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基于物联网技术的玻璃上片机械手远程监控系统
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作者 刘辉 张铁壁 +2 位作者 邓三鹏 王璐 陈星男 《河北水利电力学院学报》 2025年第1期30-34,共5页
为提高玻璃加工行业的自动化水平和生产效率,结合玻璃生产的特点,设计了一种基于物联网技术的玻璃上片机械手远程监控系统。系统以PLC为核心控制器,精确地控制机械手的运动轨迹、速度和力度,确保玻璃在搬运过程中的平稳性和安全性。通... 为提高玻璃加工行业的自动化水平和生产效率,结合玻璃生产的特点,设计了一种基于物联网技术的玻璃上片机械手远程监控系统。系统以PLC为核心控制器,精确地控制机械手的运动轨迹、速度和力度,确保玻璃在搬运过程中的平稳性和安全性。通过物联网模块将机械手的运行状态、生产数据、报警数据等关键信息实时传输至云端,上位机能够获取云端的数据,实时查看机械手的各类信息,从而实现对生产过程的全面监控和及时干预。通过实际运行证明,该系统具有控制精度高、运行稳定可靠、远程监控便捷等优点,能够显著提高玻璃加工行业的生产效率和产品质量。此外,物联网技术还为实现远程故障诊断、系统升级和维护提供了有效途径,进一步提升了系统的可靠性和可维护性。 展开更多
关键词 PLC 物联网 远程监控 控制系统 机械手
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基于联合仿真的机械手进给机构控制器设计 被引量:1
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作者 杜太行 安春晖 +3 位作者 孙曙光 刘辉 梁杰 李亚杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第7期52-56,共5页
辊道一体式玻璃上下片机械手对进给机构控制的准确性和快速性有很高的要求,进给机构的控制效果会影响玻璃抓取的成功率和效率。针对玻璃上下片机械手进给机构控制器设计问题,采用SolidWorks建立机械手的三维实体模型,通过Adams-MATLAB... 辊道一体式玻璃上下片机械手对进给机构控制的准确性和快速性有很高的要求,进给机构的控制效果会影响玻璃抓取的成功率和效率。针对玻璃上下片机械手进给机构控制器设计问题,采用SolidWorks建立机械手的三维实体模型,通过Adams-MATLAB联合仿真的方式构建了机械手的仿真分析平台,在此基础之上设计了模糊PID控制器使控制参数能根据进给机构的运动情况进行自适应调整,同时引入量子遗传算法对模糊PID参数进行优化,以达到最优控制效果。基于平台的测试分析表明优化后的模糊PID控制器提升了机械手进给运动控制的准确性和快速性,从而获得了更佳的进给机构以及玻璃质心运动性能指标。 展开更多
关键词 玻璃上下片机械手 联合仿真 模糊PID控制 量子遗传算法
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基于TOC/TRIZ理论的数控机床自动夹具创新优化设计
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作者 张万明 宫翔 +2 位作者 李国芹 张鹏程 李文斌 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期41-46,共6页
数控机床夹具是数控加工中最重要的构件之一,其装夹效果和效率对产品的加工质量和生产效率有重大影响。为了提高产品的加工质量和降低生产成本,融合约束理论TOC和发明问题解决理论TRIZ并将其应用于自动夹具的优化设计当中。首先应用TOC... 数控机床夹具是数控加工中最重要的构件之一,其装夹效果和效率对产品的加工质量和生产效率有重大影响。为了提高产品的加工质量和降低生产成本,融合约束理论TOC和发明问题解决理论TRIZ并将其应用于自动夹具的优化设计当中。首先应用TOC对夹具的问题进行综合分析,找出导致自动夹具装夹效果不佳的7个关键因素;然后借助TRIZ理论对问题进行求解,形成12种设计方案;最后运用理想化水平计算公式对12种方案进行理想化评价,通过6种较优方案的组合优化,得到最终的具有自清洁能力的数控机床自动夹具设计方案。并通过仿真验证了该设计方案的可行性。通过TOC/TRIZ理论对数控机床夹具进行优化设计,为相关装置的设计提供理论基础和实践案例。 展开更多
关键词 自动夹具 结构创新设计 TOC TRIZ
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中空玻璃上下片机械手视觉检测系统设计 被引量:1
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作者 杜太行 李亚杰 +3 位作者 孙曙光 刘辉 梁杰 安春晖 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第9期77-81,88,共6页
为提高中空玻璃上下片机械手工作效率,解决钢化玻璃透光性强导致视觉检测尺寸较难的问题,设计了基于视觉的机械手进给距离测量与玻璃尺寸检测系统。首先根据系统工作需求对系统的关键部件进行选型,设计了系统主体硬件结构;其次提出了玻... 为提高中空玻璃上下片机械手工作效率,解决钢化玻璃透光性强导致视觉检测尺寸较难的问题,设计了基于视觉的机械手进给距离测量与玻璃尺寸检测系统。首先根据系统工作需求对系统的关键部件进行选型,设计了系统主体硬件结构;其次提出了玻璃尺寸和机械手进给距离检测方法,即在对玻璃边缘与滚轮颜色特征提取的基础上,采用改进骨架提取算法进行玻璃尺寸测量,并基于卡尔曼滤波器利用滚轮长宽比和像素区域面积实现进给距离实时检测;最后设计了系统整体功能软件。该测量系统实现了玻璃尺寸和机械手进给距离的有效测量,具有较高的准确性与快速性,大大提高了测量效率。 展开更多
关键词 中空玻璃上下片机械手 视觉 改进骨架提取算法 卡尔曼滤波
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一种抑制振动的平板玻璃上下片机械手的设计 被引量:1
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作者 石岩 蔡国庆 +1 位作者 张鹏程 张金龙 《河北水利电力学院学报》 2021年第3期36-40,共5页
设计了一种抑制振动的平板玻璃上下片机械手,主要由支撑板、固定板、玻璃吸附板、主动伸缩杆、从动伸缩杆及关节组成。机械手采用并联结构,弥补了目前单梁玻璃上下片机械手运动不平稳、受力集中等不足。采用SolidWorks软件对机械手进行... 设计了一种抑制振动的平板玻璃上下片机械手,主要由支撑板、固定板、玻璃吸附板、主动伸缩杆、从动伸缩杆及关节组成。机械手采用并联结构,弥补了目前单梁玻璃上下片机械手运动不平稳、受力集中等不足。采用SolidWorks软件对机械手进行三维建模及运动仿真,验证了机构的可行性。采用ADAMS软件对机械手进行动力学仿真,验证了机械手在抓取玻璃偏置的情况下,从动杆承担了抓取偏置产生的扭矩,抑制了机械手的振动,提高了机械手的强度,延长了机械手的使用寿命。 展开更多
关键词 机械手 玻璃上下片 并联机构 抑制振动
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基于TRIZ 理论的输送带断带保护装置创新设计 被引量:1
6
作者 张万明 张鹏程 +2 位作者 宫翔 李国芹 高澄森 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第7期214-221,共8页
目的在运输物品过程中,输送带因长时间使用可能会发生断裂现象,目前断带保护装置无法及时进行保护,因此需要对断带保护装置进行改进。方法应用TRIZ理论中的功能模型分析和因果链分析方法对整个系统进行分析,应用76条标准解、发明原理和... 目的在运输物品过程中,输送带因长时间使用可能会发生断裂现象,目前断带保护装置无法及时进行保护,因此需要对断带保护装置进行改进。方法应用TRIZ理论中的功能模型分析和因果链分析方法对整个系统进行分析,应用76条标准解、发明原理和分离原理等工具解决问题。结果基于TRIZ理论对问题进行求解,得到了新型输送带断带保护装置的结构方案,该方案可以有效缩短断带保护所需时间,有效提高断带保护的精准性,从而保护生命财产的安全。结论通过TRIZ理论对输送带断带保护装置进行创新设计,使新型输送带断带保护装置达到了快速反应、制动精准和结构简单的要求。 展开更多
关键词 TRIZ理论 断带保护装置 技术矛盾 结构设计
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平板玻璃上下片机械手执行机构结构设计
7
作者 华明明 王文成 +1 位作者 石岩 张铁壁 《河北农机》 2021年第1期81-82,共2页
现有市场平板玻璃加工生产线存在自动化程度低、使用人工成本高的问题,设计了一套与磨边机对接的自动上下片机械手,针对机械手的执行机构进行了结构设计及动力学分析。分析结果表明:设计的机械手执行机构能够完成预定动作,且强度符合设... 现有市场平板玻璃加工生产线存在自动化程度低、使用人工成本高的问题,设计了一套与磨边机对接的自动上下片机械手,针对机械手的执行机构进行了结构设计及动力学分析。分析结果表明:设计的机械手执行机构能够完成预定动作,且强度符合设计要求。 展开更多
关键词 平板玻璃 上下片机械手 执行机构 动力学分析
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结合有限元仿真技术的船舶轴承承载仿真
8
作者 刘栋 刘禹 付颜红 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第12期73-76,共4页
本文介绍有限元仿真技术,并对船舶轴承的材料模型理论进行阐述,同时给出船舶轴承本构模型的应力应变曲线;对船舶轴承进行动力学仿真分析,并在仿真过程中利用吸工装置代替螺旋桨,给出螺旋桨扭矩激励的计算方法,并对船舶轴承的角加速度、... 本文介绍有限元仿真技术,并对船舶轴承的材料模型理论进行阐述,同时给出船舶轴承本构模型的应力应变曲线;对船舶轴承进行动力学仿真分析,并在仿真过程中利用吸工装置代替螺旋桨,给出螺旋桨扭矩激励的计算方法,并对船舶轴承的角加速度、角速度以及径向受力情况进行分析;最后对船舶轴承承载进行有限元仿真,并对船舶轴承的振幅、频率以及受力情况进行仿真分析。 展开更多
关键词 有限元 船舶 轴承
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基于AHP/QFD/TRIZ理论的格斗机器人创新设计
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作者 张铁壁 张万明 +2 位作者 李文斌 尚佳瑶 单敬才 《河北水利电力学院学报》 2024年第3期11-18,共8页
为了解决格斗机器人复杂的工作情况,提高格斗机器人的击打和抗击打的能力,优化格斗机器人的产品创新设计过程,提出基于AHP/QFD/TRIZ理论的格斗机器人设计方法。首先利用问卷调查和访谈客户获取用户需求,采用层次分析法(AHP)对需求进行... 为了解决格斗机器人复杂的工作情况,提高格斗机器人的击打和抗击打的能力,优化格斗机器人的产品创新设计过程,提出基于AHP/QFD/TRIZ理论的格斗机器人设计方法。首先利用问卷调查和访谈客户获取用户需求,采用层次分析法(AHP)对需求进行重要度排序,之后运用质量功能展开(QFD)理论,将用户需求与技术质量指标进行对应,构建质量屋(HOQ)模型,最后运用TRIZ理论中的冲突解决原理对质量屋中发现的冲突进行解决,得到产品创新设计方案,为格斗机器人的创新设计提供理论依据。经实验数据显示,在保证强度的情况下,所设计方案可降低整体重量并提高速度。采用AHP/QFD/TRIZ理论的设计方法对格斗机器人进行产品创新设计,提高产品的性能和顾客满意度。 展开更多
关键词 AHP QFD TRIZ 格斗机器人 创新设计
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基于深度学习的物料识别与机器人上料研究
10
作者 郝瑞林 周利杰 +2 位作者 王文成 孙迎建 蔡国庆 《南方农机》 2025年第6期42-45,61,共5页
【目的】解决多品种、小批量生产时停产换线的问题。【方法】创新了一种基于深度学习的物料识别与机器人上料技术。首先,对相机、机器人、PLC等硬件进行选型和接线,完成试验平台的搭建;其次,比较目标检测的深度学习算法,选择YOLOv11算... 【目的】解决多品种、小批量生产时停产换线的问题。【方法】创新了一种基于深度学习的物料识别与机器人上料技术。首先,对相机、机器人、PLC等硬件进行选型和接线,完成试验平台的搭建;其次,比较目标检测的深度学习算法,选择YOLOv11算法对图像进行训练、验证、识别;再次,对相机进行标定,对手眼进行标定,计算得出图像与机器人末端之间的转换关系;最后,根据图像识别结果,计算机器人末端应偏移的变量,实现机器人自主上料。【结果】该试验平台识别准确率达99.5%,准确抓取率达99.0%,能够对不同种类工件进行上料,解决停产换线问题。【结论】未来的研究可考虑工件的高度变化,利用深度摄像头获取工件的深度信息,结合Z轴的偏移变量以实现不同高度品类工件的自动上料。 展开更多
关键词 目标检测 YOLOv11 手眼标定 机器人上料
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基于Petri网和TRIZ的复杂技术系统多冲突问题求解 被引量:10
11
作者 赵芮凯 张建辉 +1 位作者 王学瑞 张万明 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第6期29-37,共9页
针对现有冲突分析方法的局限性,尤其是处理复杂技术系统的多冲突问题时,分析与确定的难度较大。为此提出一种基于Petri网的复杂技术系统多冲突问题挖掘方法,通过构建多域层次化映射模型,借助Petri网相关数学分析工具,对系统进行功能失... 针对现有冲突分析方法的局限性,尤其是处理复杂技术系统的多冲突问题时,分析与确定的难度较大。为此提出一种基于Petri网的复杂技术系统多冲突问题挖掘方法,通过构建多域层次化映射模型,借助Petri网相关数学分析工具,对系统进行功能失效分析,同时结合需求分析,以全面准确地确定冲突所在,进而构建多冲突网络,应用TRIZ工具解决。最后以无避让立体车库作为工程案例,获得其创新设计方案,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 TRIZ 多冲突 PETRI网 功能失效分析 无避让立体车库
原文传递
基于头部姿态控制的农田监测无人机云台设计与实现 被引量:4
12
作者 周利杰 孙迎建 +2 位作者 蔡国庆 郝瑞林 刘辉 《中国农机化学报》 北大核心 2022年第7期179-187,共9页
针对农田监测无人机对大范围观测视野、便利操控和高质量拍摄图像的需求问题,设计跟随人体头部姿态的监测云台。首先,根据云台对小体积、轻量化和易集成的设计要求,设计云台结构,并利用ANSYS有限元分析软件进行静力学载荷校核和动力学... 针对农田监测无人机对大范围观测视野、便利操控和高质量拍摄图像的需求问题,设计跟随人体头部姿态的监测云台。首先,根据云台对小体积、轻量化和易集成的设计要求,设计云台结构,并利用ANSYS有限元分析软件进行静力学载荷校核和动力学模态分析;其次,采用四元数方法进行头部姿态解算,利用互补滤波算法进行加速度计和陀螺仪的数据融合,利用嵌入式平台设计并制作云台控制系统;最后,对云台系统的姿态解算准确度进行动态测试和静态测试,对云台的减振性能进行对比测试。结果表明:云台在结构强度和减震性能上满足需求;控制算法和系统能够稳定可靠的解算姿态,并控制云台实时跟随,动态姿态角度误差不超过2°,600 s的静态角度漂移不超过5.5°;云台具有较好的减振和抗振性能,平飞测试中振动加速度均方根值比航拍云台的小41.8%,机动测试中振动加速度最大幅值比航拍云台小21%。该装置可以为无人机的农田监测任务提供更好的便利性。 展开更多
关键词 云台 农田监测 姿态解算 四元数 互补滤波
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真空感应气体雾化技术中紧耦合环缝喷嘴雾化过程的仿真 被引量:2
13
作者 孙迎建 周利杰 +2 位作者 宫翔 张鹏程 郝瑞林 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期75-81,共7页
采用流体体积方法耦合雷诺应力模型与离散相模型结合泰勒类比不稳定性破碎模型,利用计算流体力学软件Fluent19.2,对紧耦合环缝喷嘴初次雾化与二次雾化进行全流程仿真,并进行了试验验证。结果表明:初次雾化过程使导流管底部形成环形液膜... 采用流体体积方法耦合雷诺应力模型与离散相模型结合泰勒类比不稳定性破碎模型,利用计算流体力学软件Fluent19.2,对紧耦合环缝喷嘴初次雾化与二次雾化进行全流程仿真,并进行了试验验证。结果表明:初次雾化过程使导流管底部形成环形液膜结构,液膜前端的初次雾化主要是气体射流自由边界湍流剪切的结果,并且初次雾化形成的液滴直径满足正态分布;随着分散的液滴群外侧接触气体射流,从液滴群的外侧开始向心部发生二次雾化过程,但是未接触气体射流的液滴仍保持较高的过热度。仿真得到紧耦合环缝喷嘴二次雾化后粉末的直径与试验结果吻合较好,相对误差小于5%,验证了仿真的准确性。 展开更多
关键词 真空感应气体雾化 紧耦合环缝喷嘴 初次雾化 二次雾化
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平行坐标技术在干式变压器温度场可视化分析中的应用 被引量:14
14
作者 彭程 张铁壁 +3 位作者 贾新立 路文梅 左仲善 石佩玉 《变压器》 2021年第6期47-50,54,共5页
本文中笔者将平行坐标技术应用于变压器温度场多维可视化分析,以矿用变压器为例,给出了其高、低压绕组纵向温度分布。
关键词 平行坐标技术 干式变压器 可视化 温度场
原文传递
基于PLC的JD1A型电磁调速器在燃煤锅炉控制系统中的应用 被引量:6
15
作者 刘辉 张铁壁 +2 位作者 王璐 蔡国庆 宫翔 《河北水利电力学院学报》 2020年第4期49-53,共5页
针对JD1A型电磁调速器手动调速精度低、自动化程度不高等问题,可通过PLC进行改进,使其具备模拟量控制的功能。文中结合某工厂燃煤锅炉手动控制系统,引入PLC通过使用0~20mA模拟量信号代替JD1A型电磁调速器的电位器进行转速调节,提高了系... 针对JD1A型电磁调速器手动调速精度低、自动化程度不高等问题,可通过PLC进行改进,使其具备模拟量控制的功能。文中结合某工厂燃煤锅炉手动控制系统,引入PLC通过使用0~20mA模拟量信号代替JD1A型电磁调速器的电位器进行转速调节,提高了系统的控制精度和自动化程度。同时,PLC还可作为整个系统的控制器,将纯手动控制系统改造为全自动控制系统。 展开更多
关键词 PLC JD1A 锅炉控制 自动化
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一种粉剂物料自动包装机的创新设计 被引量:3
16
作者 张万明 宫翔 +2 位作者 于雪 孟显锋 张玉生 《河北水利电力学院学报》 2021年第3期41-46,共6页
文中提出了一种应用于粉剂物料自动包装机的创新设计方法,在传统的立式包装机的基础上,采用双螺杆粗细充填的方法,大大缩小了充填的精度范围,再辅助以称重传感器,在满足设定值时自动停止送料;送料机构为正反转控制机构,结构紧凑,并且使... 文中提出了一种应用于粉剂物料自动包装机的创新设计方法,在传统的立式包装机的基础上,采用双螺杆粗细充填的方法,大大缩小了充填的精度范围,再辅助以称重传感器,在满足设定值时自动停止送料;送料机构为正反转控制机构,结构紧凑,并且使用一个电机即可;封口部分加装静电落料装置保证袋口洁净。由于采用辊式横封,因此整机实现连续性工作,提高了劳动生产率,降低生产成本,改善生产环境,还增加产品附加值,从而带来更大的社会和经济效益。 展开更多
关键词 粉剂物料 包装机 结构设计
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利用蚁群算法求解机械加工路径规划问题 被引量:1
17
作者 张鹏程 王文成 +1 位作者 宫翔 贾新立 《河北水利电力学院学报》 2022年第3期70-75,共6页
针对机械加工中孔群加工刀具路径规划问题,采用蚁群算法,通过多目标搜索和并行计算,快速从众多可行加工路线中找到一条最短路径作为刀具运动的轨迹,该路径可以最大限度的节省加工过程中的空行程时间,提高整体加工效率。采用控制变量法... 针对机械加工中孔群加工刀具路径规划问题,采用蚁群算法,通过多目标搜索和并行计算,快速从众多可行加工路线中找到一条最短路径作为刀具运动的轨迹,该路径可以最大限度的节省加工过程中的空行程时间,提高整体加工效率。采用控制变量法和正交试验法,结合算例,分析研究算法实现过程中需优化取值的蚂蚁的数量、信息素重要程度因子、启发函数重要程度因子、信息素挥发因子、总信息量等5个重要参数对于最优解质量的影响,探究其作用规律,为进一步提高算法优化结果和改进算法提供参考依据。 展开更多
关键词 蚁群算法 路径规划 孔群 TSP问题 正交试验法
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基于技术进化-资源分析的断带保护装置设计 被引量:1
18
作者 张万明 宫翔 +2 位作者 李文斌 李海 崔志豪 《河北水利电力学院学报》 2022年第3期76-80,共5页
针对现有带式输送机断带保护装置存在的保护不及时和保护失效的问题,提出一种基于技术进化-资源分析的产品创新设计策略模型。该模型基于TRIZ的技术进化理论对研究产品的技术发展方向进行初步预测,再结合资源分析方法提出具体的技术预... 针对现有带式输送机断带保护装置存在的保护不及时和保护失效的问题,提出一种基于技术进化-资源分析的产品创新设计策略模型。该模型基于TRIZ的技术进化理论对研究产品的技术发展方向进行初步预测,再结合资源分析方法提出具体的技术预测方案,最终确定产品系统改进方案。将该策略用于断带保护装置的创新设计中,使得产品整体结构更加紧凑,性能更加完善,能更加可靠高效地对输送带进行保护,为其未来技术发展趋势起到指导作用。 展开更多
关键词 技术进化 资源分析 断带保护装置 发明问题解决理论
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物联网及深度学习技术下智慧水利发展的研究
19
作者 李岩 程琳 +2 位作者 杨豪杰 刘婧 王政博 《科学与信息化》 2022年第18期69-71,共3页
智慧水利是当前水利领域发展的一个重要方向。为进一步推动智慧水利发展,明确智慧水利的概念和内涵,文章介绍了物联网及深度学习技术发展的现状,提出了将物联网技术和深度学习技术在智慧水利建设中应用的方向,并对智慧水利的进一步发展... 智慧水利是当前水利领域发展的一个重要方向。为进一步推动智慧水利发展,明确智慧水利的概念和内涵,文章介绍了物联网及深度学习技术发展的现状,提出了将物联网技术和深度学习技术在智慧水利建设中应用的方向,并对智慧水利的进一步发展提出建议。 展开更多
关键词 智慧水利 深度学习 物联网
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政产学研角度的后疫情时代科技中小企业发展浅析——以工业机器人行业为例
20
作者 左仲善 张浩 王文成 《中国市场》 2022年第16期107-109,共3页
后疫情时代的来临,对科技型中小企业既是困难与考验,也是发展和机遇。文章通过以工业机器人行业为例,分析了产业和技术的发展趋势,从政产学研四个角度分别分析了出现的困难和相应的对策。通过引导科技型中小企业变被动为主动,充分利用... 后疫情时代的来临,对科技型中小企业既是困难与考验,也是发展和机遇。文章通过以工业机器人行业为例,分析了产业和技术的发展趋势,从政产学研四个角度分别分析了出现的困难和相应的对策。通过引导科技型中小企业变被动为主动,充分利用政府支持政策,寻找新业务加快转型,与地方高校合作培养人才,加快成果孵化和转化等方式,促使企业把疫情影响降到最低,实现高质量发展。 展开更多
关键词 后疫情时代 科技型中小企业 政产学研
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