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机器人去毛刺路径规划仿真实验教学设计——以轮毂窗口去毛刺为例

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实验技术与管理 2024年第12期 111-118页

作者：郭万金叶敏张志峰朱武威孙浩曹雏清赵立军长安大学工程机械国家虚拟仿真实验教学中心埃夫特智能装备股份有限公司长三角哈特机器人产业技术研究院哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

为显著提升智能制造工程专业学生对机器人的实际操作技能水平，针对机器人去毛刺路径规划仿真实验，设计了一种工业机器人技术与机器视觉技术结合的轮毂窗口去毛刺系统方案，提出一种机器人去毛刺实验教学方法。针对轮毂窗口去毛刺作业... 详细信息

为显著提升智能制造工程专业学生对机器人的实际操作技能水平，针对机器人去毛刺路径规划仿真实验，设计了一种工业机器人技术与机器视觉技术结合的轮毂窗口去毛刺系统方案，提出一种机器人去毛刺实验教学方法。针对轮毂窗口去毛刺作业开展机器人路径规划仿真与去毛刺实验，获得了良好的去毛刺效果，有效提升了作业质量和效率。所提方法为智能制造工程和工业机器人技术的创新实验教学提供一种实验教学案例和实现途径，可提高学生对工业机器人去毛刺技术的实践和应用能力，为新质生产力人才培养和高素质智能制造人才培养提供一种实验教学方法。

关键词：实验教学智能制造工程工业机器人机器人去毛刺路径规划

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煤矿机械虚拟仿真实验教学项目设计与开发

高校实验室科学技术 2022年第1期 79-84页

作者：樊红卫张旭辉杜昱阳毛清华徐勇鹏西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 西安科技大学陕西省机械工程虚拟仿真实验教学中心陕西西安710054 沈阳捷诚软件技术有限公司辽宁沈阳110000

虚拟仿真实验具有利用率高、易维护和成本低等优势,近年来成为高校实验室建设的重要途径。为了解决矿井环境恶劣危险,难以开展煤矿机械现场实验的问题,提出采用虚拟仿真技术开发煤矿机械虚拟仿真实验项目。以煤矿现代综合机械化开采装... 详细信息

虚拟仿真实验具有利用率高、易维护和成本低等优势,近年来成为高校实验室建设的重要途径。为了解决矿井环境恶劣危险,难以开展煤矿机械现场实验的问题,提出采用虚拟仿真技术开发煤矿机械虚拟仿真实验项目。以煤矿现代综合机械化开采装备的结构、采煤工艺和设备故障处理为核心内容,通过虚拟仿真技术模拟真实矿井环境下煤矿机械结构、开采场景和采煤工艺,使学生通过虚拟操作掌握煤矿机械结构和开采原理,学会处置设备故障问题。实验项目具有原创性、综合性和复杂性特点,解决了煤矿机械无法开展现场实验的难题,为其他大型复杂机械虚拟仿真实验提供了参考。

关键词：煤矿机械虚拟仿真实验实验教学实验项目开发

云—雾—边缘协同的数字孪生制造系统仿真过程动态扰动响应方法

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计算机集成制造系统 2023年第6期29卷 1996-2005页

作者：孟麒胡天亮马嵩华山东大学机械工程学院山东济南250061 高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061 机械工程国家级实验教学示范中心山东济南250061

鉴于现有仿真技术对制造过程动态响应能力不足,数字孪生技术为仿真系统对制造过程的动态映射提供了解决方案,但仍存在设备运行过程中动态扰动识别困难且扰动识别模型的训练过程受制于计算和数据资源,导致耗时较长,以及用于识别动态扰动... 详细信息

鉴于现有仿真技术对制造过程动态响应能力不足,数字孪生技术为仿真系统对制造过程的动态映射提供了解决方案,但仍存在设备运行过程中动态扰动识别困难且扰动识别模型的训练过程受制于计算和数据资源,导致耗时较长,以及用于识别动态扰动和构建约束条件的数据为离线或半离线状态,不能满足实时响应要求的问题。针对以上问题,提出一种基于云—雾—边缘协同的数字孪生制造仿真过程动态扰动响应方法。在云端使用公共数据集训练普适化模型并使用边缘端数据训练个性化模型来提升扰动识别精度,雾端通过部署云端训练的个性化模型保证扰动识别速度,同时将识别的扰动更新到数字孪生仿真模型中。边缘端负责采集实时信号并上传至雾端。经实验验证,扰动约束更新机制能够准确更新扰动,从而对运行过程中的扰动做出快速响应。

关键词：数字孪生扰动识别卷积神经网络云—雾—边缘协同

农机化生产虚拟仿真实验教学中心体系建设探讨

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实验室科学 2020年第3期23卷 153-156,160页

作者：邹运梅全腊珍吴志立湖南农业大学机电工程学院湖南长沙410128 湖南农业大学南方农业机械生产虚拟仿真实验教学中心湖南长沙410128

为适应国家对新一轮科技革命与产业变革的战略行动,在分析教育部"新工科"建设内涵基础上,农业机械生产仿真实验教学中心在分析高等工程教育在工程人才培养方面存在的不足基础上,统筹考虑"新的工科专业、工科的新要求",从建设目标,建设方... 详细信息

为适应国家对新一轮科技革命与产业变革的战略行动,在分析教育部"新工科"建设内涵基础上,农业机械生产仿真实验教学中心在分析高等工程教育在工程人才培养方面存在的不足基础上,统筹考虑"新的工科专业、工科的新要求",从建设目标,建设方案,创新实践教学平台建设等方面探讨工科专业实践教学改革,强化理论教学与实践、创新教学相结合,积极与相关企业开展校企合作,进一步促进提高工程科技人才创新实践能力培养。

关键词：新工科建设农业机械化生产虚拟仿真实验教学

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基于虚拟仿真平台的自平衡控制系统设计

中原工学院学报 2020年第6期31卷 57-61页

作者：宋丽涵林清华莆田学院机电工程学院福建莆田351100 福建省高校现代精密测量与激光无损检测重点实验室福建莆田351100 福建省虚拟仿真实验教学中心福建莆田351100

针对计算机技术、机械工程技术和控制理论等领域应用广泛的自平衡系统中存在的不平衡、不稳定,以及数据采集不及时、不便捷等问题,结合PID控制算法的要求,采用LabVIEW软件编制控制程序,设计自平衡系统的硬件,实现了在虚拟仿真平台中对... 详细信息

针对计算机技术、机械工程技术和控制理论等领域应用广泛的自平衡系统中存在的不平衡、不稳定,以及数据采集不及时、不便捷等问题,结合PID控制算法的要求,采用LabVIEW软件编制控制程序,设计自平衡系统的硬件,实现了在虚拟仿真平台中对自平衡系统的控制。测试结果表明,所设计控制系统能够通过编制软件实现对自平衡系统的有效控制。

关键词： LabVIEW软件自平衡控制仿真平台虚拟仪器 PID控制

一种新型铝合金附着式升降脚手架的力学性能分析

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烟台大学学报（自然科学与工程版） 2021年第1期34卷 111-118页

作者：卢龙玉曲彦铭曲淑英刘春辉工程力学国家级虚拟仿真实验教学中心(烟台大学) 山东烟台264005 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 烟台大学土木工程学院山东烟台264005

针对一种新型的铝合金附着式升降脚手架,根据其在截面的复杂性和结构体系组成材料的性质不同,将新型铝合金附着式升降脚手架分为架体结构和支座结构,分别采用建筑结构有限元软件SAP2000和通用有限元软件ABAQUS进行了正常使用工况下的结... 详细信息

针对一种新型的铝合金附着式升降脚手架,根据其在截面的复杂性和结构体系组成材料的性质不同,将新型铝合金附着式升降脚手架分为架体结构和支座结构,分别采用建筑结构有限元软件SAP2000和通用有限元软件ABAQUS进行了正常使用工况下的结构内力和变形分析。为了比较不同地震波作用下的结构响应,本文选取了人工波,Holliste波以及Yermo波进行了多遇地震作用下的动力响应,对比分析了三向地震作用下架体结构顶部和边角处的位移以及不同位置处的位移反应谱,并将所分析结果与建筑抗震设计规范的反应谱法进行对比。然后通过分析结构的应力和应变分布,对铝合金脚手架的研发设计和实际施工提出了指导性建议。

关键词：铝合金爬架有限元地震时程分析结构分析

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基于有限元的人体⁃机械手交互力计算方法

吉林大学学报（工学版） 2021年第5期51卷 1612-1619页

作者：李学勇赵仲秋张春松路长厚山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 山东大学机械工程国家级实验教学示范中心济南250061

通过建立人肢体骨骼、肌肉组织与康复机器人机械手指节表面的曲面方程,对人肢体肌肉组织划分微元,通过微元的应变逐步求解康复机器人机械手的指节压力,从而实现对人机交互力的计算与分析。在简化模型仿真验证中,展现了位移量(压入量)、... 详细信息

通过建立人肢体骨骼、肌肉组织与康复机器人机械手指节表面的曲面方程,对人肢体肌肉组织划分微元,通过微元的应变逐步求解康复机器人机械手的指节压力,从而实现对人机交互力的计算与分析。在简化模型仿真验证中,展现了位移量(压入量)、交互位置、人肢体软组织弹性模量、泊松比等参数对人机交互力的影响规律,位移量为5 mm时,理论计算与仿真结果的平均相对误差在10%~15%左右。仿真结果表明:本文理论可以有效计算康复机器人机械手的指节压力,能对人机交互力进行计算与评价。

关键词：机械电子工程人机交互力仿人康复机器人有限元可变形体抓取

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不同聚合物熔体壁面滑移的试验研究

中国塑料 2017年第9期31卷 102-107页

作者：孙秀伟唐山学院机电工程系机械工程省级实验教学示范中心河北唐山063000

采用毛细管流变仪研究了聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(PE-HD)、聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)4种聚合物熔体的壁面滑移,考察了壁面滑移速度(v_s)与剪切应力(σ_w)、温度之间的关系以及壁面滑移对熔体流动性的影响。结果表明,在4种... 详细信息

采用毛细管流变仪研究了聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(PE-HD)、聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)4种聚合物熔体的壁面滑移,考察了壁面滑移速度(v_s)与剪切应力(σ_w)、温度之间的关系以及壁面滑移对熔体流动性的影响。结果表明,在4种聚合物熔体流动过程中,σ_w满足一定条件时,均有壁面滑移现象产生;随σ_w的增加,vs值明显提高,两者之间呈幂函数关系;随温度的升高,发生壁面滑移的临界σ_w降低;壁面滑移对熔体流动性的影响与聚合物种类有关;且流动通道直径越小,影响越显著。

关键词：聚合物熔体毛细管流变仪壁面滑移剪切应力

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具有柔性脊椎的四足机器人奔跑运动分析

东北大学学报（自然科学版） 2020年第1期41卷 113-118页

作者：马宗利马庆营吕荣基王建明山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061 山东大学机械工程国家级实验教学示范中心山东济南250061

为了提高四足机器人的奔跑性能,设计了一种具有柔性脊椎的四足机器人.该柔性脊椎由两个平行橡胶棒和一个驱动液压缸组成,通过控制驱动液压缸的伸缩可使两个平行橡胶棒实现上下弯曲.分析了该四足机器人的柔性脊椎对奔跑步长的影响.基于H... 详细信息

为了提高四足机器人的奔跑性能,设计了一种具有柔性脊椎的四足机器人.该柔性脊椎由两个平行橡胶棒和一个驱动液压缸组成,通过控制驱动液压缸的伸缩可使两个平行橡胶棒实现上下弯曲.分析了该四足机器人的柔性脊椎对奔跑步长的影响.基于Hopf模型的CPG控制方法,推导了髋关节和膝关节的关节驱动曲线幅值的表达式,并通过网络拓扑结构的重建将脊椎驱动信号与各腿部关节驱动信号进行耦合.最后利用Adams和MATLAB/Simulink对四足机器人进行了bound步态仿真,仿真表明具有柔性脊椎的四足机器人奔跑性能显著提高.

关键词：四足机器人柔性脊椎 Hopf模型 CPG bound步态