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六自由度双足竞步机器人的结构设计及轨迹跟踪

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六自由度双足竞步机器人的结构设计及轨迹跟踪

作者：朱硕迪哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

双足竞步机器人的研究推动了机器人产业的进步及相关学科的发展,并且提高了人类的生活水平。本文对六自由度双足竞步机器人的机械结构、运动学、动力学建模、步态轨迹及其轨迹跟踪控制系统进行了研究。首先,对机器人的材料、驱动进行选... 详细信息

双足竞步机器人的研究推动了机器人产业的进步及相关学科的发展,并且提高了人类的生活水平。本文对六自由度双足竞步机器人的机械结构、运动学、动力学建模、步态轨迹及其轨迹跟踪控制系统进行了研究。首先,对机器人的材料、驱动进行选择。机器人的髋关节、膝关节、踝关节各配置1个自由度。利用Autocad和Pro-E绘图软件对机器人的髋部平台机构、脚部机构及四种连接件进行二维和三维的设计,并在Pro-E软件下完成机器人的虚拟装配。其次,根据六自由度双足竞步机器人的结构特点,利用广义坐标法建立能反映其运动学和动力学特性的五连杆模型,得到机器人各个关节角的时间函数。在此基础上,利用拉格朗日动力学方程法,得到便于其轨迹跟踪控制研究的动力学模型,为后续控制系统的设计提供便利。再次,结合六自由度双足竞步机器人实际步行情况,基于ZMP理论,给出机器人步态规划的稳定性判断依据。选取机器人步行过程中,摆动脚离地、抬腿最高处、摆动脚与地面接触三个时刻作为其步行过程中三个重要的姿态点,对其进行三点式规划。并通过几何约束和速度、加速度约束,对机器人前向直线运动和前向转弯运动的摆动腿踝关节和髋关节进行步态轨迹规划,再将所规划的直线运动下的轨迹代入到机器人逆运动学方程和ZMP公式中,得到机器人各个关节角的轨迹曲线和ZMP轨迹曲线。通过分析ZMP轨迹曲线,判断机器人在步行过程中是否达到稳定。利用Matlab软件中的Simulink模块进行仿真实验,获得各个关节角的轨迹曲线,并验证其合理性,从而为后文轨迹跟踪控制系统的研究提供期望曲线。最后,选择合适的传感器,使机器人在步行过程中可以时刻检测到地面黑线,并基于前面的研究,针对在不确定干扰环境下的该机器人的五连杆模型的动力学方程,设计了全局快速滑模轨迹跟踪控制器。利用Matlab软件中的Simulink模块进行仿真实验,验证所设计的控制器的合理性,使机器人具备了轨迹跟踪的能力,并且避免了传统滑模控制中常出现的系统抖振现象。

关键词：双足竞步机器人运动学模型动力学模型步态规划轨迹跟踪

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基于KBE技术的焊接工装参数化设计

基于KBE技术的焊接工装参数化设计

2021年中国航空工业技术装备工程协会年会

作者：朱硕迪唐喜媛刘恕刘东洋航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

为了实现焊接工装的高效设计,根据常见焊件的结构特点,明确焊接工装定位方式、夹紧方式和相关零部件结构形式。以CATIA软件知识工程(KBE)技术为基础,建立各零部件参数化模型,减少设计过程中的重复性操作,缩短设计周期。此外,为便于各参... 详细信息

为了实现焊接工装的高效设计,根据常见焊件的结构特点,明确焊接工装定位方式、夹紧方式和相关零部件结构形式。以CATIA软件知识工程(KBE)技术为基础,建立各零部件参数化模型,减少设计过程中的重复性操作,缩短设计周期。此外,为便于各参数化模型的推广使用,为模型增加参数检查功能,并且利用VB编程语言,开发一套快速命名工具,提升模型调用、保存效率,进一步提升焊接工装设计效率,为工艺装备设计提供一种数字化思路。

关键词： KBE技术参数化设计焊接工装 VB编程快速命名

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工艺装备制造超差控制与改进研究

工艺装备制造超差控制与改进研究

2021年中国航空工业技术装备工程协会年会

作者：唐喜媛陈强朱硕迪陈义龙航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

针对工艺装备在制造过程中产生的超差问题,以焊接工装为例,运用六西格玛方法理论,进行数据收集及分析,寻找超差产生的影响因素,研究制造改进方案。通过实践验证所提出的方案能够有效提高工装交付质量,降低返修率,可为工装制造领域中制... 详细信息

针对工艺装备在制造过程中产生的超差问题,以焊接工装为例,运用六西格玛方法理论,进行数据收集及分析,寻找超差产生的影响因素,研究制造改进方案。通过实践验证所提出的方案能够有效提高工装交付质量,降低返修率,可为工装制造领域中制造质量提升提供有价值的参考。

关键词：超差六西格玛工装改进质量提升

小学中高学段语文课堂即时评价对学生课堂参与的影响研究

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小学中高学段语文课堂即时评价对学生课堂参与的影响研究

作者：朱硕曲阜师范大学

学位级别：硕士

随着我国教育的不断改革与发展,人们越来越意识到教师对学生的评价是关系到学生的成长与发展的。尤其是当前部分学生在课堂教学活动中的参与热情日益减退,迫切需要教师的教学评价发挥作用,进而推动学生深入参与课堂学习。其中,教师的课... 详细信息

随着我国教育的不断改革与发展,人们越来越意识到教师对学生的评价是关系到学生的成长与发展的。尤其是当前部分学生在课堂教学活动中的参与热情日益减退,迫切需要教师的教学评价发挥作用,进而推动学生深入参与课堂学习。其中,教师的课堂即时评价作为教学评价中的一部分,具体会怎样影响学生深入参与课堂学习是一个有待深入研究的问题。本研究在通过对课堂即时评价、学生课堂参与进行文献梳理、概念界定并结合当前实际的基础上编制调查问卷和访谈提纲,采用问卷调查法、文献法、访谈法等研究方法,对济宁市X小学中高学段的410名学生进行问卷调查并进行教师访谈,进而了解当前小学中高学段语文教师课堂即时评价的现状、学生课堂参与的现状;同时,对学生的性别、班级、年级分别在课堂即时评价和学生课堂参与方面进行差异性分析,进一步探究课堂即时评价和学生课堂参与的相关性,希望能够引起学校和一线教师的重视。本研究通过调查得到的调查结果具体情况如下。在课堂即时评价方面:小学中高学段语文教师在课堂即时评价方式的均值得分最高;课堂即时评价中教师在各维度表现存在明显差异,如课堂即时评价主体中教师在学生自评和互评中均值得分较低、课堂即时评价内容中教师在知识与技能的均值得分较高、课堂即时评价方式中教师非言语评价的表现优于言语评价、课堂即时评价效能的总体状况良好;课堂即时评价在班级和年级存在着显著差异。在学生课堂参与方面:学生课堂参与总体中学生行为参与水平最高;学生课堂参与的各维度中内部变量差异明显,如行为参与中专心变量表现优于钻研、认知参与中认知浅层次参与的均值得分最高、情感参与中积极情感参与的表现优于消极情感参与;学生课堂参与在性别、班级和年级上存在着显著差异;课堂即时评价和学生课堂参与之间存在显著相关性;课堂即时评价能够影响学生课堂参与。本研究通过以上调查结果进行结果分析和差异性分析,得出以下主要研究结论:小学中高年级语文教师课堂即时评价水平有待进一步提高;小学中高年级语文课堂即时评价在学生班级和年级上存在显著差异;小学中高年级学生的课堂认知参与水平有待进一步提高;学生课堂参与在学生性别、班级和年级上存在显著差异;课堂即时评价与学生课堂参与之间存在显著差异;小学中高年级语文课堂即时评价对学生课堂参与的影响。针对本研究存在的这些问题,本研究从提高教师课堂即时评价能力的角度出发提出相对应的建议。注重观念转变,提高对课堂即时评价;注重专业素养,锤炼课堂即时评价技能;注重评价培训,提供教学评价环境支持。

关键词：课堂即时评价学生课堂参与小学中高学段语文教师

基于CATIA知识工程的工作梯台参数化设计

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基于CATIA知识工程的工作梯台参数化设计

2020中国航空工业技术装备工程协会年会

作者：朱硕迪陈义龙张爽付顺玺郝少维航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

工作梯台作为多零件、多部件、多约束地面非标设备,每一次方案的更改,均伴有大量重复性操作。造成工作梯台设计周期较长。利用CATIA软件的知识工程模块,探究一种工作梯台的参数化设计方法,应用该设计方法,可以减少重复性操作,缩短设计周... 详细信息

工作梯台作为多零件、多部件、多约束地面非标设备,每一次方案的更改,均伴有大量重复性操作。造成工作梯台设计周期较长。利用CATIA软件的知识工程模块,探究一种工作梯台的参数化设计方法,应用该设计方法,可以减少重复性操作,缩短设计周期,形成设计规范,提升校审效率,降低设计质量管控风险。

关键词： CATIA知识工程参数化设计工作梯台效率提升

乡村振兴背景下旅游特色小镇建设研究 ——以郓城水浒小镇为例

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乡村振兴背景下旅游特色小镇建设研究 ——以郓城水浒小镇为例

作者：朱硕硕曲阜师范大学

学位级别：硕士

党的二十大报告明确指出,全面建设社会主义现代化国家最艰巨最繁重的任务仍然在农村,旅游特色小镇是实现乡村振兴的重要实践形式,其中旅游特色小镇建设是集产业、生态、人文、空间等多领域为一体的多功能小镇,与乡村振兴战略的“产业兴... 详细信息

党的二十大报告明确指出,全面建设社会主义现代化国家最艰巨最繁重的任务仍然在农村,旅游特色小镇是实现乡村振兴的重要实践形式,其中旅游特色小镇建设是集产业、生态、人文、空间等多领域为一体的多功能小镇,与乡村振兴战略的“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生态富裕”的总要求高度契合。近年来,国家越来越重视特色小镇的高质量建设发展,因此,在乡村振兴背景下,探究旅游特色小镇的建设的现状,找出建设过程中存在的问题,在剖析产生原因的基础上提出可行性对策,对加快推进乡村振兴的进程有重要作用。郓城水浒小镇作为山东省内的一个省级特色小镇,历史悠久,水浒文化深入人心,水浒小镇建设也取得了一定成效,但水浒小镇在实际建设的过程中,仍存在很多问题。论文按照提出主要研究问题、查阅文献资料、理论研究、建设现状分析、剖析存在的问题、提出解决对策的逻辑思路进行研究。在参考大量有关旅游特色小镇建设研究文献的基础上,该文以郓城水浒小镇为例,通过实地调研、文献研究、问卷调查等方法,运用新公共管理理论和产业集群理论,对水浒小镇的建设进行了分析。通过文献研究法获取相关政府文件、数据信息等资料,为郓城水浒小镇的研究提供数据支撑。本文研究分为以下几步,首先,文章介绍了论文选题的背景、实践意义和理论意义以及国内外相关研究现状;然后,简单对乡村振兴战略的内涵和旅游特色小镇的定义进行阐述。接着,文章对水浒小镇的概况和建设现状进行分析,水浒小镇经济发展提速、改善人居环境、不断完善基础设施、文化品牌发展等方面取得了很大的成效,并通过问卷调查的方式总结出水浒小镇存在产业特色不突出、小镇运行机制不完善、公共服务水平不高、品牌知名度低、人才发展机制不健全等问题。通过对问题的深入剖析,探究问题产生的原因,并提出了要培育特色产业、协调多元主体、提升公共服务能力、完善宣传方式、注重人才培养的可行性对策,为郓城水浒小镇的未来发展提供了有益的参考,同时也为国内其他类似的旅游特色小镇建设提供了经验借鉴,希望能够推动旅游特色小镇的可持续发展,为乡村振兴注入新动能,为构建美丽中国贡献力量。

关键词：乡村振兴战略旅游特色小镇对策建议

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基于Abaqus软件的工作梯台有限元分析

基于Abaqus软件的工作梯台有限元分析

第五届中国航空科学技术大会

作者：朱硕迪陈义龙初旭更唐喜媛刘东洋哈尔滨哈飞航空工业有限责任公司

工作梯台采用经验法进行设计,缺少科学依据,导致其结构笨重、缺乏规范性,造成制造成本的浪费。此外,由于铝型材截面复杂,导致铝型材工作梯台有限元分析周期长,不利于工作梯台的系统性分析和数据整理。为此,通过建立铝型材等效模型,将工... 详细信息

工作梯台采用经验法进行设计,缺少科学依据,导致其结构笨重、缺乏规范性,造成制造成本的浪费。此外,由于铝型材截面复杂,导致铝型材工作梯台有限元分析周期长,不利于工作梯台的系统性分析和数据整理。为此,通过建立铝型材等效模型,将工作梯台仿真效率提升80%以上,并以此为基础,对工作梯台各承载结构进行有限元分析,得出工作梯台相关参数与变形量的关系曲线,为设计员对工作梯台的结构优化提供科学性设计指导。

关键词：工作梯台等效模型有限元分析变形量

动态数据流驱动的再制造拆解工艺知识图谱构建方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 879-892页

作者：江志刚谢彬朱硕张华鄢威代明仁武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学绿色制造工程研究院湖北武汉430081 谷城万利铸造有限公司湖北襄阳441705

高效稳定的再制造拆解是实施规模化再制造的重要前提。然而,废旧零部件的内部结构、损伤特征等存在较大差异,需要对拆解工艺进行频繁调整,从而造成再制造拆解效率低、质量稳定性差,严重制约了再制造规模化效益。为此,提出一种从动态数... 详细信息

高效稳定的再制造拆解是实施规模化再制造的重要前提。然而,废旧零部件的内部结构、损伤特征等存在较大差异,需要对拆解工艺进行频繁调整,从而造成再制造拆解效率低、质量稳定性差,严重制约了再制造规模化效益。为此,提出一种从动态数据流中提取个性化拆解工艺知识的知识图谱构建方法,利用知识的高效更新与重用提升再制造拆解效率与质量。首先,分析再制造拆解工艺数据的动态时序性特点,以拆解工位为数据分析节点,建立动态数据流模型。其次,基于工位数据对拆解工艺知识进行分类,构建包含拆解过程知识、资源知识和特征知识的本体模型,并利用命名实体识别模型(ALBERT-BiLSTM-CRF)和自然语言处理方法自动抽取拆解工艺知识。进而,提出一种动态数据流驱动的图谱更新机制,实现知识图谱对拆解工艺调整的快速响应。最后,以某型号废旧动力电池包拆解为例,验证所提方法的有效性。

关键词：再制造拆解拆解工艺知识图谱图谱更新

考虑切削能耗和表面质量的CFRP加工工艺参数优化决策

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中国机械工程 2024年

作者：鄢威王欣怡张华朱硕江志刚武汉科技大学汽车与交通工程学院武汉科技大学绿色制造工程研究院武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室

随着碳纤维复合材料（CFRP）应用范围的日益广泛，其二次加工的能耗问题凸显。由于CFRP的非均质性与各向异性，其加工能耗与质量的影响要素相比于传统材料加工更为复杂，导致现有相关经验公式难以适用。基于此，本文以CFRP二次加工的切... 详细信息

随着碳纤维复合材料（CFRP）应用范围的日益广泛，其二次加工的能耗问题凸显。由于CFRP的非均质性与各向异性，其加工能耗与质量的影响要素相比于传统材料加工更为复杂，导致现有相关经验公式难以适用。基于此，本文以CFRP二次加工的切削力分析为切入点，对考虑能耗和质量的CFRP加工工艺参数优化决策问题开展研究。首先，分析纤维方向角对CFRP加工形式的影响，推导了切削力模型；其次建立了以切削三要素和纤维方向角为变量，以切削能耗和表面粗糙度为目标的多目标优化模型，并提出了多样化突变驱动的粒子群优化算法(DM-PSO)与层次分析法(AHP)集成的工艺参数优化决策方法；最后，通过铣削实验设计，验证了上述模型和方法的可行性和优越性。

关键词：碳纤维复合材料加工工艺参数优化决策加工能耗表面粗糙度