装备制造技术

方法与技术

  • 变胞式码垛机器人可视化虚拟仿真平台开发研究

    何思民;董奕辰;陈辉庆;王汝贵;

    在已经研制出新型可控变胞式码垛机器人实物样机以及分析其运动学和控制程序的基础上,针对其使用D-H法建模困难,难以使用各类可视化虚拟仿真软件进行虚拟仿真的现状,基于VS进一步对该机器人模型开发窗体应用程序,实现机器人模型模块、预览模块和虚拟仿真模块功能,并对Solid Works进行二次开发,基于其强大的配合功能和API接口功能,将虚拟仿真通过Solid Works可视化地展现出来,搭建出可视化虚拟仿真平台。可视化虚拟仿真实验结果显示,实验中机器人末端依次通过起始点,第一次变胞点,第二次变胞点和目标点,进行了2次构态变换。可视化虚拟仿真平台能够满足变胞式码垛机器人的可视化虚拟仿真需求。

    2022年11期 No.335 1-4+22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1401K]
  • 基于多源信息的移动机器人建图方法研究

    夏育泓;邓三鹏;张志军;祁宇明;吕松杰;

    为了构建尽可能多的环境信息来提高地图精度而实现移动机器人精准导航,提出一种激光雷达与相机融合,并结合多传感器融合里程计信息的建图方法。该方法先对激光雷达和相机位置进行标定后使得两者在同一个坐标系上,再通过点云库滤波处理后将两者的点云融合并转化为激光雷达数据;其次将轮式里程计数据、IMU数据、RF2O激光里程计数据通过DS证据理论的方式分配权重,再结合扩展卡尔曼滤波进行数据融合,得到精度更高的里程计。该方法融合了激光雷达数据精度和相机数据丰富的优势,将单一使用激光雷达无法扫描到的物体加入到地图中,有效增加了地图显示内容,而且多传感器融合里程计也提升了建图中所需要的里程计信息的精确程度。实验结果表明,该方法与单激光雷达建图方法相比,能够将更多的环境信息显示在地图上,避免缺少障碍物信息使得移动机器人导航失败,而且在仿真环境中多传感器融合的里程计精度对比轮式里程计精度,在均方根误差方面下降了51.14%,效果明显。

    2022年11期 No.335 5-8+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K]
  • 基于3D骨骼点数据的人体动作识别算法研究

    吕松杰;祁宇明;邓三鹏;夏育泓;刘浩;

    针对在非结构工业场景中需要机器人对工人的行为意图做出准确的识别和快速的理解才能更加安全高效地完成人机协作任务的前提,提出一种基于3D骨骼点数据对人体动作识别的算法。该动作识别算法是以自建的数据集作为输入,通过BlazePose三维人体姿势估计算法处理得到人体骨骼点数据,提取33个骨骼点的3D坐标信息,数据预处理之后,为了减少模型的预测时间,使用主成分分析算法PCA将数据从99维降到20维,将未降维的数据和降维后的数据分别送入到BP神经网络算法中进行训练,最终用训练好的模型实现对3种人体动作的分类。在自建数据集上的实验结果表明,当使用未降维的数据进行训练时,该动作识别算法在测试集的准确率可以达到98.37%,在视频数据上的识别速度可达每秒22帧左右;当使用降维数据时,该动作识别算法的识别准确率可达到98.86%,识别速度可达每秒30帧左右。经过实验对比,当使用降维后的数据时,该动作识别算法的识别准确度更高一点,实时性更好,值得在非结构工业场景中应用推广。

    2022年11期 No.335 9-11+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K]
  • 电磁超声回波信号降噪方法研究

    张延兵;许世林;顾建平;张颖;张维;

    针对电磁超声检测过程中的回波信号含噪问题,采用小波阈值降噪以及基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的小波阈值降噪方法这两种方法对电磁超声信号进行降噪处理,并采用信噪比(Signal-Noise Ratio,SNR)及均方根误差(Root Mean Squard Error,RMSE)这两个指标作为降噪优劣的评价标准,SNR越大越好,RMSE越小越好,从而探究最有效的电磁超声信号降噪处理方法。结果发现,小波阈值降噪方法会造成信号能量损失,而将信号EEMD处理后,再使用小波阈值降噪方法处理之后得到分量进行重构,能够在保留缺陷回波信号有用成分的幅值不变的同时,很好地消除了信号中的噪声。说明,集合经验模态分解与小波阈值方法结合的方法处理实际电磁超声回波信号,可以在良好去除噪声的情况下,保持回波信号有用成分不受损失。

    2022年11期 No.335 12-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1225K]
  • 一种基于DSP技术的采煤机自动控制系统设计

    叶青;覃正强;

    针对当前煤矿综采工作面自动控制能力弱,多数仍以人工操控或遥控器操控为主的现状,基于DSP技术设计一种采煤机的计算机自动控制系统。自动控制系统采用主从双DSP控制内核结构,建立DSP/BIOS即时嵌入式操作系统,由机组传感器对不同数据进行采集,实现实时通讯,确保输入输出的灵活控制,有效完成自动截割等工艺组合,接受远程监控保障安全生产。自动控制系统的主DSP采用32位定点微控制单元(MCU)TMS320F2812,实现采煤机自动控制系统的信息采集、数据传输、交互通信等基本功能;辅DSP采用32位浮点处理单元TMS320F28335,实现自动控制相关的算法处理,缓解软件开发压力;双DSP间经SPI总线接口建立通信渠道。自动控制系统的远距离监控功能将采用CAN总线来连接采煤机与上位机,前者的工况数据传至上位机后,后者直接发布命令指挥采煤机的实时动作。自动控制系统能够实现对煤矿综采工作面采煤机的日常作业工况的数据采集与处理,达到采煤机自动截割、远程监控,组态设计稳定等目的,提升了煤矿综采工作面采煤机的操作自动化水平。

    2022年11期 No.335 15-18+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K]
  • 磁性球磨机全皮带式传动系统设计研究

    董书革;石伟和;苏海英;

    在长期现场工作实践与探索,研制设计出全皮带式传动系统。全皮带式传动系统由三级传动组成,各级传动均由大小皮带轮和V带组成,用V带作为传动介质,球磨机在运转过程中,所需要的转矩和运动完全通过V带来传递。全皮带式传动系统的总传动比通过设备技术参数及工艺要求进行计算,按照带传动一般规则进行三级传动比分配,并符合三级传动比连乘积等于总传动比的要求。计算各级传动中各轴的功率、转矩和转速,根据生产实际情况,确定V带根数表达式中各参数的赋值,计算各级传动得到:第一级传动V带型号为SPC窄型号,根数8根,符合一般设计规则;第二级传动V带型号为SPC窄型号,根数14根;第三级传动V带型号为普通D型,根数18根。第二级、第三级传动V带根数超出一般设计小于10根的规则,符合球磨机工作的低转速大扭矩的一般运转规律,保证了系统传递运动和动力要求。全皮带式传动系统与传统的齿轮传动系统相比,具有运行噪音低、现场无污染、制造成本低、装配精度要求不高等优点。全皮带式传动系统是一种新型传动系统,目前试用于小型磁性球磨机中,可以为在型设备全皮带式传动系统提供开拓思路。

    2022年11期 No.335 19-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1292K]
  • 反射镜结构的电动自行车照明装置的配光性能研究

    华思昊;曾彦凯;卢鼎;张佳茜;

    按照GB/T 31887.1-2019规定的要求,使用配光软件研究一种通过前期配光制作反射镜结构的电动自行车照明装置的方法,通过前期配光设计并制作出一套完整的试模灯具,测试该试模灯具的近光及远光功能的配光性能,对比分析配光性能测试数据,总结出不合格配光点、配光区域的问题点和引起不合格的原因,得出影响配光性能的因素,再对试模进行反复修改、制作及测试,最终研制出了一套完整的反射镜结构的照明装置。对该照明装置进行配光性能测试,发现该照明装置完全符合国标GB 31887.1-2019中规定的近光和远光功能的配光性能要求,可以应用于相同型号照明装置的批量生产。本次配光设计过程中前期所得出的最终配光设计数据,可以作为广泛型号照明装置的前期配光设计的数据支撑,直接应用这些配光设计数据可以缩短同类产品的研发周期,极大地降低反射镜结构的照明装置的研发成本。本次研制的反射镜结构的照明装置应用于电动自行车批量生产,可以加快电动自行车产品的更新迭代,促进电动自行车行业的产业升级。

    2022年11期 No.335 23-26+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1515K]
  • 截卵形弹丸斜穿甲均质薄靶剩余速度的理论分析

    巨圆圆;杜志鹏;张磊;

    为了计算截卵形弹丸斜穿甲均质薄靶剩余速度,建立截卵形弹丸侵彻均质薄板的有限元模型,对截卵形弹丸侵彻均质薄靶的过程进行了数值模拟,获得了均质靶板破口形貌和弹丸剩余速度,数值模拟结果均与实验结果相符,表明所建立的截卵形弹丸侵彻均质薄板仿真计算模型和所采取的材料模型及参数是合理的。在此基础上,对同一弹丸以不同入射角侵彻不同厚度薄靶的过程进行了数值模拟,得到了弹丸入射角和靶板厚度对弹丸剩余速度的影响。利用量纲分析方法,分析得出弹丸斜侵彻均质薄板后的剩余速度与弹丸初始速度的比值仅与弹丸入射角和靶板相对厚度两个无量纲量有关。利用弹丸剩余速度数值仿真结果,对量纲分析得出的剩余速度计算公式进行拟合,得到了弹丸斜侵彻均质薄板的剩余速度理论计算公式,并通过对比数值模拟结果和理论公式计算结果,对理论计算公式进行验证,表明建立的剩余速度理论计算公式有效。

    2022年11期 No.335 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1341K]
  • 某纯电动车CO2热泵空调系统噪声与振动分析及优化

    范英杰;

    针对搭载CO_2热泵空调系统的某纯电动汽车,车辆在怠速工况下进行低温采暖NVH试验时,打开空调系统制热模式HI档,压缩机转速为4000 r/min且车内出现70 Hz轰鸣声与方向盘异常振动问题,通过“源-路径-接收者”建立传递路径并对其进行分析,将问题锁定为是因为空调系统冷媒的压力脉动引起空调的管路振动,空调管路振动频率为66.7 Hz,与车身及方向盘的共振频率接近。根据锁定的原因制定2条措施:(1)将怠速制热模式HI档位下的空调压缩机转速由4000 r/min调低至3000 r/min,此时车内轰鸣声主观评价消失,且方向盘振动幅值由0.6 m/s~2降低至0.26 m/s~2,满足评价要求;(2)在空调系统的冷媒管路弯折转弯处增加3个质量块,此时主观评价车内轰鸣声消失,且方向盘振动幅值由0.6 m/s~2降低至0.34m/s~2,满足评价要求。试验表明,降低压缩机的转速或给空调系统冷媒管路弯折转弯处增加质量块解决了该纯电动汽车在怠速下CO_2热泵空调开启车内轰鸣与方向盘的异常振动问题。该方法可以为目前市场上绝大多数搭载CO_2热泵空调系统的电动汽车开发以及其他车型的CO_2热泵空调系统NVH性能开发提供借鉴。

    2022年11期 No.335 31-35+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K]
  • 形状记忆合金驱动可变后掠角翼梢小翼的研究

    张超;

    常规飞行器的小翼翼型一般是固定不变的,只能在特定的飞行状态下具有最优的气动性能。但是当飞行状态发生变化时,气动性能便不再保持最优。为解决该问题,提出一种基于形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)驱动的可变后掠角翼梢小翼方案。基于形状记忆特性,将形状记忆合金材料作为驱动器,可为变后掠角翼梢小翼的设计和优化提供更多可能性。针对民航飞机起飞、巡航和降落三种典型工况,通过计算流体力学方法(CFD)分析不同后掠角度翼梢小翼对飞机气动性能影响,得出最佳后掠角度分别为35°、45°和50°。为实现不同飞行状态下后掠角度的变化,设计一种基于SMA丝驱动的可变后掠角翼梢小翼结构。在只考虑SMA材料受轴向拉伸力作用的条件下,经数值计算得到了应力应变关系以及不同应力作用下应变同温度的关系。基于以上材料特性确定SMA丝的热处理方法,并根据SMA丝的动态特性曲线和初步设计要求确定其尺寸规格。该机构根据不同的飞行状态自动调整小翼后掠角度,从而提高机翼的升阻比。

    2022年11期 No.335 36-38+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1301K]
  • 低温发动机常用氦质谱检漏方法

    王志猛;康红雷;张振;王春炎;霍福帅;郭亚明;

    在阐述氦质谱检漏原理和检漏方法选择的基础上,介绍几种低温发动机常用的氦质谱检漏方法,举例介绍其检漏原理、检漏步骤和计算漏率后,针对低温发动机“低温高压”的工作特点,研究温度变化和压力变化对漏孔漏率的影响,给出漏孔漏率关于温度和压力的计算公式。氦质谱检漏是以氦气为示漏气体,通过使用氦质谱检漏仪对被检件进行漏孔定位、漏率定量的检测过程。低温发动机常用的氦质谱检漏方法有真空检漏法和正压检漏法,真空检漏法中常用的检漏方法有喷吹法和氦罩法,正压检漏法中常用的检漏方法有直测法、包覆法。一般可以根据被检件的工作状态选择检漏方法,当被检件工作处于“真空”状态时,可选用真空氦质谱检漏法进行检漏,当被检件工作状处于“正压”状态时,可选用正压氦质谱检漏法进行检漏。漏孔在温度和压力的影响下是一个复杂的状态,温度变化时,漏孔漏率与漏孔处温度成反比例关系,即温度越低,漏率越大;压力变化时,漏孔的漏率与漏孔两端的压力的平方差成正比。

    2022年11期 No.335 39-43+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1362K]
  • 基于机器视觉的中继器轻量化检测方法

    蔡向上;

    Remotely Operated Vehicle(ROV)以其灵活易操控的特点被广泛应用于水下搜救以及渔业养殖等领域。ROV执行完任务常通过中继器对其进行回收。针对浅水作业场景存在大量浮游生物,杂质以及不均匀的光照等不利因素影响ROV回收时中继器的精准检测以及安全回收时精准位姿估计对中继器检测提出的实时性要求,提出了一种基于机器视觉的实时轻量化检测方法 Ghost_V4-CBAM。YOLOv4是具有高精度、强鲁棒性的目标检测算法,但部署至嵌入式系统实时性较差。参考Ghostnet引入Ghost模块,以Ghost卷积替换原始YOLOv4算法终所有普通卷积,参数量及浮点数计算量分别减少了81.6%和89.4%。针对轻量化网络精度下降引入注意力机制使网络聚焦于检测中继器的重要特征,在YOLOv4的3个检测头前插入CBAM结构。参考DONN网络损失函数设计去除损失函数终分类损失,通过实验测试出最佳置信度损失与边界框定位损失权重比为1∶3,最终网络平均精度为80.94%,相较原始网络下降不到1%。在公开AUV回收坞站数据集-UDID以及基于虚幻引擎UE4.26自建中继器仿真数据集上验证了Ghost_V4-CBAM算法的性能。最后通过Nvidia Tensorrt加速推理框架生成加速后的engine文件,然后基于Deepstream部署至ROV嵌入式主板Jetson XAVIER NX主板,最终实现60FPS检测速度。

    2022年11期 No.335 44-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1301K]
  • 基于改进A*算法的AUV路径规划研究

    潘世瑛;

    自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)是一种可以自主完成水下作业的无人装置,随着人类对海洋资源的开发和利用的不断深入,其应用场景及需求也愈发广泛。面对复杂的水下环境,路径规划算法是保障AUV快速性及安全性的关键。目前AUV常用的路径规划算法有蚁群算法、人工势场法和生物启发神经网络等。蚁群算法通过模拟蚁群信息素传递觅食过程,通过迭代运算获得最优路径。改进蚁群算法解决了原有算法无法跳出局部最优的问题,但多次的迭代运算使得该算法的实时性较差,不适用于状况复杂的未知场景。人工势场法的思想简洁有效,在障碍物和目标点周围分别设置斥力场和引力场,引导AUV安全到达目标点。A~*算法因其寻优能力强、场景适应度高等特性而得到广泛应用。搜索效率和路径安全性及可行性是规划算法的核心,但A~*算法多循环判断机制导致其路径性能和计算效率难以同时得到有效改善。基于以上提出一种改进A~*算法,将传统的A~*算法优化为动态衡量启发式A~*算法,并进行拐角优化,最后与对比算法在不同复杂度场景下进行仿真验证。

    2022年11期 No.335 49-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K]
  • 基于锂电池SOC的储能电感主动均衡分层控制技术研究

    司娟利;常红梅;

    针对纯电动汽车动力锂电池SOC不一致,电池组的整体容量下降、充放电深度不够、安全性欠缺、使用寿命较短等问题,改进了传统分布式Buck-Boost主动均衡拓扑结构,利用MATLAB/Simulink软件搭建了改进前和改进后的4个仿真实验模型;分别将改进前与改进后的主动均衡仿真模型设置相同的电池参数,采用相同的“均值-差值”控制策略,分别进行底层4个单体电池串联间充放电均衡仿真实验;再将改进前与改进后的单体电池串联结构分别组合为模组,设置4组不同的电池模组参数,底层单体串联电路采用“均值-差值”控制策略,顶层模组并联电路采用阵列式开关管控制策略,分别对两种类型模组进行充放电均衡仿真实验。实验结果表明,在单体电池串联电路中改进后的Buck-Boost结构均衡效率是改进前的3倍且单体电池充放电同步性优于传统结构;在电池模组并联电路均衡实验中,改进后的Buck-Boost结构均衡效率及同步性与独立串联电路仿真实验保持一致。再次验证了改进后的Buck-Boost结构能够解决传统结构由于首末电池SOC差异大导致均衡效率低及同步性差的问题。改进后的Buck-Boost均衡结构有利于提高纯电动汽车动力电池在线主动均衡的效率。

    2022年11期 No.335 53-57+66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1515K]
  • 电动汽车动力电池冷却系统有限元仿真分析及优化

    雷艺;林松;林东强;陈德灯;方正;

    动力电池自燃事件频发,危害人民生命财产安全,给消费者带来极大的心理创伤。动力电池的冷却系统在动力电池使用过程中起到关键的作用。冷却系统使用得比较多的是风冷却系统和水冷却系统,但是液态冷却系统的冷却效率比较高,普遍应用在纯电动汽车动力电池包的冷却系统中。以某纯电动汽车动力电池冷却系统为研究对象进行仿真分析及优化。利用CATIA建模软件,建立某款动力电池液冷形式的纯电动汽车冷却系统结构原尺寸模型,通过Fluent仿真软件建立有限元模型并进行仿真分析。通过仿真结果的分析研究,对冷却系统的模型提出结构优化方案,最终获得预期的优化效果。

    2022年11期 No.335 58-61+66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K]
  • 超高压水射流发生器的电控设计

    姚红;

    将超高压水射流技术与数控加工技术相结合设计超高压水射流发生器,并在磨料水射流的工作环境下,利用数控机床和水切割专用CAM系统的NEWCAM软件,对工件进行了斜度切割实验来检验超高压水射流发生器的设计效果。超高压水射流发生器采用往复式增压,通过触发换向器实现油路换向而产生高达几百兆帕的水射流;采用PLC与文本屏同时控制的方式,控制过滤器水泵电机、油泵电机、二次加压水泵电机、电液换向阀,高压溢流阀、冷却风机等设备。超高压水射流发生器选用台达公司的DVP-32EH型PLC和DVP-F2AD功能扩展卡,该功能扩展卡可以满足RS232接口与PLC的通信要求,在人机界面设计上使用台达公司生产的TP04型文本式人机屏,既可以满足RS232串口通信对高通信速率的要求,人机屏的功能也更齐全、性价比更高。工件斜度切割实验结果显示,超高压水射流发生器加工质量较高,达到预期的切割质量。超高压水射流发生器适合应用于精度要求不是很高的斜度切割和平面切割上。

    2022年11期 No.335 62-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1331K]

新产品

  • 一种智能装配生产线云监控系统开发

    邢明亮;邓三鹏;周旺发;佘明辉;

    为了提高装配生产线数据的可视化和现场设备的管理透明化水平,使用云物联网平台的数据处理能力、MQTT通信技术、传感器技术以及数据采集技术,开发一种智能装配生产线的云监控系统,并进行3个月的现场测试验证。系统主要由工业机器人、PLC、智能相机、通信网络与云服务器组成,在整体架构上设置了设备层、控制层、网络层和应用层,采集生产过程数据以及设备状态数据到PLC寄存器中,网关利用MQTT通信协议将PLC中的数据传送到云平台的数据库,客户端利用HTTP通信协议完成与云平台的交互,完成装配生产线现场与客户端之间的文本、图像、视频3类数据传输,实现随时随地使用不同的IT设备查看设备状态以及监控生产状态,并实现PLC程序的上传、监控、修改及下载功能。现场测试验证结果表明,云监控系统准确性高、实时性强、操作简单、能够满足生产需求,降低企业的用人成本,具有广泛的应用前景和经济效益。

    2022年11期 No.335 67-70+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1685K]
  • 海洋水质监测仪创新开发设计

    黄铭玉;黄天杨;陈明月;韩卫国;钟光明;

    在海洋环境受到不同程度的污染下,海洋水质监测仪是治理海水资源的重要手段。研究开展了海洋水质监测仪产品设计现状分析,并对海洋水质监测仪的功能、形态、色彩、人机工程学、材料、使用环境、操作方式等开展系统分析,同时根据各设计要素提出了简化监测流程与功能、模块造型设计创新、色彩语义设计、产品取样部件与检测部件一体化、人机交互的便携与智能交互等思路。研究基于所提出的方向,开展了海洋水质监测仪的设计实践。设计方案在功能与形态上,摒弃了传统水质监测仪的较大体块化的设计,采用便携式与模块化的结合,使海洋水质监测仪造型上实现最小化;在色彩的创新设计上,采用白色、蓝色、灰色或黑色为四种配色方案,实现整洁、精准、专业的视觉效果;在人机上,充分考虑人手抓握态势和尺寸,提高监测过程中用户的舒适性,同时嵌入了符合监测时用户视角的显示屏,方便用户进行数据的读取与操作,缓解了用户的重复操作的疲劳,同时使工作效率大幅度的提高。通过开展产品设计要素系统分析的方式,能为产品的创新设计提供新思路。该研究可为海洋装备仪器等产品的创新设计提供参考。

    2022年11期 No.335 71-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1162K]
  • 一种自动苹果去皮去核及分瓣一体机设计

    聂小春;敖智超;朱洪雷;高琴;

    为快速且卫生地处理水果用以榨汁或是制作水果罐头,在已有的有关手摇式、半自动式及构造复杂等机械设备研究基础上,设计了一种能使苹果自动去皮、去核及分瓣的一体式机械设备装置。为了实现苹果从投料到自动去皮去核及分瓣的功能,将该一体机分解设计成由投料、矫位、主轴插刀、去皮、去核分瓣、升降及左右移位七大功能模块。投料及矫位功能模块利用了水浮正立原理使苹果能周期性平稳的降落、矫位且清洗干净,主轴插刀功能模块的主轴插刀采用了四棱刺结构以使主轴插刀顺利插入并固定好苹果,去皮功能模块通过仿形挡片配合升降模块使浮动刀头紧贴苹果表面旋转完成苹果的自动去皮,去核分瓣模块采用了去核分瓣刀和分离罩配合的结构在升降及左右移位功能模块的配合下自动完成去核及分瓣的一体化功能。该装置具有安全性与可靠性,且可以使得生产效率提高,节省了人力物力,应用前景广阔。

    2022年11期 No.335 75-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K]
  • 基于ROS的全向轮智能机器人小车设计

    周宝昌;林梓宏;周旭华;谢智阳;

    在分析3个全向轮运动学和构建相应的运动学模型基础上,基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)设计一款使用3个全向轮来进行稳定移动的智能机器人小车,并进行系统测试。这款智能机器人小车采用树莓派4B作为上位机,采用Ubuntu18.04操作系统搭载ROS。底层为运动控制层,由Arduino2560处理器、电机驱动板、编码电机全向轮和运动控制层中的软件系统组成。树莓派4B将各个传感器获取到的信息进行整合分析和预处理,然后根据这些信息对小车的下个运动作决策,将决策指令通过USB串口通信将信号传输到Arduino上再处理,将最终得到的信号发送到电机驱动板上,由驱动板来控制3个电机运动,让小车利用3个全向轮的差速实现直走、转向运动的功能。通过接收传感器的信息来对智能小车四周环境进行感知,达到对信息融合和粒子滤波等处理便可将地图信息可视化,实现室内环境下智能小车的即时定位与地图构建功能。利用构建好的地图,编写程序实现小车的定点导航和多点导航。系统测试结果显示,这款智能机器人小车能平稳地运动与导航,雷达构建的地图信息边缘清晰、障碍物位置明显准确。

    2022年11期 No.335 80-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1374K]
  • 堆叠角钢自动化吊装转移装置设计

    李漫天;李子毅;

    依托自动化的机构设计技术,基于现有的实际生产流程,设计了堆叠角钢吊装转移装置。设计主要包括整个吊装转移系统的方案设计、桁架直角坐标动作组的机构设计、翻转机构、流水机构的设计以及PLC控制系统的设计。主体吊装转移机构X轴采用齿轮齿条传动,Z轴采用链轮链条传动,吊装执行端采用了电永磁吸附机制,保证了大跨度中载荷稳定工作的要求。Z轴执行机构、翻转机构、流水机构采用了模块化设计的理念,可多个相同模块进行同步工作,适应生产任务变更频率的趋势。基于松下FP0R C32T及其E16X扩展模块进行PLC控制流程设计和程序编制解决了人工工作的高强度、低效率特性,保证了自动化工作的较高效率和自动化设计实施的较低成本,具有一定的生产优势。本设计遵循了简洁、模块化、可实施性、经济性的特征,具有一定的拓展性,以适应目前生产制造的多样化特性。

    2022年11期 No.335 84-86+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K]
  • 电动观光车的自动紧急制动系统设计

    苏玉淋;吴斌;刘杰;徐成丽;

    自动紧急制动系统(AEB,Autonomous Emergency Braking)作为复杂道路交通环境中行驶的基础安全模块,是国内外智能汽车领域的研究热点。针对车速小于30 km/h以下的电动观光汽车,围绕有效目标识别跟踪、运动状态的估计及紧急制动控制策略等进行了研究,设计了一种基于前视摄像头和毫米波雷达的AEB系统,基于毫米波雷达和摄像头的有效识别目标和目标跟踪技术的有效融合。首先提取路径内的所有目标相对距离和速度信息,计算最接近的目标信息;然后结合本车车身信息,整车运行的状态,进行有效性目标一致性检验;最后计算出与目标的碰撞时间进行有效刹车。实车采用武汉极目智能的摄像头,设计了上位机标定软件用于配置、标定摄像头参数和获取摄像头检测的目标信息。77G的毫米波雷达能够感知道路前方道路障碍物状况。微控制器设计了外围电路系统板,作为AEB系统主控制器。制定了基于车速和碰撞时间的预警和紧急制动策略。AEB系统的实车试验结果表明,系统功能符合设计要求,提升了观光车的主动安全性能。

    2022年11期 No.335 87-89+103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K]

制造工艺与材料

  • 一种基于共生理论的工件加工可靠性方法研究

    张欣欣;石秀敏;权利红;祁宇明;

    为了分析工件加工过程中主轴与刀具的配合状况,基于共生理论构建主轴、刀具和工件的扩展Logistic竞争共生模型,分析主轴、刀具和工件之间的共生条件,用Logistic模型分析主轴、刀具和工件的竞争共生稳定性。当主轴、刀具与工件之间的影响程度较小时,共生系统可靠,主轴与刀具之间的配合状况很好,主轴和刀具正常,没有出现损伤,此时工件的质量可得到保证。当主轴、刀具与工件之间的影响程度较大时共生系统出现波动,可能产生较大的离心力,引起加工过程中的急剧振动,主轴与刀具配合不好,导致工件精度不准确,加工质量下降等问题。因此主轴与刀具之间的良好配合对提高工件的加工质量至关重要。

    2022年11期 No.335 90-92+103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1245K]
  • 某型汽车左右上固定支架复合模冲压工艺设计

    韦勇;陈美玲;崔安琪;罗秋艳;胡义华;

    为了满足现代工厂的大批量生产要求,对某型汽车左右上固定支架进行复合模冲压工艺设计。从模具制造水平、设备能力和操作方便性等方面设计3种方案:(1)设计成两套单工序模,落料模和冲孔模;(2)设计成级进模,先冲孔再落料;(3)设计成复合模,将落料和冲孔同时进行。从技术经济的角度和各自优缺点对3个方案进行客观分析后,选择采用方案(3)进行模冲压工艺设计,该方案一次冲压成型,满足零件冲压技术要求,生产效率高。复合模工艺参数计算选用分别加工法计算凹、凸模刃口尺寸和计算冲压力,同时确定零件排样方式中的排样方案、搭边值及条料宽度后,选择纵向有废料的排样方案。根据零件尺寸周长、材料厚度、材料的抗拉强度计算零件的冲压力,根据总冲压力的大小选择设备为开式压力机J23-25。分析冲压件的工艺特点,继而确定合理的冲压工艺方案。汽车左右上固定支架零件采用复合模冲压工艺,能够达到生产要求、生产批量,从而获得最大生产效益和企业收益。

    2022年11期 No.335 93-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1235K]
  • 箱型体结构产品生产工艺创新研究

    吴永鹏;冯战;吴婧仪;沈建;

    箱型体结构产品生产的质量以及效率对机车整体生产的质量和进度具有较大影响。箱型体结构产品要求生产效率高、质量达标、外观美观、生产流程简单。统拼接组装成型工艺生产效率低下、外观粗糙、生产流程繁琐。折弯机的最大有效行程仅仅0.2 m,而电力机车砂箱的最大高度为0.7 m,因此无法使用折弯机进行加工,所以统拼接组装成型工艺和折弯机作业已经无法满足电力机车砂箱的生产。为了完成电力机车砂箱的生产,同时为了进一步提高箱型体结构产品的质量与生产效率,对箱型体结构产品整体成型的工艺难点进行了分析,并根据传统生产工艺所存在的问题和考虑到公司目前所拥有的设备的实际情况,设计制作出了压力机箱型体整体成型模具。创新出箱型体结构产品整体成型新工艺及工作方法,其方法是在原压力机的基础上设计加装了新型模具,包括折弯上模具和下模具,改进后的压力机的最大有效行程可达1.2 m。使用新设计的压力机替代折弯机对箱型体结构产品进行生产,有效提高成型箱型体结构产品质量及工作效率,且外观精美。实践证明:新的生成工艺使生产时间减少了38.5%,生产成本降低了30.4%,产品的合格率达到了100%,研究为箱型体结构产品整体成型设计提供依据。

    2022年11期 No.335 97-99+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K]
  • 立磨辊焊接工艺技术与应用

    成世奇;杨华;余波;

    立磨辊由于其具有长寿命、高效率、可多次修复重复使用等特点,广泛使用于水泥、火电、矿山等领域。立磨辊是矿渣立磨机重要部件之一,大多数的立磨辊均包括带中心安装孔的辊体,由于工作面在矿渣研磨过程中极易磨损,制造时辊体采用高铬铸铁铸成,不仅生产成本高,而且工作面磨损后修复难度极大,重复利用的比例极低。为了降低使用成本,目前行业上使用的立磨辊多为复合辊,复合立磨辊包括辊体和设在所述辊体周向的耐磨合金层,辊体为铸钢件,通过在辊体的周向堆焊耐磨合金层来提高立磨辊的使用寿命,但由于辊体的材质与耐磨合金的成分差别太大,在堆焊质量控制上存在较大难度,因此,确保焊接质量成为一个最为主要的因素。如何在堆焊过程中,通过控制多种参数,在辊体的周向堆焊与辊体的铸钢基体结合性好的焊接质量高的耐磨合金层是矿渣立磨机制造从业者亟待解决的问题。通过合理的排布焊接现场焊接工装,制定合理的焊接工艺,有效地提高了辊子的耐磨性和使用质量,从而减少辊子焊接次数,降低修复成本,提高生产效率。

    2022年11期 No.335 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1425K]

管理与人才培养

  • 基于OBE理念的防火防爆技术课程教学改革

    刘迎彬;胡晓艳;高永宏;

    防火防爆技术是安全工程专业一门专业教育课程,本课程集理论、工程和实践于一体。课程教学过程过分追求内容体系完整性,根据教材内容进行教学。作业和考试内容以基本概念、原理的问答题为主,对学生应用知识解决实际问题的能力培养不足。针对课程教学中出现的上述问题和现象,基于OBE理念,依据课程目标,从系统的角度出发,教学内容重构为建筑火灾预防、控制、扑救技术、防爆原理与技术和危险场所防火防爆技术。结合书本理论知识提炼课程中蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能,充分挖掘防火防爆技术课程关注燃爆灾害的特点,将“防火防爆”与“爱国精神”“安全意识”相契合,开展综合素质教育,以实际问题为应用背景,利用相关理论知识解决实际问题,设置一些需要学生依据理论进行分析设计的题目,让学生深切体会到所学知识能够解决身边实际的工程技术问题。采用线上线下相结合的教学方法,注重多种教学模式或手段的穿插,根据每部分内容特点但也会增加板书授课内容,增强学生的学习效果,达到课程目标的达成。实践表明,基于OBE理念的防火防爆技术课程改革充分调动了学生的学习兴趣和主动性,提高了课堂参与度,教学效果显著提高。

    2022年11期 No.335 104-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1169K]
  • 基于不同学科特点的“工程图学”课程教学探索

    张方圆;

    针对高校不同工科专业“工程图学”课程的不同特点,在分析不同学科对“工程图学”课程的需求的此基础上,引导不同学科的学生挖掘“工程图学”在本学科的应用场景,发现“工程图学”的重要性,激发学生的学习积极性,同时结合典型产品案例进行知识点讲解。调整教学大纲,将三维建模课程与理论课程同步进行,并将三维建模融入课堂教学与二维工程图绘制中,开发学生的创新性思维与实践能力。减少简单知识点的课时量,突出课程重点难点,结合三维建模软件进行重难点的讲解,避免知识点的平铺直叙。针对有产品创新设计需求的学科,突出创新性思维的培养,结合三维建模,通过大作业的形式,要求学生根据本学科特色进行产品设计;针对注重产品制造的学科,突出实践能力培养,将三维模型设计、二维图纸绘制与产品制造有机结合,要求学生设计出作品的同时能够制造出产品模型,培养学生产品设计-分析-制造全方位的能力。这种基于不同学科特点的教学改革,满足了各学科对工程图学的需求,既能够培养学生的创新设计能力,又能够提高实践制造能力。

    2022年11期 No.335 107-109+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K]
  • 面向智能制造的数据管理与分析课程群建设研究

    周三玲;魏星;

    基于智能制造建设背景以及当前大数据、人工智能等新技术环境,数据管理与分析人才需求增长迅速,但其人才培养的过程中也面临着一些挑战,同时也意味着构建面向智能制造的书管理与分析课程群势在必行。首先,从相关课程群研究的现状出发,提出了研究的落脚点和不足,从而为构建面向智能制造的数据管理与分析课程群打下基础;其次,针对课程群的开发形成了明确的建设思路;在数据管理与分析课程群的建设过程中,通过调查问卷设计、毕业生访谈等调研活动,确定了面向智能制造的数据管理与分析方向的社会需求岗位主要有四大类。提出该方向人才七个维度的能力结构,并分析了四类岗位在各能力维度的占比情况,构建了数据管理与分析人才知识能力结构雷达图。对工作岗位进行工作任务的具体分析,为后续课程群培养目标和课程群的构建提供依据。最后,从目标、课程群支撑平台、群类课程间逻辑关系等方面构建了面向智能制造的系统开发、数据分析、数据管理模块化课程群,并从课程群教学计划安排、教学内容优化及教学团队组建给出了相关建议,以期为新时代智能制造领域课程体系的完善和发展提供有效探索和参考。

    2022年11期 No.335 110-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1214K]
  • 基于虚拟现实技术的“机械制图”交互式教学资源开发

    黄岗;胡冬生;潘常春;

    借助虚拟现实技术开发职业院校机械类专业“机械制图”课程的交互式教学资源。交互式教学资源整体打造成立体化资源,内容包括微课视频、知识点文字介绍,零件模型、知识点的讲解音频、2D零件图等多媒体资源;其机械零件模型数据采用拟实化处理,参照实物原尺寸建模,真实的观感体验可让资源使用变得舒适;其发布采用线上资源模式,可直接通过浏览器访问使用。交互式教学资源让学生能够直观地感知几何形体的外部轮廓、内部结构,机械零件的工艺结构,机械设备的装配结构等机械制图知识,通过“虚实叠加”功能,将机械制图中抽象的投影关系、空间关系与二维视图相互叠加对照,进一步提高学生的识图、绘图能力。交互式教学资源开发平台选用万维引擎AR编辑器,无需下载安装即可运行使用,支持Windows、IOS、Android跨平台;PC、平板、手机跨终端使用;其调用采用基于Opencv图像识别算法的图片扫描触发模式,改善了现有的“二维码”链接模式。交互式教学资源可以有效激发学生学习兴趣,进而提升课程的教学质量。

    2022年11期 No.335 114-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
  • 面向新工科的嵌入式实践教学改革研究

    陈明;谢剑云;张华;李振;

    为了适应新时代的要求,让学生更加容易适应企业的发展及项目开发的相关要求,提高学生的各方面的综合素质,按照新工科的发展理念和建设要求,提出嵌入式实践教学改革。改革教学方法,推进同步互动式教学模式,实现理论教学和实践教学之间互动、课堂中老师的教与学生的学同步,以及学生学习嵌入式技术与嵌入式系统应用、课外科技竞赛和产学研之间的互动。改革培养方式,促进学生创新思维的形成,实现设计思维的融入。改革考核方式,引入竞争机制,更加注重公平,充分调动学生的学习动力,提升课程的达成度。嵌入式实践教学改革在浙江理工大学机械电子工程专业的STM32单片机基础课程进行实践实践验证,结果显示,基于新工科教学理念的嵌入式实践教学改革非常有效,学生的创新意识,创新能力,以及解决复杂问题的能力显著的提高。

    2022年11期 No.335 118-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K]
  • 重庆工业设计职业教育集团的人才培养目标定位和建设建议

    周露;梁亮亮;雷佩垚;

    为了建设重庆工业设计职业教育集团,通过座谈、电话、问卷等形式对重庆工业设计相关企业、行业协会及中高职院校的企业管理人员、行业专家、高校教授、专业技术人员、一线生产工人等进行问询调查,梳理重庆工业设计产业发展现状,分析企业的基本情、合作办学的意愿和需求,以及职业院校工业设计专业对应的工作岗位分布情况、能力要求和人才培养目标定位。发现重庆工业设计产业发展前景广阔,对专业人才需求量大;企业参与合作办学的积极性不高;职业院校缺乏专业师资队伍和设施设备,工业设计专业对应的岗位主要是产品结构设计类,服务于企业内部的产品研发部门或工业设计公司,人才培养目标中需充分考虑校内、校外的实际项目课程建设,培养学生的专业技术能力,注重各类实训项目学习,达到以训促学,强技能;以学促行,增才能的目标。重庆工业设计职教集团的建设一要加大宣传力度,通过官网、集团简报,联合电视、网络媒体等全面报道集团工作,提升工业设计职教集团的社会认可度;二要精准服务对象,关注成员需求,从订单培养、技术服务、培训员工等加强与成员的协同发展。另外,要通过专业培训、企业实践培养优秀教师,聘请企业师傅担任兼职教师;采用购置、校企合作联用等方式解决设施设备问题,以加强专业建设。

    2022年11期 No.335 122-125+129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1355K]
  • 铣削虚拟仿真辅助教学系统设计

    于爱兵;齐少春;

    针对“机械制造技术基础”课程教学中铣刀的几何角度及其铣削运动等相关知识较为抽象,而且在教学过程中会受到铣床设备的限制,不能保证每位学生都能参与实际操作等些问题,依据铣削的有关知识点作为理论研究基础,应用SolidWorks 2020、3ds Max 2021、Visual Studio 2019以及Unity 3D 2021等软件开发铣削虚拟仿真辅助教学系统,更好地教授铣削这部分相关知识。铣削虚拟仿真教学系统主要包含2个部分的内容:(1)两种铣刀的9个几何角度;(2)铣削运动:端铣和周铣及各自的顺铣和逆铣运动。该系统依据虚拟仿真技术,将铣削相关知识融入其中达到辅助教学的目的。学生可以通过系统自主学习两种铣刀的整体结构以及详细的三维几何角度,还可以通过操作三维铣刀模型在虚拟空间内进行铣削运动的分解学习,很好的模拟真实情况下铣削运动的实际操作。所开发的辅助教学系统不仅真实还原了现实场景,而且还丰富了授课形式,消除了教学过程中可能产生的安全隐患和教学成本,降低了铣削这部分知识的学习难度,提高了学生的学习兴趣以及学习效率。

    2022年11期 No.335 126-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1272K]
  • 基于中高职衔接的模具专业实训教学改革

    刘海燕;

    基于一体化设计中职、高职教育培养体系的背景,探究新时代下中职模具专业实训教学的策略与模式。对中职学校模具制造技术专业的学生进行学情分析,并通过分析中职校模具制造技术专业实训教学的现状及其存在的问题,提出中职模具专业实训教学的改进策略,探索实训教学的新模式。模具专业的实训教学模式与内容应与高职教育的课程衔接实现能力递进关系,在专业大类中有一定的贯通性;在中职的实训教学中应明确类型定位,强化课程思政,立德树人,注重夯实技能基础;坚持产教融合,构建以工作过程为导向的项目式实训教学,以升学和未来就业为双重导向。调整后的模具专业实训教学以实际工作项目引领,任务驱动,内容涵盖高职分类招生考试大纲、模具制造基本技能、岗位要求、课程思政、劳动育人等要素,安排在理实一体化的模具车间进行。通过教学实践,该模式下的实训教学有助于实现中高职衔接,与高职教学内容实现知识递进,夯实学生的技能基础,同时与专业岗位相适应。

    2022年11期 No.335 130-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1349K]
  • 中职院校机械类学生创新能力培养的教学改革与实践

    骆书芳;

    以集美工业学校为,阐述中职院校机械类学生创新能力培养的教学改革实践。集美工业学校从2019年开始,在分析制约机械类学生创新能力培养不利因素的基础上,通过外引内培,加强创新教育队伍培养;将创新教育融入创业教育,增强创新意识培养;发展学生科技社团,实践反哺项目制教学;对标省级竞赛标准,开设创新创业实践教学月;培育优质项目,孵化创新成果等措施实施教学改革。经过近3年教学实践,创新创业教师团队综合素养得到了大幅提升,学生创新创业的视野和思维空间大幅拓展,参加各级创新创业竞赛成绩斐然,位列福建省中职院校之首。该模式能有效地提升中职院校机械类学生创新创业能力和综合素质,而且经过不断总结、反思和优化后,融入了吃苦耐劳精神和团队合作精神,是一套较为完善的、多渠道、多方位、多管齐下的培养学生创新能力模式。该模式培养的中职院校机械类学生,具有较强的知识产权保护意识、自主创新创业能力和就业竞争力,可以在中职院机械类学生创新能力培养中复制推广应用。

    2022年11期 No.335 134-136+143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1199K]
  • 高职院校“电工电子技术”课程实践教学改革探索

    黄槐壮;陈华炎;

    以高职院校“电工电子技术”课程以为例,探索高职院校实践教学融入“思政元素”的途径和方法。(1)以项目化教学模式设计实践任务,以5个项目,按照课程标准规定的技能知识点要求列出实践教学的思政元素,旨在培养学生的工作积极性、学习主动性、做事的责任心、创新的意识、与他人合作的团结精神、面对困难勇于克服的坚强意志,并在协同学习的基础上形成良好的互助合作氛围。(2)植入“三功”教育即内功、外功、轻功,内功,是做人之根本,指德性和品质。外功,是立业的功夫,指能力和本领。轻功则是处世的技巧,指交际与沟通。结合项目化教学模式的特点,在每一个任务的实践教学中均可融入相应的“三功”教育,让学生在学习专业知识的同时也能得到思想品德的教育。(3)言传启思考,身教助成长,教师应加强自身修养,以正确的人生观、价值观潜移默化地影响学生。通过以上探索与教学,践行专业与思政融通,以达到“提升技能,品德先行”的培养效果。

    2022年11期 No.335 137-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K]
  • “四共”途径现代学徒培养共同体的探索与实践

    肖燕子;陈刚;

    针对在现代学徒制推进过程中,高职院校面监的问题,结合学徒制实际推进案例,总结出基于“四共”途径的学徒制模型,从“共建、共治、共培、共享”四个维图就怎样推进学徒制培养,落实“双主体、双身份、双导师”,提出详细的策略:(1)共同建设实践训练条件和技术创新科研平台;(2)共同开发人才培养方案及其课程教材资源体系和共同管理学徒培养;(3)校企双方共同培养学徒制专业师资团队和企业导师团队;(4)校企共同享用双方大师名师,推动人才培养和技术攻关及产品研发。实践检验,基于“四共”途径的校企合作,能有的讲校企合作落到实处,企业有“获得感”,学生有“成就感”,职业教育有“责任感”。

    2022年11期 No.335 140-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1188K]
  • 电子电器专业群现代学徒制人才培养模式的探究

    侯培;

    职业教育是我国教育体系中非常重要的部分,能够为国家进行专业技术人才的培养。特别是中职教育,为我国提供了一大批优秀的职业技术人才,对国家发展有着重要的意义。中职电子电器专业的人才培养目标是培养一批具有较好知识基础、较强专业水平以及较强动手能力的专业性人才。所以在进行电子电器专业技术人才的培养过程中需要搭建招生满足招工要求、上课按照上岗要求以及毕业就能够就业的模式来进行人才培养。而现代学徒制人才培养方式就能够满足这样的要求,现代学徒制人才培养模式充分继承了传统学徒方式的各种有点,并充分结合了社会环境的实际需求。所以在电子电器专业群开展现代学徒制人才培养模式是中职学校和企业的培训期望。然而中职学校电子电器专业群通过现代学徒制人才培养模式来进行人才培养的过程中仍然存在一定的问题,导致最后的结果没有达到预期的要求。所以,将对中职学校电子电器专业群现代学徒制人才培养现状进行分析,并结合实际情况来对现代学徒制人才培养的策略进行研究,从而实现对现代学徒制人才培养模式的完善。

    2022年11期 No.335 144-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1145K]
  • 岗课赛证引育课堂改革研究与实践——以广西职业教育电气设备运行与控制专业群为例

    盘青云;

    随着职业教育的推进,对于职业教育专业技术人才的要求也越来越高。企业期待职业院校能培养综合素质过硬的专业技术人才,希望人才能为企业的发展和国家工业化的建设贡献力量。电气设备运行与控制专业是一门实用性较强的专业,要求学生需要具备较强的专业知识和实操能力。通过课堂教学完成学生综合素质提升的目的同时也对电气设备运行与控制专业课堂教学改革提出了新的要求。阐述了岗课赛证引育课堂改革的含义,即课堂打造成学生学习岗位工作知识和技能、掌握执业资格证书考试内容、备战专业技能大赛的训练场。分析了岗课赛证引育课堂改革的意义:提高课堂教学实效,完善学生综合素质,顺应职业教育改革。剖析了岗课赛证引育课堂改革的内容:课岗融合、以岗促课,课证融合、以证促课,课赛融合、以赛促课。岗课赛证引育课堂改革适合广西职业教育电气设备运行与控制专业群教学改革和人才培养。

    2022年11期 No.335 148-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1137K]

应用与优化

  • 飞机导管智能生产线设计

    卜泳;郑璐晗;吕瑞强;张家谔;

    为了改变飞机导管零件制造过程中传统的取样制造模式,以自主研发的智能管控系统联通制造过程所涉及的设备、人力等资源,设计一条飞机导管智能生产线。导管智能生产线以导管数字化模型为制造依据,导管数字化模型是驱动生产线的上料、下料、弯管、清洗、切割、焊接、端头加工、检测全过程的唯一数据源,通过以太网联通设备硬件实现信息流通,生产线上的产品数据和生产过程数据通过信息层和物理层的交互,实现导管生产全过程横、纵双向的数字链传递。在信息层,导管智能生产线主要对生产计划、资源管理、运行控制、状态监测和统计分析等主要业务流程进行管理和控制,将数据以指令的形式传递至物理层。在物理层,生产线执行下料、弯管、切割、焊接等工序和物料配送等物理业务流程,以工业机器人实现物料的自动流转,产生的数据传递至信息层,形成闭环。实际生产线仿真实验结果显示,导管智能生产线能够实现飞机导管零件制造过程中切割、焊接、清洗、检测、物料配送全过程的数字链接,优化生产线布局,提高导管零件制造精度与一致性,提升设备使用率和准时交付率,实现智能化、精益化管理。

    2022年11期 No.335 151-157+178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1788K]
  • 小型商用车后钢板弹簧设计方法研究

    伍刚;许秀美;杨程宇;许醇婷;

    以某小型商用车后钢板弹簧设计为例,基于常用的CAD软件UGNX/CAXA CAD与办公软件WPS,提出一种以整车总布置要求为依据,满足整车操纵稳定性、行驶平顺性要求为前提的钢板弹簧设计计算方法,分析板片刚度和强度计算时采用共同曲率法和集中载荷法的各自优势和缺点,给出采用共同曲率法计算主簧及合成簧刚度时的修正系数。该方法通过对后钢板弹簧的刚度曲线和侧倾运动关系分析及刚度和强度校核计算,可以快捷、方便、准确的设计计算出满足整车总布置、整车操纵稳定性、行驶平顺性和安全可靠性要求的后钢板弹簧结构。该方法在计算板片刚度时采用共同曲率法结合刚度修正系数进行板片刚度的计算,在计算板片强度时采用集中载荷法计算,强度校核采用常用弹簧钢60Si2Mn时满载应力不大于550 MPa,极限载荷时应力不大于1100 MPa进行。对该方法进行实例计算分析,以及台架性能测试、台架耐久疲劳测试和整车操纵稳定性测试、行驶平顺性测试、道路可靠性测试,结果能快速计算出钢板弹簧结构。该方法切实可行性,而且计算式简单,计算工作量少,所使用的计算程序和制图软件都是常用的计算机软件,容易推广应用。

    2022年11期 No.335 158-161+165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1324K]
  • 开链式机械臂DH建模思路

    徐红鑫;慕丽;

    先对标准DH建模与改进DH建模进行了对比,列出二者坐标系以及变换顺序等方面存在的差异。由于大多数教材关于两种DH建模的思路并不统一,方法各有不同,大多都是以建立三个坐标轴的顺序进行两种DH建模,并且规定新的参数,例如连杆长度之类,但是该连杆长度不一定就是物理意义的两杆的真实长度,相关教材也没有解释DH建立坐标系的本质,即为什么可以用四个自由度可以表示空间6个自由度的物体之间的位姿变换,所以进一步探讨改进DH建系,归纳总结了建立坐标系的各个流程以及相关需要的注意点,提出先找坐标轴原点的思路,解释了改进DH建立坐标系的本质。对于两个平行转动副之间由于装配或者生产时的误差利用DH建模存在的奇异性问题,做出了解释,并且提出了新的思路解决DH建系的奇异性的问题,引入修正系数L利用平移来取代S.hayatl提出的传统的旋转的修正系数β,简化了正运动学中的计算量并且提高了计算精度。

    2022年11期 No.335 162-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1296K]
  • 发动机气门积碳问题的解决方法研究

    邓发平;

    在阐述某型发动机滑行熄火问题的基础上,把一台故障发动机机更换到一台正常的整车上,各项参数调整到出厂状态,按正常行驶状态进行故障再现测试,分析故障源头,提出对策方案,并对方案进行实车验证。结果显示,该问题的主要原因是由于气门导管在设计时露出排气道过长、燃烧后的高温废气排出时冲刷气门导管,导管受热后膨胀,使气门与气门导管配合间隙变大从而导致气门导管刮积碳能力下降。同时又因发动机在低速或者在低温环境下容易有积碳、燃油添加剂燃烧后产生的金属颗粒附着在气门杆上,部分又进入气门与导管之间的间隙内,导致排气门回位不良,有卡滞现象。排气门卡滞后,整车滑行时(发动机不加油门)排气门关闭不严而发生漏气,致使发动机在整车滑行时熄火。利用铝合金与粉末冶金材料的导热能力的差异、巧妙运用增加缸盖上的气门导管包铝的方式来降低导管裸露的长度,从而减少气门导管的热膨胀量。经实车验证得知,该方案能明显减少热膨胀、提高导管的清除积碳的能力,气门杆部积碳附着量,积碳附着量平均减少90%以上,尤其在低温地区效果极为明显。

    2022年11期 No.335 166-170+200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K]
  • 蓄能式汽车发动机余热空调系统的优化设计

    陈一帆;龙泽链;林明松;谢军;蒋金明;

    通过对汽车发动机余热特性的分析,基于储能原理,提出了一种蓄能式汽车发动机余热空调系统工作的方法。通过对汽车发动机余热利用技术、汽车发动机余热特性进行分析后,设计出一套蓄能式汽车余热空调系统,系统具有:余热回收效率高、高空调系统工作不受发动机工况影响、更容易实际工程应用和和商业推广等优点。系统能在保证汽车发动机正常工作的前提下,有效利用发动机的余热,提高发动机热效率,稳定的为汽车提供稳定的制冷效能,不仅有利于余热利用技术的发展,更有利于汽车发动机热效率的提升,对于节能减排也具有非常重要的意义。

    2022年11期 No.335 171-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1235K]
  • 浅谈节流孔在凿岩钻机液压系统中的应用

    李常碧;

    阐述全液压凿岩钻机中节流孔及可调节流阀的几种使用方法。在凿岩钻机的履带调平液压系统中使用固定节流孔来稳定流量从而达到平稳的调整钻机的车身。在凿岩机集尘的液压系统中由于集尘马达在高速运行需要给马达散热而且马达由于惯性的作用在集尘关闭时需要给马达补油,使用固定的节流孔以稳定的流量对集尘马达进行补油和冲洗,使马达能够长期稳定的工作。凿岩钻机为了适应不同的工况需求回转头转速要可调节,在凿岩钻机的正向回转油路中加装可调的单向调速阀,此阀由定差减压阀和可调节流阀串联而成,在定差减压阀稳定的压差下调节节流阀的开口面积达到调节回转油路的流量,实现回转转速可调的目的。在高配的凿岩钻机系统中,用柱塞泵加负载敏感阀组成一个液压泵同时带动几个负载的节能液压系统,对柱塞泵输出流量满足复合动作所需流量(即阀前补偿的负载敏感系统)和柱塞泵流量不能满足复合动作所需流量(阀后补偿的负载独立流量分配系统)的两种工况中,在流阀口前后安装定差补偿器,在定差补偿器的作用下通过调节可变的多路阀阀口(即节流口)从而实现控制机构的运动速度。

    2022年11期 No.335 175-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K]
  • 某型挖掘机回转支承断齿失效原因分析

    谭志行;张忠健;

    以某型挖掘机回转支承断齿故障为例,对故障件取样件从轮齿机械性能、轮齿强度校核、滚道承载能力、中心距计算4个方面分析查找原因:(1)从轮齿机械性能方面分析发现,轮齿表面硬度偏高,淬硬层深度偏小,过高表面硬度会使轮齿表面变脆,而淬硬层深度不足会降低轮齿的抗弯承载能力。(2)进行轮齿强度校核,回转支承齿轮圆周力安全系数为1.28,满足设计要求。(3)分析滚道承载能力,该回转支承滚道系数为1.31;对故障回转支承进行了拆解,内外圈滚道未发现有滚道表面剥落和异常磨损现象,滚道承载能力满足使用要求。(4)通过对中心距计算分析,该机实际安装中心距相对于设计中心距值偏移了0.392 mm,此时齿侧间隙的计算值为-0.04~0.588 mm。说明在倾翻力矩的作用下,使回转减速机轮齿与回转支承轮齿上部出现反复径向挤压,是造成断齿的主要原因,由于回转减速机轮齿未进行修形,导致轮齿径向挤压无法得到减缓是造成断齿的次要原因。针对以上原因,可以采取以下措施进行改善:(1)通过齿轮中心距制造符合性控制,保证齿侧间隙满足《JIS B 1703正齿轮和斜齿轮侧隙》中允许侧隙0.23~1.24 mm要求;(2)对回转减速机轮齿修形为上窄下宽的鼓形齿形;(3)对回转支承轮齿热处理参数进行优化,通过降低淬火降温速率和适当提高回火温度,使齿轮的淬火部位的表面硬度满足50HRC~60HRC,齿轮有效硬化层深度齿面处≥3.2 mm。

    2022年11期 No.335 179-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K]
  • 增压器自锁螺柱防松失效分析及拧紧策略优化

    吕周情;高俊翠;荆慧敏;

    汽车发动机涡轮增压器与排气歧管连接处温度可达600℃以上,此处连接温差大,因此对连接紧固件的可靠性要求较高。某增压发动机增压器连接自锁螺柱上的螺母在路试时松动,这种新型的自锁技术,在本公司是首次应用,缺乏对生产过程控制的经验。团队在问题解决过程中,发现自锁螺柱的压痕三角高尺寸控制,不同位置的尺寸一致性等零件质量问题,并进行了工艺改进与加强过程控制外,还着重从发动机装配线上螺母的拧紧策略进行了优化。拧紧过程中的拧入扭矩,直接与自锁螺柱的压痕尺寸(三角高)强关联,但过大的阻力,也会直接将螺母破坏,经过不断试验,摸索出对拧紧过程中扭矩、时间、角度等特征的持续监控,设置了扭矩的上升斜率及短暂下降的尺寸时间等参数进行监控,确保达到拧紧要求的同时,也能利用监控拧紧阻力,时间,斜率等参数来监测零件质量状态,防止问题再次流出。

    2022年11期 No.335 182-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1593K]
  • 收卷开环张力控制在薄膜收卷线上的应用

    赵琦;焦文辉;戴展鹏;雷宏;黄静;

    薄膜拉伸品种具有优良的物理和化学性能,除了应用于包装、电气电子、信息工业等领域,还应用于国防工业、航空航天等重要领域。对生产出来的薄膜进行分切、收卷等二次加工的好坏将影响薄膜最终的品质。薄膜收卷分为中心卷曲和表面卷曲,表面卷曲方式中收卷轴采用被动方式,通过表面卷曲辊和膜的表面进行摩擦实现收卷,膜表面很容易造成划伤。中心卷曲张力收卷轴是主动的,接触辊在一定压力下贴紧收卷辊,可以将薄膜中的空气全部挤压出来。主要介绍了收卷开环张力控制中心卷曲的控制原理,此技术能够使得薄膜收卷过程中保持收卷张力恒定或者按照预设的锥度曲线进行衰减,保证收卷质量,简化了设备的复杂程度。

    2022年11期 No.335 187-189+206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1277K]
  • 企业信息化需求管理流程优化分析与设计

    张亦昕;

    大型企业信息化管理系统具有模块多、功能复杂,受众面广等特点,随着信息化的发展,用户直接面对IT部门提出信息化需求,但多数用户存在对需求定义存在描述不清晰及不规范,对需求收集、处理流程不熟悉,且现有的需求管理流程弱化了跟踪追溯机制,未真正实现全闭环管理,导致需求管理困难,甚至造成信息化项目的失败。按照统一的信息化需求管理标准和流程定义,形成标准的需求分析评估流程,在项目推进中进行阶段架构符合性检查,持续进行项目实施过程流程管控,最终实现信息化效率和质量双提升。

    2022年11期 No.335 190-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K]
  • 基于视觉控制的防错技术研究及应用

    吴连伟;李文博;王平;栾建伟;张世军;鞠涛涛;

    锁夹是发动机缸盖主要零部件之一,用于固定气门弹簧,是影响缸盖性能的重要因素。目前缸盖部件线应用的四气门锁夹压装机无相应检测装置,而锁夹压装是否完好及是否漏装、错装,均由人工识别并进行判断,需要使用防错技术解决这个隐患点,而视觉系统在防错应用方面具有明显的优势。设计制作了锁夹错漏装自动检测装置,借助视觉检测系统,采用举升机构、定位机构、硬件台架、阻尼气缸及各类传感器等功能结构,突出轮廓形状搜索这一视觉信息采集功能,系统阐述了锁夹错漏装自动检测装置的工作流程、工作原理、安装过程、各结构功能及实施效果。论证了视觉系统应用于发动机装配线防错的优越性,探讨了视觉防错技术在发动机装配生产线的具体应用场景。同时锁夹错漏装自动检测装置应用后,缸盖部件线工序实现锁夹100%检测,生产效率提升7.7%,作业平衡率提升13.9%,同时人均班产出提升10.1%。

    2022年11期 No.335 193-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K]
  • 浅析煤矿地质勘探机械振动故障检测与维修

    王磊;

    煤矿地质勘探作业危险性比较大,及时发现并维修勘探机械设备的故障,对于保障煤矿安全生产、提高煤矿的生产效益具有重要作用。针对目前煤矿地质勘探设备的维修,在故障检测时存在误差,在维修时存在维修不足或维修过度的问题,因此研究了煤矿地质勘探机械振动故障维修技术。首先确认机械设备的故障征兆点,当机械设备出现故障征兆后,采集机械的振动信号,从时域和频谱两个方面分析振动信号,据此提取机械故障特征,实现机械设备故障检测。采用RCM维修思想,在考虑综合成本的情况下,计算最优故障维修周期,科学系统的建立地质勘探机械故障管理维修一体化。运用信号振动技术以及RCM维修手段,使地质勘探机械设备的故障维修更加精确合理,在保障煤矿安全生产的前提下,以期建立一体化的机械设备管理维修,保证安全的前提下,降低维修成本。

    2022年11期 No.335 197-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
  • 新能源汽车制动系统常见故障的检修研究

    梁耀杰;何科宇;李吉生;

    随着汽车的保有量越来越多,汽车的安全性更是所有驾乘人员关心的热点。从新能源汽车制动系统常见故障的检修方法为研究对象,首先阐述了新能源汽车制动系统与传统燃油汽车制动系统的不同之处,同时介绍了制动系统组成的主要部件,概述了汽车在行驶当中制动时的制动工作原理,进而对制动系统出现的常见故障(制动踏板软、制动跑偏、制动方向盘抖动等故障)进行了深度的分析,以制动系统的工作原理为基础,并结合汽车故障的实际案例,从故障的现象到引起故障的原因,层层深入,找出制动踏板软、制动跑偏、制动方向盘抖动的故障原因,并对该故障提出了检修的方法与故障排除的方法,详细的描述了在对制动系统故障的检修过程中需要注意的标准参数,给从事汽车检测与维修的专业技术人员在为汽车制动系统的故障检修时,提供了高效的检修方法,避免出现因对制动系统的工作原理的知识掌握不扎实,排除故障的方法不正确,而增加汽车维修的成本,甚至会给汽车留下安全隐患。

    2022年11期 No.335 201-202+210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K]

专论与综述

  • 车联网时代车险企业数字化转型的现存障碍和对策

    王艺霏;张涛;刘敏飞;柳婷;

    在阐述车联网时代车险企业数字化转型现状和可行性的基础上,从车险企业内部的各角度出发,分析车联网时代车险企业数字化转型的现存障碍,认为车联网时代车险企业数字化转型的定位模糊,内生动力不足、经营环节及内容缺乏革新,无法满足客户需求。提出车联网时代车险企业要强化内在优势,利用数字化工具打造线上保单服务,以小程序或者APP为保险代理人提供沟通路径,以云计算、大数据技术搭建一站式服务,通过数据分析处理来描绘用户画像,将流量转换为销售成果,以周到的售后服务建立牌忠诚度和维护稳定的客户关系,通过培训和激励手段来促使员工思想转变和提升员工的创造力;要制定转型战略,做到精准定位,以客户的需要为中心,选择合理路径来打造服务产品化、运营数字化、管理线上化、经营智慧化的数字化车险生态圈,实现数字化转型。

    2022年11期 No.335 203-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1238K]
  • 金属3D打印技术的应用与发展前景

    张赛博;赵俊淞;李小海;高胜学;丁兴平;

    3D打印技术属于快速成形技术,区别于传统的减材制造,3D打印技术称为增材制造技术。传统零件的制造一般需要刀具和模具,且很难加工于形状复杂、表面不平整的零件。而3D打印技术是借助计算机、激光和数控等现代手段,在电脑里面建立好要加工零件的3D模型文件,模型建立完成后将其导入到切片软件中,设置加工参数,例如加工速度、层高等,设置完成后再将其导入到3D打印机中,打印机拾取加工参数并通过对材料进行逐层打印的方式来实现物体的加工。普通3D打印技术应用的材料一般为树脂、PLA、ABS塑料等,而金属3D打印技术的材料为金属或者合金材料。依据金属3D打印工艺的不同,可大致分为选择性激光烧结技术(SLS)、选择性激光熔化技术(SLM)、电子束选区熔化技术(EBSM)、激光近净成形技术(LENS)、直接金属激光烧结技术(DMLS)以及其他新技术等。金属3D打印技术以其能实现任意形状零件的加工的特点从而在精密制造,航空航天、医疗器械等众多领域得到了广泛应用。

    2022年11期 No.335 207-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 1244K]
  • 风电机组塔筒在线监测技术之研究

    刘涛;张克功;郝延;李恭斌;杨立平;杨灏;苏善斌;于满源;王东;王宝玺;严兴成;

    国内陆上风电单体容量最大风电机组:西门子歌美飒SG 145风电整机于2020年8月15日正式下线。其额定功率可在4.2~5.0MW间调节,最大可达5MW。在大型风电控制技术的不断发展过程中,大型设备制造业也不断壮大,并且趋向于海洋化和大型化方向发展。风电机组塔筒在线监测技术是目前风电场已经实施和应用的新型技术,其不仅能够较大程度地减少风电机的维护成本,还能通过动态的检测技术预防故障,及时维修和检测,降低成本的同时规划维修方案,杜绝或减少停机的时间。与此同时,远程检测系统能够实现远程操控,操作便捷的同时可以实现数据浏览。阐述了风电机组塔筒在线监测技术的研究背景,简要概述了风电机组塔筒的基本性质和功效等,提出了塔筒在线监测技术的必要性,通过案例研究方法,了解了技术价值及现场应用收获。

    2022年11期 No.335 211-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 1221K]
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