新型粉末包装机往复式横封机构设计

传统的往复式横封机构有凸轮式和气缸式。针对凸轮式横封机构凸轮轮廓不合理容易引起震动和噪声,气缸式横封机构速度改变时存在较大冲击以及气缸密封性等问题,课题组提出了一种新型粉末包装机往复式横封机构。课题组采用解析法与三维软件相结合的方法对该机构进行研究,建立了粉末包装机往复式横封机构的数学模型,对横封机构的执行末端横封头进行了受力分析和运动学分析。通过SolidWorks软件进行三维建模,并运用SolidWorks Motion对横封机构的横封头进行了运动学模拟仿真。结果表明该横封机构具有平稳、噪声小等优点,可方便地进行调速,适应多种包装袋长的横封要求。     

自动全方位纸箱折页封箱机的设计

针对市场上纸箱包装需求量大,且对纸箱包装效果要求高的情况,为了减轻纸箱包装工的劳动强度,在现有包装 生产线的基础上,设计了一种自动全方位纸箱折页封箱机。该设备由机架、折页机构、夹箱机构和毛刷机构等组成。利 用光电感应技术,基于三菱PLC设计了该机的控制系统。该设备能自动适应各种尺寸规格的瓦楞纸箱,完成不同规格 纸箱的封箱要求;同时,在光电感应的基础上,设计了自动夹箱机构,实现了有序封箱。该设备能扩大纸箱包装范围、提 高包装质量、降低劳动强度。     

衣物自动包装机折叠机构设计与优化

针对目前衣物包装机中折叠衣物部分结构复杂，其控制系统灵敏度、协调能力低下等问题，课题组设计了一种新型衣物折叠机构。首先，基于单驱动多凸轮的传动方式提出了折叠机构的设计方案与工作原理；其次，利用解析法对机构中曲柄滑块以及凸轮轮廓的尺度参数进行分析与确定；最后，通过ADAMS软件对机构进行运动仿真，并对运动过程中的最小传动角进行优化。其优化结果表明：最小传动角相较于优化前增大62%，满足设计要求。对比传统衣物折叠机构，该机构实现了以单个原动件来完成衣物的折叠过程，具有控制效率高，传动性能好和成本低等优点。     

一次性卫生用品生产线调向装置圆柱凸轮机构CAD／CAM系统

结合摆动从动件圆柱凸轮机构在一次性卫生用品生产线上调向装置中的应用,针对圆柱凸轮设计和制造的技术 难题,根据摆动从动件圆柱凸轮轮廓曲面的方程,基于两重包络法,推导出非等径加工摆动从动件圆柱凸轮的刀具轨迹 方程。并根据布尔差运算原理和展成法加工原理,基于三维软件的二次开发接口,完成了圆柱凸轮的三维参数化精确建 模和CAD/CAM系统开发。应用结果表明该系统能准确加工出调向装置中的圆柱凸轮,且成本低。该系统的开发能有 效提高圆柱凸轮的设计和制造效率。     

微型断路壳上料控制系统设计

针对微型断路器装配过程中存在生产效率低、一致性差等缺点,提出了基于PLC控制器的微型断路壳上料控制系统。课题组设计了上料控制系统的机械结构,介绍了上料机构的组成和连接方式;采用伺服电机实现上料机构的精确控制;设计了上料控制系统的硬件组成以及工作原理;采用以太网的通信方式提高数据的传输速率;设计了控制系统的上位机显示界面。控制系统运行结果表明,断路壳上料机运行稳定、结构简单、成本低,有效提高了整个装配生产线的装配效率。     

快递纸箱包装机合页机构设计

针对目前快递纸箱普遍依赖人工包装导致效率低的问题,设计了新型快递纸箱合页机构。采用阶梯轴结构和步进电机,实现合页机构的驱动功能;采用凸 轮和连杆机构,设计了合页机构的传动和执行部分;利用SolidWorks2014软件1:1建立合页机构的三维模型,解决了机构的干涉问题,并结合ANSYS软件实现合页机 构的稳定运行;采用机器人正逆运动学理论分析合页机构中各关节之间的位置和姿态。应用结果表明合页机构具有安全、省力及能耗低等优点,能提高快递纸箱 的包装效率,并可有效降低工人的劳动强度。     

基于UG的通用凸轮曲线二次开发技术

凸轮曲线是凸轮驱动从动件的运动曲线,它影响到凸轮机构的效率、精度以及寿命,故在凸轮设计中十分重要。为快速有效地进行凸轮机构设计,[HTH]总结推导了通用凸轮曲线公式,综合应用Visual C++6.0、UG/OPEN MenuScript、UG/OPEN UIStyler和UG/OPEN API等开发工具,开发了基于UG软件的通用凸轮设计模块,提高了凸轮机构设计效率。     

基于FPGA和单片机的孔径测量系统

针对当前孔径测量系统检测速度不够高和不可灵活定制的不足，课题组提出了基于现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）和单片机的孔径测量系统。课题组设计了孔径测量系统的硬件结构，介绍了该系统的核心模块控制原理；采用电荷耦合元件（charge coupled device，CCD）线阵传感器实现了光电信号的转换，设计了激光信号产生模块、基于FPGA的时序驱动模块、AD转换模块和电源管理模块；利用STM单片机实现算法优化及数据处理与显示；最后，设计了孔径测量系统的软件，并制作了样机。应用结果表明：该系统不仅具有精度高、成本低等特点，且可以模块化设计，易拓展，能有效提高孔径测量系统的检测速度，可根据实际生产需求灵活定制。     

旋转式快件存储分离系统设计

针对目前现有的快件分拣装置存在使用功能单一、空间利用率低、缺少智能化控制、易造成快件丢失等缺点,提出了一种快件快速存储、分离系统。采用模块化设计思想,分别设计了旋转式主体快件存储分离结构、货车车载式快件运输辅助结构、固定地点快件分离辅助结构;应用层次分析法对暂存柜尺寸进行优化,得到最佳尺寸;应用CATIA软件完成系统的三维结构设计;应用Visual Basic软件完成人机操作界面的设计,并介绍了快件存入、取出的流程。应用结果表明：该系统不仅具有安全可靠、用途灵活等特点,而且可以提高用户及其快递员使用设备的舒适性。系统能够实现高效、安全的快件存储分离。     

太阳能屋顶清扫机的控制系统设计

光伏面板表面的积尘会降低发电效率,需要对其进行清洁。为实现智能清洁,课题组设计了一款民用太阳能屋顶清扫机及其相应的控制系统。基于MCU控制器设计了该清扫机控制系统的主控模块,并设计了行走电机和清扫电机的驱动模块;采用自主供电模式,设计了储电和电池管理模块;设计了基于WiFi无线通信技术的远程通信和监控模块;设计了控制系统的软件,包括现场控制软件和上位机控制软件。应用结果表明该系统具有安全可靠、操作便捷等特点。该系统为光伏面板的民用场景提供了一种方便的清扫解决方案。     

八宝粥自动加莲子机设计

针对目前八宝粥生产过程中,莲子投放工序劳动强度大,物料投放不准确等缺点,设计了基于PLC控制的回转式自动加莲子机。设计了基于链板输送带的进出罐机构,采用星轮与螺杆配合的分瓶结构;利用离心力的原理实现了自动分离莲子的功能;采用闭环控制的设计思路设计加莲子机的系统软件,包括现场总线控制以及跟上位机通信的软件模块。实际应用结果表明该机工作可靠,具有较高生产效率。设计解决了工作人员劳动强度大、生产效率低的问题。     

基于数字光处理技术的多材料增材制造装置研究

针对目前市场上多数增材制造设备成型加工时材料单一，成型件功能单一等缺点，课题组提出了一种低成本、基于数字化光处理技术（DLP）的多材料增材制造系统。在分析传统数字光处理技术工艺基础上，课题组设计了一种多材料线性切换装置和清理装置，并搭建相关的成型系统平台；采用LabVIEW虚拟仪器平台作为控制系统核心，编写上位机程序，Arduino做下位机运动控制，建立从机电设计到多材料工艺过程一体化策略。课题组使用商业光敏树脂应用测试，结果表明系统能够实现层厚及成型件尺寸的精确控制和打印切换功能。系统能实现多材料加工成型，打印具有一定功能性的器件。     

4边封包装机送膜 横切协同控制方法

针对4边封包装机由于送膜轴和切刀轴的运动分离控制导致薄膜进给与切刀旋转不同步而影响了加工质量的问题，课题组基于EtherCAT技术原理搭建控制系统整体框架。设计一种电子凸轮曲线，实现追剪过程中执行机构间的速度与位置匹配；以EtherCAT为通信手段，满足执行机构间响应同步需求；另外对机械零位进行周期性补偿，弥补机械误差引起的加工误差。基于该系统实际加工袋长为200 mm的塑料薄膜，误差小于1 mm，且产品没有出现损坏情况。该控制方法能够满足4边封包装机的加工需求。     

多工位平底自立袋自动成型机的研制

为解决平底自立袋人工成型困难、生产效率低及成型质量差等问题,课题组设计研制了一种多工位平底自立袋自动成型机。该自动成型机由自动取袋开袋装置、多工位转盘组件、自动输送归位装置以及PLC和人机界面控制系统组成。基于凸轮分割器的多工位转盘组件可完成扩张成型、涂胶、侧压、平压、落袋折弯和成型质量检测等工位工作。各工位功能模块通过开放式接口与成型机平台连接,实现对不同产品规格生产需求的快速响应。实际运行结果表明该成型机运行稳定,产品成型质量高,成型速度可达每分钟20个, 袋子成型后最大长度300 mm,设备稼动率>90%,成品率≥99.0%。该设备极大地提高了平底自立袋的成型效率。     

基于Maplesim的喷气织机开口机构建模与仿真

建立系统的物理模型是分析系统特性、优化系统参数并进行故障诊断的前提。介绍了新的基于Modelica语言的多领域建模仿真软件——Maplesim,通过模型库中的预定义元件,建立了喷气织机开口机构的物理模型,并进行了运动仿真,得到了综框运动特征,在此基础上,提出了新的凸轮轮廓曲线设计方法。给定从动机构运动规律,在MapleSim 中间接求解出凸轮轮廓线坐标,通过CAD软件生成凸轮轮廓线。结果表明：Maplesim建立的该物理模型能够很好地模拟喷气织机开口机构运动规律,Maplesim可以在多领域复杂系统建模和仿真中推广应用。     

移液器吸头自动送料机构设计与仿真

针对目前移液器装载机的欠缺，课题组设计了一种新型吸头自动装载系统。采用模块化的设计思想，设计了自动送料机构的3个模块：自动送料模块、输送模块以及装盒模块，实现了吸头的自动整理上料；采用解析法分析了凸轮的运动理论以及吸头的输送过程；采用ADAMS虚拟样机技术对自动送料和输送过程进行了仿真分析。仿真结果表明该吸头自动送料机构能够满足吸头自动装载的应用要求。该装置不但适用于移液器吸头的自动送料，对其他小零件送料也有一定的借鉴意义。     

异形热成型包装件仿形裁切机构研究

为实现异形热成型包装件的准确分切,研究异形新型裁切工艺过程与仿形裁切机构。通过分析异形包装件的外形轮廓和裁切要求,确定了裁切的工艺过程和裁切刀的运动轨迹。选定相应的执行机构,并对仿形裁切机构进行参数化设计。采用可实现运动轨迹的凸轮 连杆机构带动裁切刀进行仿形裁切;采用解析法对执行机构进行参数化分析计算,找到固定凸轮与连杆的几何关系,最终确定执行机构关键部件固定凸轮的外形轮廓。采用仿形裁切方法可以实现异形热成型包装件的有效分切,本研究可为异形件裁切系统的设计提供参考。     

基于伺服运动控制的无压损送纸控制方法研究

针对目前纸箱印刷机送纸机构普遍采用拉纸辊结构，存在破坏纸板强度的缺点，笔者提出了基于取消拉纸辊的无压损送纸机构的控制方法。分析了无压损送纸机构的特点，设计了双机械凸轮结构；根据机械凸轮的结构参数及送纸轮与格栅板凸轮的运动规律计算出各运动轴运动曲线的坐标参数；采用伺服运动器拟合设计出各运动轴最优的电子凸轮运行曲线；设计了该机构基于伺服控制与PLC技术的控制系统，包含上位机控制系统以及现场控制系统。应用结果表明:该控制方法在取消拉纸辊对纸板的拉力情况下，仍能保证甚至提升送纸精度；避免因纸板受挤压而强度降低，最大限度提供纸板传送动力。该方法为解决纸板损伤问题提供了实例。     

荧光偏振检测系统上位机软件设计

采用Visual Basic 6.0设计了荧光偏振检测系统的上位机软件。首先介绍了荧光偏振检测系统的总体结构,然后对上位机软件进行了设计,包括串口通信模块、检测操作模块、仪器参数设置模块和系统测试模块的设计。在实际测试中,通过上位机软件对检测样品进行荧光偏振检测,可以看出所设计的上位机软件系统能够正确完成各项功能,对检测数据的分析计算结果表明,荧光偏振检测系统检测灵敏度高,重复性好,软件能够实现所要求的各项功能,可广泛应用于生物大分子的检测。     

全自动分币系统设计

为了更高效地实现对硬币的分离计数,课题组设计了全自动硬币分币系统。系统采用曲柄连杆等机构设计分币装置：利用孔板对不同种类的硬币进行分离 ;采用Flexiforce压力传感器对硬币数量进行计量,并将计量结果显示在LCD1602液晶显示屏上;利用GPS/BDS双模定位模块对分币机进行定位与定时;利用MPU 9250模块测量装置的水平倾角,并利用2.4G无线通信模块将获取的硬币数量与币种信息以及装置安全信息发送给PC端监测软件。课题组研究了系统的软硬件设计 ,并给出了实验测试结果。结果表明：系统可以准确分离硬币并计数,且可以将计数结果发送至远程的PC端监测软件。研究对实现全自动化分币具有一定的意义 。