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  • 中國機械行業卓越工程師教育聯盟首屆畢業設計大賽作品案例集
    該商品所屬分類:工業技術 -> 機械/儀表工業
    【市場價】
    872-1264
    【優惠價】
    545-790
    【作者】 中國機械行業卓越工程師教育聯盟 
    【所屬類別】 圖書  工業技術  機械/儀表工業  機械設計/計算與制圖 
    【出版社】科學出版社 
    【ISBN】9787030546616
    【折扣說明】一次購物滿999元台幣免運費+贈品
    一次購物滿2000元台幣95折+免運費+贈品
    一次購物滿3000元台幣92折+免運費+贈品
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    內容介紹



    開本:128開
    紙張:膠版紙
    包裝:平裝

    是否套裝:否
    國際標準書號ISBN:9787030546616
    作者:中國機械行業卓越工程師教育聯盟

    出版社:科學出版社
    出版時間:2017年10月 

        
        
    "

    編輯推薦
    無 
    內容簡介
    中國機械行業卓越工程師教育聯盟畢業設計大賽由*高等學校機械類專業教學指導委員會和中國機械行業卓越工程師教育聯盟共同主辦,是具有導向性、示範性的機械類專業畢業設計競賽活動。中國機械行業卓越工程師教育聯盟畢業設計大賽將連續舉行若干屆,本次大賽是首屆(冠名“恆星杯”)。
    本案例集為大連理工大學和遼寧重大裝備制造協同創新中心承辦的首屆大賽獲獎作品集,旨在形成工程實踐能力引導式的中國高校機械類專業本科畢業設計示範案例集。
    本案例集收錄參賽的百餘篇優秀畢業設計作品,其中金獎1項、銀獎3項、銅獎10項、優秀獎15項、佳作獎73項。每篇獲獎作品包括設計題目、設計目的、基本原理及方法、主要設計過程或試驗過程、結論、創新點以及設計圖或作品實物圖等。
    除獲獎作品外,本案例集還包括了中國機械行業卓越工程師教育聯盟畢業設計大賽章程、首屆大賽情況簡介、打分依據及大賽總結、決賽獲獎名單等相關文件。
    目錄
    目錄
    金獎 1
    基於ROS驅控一體機器人關節組件的研究 2
    銀獎 5
    基於聲表面波和紫外光固化的微結構制造研究 6
    一種可自動彈出機構的反鏜刀設計 10
    懸臂式薄壁結構冰固持加工方法研究 13
    銅獎 17
    基於CPAC鋰電池高速切片繫統設計 18
    基於超聲的螺栓連接結合面檢測方法及繫統 22
    高速公路路錐自動收放裝置設計與分析 26
    三維復雜零件自動檢測裝置設計 29
    基於四旋翼的風機葉片檢測裝置的研究 32
    熔融沉積制造三維打印柔性支撐輔助平臺設計及其工藝研究 34
    煤礦提升機天輪車槽裝置機械繫統設計 37
    直升機尾斜梁電動鎖銷機構設計 40
    重型數控車床縱向進給繫統齒輪齒條傳動設計 43
    航空發動機轉子裝配界面平面度測試繫統研制 46
    優秀獎 50
    全方位移動家用擦窗機器人原型設計 51
    硬岩隧道掘進機刀盤驅動繫統設計 54
    高分辨率兩自由度對準用雲臺設計 58
    真空斷路器合閘彈跳機理分析與新操動機構設計 61
    功能性微溝槽表面超精密切削研究 64
    曲軸磨削定心夾具設計 69
    家用廚餘垃圾微生物處理機的研制 72
    5噸叉車液力變速箱液壓繫統設計 77
    兆瓦級風電增速器高功率密度設計與優化 80
    管道超聲內掃查檢測機器車的開發 83
    LP-P320D-256-100API抽油機總體設計 86
    關節間隙誤差對機器人執行臂末端運動的影響 90
    立體車庫AGV車輛搬運器設計與仿真 94
    超車輔助警告燈脈衝熱壓鉚接設備的結構設計 97
    GMB140-4型隔膜泵總體及隔膜腔總成設計 100
    佳作獎 104
    光幕式軸類零件尺寸參數檢測儀設計 105
    單張紙膠印機加裝設計 108
    CKG61100數控車床分離式主傳動行星減速器設計 110
    十柱塞對置式往復泵的結構設計及ADAMS仿真 115
    CHX61200數控臥式車削中心大功率高速伸長銑頭部件設計 118
    票據印刷機自動下卷裝置設計 123
    FDM3D打印機多材料自動更換繫統研制 128
    高強鋼薄板彎曲測試裝置設計 131
    超聲波納米薄膜噴塗裝置設計 135
    鑽井用井下可調變徑穩定器 138
    重型靜壓轉臺油墊支承特性分析及支承方式優化設計 141
    2000kN八連杆機械壓力機杆繫優化設計 144
    力矩電機直接驅動的砂輪架 B軸回轉機構設計 147
    食品封口夾注塑模具設計 150
    立體織物Z向鋼針置換及纖維鎖扣裝置設計 154
    Delta機器人機構的力位混合控制 157
    深井式智能立體車庫升降繫統設計與仿真 161
    基於RFID的MES繫統的設計與開發 165
    鋁合金脈衝激光-MIG復合焊接熔滴過渡及工藝特性研究 169
    汽車氧傳感器組件壓裝及檢測設備研制 172
    低成本快速出線打草頭機構 176
    基於激光干涉儀的機床幾何精度測量研究 179
    基於Leap Motion的智能工具車繫統設計與開發 182
    船用起錨機液壓馬達測試平臺設計 186
    深井式立體智能車庫梳叉式橫移繫統的設計與仿真 189
    履輪式海參捕撈機器人的機械結構設計 192
    采用TOF傳感器連續自動對焦方法的研究與實現 196
    多功能自移動智能維修機設計 199
    新型壓裂滑套開關工具設計與分析 201
    銑磨回轉工作臺設計 204
    120冷喂料銷釘式擠出機設計 210
    立體車庫新型搬運小車設計與仿真 212
    LM25直線軸承保持架塑料注射模具設計 215
    U形管熱交換器結構設計 219
    自動肉塊穿串機繫統設計及性能模擬 222
    軸承環鍛壓機器人控制繫統設計 225
    汽車飛輪拉扭復合疲勞試驗繫統設計 228
    CK250-3數控機床結構設計 231
    自動液壓繃網機設計 234
    清尾紗裝置的開發設計 238
    多節18650鋰電芯組合時的安全防護與散熱結構的設計分析 240
    汽車零部件裝配快速夾取機構機械結構設計 245
    軸承環鍛壓機器人控制繫統軟件設計 249
    八開單張紙凹版打樣機設計 252
    70mm厚疊層機織碳布縫紉機設計 255
    大型礦井提升機承載實時在線智能監控繫統設計 258
    鏈輪雙機器人協同焊接及視覺檢測控制繫統研制 262
    高層玻璃清洗裝置設計與分析 265
    秸稈鍋爐自動上料繫統設計 269
    鋸銑復合電設計 273
    並聯噴塗機器人設計與仿真 276
    重型數控機床墊鐵-基礎結合部動力學建模及動態特性分析 279
    一種新型水平井延伸工具設計 282
    工藝品裱花數控加工繫統設計研究 285
    0.1mm電火花微細孔加工送絲機構設計 287
    某型貨車輪輞疲勞可靠性試驗方案設計 291
    礦用多功能車輛快速換裝機構設計 295
    PER10000N m電動執行機構的設計與研發 299
    扁形茶振動式自動理條機設計開發 302
    電動固定平臺搬運車液壓轉向繫統優化設計 305
    打磨機器人本體與J6傳動繫統設計 308
    攪拌摩擦焊接頭析出相分析 312
    基於Leap Motion的多功能體感遙控小車 316
    基於Leap Motion的手感控制智能小車設計 321
    內螺紋零件注塑模具設計 324
    軸承環自動化鍛造生產線送料繫統設計 327
    7475鋁合金回填式攪拌摩擦點焊液化裂紋研究 330
    礦井防跑車裝置捕車機構設計 334
    刀塔裝配生產線 337
    基於PHM的軸承全壽命周期健康管理技術的研究及軟件開發 340
    焊接玻璃瓶模具曲面弧線的回轉裝置設計 344
    CX62後組合燈2熱板焊接工裝設計 346
    附錄一 大賽總結及小組總結 349
    附錄二 大賽章程 352
    附錄三 大賽情況簡介 355
    附錄四 大賽打分依據 359
    附錄五 大賽獲獎名單 360
    在線試讀
    金獎
    基於ROS驅控一體機器人關節組件的研究
    林成靖
    上海交通大學 機械工程
    1.設計目的
    目前,市場上機器人采用固定的機械結構、互不開放的控制繫統和設計思路,阻礙了機器人的普及,而模塊化和組件化被公認為是解決以上問題的*有效方法。本課題開發多種驅控一體的機器人關節組件,自由組合成特定構形。其組件化體現在機械結構、電子電氣、控制算法、上位機軟件的通用性等方面。通信使用CAN/EtherCAT總線;軟件采用ROS(Robot Operating System)技術,方便二次開發。通過關節組件自由組合,用戶可快速搭建機器人並編程控制,拓展服務、工業、醫療等領域應用。
    2.基本原理及方法
    1)PID控制理論
    PID(Portion Integration Differentivation)控制方怯作為較早提出並得到發展的控制策略之一,在如今仍得到相當廣泛的實際應用。近幾十年來,PID控制方法和技術也處於不斷發展中,出現多種控制及整定思想。參數自整定與自適應控制思想就是其中一種。它與常規PID控制器相結合,實現自適應PID控制或自校正PID控制;既能自動整定控制器參數、適應被控過程參數的變化,又具有常規PID控制器結構簡單、魯棒性好、可靠性高等優點。
    2)CAN/EtherCAT總線通信
    控制器局域網絡(Controller Area Network,CAN)作為目前國際上應用*為廣泛的現場總線之一,由德國BOSCH公司開發,屬於ISO國際標準化的串行通信協議。CAN總線具有各節點之間的數據通信實時性強、開發周期短的優點,是*有前途的現場總線之一。
    EtherCAT是一個開放架構,是以以太網為基礎的現場總線繫統。EtherCAT是確定性的工業以太網。自動化對通信要求一般是資料更新時間短、資料同步時的通信抖動量低,而且硬件的成本要低。EtherCAT開發的目的就是讓以太網可以運用在自動化應用中,EtherCAT擁有性能卓越、拓撲靈活並且簡單耐用的優點。
    3)ROS
    ROS是用於機器人的一種次級操作繫統。它提供類似操作繫統所提供的功能,包含硬件抽像描述、底層驅動程序管理、共用功能的執行、程序間的消息傳遞、程序發行包管理,它也提供一些工具程序和庫用於獲取、建立、編寫和運行多機整合的程序。
    3.主要設計過程或試驗過程
    本課題的設計和試驗過程主要包括以下方面。
    1)驅控一體關節組件與結構設計
    面向服務行業對於協作機器人關節的需求,確定本課題計劃開發的關節組件的詳細功能需求,制定合理的繫統架構和各部分細節設計要求。
    機械結構設計的重點就在於減輕關節質量、提高輸出扭矩、壓縮關節體積。在此需求下,使用高功率密度的直流無刷電機,同時具有較高的輸出扭矩,結合大減速比的諧波減速器,保證關節的傳動精度和高扭矩輸出。
    關節間連接首先要在關節上設置多種接口,利用關節的各個連接面,讓用戶可以更自主地選擇需要使用的連接面。其次在關節間連杆設計上采用平行軸或垂直軸的結構,在保證化的前提下降低連杆的加工費用,避免使用過於復雜且加工難度高的連杆設計。
    2)驅控一體關節驅控繫統設計
    對應結構采用的直流無刷電機,選用大功率的直流無刷電機驅動模塊。利用安裝在結構中的增量式相對編碼器,實現直流無刷電機的高精度速度和位置控制。在基本的運動控制基礎上,將關節內的各類傳感器數據采集處理,與控制和反饋指令整合起來,通過總線式的通信繫統傳遞於上下位機之間。針對不同的應用要求,同時設計CAN和EtherCAT兩種通信總線模式,滿足高速通信的需求。
    3)驅控一體關節軟件驅動設計
    目前常用的上位機控制繫統如Windows和Linux等,近年ROS在機器人領域的應用也不斷擴大,越來越多的機器人開發者將算法開源到ROS上,ROS自身也提供了更多的高級應用。因此,設計的關節硬件也應當能夠直接接入ROS中,讓開發者可以利用本課題已開發的關節ROS驅動,把更多的精力放在高級算法的開發上。考慮到部分開發者更著眼於基礎應用,因此在開發了上述關節ROS驅動基礎上設計一款上位機演示軟件。它可以在關節使用初期對各個關節進行配置,還能直接控制單關節和整個機器人,使機器人的實際運動和仿真運動可視化,同時關節內數據信息也在演示軟件中不停地更新,便於用戶觀測。
    4)驅控一體關節演示試驗
    在設計了以上關節結構、電氣和驅動以後,讓上位機繫統對單關節進行簡單操作,如總線傳輸、傳感器采集、運動控制等。驗證單關節可行性後,將多個關節搭建成一個完整的多自由度機器人,在上位機上對其整體建模仿真可視化進行測試,驗證同步控制的可行性。
    4.結論
    對國內外產品調研後確定了研發目標,設計出多款集成驅動和控制的大扭矩、輕量化關節。並測試關節運動控制方榕的有效性,通過總線接入上位機驅動,驗證控制效果,共得出以下成果。
    (1)設計了驅控一體關節結構,選用大扭矩、小體積直流無刷電機和大減速比諧波減速器,與硬件PCB(Printed Circuit Board)集成到緊湊的關節結構內;外部設計多面連接孔,方便化的連接。
    (2)對直流無刷電機進行PID整定,采用遺傳算在去尋找較優的PID參數。使用的速度PID控制模式可實現較精確的速度控制,在位置PID模式以精插值的方法跟蹤上位機下發的位置指令。
    (3)搭建了CAN通信協議,測試驗證該通信數據包的可行性。在總線上搭載多個從站關節以後對關節ID和PID進行上位機配置修改。在硬件上加入EtherCAT從站電路,將EtherCAT通信應用到關節組件中。
    (4)設計了面向ROS的CAN通信驅動程序,可在ROS中直接驅動關節硬件。針對關節的控制需求和傳感器采集,使用。設計了人機交互界面,提供模型可視化、狀態檢測和參數配置。
    5.創新點
    (1)緊湊型、輕量化、大扭矩的關節機械結構。
    (2)提供基於ROS的開源算法方便拓展應用,方便用戶拓展開發更高級的應用。
    (3)采集關節內各類數據供用戶分析,並作為控制繫統的實時反饋。
    (4)快速連接關節連杆實現機械臂自定義組裝,機械連接同時完成電氣連接,組裝後可方便啟動關節並配置各個關節的關鍵參數。
    (5)使用CAN/EtherCAT高速通信方式傳輸數據,集成於驅控一體關節繫統中,為關節高速通信提供硬件電路和軟件驅動支持。
    (6)設計了可視化的友好型人機交互界面,完成快速連接與關節配置後,即可在人機交互界面上靈活控制機器人繫統的完整運動,實時觀測關節運動狀態和傳感數據。
    6.設計圖或作品實物圖
    設計作品的實物圖如圖1所示。
    圖1設計作品的實物圖
    銀獎
    基於聲表面波和紫外光固化的微結構制造研究
    鄧兆興
    浙江大學 機械工程
    1.設計目的
    具有特殊表面形貌的微結構在微機電繫統和生物醫學等領域有著廣泛的應用,如圖案化微結構在柔性觸覺傳感陣列中可作為介電層設計來提高其檢測靈敏度,圖案化微結構也可作為離體細胞培養的載體來模擬細胞的天然生長環境。常規的微結構制造方法有超精密切削、光刻、微壓印和三維打印等,這些方法對加工設備的要求較高,且需要復雜的模具設計、成本高、周期長。本畢業設計擬突破傳統微結構制造方榕的局限,提出一種基於聲表面披和紫外光固化相結合的圖案化微結構的快速制造方站,開展新型聲表面被換能器的結構設計,井構建出試驗繫統開展固案化微結構制造機理及試驗研究。
    2.基本原理及方法
    1)聲表面注換能器激發出聲表面這駐波場
    聲表面波是一種沿物體表面傳播的瑞利波,可由附著在壓電晶體表面的繫列電極(叉指換能器)來激發。當若干列頻率相同、傳播方向相反的聲表面被相干涉時,在壓電晶體表面的掖面上會疊加形成駐波場。聲表面披的駐波場中會存在穩定分布的節點與反節點,節點處質點振動位移為零,反節點處位移**,進而構成不同的圖案化微結構陣列形貌。
    2)聲表面波駐波場在波體表面激發穩定形貌
    聲表面波在壓電晶體表面傳遞過程中,部分能量會以縱波的形式傳遞到液體中形成空間分布的聲場,在液體與空氣的交界面處,由於介質的不連續,縱波發散激發出聲輻射壓;聲輻射壓的大小和分布與液體內的聲場有關,聲表面波的駐波可在液體表團形成穩定的聲場,從而激發大小、空間位置固定的聲輻射壓。液體表面在聲輻射壓、表面張力和重力的作用下達到平衡,其表現為形成穩定的周期性分布的微結構圖案。
    3)基於紫外光固化的液體固化成形
    當聲表面波在液態光敏材料的表面激發出穩定的空間形貌時,采用紫外光固化的方法可使具有穩定空間形貌的液態光敏材料轉變為固態,從而實現圖案化微結構陣列的快速制造。並且,聲輻射壓的空間分布近似正弦函數,所以制造出的圖案化微結構陣列具有連續光滑的表面特征。


     
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