“工业机器人应用技术”课程教学改革探索与实践——以“中国太空站灵活的机器人手臂展科技实力”为案例

【目的】全面推进高校课程思政建设与“双高”建设深度融合,强化课程育人导向具有重要的现实意义。【方法】课题组以“工业机器人应用技术”课程为例,结合工业机器人技术专业和课程内在素养要求,合理设计和挖掘思政育人元素,基于项目化教学思路,根据课程的知识结构和技能点设计了包含6个教学项目的“工业机器人应用技术”课程整体教学方案,并以项目五“工业机器人在线编程与调试”为例,设计以“中国太空站灵活的机器人手臂展科技实力”为主题的课程教学,通过课前咨询预习、课中导学汇报、课后巩固拓展等环节全方位展示了教学实施过程。【结果】“工业机器人应用技术”课程教学改革效果显著,切实提升了立德树人的成效,锻炼了学生自主学习能力、总结归纳能力及语言表达能力,培养了学生治学严谨、敢于挑战的科学精神和一丝不苟、精益求精的工匠精神,同时也提高了教师的课程思政教学能力和思政素养,为相关课程的改革提供了参考。     

高压软启动反并联模块的轻量化设计

【目的】高压软启动模块为高压软启动装置的重要组成部分,不同的散热器及压装结构对其散热有较大的影响。为了进一步实现电机平滑启动或停车,减少对电网的冲击以及对设备的伤害。【方法】研究小组对基于标准散热器的高压软启动模块进行了热仿真分析,了解到各时间点内的温度分布情况,基于电机的工作特点,从散热和压力均匀性方面提出了模块的结构优化方案,并通过仿真试验验证了该方案的正确性和可行性。【结果】连体结构在靠近模块中心位置时,元件所受的压力较小,压力较小的区域呈现出椭球状,表明其存在较为严重的压力不均匀问题;而切槽结构的压力均匀性得到了明显改善。【结论】1）直肋散热器更适宜于1 min以内的短时工况,针对通流时间较长的工况,该结构的热容较小,并不具备优势。2）将上散热器两只元件之间割一道槽,可以有效地减少上散热器台面之间的粘连,从而得到更为均匀的压装效果。     

基于机器视觉的工业机器人在果树修剪中的研究与应用

随着农业自动化技术的发展,为了提高果树修剪的效率和精度,减轻劳动强度,基于机器视觉的果树修剪机器人逐渐成为研究的热点。基于此,笔者探讨了基于机器视觉的果树修剪机器人的系统设计,包括硬件组成和软件设计。硬件方面,机器人系统主要包括机器视觉模块、运动控制模块和执行器,机器视觉模块采用摄像头捕捉果树图像,并通过图像处理技术进行枝干结构的识别,运动控制模块确保机器人的精确定位和有效路径规划,执行器则负责具体的修剪操作;软件设计则涉及图像处理、数据分析、路径规划和控制算法等环节,确保机器人的准确性和稳定性。仿真结果表明,基于机器视觉的修剪机器人将为农业生产带来更大的效益,提高生产效率,降低人工成本和风险。     

一种可重构轮式机器人的对接机构设计

为了让机器人具有良好的环境适应性,本研究设计了一种可重构的轮式机器人系统,系统中的每个单元模块都可以作为独立个体进行作业或与其他单元模块重构连接进行协同工作;单个模块主要由对接箱体、三轮全向轮底盘等组成,模块间通过对接箱体侧面设计的对接机构组合连接;使用SolidWorks和ADAMS对单模块机器人进行三维建模以及对接机构的运动仿真。仿真结果表明,电推杆的位移量约为7.7 mm,小于所选择的电推杆的最大位移量10 mm,验证了对接机构设计的合理性,为进一步实现多模块机器人的自重构打下基础。     

五自由度混联机器人逆动力学分析

基于一种具有两转动一移动(2R1T)3自由度的并联机构2RPU/UPR构造了5自由度混联机器人,该5自由度混联机器人具有结构简单、运动学模型简单及模块化程度高的特点。为解决该5自由度混联机器人的动力学问题,首先推导出了并联机构各分支和并联机构动平台独立运动参数之间的3×3速度雅可比方阵;然后求得了并联机构各分支质心速度与动平台质心广义速度之间的速度映射矩阵,并建立了UPR分支和RPU分支的运动学模型,且基于虚功原理建立了并联机构2RPU/UPR的动力学模型;其次运用达朗贝尔原理对并联机构所串联的单自由度摆头进行受力分析,建立单自由度摆头和并联机构动平台之间的力学关系;最后运用Matlab和ADAMS仿真软件,对机器人的理论动力学模型进行了仿真验证,通过所得结果的对比分析验证了理论模型的正确性。     

自主导航果园作业机器人设计——基于自适应遗传算法和样条曲线

为了提高果园精细作业的自动化程度、降低作业成本、推动机器人产品的应用,设计了一种新的果园作业和管理的履带式移动机器人,并提出了一种基于自适应遗传算法和样条曲线的机器人自主导航算法,开发了基于VC++6.0编程的机器人PC控制器。机器人通过对位置角速度和姿态角速度的标定,在控制器中对信号进行处理,并发出控制信号,提高了机器人轨迹控制的精度。对果园作业机器人进行了测试,结果表明:果园机器人在不平整路面上的作业稳定性较好,将速度控制在0.15m/s时,机器人在20m的行驶过程中,其横向最大偏差仅为0.016m,控制精度较高,对果园复杂地形的适应能力较强,满足了果园作业机器人的设计需求。     

牛群导航系统在荷兰奶牛场的应用考察

考察了牛群导航系统在荷兰家庭奶牛场的应用效果。该奶牛场养殖母牛在122头,拥有全自动挤奶机器人系统(VMS),配套使用奶牛流向控制系统、自动饲喂系统及牛群导航系统等,并使用"帝波罗"牧场管理软件,实现了奶牛场全方位的智能化管理模式。牛群导航系统在线测定牛奶中的孕酮、乳酸脱氢酶、β-羟丁酸及尿素氮,并将分析结果应用于牛群管理中,使得牛群更加健康,并具有高的产奶量和高质量的牛奶,年单产达到9 000 kg,乳脂率4.4%,乳蛋白率3.6%,细菌总数1万个·m L-1以下,体细胞数15万个·m L-1以下。上述家庭奶牛场的智能化配套设施及养殖模式值得去探讨和学习。     

机电一体化数控技术在机械制造中的应用

随着我国工业的快速发展,它对先进制造技术的需求也愈加强烈.文章以机电一体化数控技术为代表,多轴数控机器人结合数字测量为例,阐述了切削型工业机器人对复杂零件加工的完整流程,来证明机电一体化数控技术在机械制造中的新发展和优势.     

现代学徒制人才培养模式在工业机器人安装与维护专业中的探究与实践

随着国家不断的向前进步,各种高端的制造业也在这种大形式下不断进行改革与创新,正是因为如此,对于技能型的人才也有了更高的要求.现代学徒制能够满足企业或是其他行业对于人才的需要,在提升教学质量的同时,让学生们更容易对所学知识进行掌握.文章以在工业机器人安装与维护专业中实践现代学徒制为例,对现代学徒制的发展、特点、实施步骤、实施成效及反思进行具体阐述,以供大家参考.     

履带式运动平台控制系统的设计

本文针对传统的履带机器人运动平台,设计了一套履带机器人运动控制系统。以Freescale公司的MC9S12DG128为核心控制器件,通过超声波和红外传感器实现避障,通过两个步进电机控制机器人运动轨迹,在遇到障碍物的时候,能够自主选择最佳行走路线,实现避障功能。