关于发布工程训练中心2020年本科生创新课题的通知

各位同学: 

为培养大学生的创新设计意识、工程创业实践能力与团队协作精神;加强学生动手能力的培养和工程实践的训练,提升学生主体意识和创新意识,进一步激发学生学习的主动性、积极性和创造性,工程训练中心依托数字化设计与制造、机构设计与控制、机器人环境感知与导航技术三个主题创新区,特推出系列项目,欢迎大家积极参与,双向选择。项目详情如下:

黄娟老师

一、可重构四杆机构教学模型的研究

项目简介:

本项目要求设计一个四杆机构教学模型,用于机械常用机构的训练教学。项目包括实物模型设计制作和仿真应用软件的开发。实物模型要求:可重构成四杆机构中的铰链四杆机构、含有1个和两个移动副的四杆机构,杆件长度可变;仿真软件要求:能实现给定构件参数的图形仿真,运动轨迹图形、速度和加速度的输出。

对学生的要求:

机电类专业、学过或自学过机械原理课程、熟悉计算机编程(VB\VC等)。

二、机器人末端抓取装置教学模型的研究

项目简介:

机器人在自动化应用过程中,针对不同物件特点,需要设计不同的末端抓取装置来完成抓取动作。本项目要求:分析不同物件特点;设计对应的末端装置(气动吸盘、气动多爪、电动多爪、复合材料变形等)及控制模块(要求有末端压力反馈并显示)。

对学生的要求:

机电类专业、会solidwork等三维建模、会简单电路板设计。

三、基于3D打印的六自由度工业机器人

结构教学模型的研究

项目简介:

本项目要求根据六自由度工业机器人结构特点,设计并制作一个六自由度工业机器人结构教学模型。具体要求:分析各种品牌六自由度工业机器人结构特点,总结他们的共性;设计出适合3D打印加工方式的六个轴构件(能展示工业机器人结构共性);加工并组装成整机;利用工业机器人控制单元(采购)完成调试。

对学生的要求:

机电类专业、会solidwork三维建模、将军路校区在校生。

 

许玲老师

一、陶瓷工业设计

项目简介:

当代的陶瓷设计如何满足基本生活的需求,对艺术设计以及个性化需求的关注,是现代陶瓷设计的关键点。

陶瓷工业设计为工业设计的一支,需要考虑其器皿的构成、使用功能以及使用者的相互关联之外,还会关注陶瓷主题的设计要素以及后现代审美,追溯陶瓷的发展历程,往往能够发现大多数流芳百世,源远流长的艺术作品都是因其构成不凡,严谨考究的制作手艺,以及独树一帜的气质得以传承下来的。而到了后现代工业设计时代,极简主义也是反映人们在快消费时代下对于极简又极具个性的别致追求。因此本课题值得学生去研究。

项目特色:

器皿的外形、使用功能的设计。

对学生的要求:

工业设计、艺术设计学生。

 二、陶瓷装置艺术

项目简介:

陶瓷可以将自身的材质语言、肌理变化、丰富的釉色带入到装置艺术之中,装置艺术则赋予了陶瓷材料更多表现手法与组织形式,赋予了陶瓷更加广阔的空间和文化价值。两者的有机结合是当代艺术交流结合的产物,是立于时代前端的艺术表现形式。因此对于陶瓷装置艺术的研究对于现代艺术的发展具有广泛而深远的意义。

另外,装置艺术结合动力学,可以经风吹能动起来,成为一件风动装置,与空间进行互动,行程一种四维空间。

项目特色:

装置艺术的制作采用陶瓷材料、金属材料,突出陶瓷的泥土性、釉色美,以及金属质感。

结合动力学、机械设计,作品更富有当代性。

对学生的要求:

工业设计、艺术设计、机械设计学生。

 

葛旺老师

一、数控加工的DNC平台搭建

项目简介:

本项目旨在通过计算机控制实现数控机床的以太网通讯,以实现对数控机床的控制、车间的完全网络化管理以及设备端全自动远程传输,从而大幅提高数控设备利用率,减少数控设备准备时间;同时大大缩短设备的程序准备时间和传输时间,实现高效准确的程序传输,帮助设备发挥最大价值。该项目可以对车间的加工设备进行有效的整合,提高了设备的利用率,减少了机床的辅助时间,同时实现车间的资源与信息透明化,降低了管理成本及管理难度,解决了过去对设备无法掌控的被动局面。

对学生的要求:

大二以上机电类专业学生1-2名,自动化专业学生1-2名,计算机专业学生1-2名,学科交叉。

二、基于离散制造业的全地形适应性智能物流小车的设计与制作

项目简介:

本项目旨在制作出一套具有良好作业性能的智能机器人小车,可模拟野外作业的智能小车、离散制造业的智能物流小车等。此机器人小车具有全地形适应能力,搬运能力、投放能力、装配能力等,可以完成规定工件的运送和自主装配,并可在草地、水泥地等多种不同地面环境下作业和避障。此小车可运用于工业智能制造等方面,代替传统的人力分拣和运送工件,并可以将工件放于指定位置进行装配。全地形适应性使之可以在野外作业,满足一些特殊运送或加工装配的要求。

对学生的要求:

大二以上机电类专业学生

三、探究理工类大学实践教学中软文化的建设

——以工程训练砚湖创客工坊为例

项目简介:

习近平主席在多次会议中强调实践的重要性,同时也在不断强调文化建设的重要性。

大学生工程训练砚湖创客工坊是工程训练中心为了适应“新工科”人才培养模式而逐步规划建设的,集大学生数字化机构设计与制造等项目的工程训练区和大学生“创意-创新-创业平台于一体的新型创客基地。通过创客工坊自身软文化的建设,来宣传自身,扩大自身的影响力、增强学生们的训练热情,多途径地发展创客工坊文化。

对学生的要求:

需要学生们跨年级、跨专业。

 四、计算机辅助设计软件后置处理文件的改进

项目简介:

数控技术是20世纪机械工程领域的重大成就之一,是一个综合了计算机技术、自动控制技术、信息技术、检测技术和机械加工技术的交叉和综合技术领域。

由于数控系统厂家生产的数控系统的代码标准不同,使得大多数计算机辅助设计软件通用后置处理文件生成的程序不能直接应用于数控加工。本项目旨在解决计算机辅助设计软件后置处理问题,从而较好地解决在实际加工中的应用问题。

对学生的要求:

机电类专业学生、会三维建模。

 

张文艺老师

基于3D打印技术的复杂机构设计与控制

项目简介:

基于3D打印技术,以复杂机构设计与控制为主题,充分利用快速原型设计验证工艺应用特点,开展复杂机构创新设计、运动仿真与分析、快速本体搭建、机构控制与调试、样机研制工作。

通过该项目,激发学生创新潜能与技术热情,使学生具备基本的系统设计、项目实施、工程问题研究、先进制造工艺系统应用等现代工程师核心能力,养成较高的工程素养,基本实现从学生到企业准工程师角色的平滑过渡。

对学生的要求:

大二以上机电类专业学生。

 

陈春阳老师

数控车床回零演示装置开发

项目简介:

本项目在详细分析CNC车床返回零点(参考点)动作过程的基础上,设计开发一套应用于数控技术工程训练的CNC车床回零演示装置。该装置依据数控机床零点回归原理,采用开放式布局,将CNC车床回零涉及到的机构及零部件集中到一块实验板上,可动态演示返回CNC车床零点(参考点)过程和操作步骤,并实现对其运动参数的控制,使用方便,操作简单。

该装置应用于教学将显著提高数控技术工程训练教学效果;同时又可有效避免由于学生操作不熟练,从而发生碰刀等多种安全事故。

项目特色:

①本装置采用开放式布局,所有元器件均可见,观察方便、安全,克服了数控设备封闭式结构缺陷,更有利于教学。

CNC车床回零涉及的机构及零部件在床身上布置分散,不利于学生观察、理解。本装置将其集中到一块实验板上,直观具体,易于观察、理解。

③学生可亲自动手操作本装置,动态演示返回CNC车床零点(参考点)过程,克服了图板形式相关示教器材静态不动的缺陷,可显著提高学生学习兴趣。

对学生的要求:

① 机械设计或机械自动化专业大二或大三学生,学习过机械原理,对机械设计感兴趣,熟悉一种三维造型软件。

自动化或电路设计等相关专业,学习过电工学课程,可以进行简单电路设计

学生最好参加过工程训练。

 

王恒厂老师

一、超声振动辅助加工实验平台研究与试验

项目简介:

以立铣加工为研究对象,针对垂直于进给方向振动和进给方向振动两种单向振动模式,分别进行了刀尖轨迹的二维计算分析,建立了瞬时切削厚度的计算模型,探讨了不同振动方式下的切削力波形特点,分析得出了最佳的单向振动模式,在匹配合理的切削和振动参数条件下,对理论分析结果进行了实验验证,从而有效地改进传统铣削加工机理。

项目特色:

有效解决超硬材料、难加工材料的加工精度问题。

对学生的要求:

大二或大三机电类专业学生1-2名,自动化专业学生1-2名,计算机专业学生1-2

 

二、超声振动辅助加工实验仿真

项目简介:

系统研究了超声振动对立铣刀底刃和侧刃加工表面粗糙度的影响机理。研究刀尖运动轨迹的复杂化以及超声振动对底刃加工表面粗糙度产生不同程度的负面影响。综合应用ANOVA方法和RSM方法对侧刃加工表面粗糙度进行了统计分析与建模。研究侧刃加工表面粗糙度的大小与轴转速、超声振幅、超声振动频率与主轴回转频率的比值等关系。从而匹配合理的进给参数才能获得最小的表面粗糙度值。

项目特色:

有效解决超硬材料、难加工材料的加工精度问题。

对学生的要求:

大二或大三机电类专业学生1-2名,自动化专业学生1-2名,计算机专业学生1-2

 

刘源老师

普通机床进给运动数显装置

项目简介:

目前,在普通机床加工零件过程中其进给运动的控制是靠手柄上的圆周刻线来实现的。这种传统方法有着以下缺点:显示和控制进给精度不高、观察吃力(刻度线细小)、刻度圈加工较复杂(因为需要实现调整数功能,所以刻度圈为空套并且要松紧适度、刻线分度要精确)、靠人工计算转换刻度值和刀架移动值以及零件直径值的关系等。
而本项目是针对以上问题,在尽量不改变原有机床手柄部位结构的基础上,在普通机床的与手柄连接的丝杆颈部装一空心光电编码器(脉冲精度等级适中即可)和一微型的单片机(做密封处理),在原刻度圈附近加装数字显示器(做密封处理),最后在原手柄下方加装6V的电源盒(做密封处理)。当手柄转动时丝杆带动光电编码器工作,微型的单片机采集脉冲信号进行程序运算,将脉冲数转化为刀架的直线运动距离并以零件的直径值直接显示在数字显示器上。

项目特色:

显示和控制进给精度可大大提高,无需人工换算直接读取零件直径值、观察方便(数字面积大)、无需原有的刻度圈等机构、数字显示器随时可归零以满足加工需要、该数显装置力求合理布局、精巧美观。该装置还可以广泛的运用到各种普通机床的进给运动控制中。

对学生的要求:

三院,大二大三

 

施扬老师

基于聚氯乙烯树脂增塑剂的新型模具

项目简介:

本项目来源于高速精密台钻的齿条套零件的一个精加工夹具,针对该零件精度高、批量大、加工时易于装夹等要求,设计一种新型的塑料夹具,它具有夹紧力均匀,装夹方便省时,劳动强度小的特点。
学生通过查找资料,了解聚氯乙烯树脂的特性,找到聚氯乙烯树脂+增塑剂的最佳配方。利用CAD软件绘制夹具的装配图和零件图,加工零件,装配调试夹具。通过上述训练,检查学生所学知识掌握情况,培养学生的综合能力。

对学生的要求:

机电专业三年级学生,了解机械设计、工艺方面的知识,掌握CAD制图软件,具有一定的动手能力。

 

王万里老师

手动三爪卡盘扳手夹紧力自测装置

项目简介:

手动三爪卡盘扳手是用于机床零件夹紧的基本装置。目前,在机床加工零件过程中其零件的装夹都是采用靠经验控制夹紧力,对于初学的学生来说掌握较为困难,指导老师讲解中描述也较为抽象。这样就会造成学生在夹紧零件过程当中由于夹紧力控制不当,造成零件,刀具的损坏,甚至机床受损等不安全因素。
本项目针对以上问题提出。在原有三爪卡盘扳手的结构基础上根据扭力扳手的原理安装测力装置。使学生能够精准的掌握夹紧力的大小。

项目特色:

该项目的实施,可更大程度上的解决学生操作当中的装夹问题。该装置还可以广泛的运用于各种机床设备。

对学生的要求:

机械类,大二大三

 

刘润老师

电火花线切割图形查错和NC程序仿真软件

项目简介:

电火花线切割是一种重要的特种加工方法,在很多领域尤其模具制造中得到广泛的应用。在使用过程中,由于电火花线切割控制软件中图形绘制和检查功能不强,不能及时发现图形中的错误,只能在加工模块下进行检查,如果图形中的错误较多,需要花费较多的时间,因此需要研制一种图形仿真软件,能够对图形生成数控程序文件,及时发现图形中的错误,并且对其轨迹进行模拟。

项目特色:

本创新训练项目针对学生在绘图过程中错误过多,缺乏相应的检查手段,同时对电火花线切割控制软件中的功能不足进行弥补,对学生训练教学的开展也非常有益。
创新点具体如下:
 1
能够对图形进行检查,并且对错误地方进行标识,错误主要包括两个方面:一个是图形线条之间没有连接好,有断点;另一个是在图形中局部有重复线。
 2
图形能够生成NC程序,运行时能够模拟轨迹,并且对重复线也能模拟,及时发现错误。
 3
能够显示图形的尺寸大小,并且能够改变尺寸大小。

对学生的要求:

1) 对专业不限,需要有较多的课余时间。
2)
具有相关的计算机编程知识。

 

创新项目申报要求

申报对象:我校工科专业学生及对相关方向感兴趣的其他专业学生。欢迎跨年级、跨专业组队申报。

团队人数:不超过5人。

截止时间:即日起进入QQ群,联系相关指导老师,做更为详细的课题介绍之后,学生撰写项目书,登陆南京航空航天大学大学生创新创业管理系统,2020.1.5之前完成申报工作。网址:http://met.nuaa.edu.cn/cxxl/index.aspx

附加说明如学生自己有项目也可以申报,也可加入QQ群,联系葛旺老师,电话:13913002592QQ42378574

报名方式除了上述项目外,中心还将在群内陆续发布新的科创项目,欢迎同学加入。有意参与者请加QQ群:534738203,验证请提供学号姓名电话。



教务处     

20191224日   

 


网站说明