深水作业机器人推进器布局建模及推力分配

为了研究遥控无人潜水器(ROV)水平推进器的安装位置与安装角度对ROV纵荡、横荡及艏摇三个运动的影响,建立了推进器空间布局与最终推力的数学模型。根据小型ROV的具体作业环境确定了推进器的安装角度,并在此基础上提出了功率归一与序列二次规划相结合的水平推进器推力分配方法,通过仿真验证了该方法进行推力分配的合理性和有效性。     

滑移型三叉式联轴器动力学建模

为了了解滑移型三叉式联轴器的动力学特性,建立了其动力学模型。首先,根据零件的受力分析,建立了其动力学方程组;然后,使用高斯列主元消去法对获得的动力学方程组进行求解。数值结果表明:各处所受力(矩)均相似于正弦曲线;输入输出轴两支撑处转动副和球面副的力(矩)及输出力矩都3倍频于输入轴;叉杆臂及输入轴孔上的受力都与输入轴同频率;每个叉杆臂或每个输入轴孔上的2个正交分力具有π/2的相位差,且3个叉杆臂或3个输入轴孔上的3个同方向的分力及3个叉杆臂上的3个圆周力之间具有2π/3的相位差。     

CDIO教育理念引导“机械装备设计”课堂教学改革

为提高学生理论与实践结合能力,基于CDIO工程教育理念对“机械装备设计”课堂教学进行了改革。提出将设计竞赛与课堂教学相结合的方法以提高其师生的综合能力;将课程设计任务提前布置并融入教学环节,加强理论教学与实践教学的顺畅衔接;精选先进生产装备或学生感兴趣的装备知识作为主题,让学生积极参与到教学活动中;大量视频资料引入课堂以开拓学生的视野。以上方法的实施,将使学生在学习过程中达到理论与实践应用的紧密结合。     

隐性知识视域下3I特质应用技术型人才培养的实践与探索

为培养具备3I特质的应用技术型人才,本文通过对我校工科各个教学环节、实践环节进行改革与实践,充分注重与挖掘隐性知识在人才培养中的重要作用。首次提出了一种在工科专业教学过程、实践环节中获取隐性知识的方法,建立了一种适用于应用技术型大学培养具备3I特质工程师的方法。研究实践表明,将人才培养与企业用人需求紧密衔接,通过遍布大学教育的隐性知识传授,可以使我校工科专业学生既接受系统的理论训练,又有一定的技能和职业素养,提高了学生的职业胜任能力。     

OBE教育理念视域下的车辆工程专业体验式课堂教学改革

基于成果导向教育理念(OBE),结合我校应用技术型人才培养目标,建立车辆工程专业设计类课程教学改革及过程考核改革。具体体现在:通过学生参与教学过程,增强学生在课堂学习中的主导地位;参照带薪实习制、结合地方特色,建立适合我校车辆工程专业的实习体系。在此基础上,建立课堂教学和实习两个环节的过程考核,即细化课堂教学环节的考核,完善多个实习环节的考核,并将考核结果作为进一步指导课堂教学与实践教学的依据。通过两个环节的改革、两个环节的过程考核,动态优化车辆工程专业应用技术型人才的培养体系,在每个学生都得到不断提升的过程中,实现车辆工程专业的具备"工匠精神"应用技术型人才的培养目标。     

基于行为融合的移动机器人自主避障算法

当移动机器人面临环境未知或不确定时,各个行为融合的权重随环境的变化而变化,从而导致权重无法在线调整而不能顺利到达目标点.为此,提出一种权重可在线调整的自主避障行为融合算法.用Mamdani型模糊控制器设计移动机器人自主避障过程中的基本行为;同时,提出一种基于两级BP神经网络信息融合的权重调整方法来实现各个基本行为的融合.该算法能够根据环境的变化实现各个基本行为权重的在线调整,增强自主避障控制的实时性和鲁棒性.仿真实验结果表明了该算法的有效性和可行性.     

舵机驱动的足式机器人腿部运动性能优化策略

针对利用舵机控制多足大负载机器人中,因负载及自身重量导致的机器人运动控制精度下降的问题,提出通过对非线性进行前馈补偿的方式,减小误差的控制策略.对四自由度腿部结构进行运动学建模,完成运动学正逆解,通过仿真验证结果的正确性,得到各关节的理想输入角度;在试验时检测舵机控制过程中的饱和及摩擦非线性现象,分析产生原因,利用数学表达式对该现象曲线进行描述,线性回归辨识出表达式中的关键参数;在考虑非线性环节的基础上改进现有的控制策略,加入前馈补偿,以减小控制误差;通过对竖直直线运动和抛物线2种轨迹的试验可知,角度相对误差稳定在1%左右.     

基于模糊模式识别的月球车避障行为研究

由于对月球表面障碍物的分布情况不了解,不能建立全局障碍物环境模型,根据传感器所获得的信息建立月球车的局部环境模型,应用模糊模式识别的方法,对在月球上所可能遇到的障碍物的类型进行分类。对不同的类别采用不同模糊控制器用于月球车的自主避障。模糊控制器的输入是离障碍物的最短距离和目标角度信息与环境类剐,输出是月球车的转角。采用规则库的自动切换,实现月球车避障过程自适应控制。为了验证该算法的可行性,给出月球车在虚拟环境下的仿真结果。     

随机质量板的振动响应及其统计分析

以Rayleigh-Ritz能量法和Lagrange动力学方程为基础,提出了一种分析随机质量板的振动响应方法,并对其统计特性进行了分析.考虑到工程中各种因素导致板的不确定性,在分析板的振动响应时,首先将板当作是各向同性的均匀质量板.应用Rayleigh-Ritz能量法分析板的振动能量,将由各种不确定性导致的板的振动响应作为由板上的附加质量块引起的因素来考虑,通过附加质量块在板上的分布来建立其动能,然后应用Lagrange动力学方程建立随机质量板的运动方程,求解该运动方程来分析板的振动响应.该方法可以根据分析对象的边界条件和分析频率需要,选取合适的基函数,提高在高频时板的振动响应的分析精度.应用Monte Carlo数值仿真验证了该方法.结果表明,由该方法得到的随机质量板的特征频率空间与由随机矩阵理论预测的结果是一致的;验证了该方法的正确性.     

椭圆接触弹流润滑油膜形状的实验研究

采用多光束干涉测量技术,在自制光弹流实验机上进行了椭圆接触弹流润滑油膜形状的实验测量,观察了椭圆接触区短轴与卷吸方向之间的夹角θ、速度、施加载荷等对油膜形状的影响。结果表明：夹角θ较小时,油膜厚度整体上更大,接触区较窄,入口区油膜更陡峭;低速时,夹角及载荷基本不影响膜厚;高速、轻载时,夹角θ对膜厚影响更显著;载荷及夹角越大,动压油膜越难建立。