虚幻满足、准确认知与个人理性表达博弈,法律认识和道德素养有待提升的问题,对大学生媒介素养的养成方法与路径进行探索。通过归纳分析深入了解大学生媒介素养的现实挑战,特别是存在的问题及其成因,在此基础上提出因势利导,推动网络媒介素养教育常态化;与时俱进,实现网络媒介素养教育时效化;构建体系,推动网络媒介素养教育专业化的应对措施。

盘刷式光伏清扫机器人结构与驱动设计研究

针对光伏电站中运维使用的清扫机器人轻量化设计问题,提出一种盘刷式光伏清扫机器人结构并设计驱动系统。首先,在现有轮式机器人基础上,将盘刷与机器人驱动轮集成为一体,设计紧凑型机器人结构,在机器人运动过程中同步实现组件表面清扫,并对电机支架进行优化设计。其次,采用四轮驱动方式,设计盘刷式光伏清扫机器人驱动系统软硬件。在屋顶光伏组件表面开展实验,实验结果表明所设计的盘刷式光伏清扫机器人结构与驱动系统满足清扫需求,在夏季晴天天气清扫一块面积为2.44 m^(2)的光伏组件,对比清扫前后光伏组件标准化的电气特性,清扫后修正至标准测试条件(STC)下的最大功率提升约16.1%。

含强化肋的PCM相变储热与传热特性数值研究

为了有效提升PCM相变储热器的性能,本文采用多种金属翅片对相变过程进行强化,并采用焓-多孔介质模型对相变储热过程进行了数值模拟,分析了不同金属材料和不同基体孔隙率对相变储热及传热特性的影响.研究结果表明,采用金属泡沫强化翅片能够增强导热和对流效应,优化流场对流涡分布,储热器相变储热时间大大缩短,耗时仅为无翅片工况的16.8%;采用铜金属泡沫翅片的储能效率略优于铝金属泡沫翅片,储热时间缩短3.47%;强化翅片孔隙率对储热性能影响较弱,孔隙率为0.4时最优,孔隙率为0.6时次之,孔隙率为0.8时最差.

管内充分发展流动与传热数值模拟的教学方法探讨

由于缺乏数值计算的基础理论知识,工科本科生在学习流体流动与传热过程的数值模拟方法并进行程序设计时,往往觉得难度较大。本文围绕圆管内不可压缩流体充分发展流动与传热,采用边界层积分法,推导出无量纲控制方程组;针对层流工况和湍流工况,开发出相应的数值方法。基于该方法的程序代码易于理解,且计算结果表明该方法具有预测精度高、收敛速度快的优点。本文的工作可以为计算流体力学、数值传热学及热工计算等系列课程的本科教学提供参考。

旋流泵叶轮流道固液两相流动不稳定性分析

由于结构的特殊性以及固液两相存在的密度差,旋流泵在输送固液两相介质过程中,内部会出现多方面的不稳定性特征,基于Particle模型,运用ANSYS CFX软件对额定转速下旋流泵在不同流量下输送不同固相体积分数的多种工况进行了非定常数值模拟,分析了叶轮流道内的固相分布、压力脉动和叶轮径向力,从而深入了解叶轮内部不稳定性。结果表明:在C_(v)=5%体积分数下,0.8 Q_(d)、1.0 Q_(d)流量下叶轮流道内固相体积分布均匀,1.2 Q_(d)分布不均匀;在C_(v)=10%体积分数下,0.8 Q_(d)流量下分布均匀,1.0 Q_(d)和1.2 Q_(d)流量下分布不均匀;在C_(v)=20%体积分数下,0.8 Q_(d)、1.2 Q_(d)流量下分布均匀,1.0 Q_(d)分布不均匀;在C_(v)=20%、1.0 Q_(d)工况的一个旋转周期内,叶轮内部始终存在一个条形固相分布区域,且其旋转速度滞后于叶轮旋转速度。在1.0 Q_(d)流量下,随着固相体积分数的增加,各监测点压力系数幅值波动逐步变大;后缩腔监测点叶频处的幅值基本不变,叶轮流道内监测点轴频处的幅值逐步变大;在C_(v)=20%体积分数下,随着流量的增加,各监测点压力系数幅值波动先增后减,后缩腔监测点叶频处幅值逐步增大,流道内监测点轴频处的幅值先增后减。相同固相体积分数下,随着流量的增加,径向力逐步增大;不同固相体积分数下,随着体积分数的增加,0.8 Q_(d)流量下径向力波动不大,1.0 Q_(d)流量下波动逐步变大,1.2 Q_(d)流量下波动逐步变小。

基于生产数据的混合流水车间动态调度方法研究

在智能制造背景下,物联网等信息技术为制造系统积累了大量数据,同时人工智能等先进方法为车间数据分析和实时控制提供了有效手段。因此,针对不相关并行机混合流水车间调度问题,提出了一种基于生产数据的动态调度方法,以实现订单完工时间最小化。首先以高质量调度方案为基础,从中提取生产特征和调度规则完成样本构建。其次使用Relief F算法过滤冗余生产特征,获得用于训练和预测的调度样本。然后采用融合鲸鱼优化算法的概率神经网络作为调度模型,实现基于调度样本的训练和预测过程。最后,实验结果表明,所提方法具有良好的特征选择能力和较高的预测精度,与其他实时调度方法相比具有更加优越的性能,可以有效地根据车间实时状态指导制造执行过程。

考虑SSI效应的升降作业平台惯容减振优化设计

升降作业平台在野外工地、河滩等环境中高空作业时,其支腿底盘的明置基础与软土地基会发生动力相互作用,从而改变作业平台系统的动力特性。提出了考虑土与结构相互作用效应下的含3种不同惯容减振系统(SIS,SPIS-1,SPIS-2)的升降作业平台动力学模型,推导了作业平台在简谐激励下的振幅放大因子以及在随机激励下的响应均方值的解析表达式。利用遗传算法分别求解了位于中硬土、中软土以及软弱土3种地基表面的作业平台在H_(∞)和H_(2)优化准则下,惯容减振系统的最优设计刚度比和阻尼比。对最优状态下的各减振系统进行减振效果分析,结果表明:SPIS-2减振系统效果最佳,不仅最大程度地抑制了升降作业平台的共振效应,而且更有效地拓宽频带范围;SSI效应可以降低简谐激励下作业平台的位移振幅放大因子和随机激励下作业平台绝对位移的均方值;SSI效应对简谐激励和随机激励下惯容减振系统的最优设计参数影响很小,因此针对3种惯容减振系统位于不同地基表面下的最优设计参数拟合出经验公式,为升降作业平台的研发和减振设计奠定了理论基础。

基于AHP-FCA的新能源游船休闲舱室布局评价研究

为了合理评价新能源游船休闲舱室的布局设计并筛选出最优布局方案。建立了基于层次分析法(AHP)和模糊综合评价法(FCA)相结合的评价模型。以新能源游船休闲舱室布局设计评估作为切入点,详细阐述评价指标体系、 AHP权重分析以及FCA评估决策流程,并应用于新能源游船实例分析中。通过对理论阐述和实例评估,验证该评价流程客观准确,为后期休闲舱室布局和优化提供了量化分析参考。

并联机器人视觉引导定位工件研究

针对工业机器人对流水线上的工件进行分类识别抓取的问题,将单目视觉技术引入到工业机器人智能抓取系统设计中。通过Halcon软件完成了视觉算法的编写,从而对工件的正面、反面、堆叠状态进行识别和定位。利用QT软件完成了上位机的编写,通过Modbus和TCP/IP协议实现与机器人的通信。试验得到的定位误差为0.88 mm,能够较好地完成抓取工作。

超声波焊接能量对铜/铝导线接头结合性能的影响

以BVR2.5铜线和BLV6铝线为研究对象,采用超声波焊接连接铜/铝异种金属导线,利用SEM,EDS,XRD和万能拉伸试验机分析超声波焊接能量对铜/铝导线焊接接头结合性能的影响.结果表明,超声波焊接可以实现铜/铝异种金属导线的有效连接.随着焊接能量增加,铜/铝界面原子相互扩散距离增加,但未形成中间相,接头抗拉力先升高后降低.当焊接能量较低时,接头抗拉强度取决于铜/铝导线冶金结合面积;当焊接能量超过300 J时,接头抗拉强度取决于铝侧有效承载面积;当焊接能量为300 J时,接头获得峰值拉伸载荷(409.8 N±8.9 N),拉伸时在铝侧断裂,断口为韧性断裂,接头性能较好.

基于机器视觉的苹果表损智能检测系统设计

[目的]满足苹果外观品质和大小综合分级的现实需求,解决中国苹果人工分选效率低,分选设备结构复杂、成本高等问题。[方法]提出一种YOLOv5s-apple模型,在主干网络中引入Transformer模块和CBAM注意力模块,同时加入加权双向特征金字塔网络(Bi-FPN)改进颈部网络,并结合HALCON软件,利用自行设计的一种苹果表损智能检测系统进行表损分拣和大小分级。[结果]与原YOLOv5s模型相比,YOLOv5s-apple模型的mAP提升了6.2%,检测系统的分拣分级准确率可达97.5%,试验系统的处理速度为5 s/个。[结论]试验系统可以有效地进行苹果分级分选。

冗余铺放机器人的自运动流形及逆解优化研究

针对用于复合材料铺放成型的八自由度冗余机器人系统的逆运动学问题,提出了一种求解其自运动流形及逆解优化的算法。首先,基于位姿分离思想定义了位置子流形和姿态子流形,采用几何求解法得到了基于自运动变量的参数化方程形式的位置子流形和姿态子流形;然后,根据机器人的关节约束和实际铺放工艺过程,对给定的铺放位姿进行了位置子流形和姿态子流形配对的仿真,并用流形中若干组逆解通过正向运动学得到了末端位姿矩阵(其结果均与给定位姿相符,从而验证了自运动流形求解过程的正确性);最后,在完成自运动流形求解的基础上,从机械臂运动的平滑性和关节运动变化量两个方面出发,提出了一种基于自运动变量参数化方程的全局优化目标函数;以飞机尾椎模型为实验研究对象,对其中一条铺放路径进行了逆解全局优化仿真,得到了自运动变量和机器人各关节角在铺放路径上的优化曲线,将仿真结果与一种多目标优化算法进行了比较。研究结果表明:针对相同的铺放路径,采用上述优化算法后关节角变化总量降低了11.25%;该算法能够有效地求解八自由度冗余铺放机器人系统的自运动流形,基于全局优化目标函数,其能够在自运动流形中寻找出自运动变量和机器人各关节的最优解。该算法同样也适用于其他位姿解耦的冗余机器人系统逆解问题的求解。

面向工业传感器的多协议数据转换网关设计

针对RS485、CAN传感器数据传输方式单一的问题,设计了一种多协议数据转换网关。网关以STM32为核心,外围搭建多种通信接口电路,并建立数据缓存机制以实现RS485、CAN传感器与RS232、以太网、LoRa之间的数据传输。在RS485、CAN称重传感器与上位机的通信实验中,网关能及时准确地将传感器数据通过3种通信接口发送到上位机,验证了设计的可行性,解决了2类传感器数据传输渠道单一的问题。

机电伺服系统非线性摩擦自适应补偿的研究

非线性摩擦是影响机电伺服系统控制性能的主要因素,尤其是在低速、速度换向等情况下,它往往会造成系统的跟踪误差、极限环等不良反应。在分析摩擦形成机理与特性的基础上,介绍了LuGre摩擦模型,通过李雅普诺夫稳定性分析方法,设计了基于LuGre模型的非线性摩擦自适应补偿算法,在线辨识出摩擦模型参数,构造一个双闭环状态观测器来估计摩擦状态变量,降低了由于非线性摩擦给机电伺服系统带来的不良影响。仿真和实验结果证明了所提方法的有效性。