关键词： 智能控制系统   人工智能技术   机械设计制造   系统设计方案   智能制造  

摘要： 本研究围绕人工智能技术,在机械设计制造领域的智能控制系统的设计与应用进行了深入探究,针对目前机械设计制造所面临的问题和挑战,本文揭示了传统机械设计的局限性,并详述了机械制造技术的最新进展。通过案例分析与实际的实验研究,验证了该智能控制系统在提高机械设计精度与效率方面的实际效果,总结出智能控制系统设计在机械设计制造中的应用成果,及其对未来智能制造领域发展的推动作用。

关键词： 机械设计及理论   斜齿面齿轮   非正交   偏置   变位   齿宽设计  

摘要： 为了增强面齿轮在各种结构紧凑设备的适用性,进一步扩大其传动优势,研究了非正交偏置变位一体化的斜齿面齿轮及其齿宽设计。建立了非正交偏置变位斜齿面齿轮的三维模型,根据非正交偏置变位斜齿面齿轮根切和齿顶变尖的限制条件,对轮齿的内半径及外半径进行设计,得出了面齿轮的有效齿宽,并分析了轴交角、变位系数、偏置距和螺旋角对内径、外径和齿宽的影响。研究结果表明:轴交角不断增加时,面齿轮的有效齿宽先减小后增加;面齿轮的有效齿宽随着变位系数的增加而增大;偏置距对有效齿宽的影响会因为轴交角的大小而产生不同的结果;螺旋角的增大会使有效齿宽以较小幅度的趋势减小。

关键词： 柔性作业车间调度   自动导向小车   充电   基因算法   自适应变邻域搜索算法  

摘要： 在制造单元不再唯一且加工时间不确定的柔性作业车间调度中,多自动导向小车(AGV)发挥着重要作用。然而当AGV执行任务时间过长、消耗电量较多时,充电事件成为必须考虑的因素。该研究旨在解决考虑电池约束条件下的多AGV的柔性车间作业调度问题。综合考虑制造单元加工时间、AGV小车搬运时间以及AGV小车充电情况等约束条件,以优化最大完工时间为目标。针对此问题建立数学模型,将文化基因算法和自适应变邻域搜索算法相结合提出一种混合文化基因算法。该算法采用文化基因算法作为框架,并引入基于析取图的关键路径方法,以解决制造单元和AGV小车滞空率高的问题。同时,为了提高算法的寻优能力,避免陷入局部最优解,利用自适应变邻域搜索对当前迭代中的最优解进行改进。针对模型特点,设计多种打破重组的邻域结构,以实现算法求解最优值的目标。仿真实验结果表明,该算法具有寻找最优解的能力且整体性能优于所对比的算法,验证了该算法的有效性。

关键词： 机械设计基础   实际科研案例   跨专业   OBE理念  

摘要： 针对跨专业学习机械设计基础课程的学生机械知识基础薄弱、实践经历缺失、教学环境落后等现状,基于OBE理念,将任课教师科研项目“深海水平式卡箍连接器”关键零部件贯穿教学全程,针对课程的教学理念、教学方法、教学环境展开深入探索和实践,增强了学生的设计能力、工程认知能力及多学科知识应用能力。

关键词： 生产调度   模糊分布式   柔性作业车间   生物地理学优化算法   调度规则   模拟退火  

摘要： 经济全球化推动制造企业从单一工厂向多工厂协同模式转变,模糊分布式柔性作业车间调度问题(FDFJSP)成为调度领域的研究热点.为最小化FDFJSP的最大模糊完工时间,本文提出了一种基于模拟退火和局部搜索策略的生物地理学优化算法(BBOSL).根据问题特点,设计了工厂–随机键的新型编解码方案;通过调度规则生成半数初始种群以提高种群质量;提出了基于模拟退火算法的新解接受方法和基于关键工厂的局部搜索策略以增强搜索能力;通过对算法参数调优提升了算法性能.实验结果验证了改进策略的有效性,并与现有算法进行了对比实验,验证了其在模糊集中式和模糊分布式柔性作业车间调度问题上的优越性.

关键词： 交叉学科   教学体系   工程问题   创新人才  

摘要： 针对智能制造产业对学科交叉型人才日益增长的需求,分析了多学科交叉复合的工科专业课程教学建设面临的主要问题和必要性,以解决交叉学科难题、培养创新人才为目的,阐述了机械设计制造及其自动化专业教学体系构建路线,并给出了课程范例,为交叉学科教学及其可持续建设提供可行方式,希望对相同或相似类型的工科课程建设具有借鉴意义。

关键词： 数字化设计技术   农业机械设计   三维建模   虚拟样机  

摘要： 数字化设计技术在农业机械设计中具有广阔的应用前景,将推动农业机械化向更高水平发展,为现代农业的可持续发展提供强有力的技术支撑。基于此,文章阐述了三维建模、有限元分析和虚拟样机技术在农业机械设计中的具体应用,并进行水稻插秧机设计的对比实验,验证了数字化设计技术的优势。研究结果表明,数字化设计技术能显著提高设计效率和质量,优化产品性能,降低制造成本。与传统方法相比,数字化设计方法在设计周期、设计方案数量、产品性能和经济性等方面均表现出明显优势。

关键词： 机器人   机械设计   除锈效果   受力分析   功率计算  

摘要： 【目的】钢结构建筑的型材规格各异、结构复杂,依靠人工对已建的钢结构进行检查时检测工作强度大、工作环境危险,需要设计一种爬壁机器人替代人工进行除锈作业。【方法】针对型钢结构的材料形状及尺寸规格,设计了一种可由人工遥控的小型可充电的四轮差速爬壁除锈机器人。根据现有爬壁除锈机器人的特点,对比分析了机器人的行走机构、驱动机构、吸附机构、除锈方式、控制方式和视觉装置等组成部分的优缺点,确定了各组成部分的类型及规格,并用SolidWorks软件对该机器人进行了设计,制造了样机。同时,对机器人除锈作业状态进行受力分析,计算了四轮驱动电机、机械臂运动电机、回转舵机、钢丝刷转动电机的转矩及功率,确定了各个电机的具体参数,分析了可充电电池的工作时间,并通过样机对锈迹进行了实际作业。【结果】该小型爬壁除锈机器人采用永磁吸附装置爬壁、直流伺服电动机四轮驱动行走,运动总功率为6.91 W,充电一次使用时间约50 min,设计满足要求。【结论】该小型爬壁除锈机器人可在真实钢铁结构上稳定地进行除锈作业,本研究可为类似产品的开发提供参考。

关键词： 工业物联网   动态柔性作业车间调度   多目标优化   实时决策   强化学习   双重深度Q网络  

摘要： 传统车间调度算法通常依赖静态环境和固定问题规模的简化假设,在大规模复杂作业车间的适应性较低。针对动态柔性作业车间调度问题(dynamic flexible job shop scheduling problem,DFJSP),提出了一种多目标动态柔性作业车间调度算法(multi-objective dynamic flexible job shop scheduling algorithm,MODFJSA)。以最小化累计延迟和最小化总碳排放量为优化目标,建立了多目标动态柔性作业车间调度模型。基于双重深度Q网络,建立了基于随机作业到达的分布式多智能体动态作业车间调度算法,将DFJSP转化为涉及机器选择、工序排序和速度控制的顺序决策问题,实现实时优化的调度决策。动态实例仿真分析结果验证了MODFJSA的有效性,与现有调度算法相比,所提算法性能表现更好。

关键词： 车辆称重   单片机   称重传感器   机械设计  

摘要： 为有效治理车辆超载问题,提高车辆称重的准确性与效率,本文设计了一种基于单片机的车辆称重系统该系统由机械部分和电路部分组成,机械部分主要完成称体结构设计及强度刚度校核;电路部分包括称重传感器的选择、放大电路设计、A/D转换电路设计、单片机系统电路设计、电源电路设计和报警电路设计等。通过实验验证该系统具有较高的测量精度和稳定性,能够满足车辆称重的实际需求。In order to effectively address the problem of vehicle overloading and improve the accuracy and efficiency of vehicle weighing, this paper designs a vehicle weighing system based on a single-chip microcomputer. The system consists of a mechanical part and a circuit part. The mechanical part mainly completes the design of the weighing structure and the verification of strength and stiffness. The circuit part includes the selection of weighing sensors, amplification circuit design, A/D conversion circuit design, microcontroller system circuit design, power circuit design, and alarm circuit design. Through experiments, it has been verified that the system has high measurement accuracy and can meet the practical needs of vehicle weighing.