【摘要】：TRIZ理論和可拓學(xué)是目前存在的創(chuàng)新理論中成體系、可操作性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的創(chuàng)新理論。為解決創(chuàng)新工具選擇困難、效率低的問題,提出基于難度系數(shù)的創(chuàng)新工具選擇策略,在此基礎(chǔ)上建立了IASE創(chuàng)新方法,并將其應(yīng)用于鑄件打磨粉塵治理裝置的方案設(shè)計(jì)中。IASE創(chuàng)新方法是Identification、Analysis、Solve和Evaluation四個(gè)英文單詞的縮寫。本文的主要內(nèi)容包括兩大部分,第一部分為IASE創(chuàng)新方法的建立,以及IASE在鑄件打磨粉塵治理裝置設(shè)計(jì)上的應(yīng)用;第二部分為鑄件打磨粉塵治理裝置的分析,包括正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、流道、感知系統(tǒng)和控制系統(tǒng)分析,并在上述分析基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真研究,以最終驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的合理性。IASE創(chuàng)新方法建立的基礎(chǔ)為TRIZ理論和可拓學(xué)中創(chuàng)新工具的結(jié)合使用,這得益于TRIZ理論與可拓學(xué)具有較深厚的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)。IASE創(chuàng)新方法的主要思想在于將問題求解流程劃分為問題識(shí)別、問題分析、問題求解以及方案評(píng)價(jià)四個(gè)階段。在此前提下,將TRIZ與可拓學(xué)的各個(gè)創(chuàng)新工具按照問題識(shí)別、分析、求解、評(píng)價(jià)的各個(gè)階段進(jìn)行重組,構(gòu)建了IASE工具庫。IASE創(chuàng)新方法的關(guān)鍵在于建立創(chuàng)新工具的選擇策略。本文首先建立了工具難度描述模型,并根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果,計(jì)算和確定了IASE工具庫中所有工具的難度系數(shù),最終構(gòu)建了基于難度系數(shù)的創(chuàng)新工具選擇策略。在創(chuàng)新理論研究的最后階段,將IASE的求解流程建模為樹狀結(jié)構(gòu),提出一種路徑搜索算法,該算法能夠有效地減少創(chuàng)新工具失敗嘗試次數(shù),進(jìn)而提高問題求解效率。為驗(yàn)證IASE創(chuàng)新方法的可行性,將其應(yīng)用于鑄件打磨粉塵治理裝置的方案設(shè)計(jì)上:首先根據(jù)路徑搜索算法的指導(dǎo)使用初始路徑進(jìn)行求解,使用每階段難度系數(shù)最小的工具。然后根據(jù)求解結(jié)果的反饋和難度系數(shù)決定下次求解時(shí)使用的創(chuàng)新工具,最終獲得若干方案,優(yōu)選其中一種作為最終方案,并根據(jù)該方案進(jìn)行粉塵治理裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在上述研究基礎(chǔ)上,對(duì)設(shè)計(jì)的粉塵治理裝置進(jìn)行分析。首先對(duì)粉塵治理裝置的吸塵管臂進(jìn)行正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和工作空間分析,并使用Matlab Robotics Toolbox進(jìn)行驗(yàn)證。其次,分析了粉塵治理裝置的感知系統(tǒng),研究和討論了基于圖像處理、經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)三種打磨工具識(shí)別方法,并進(jìn)行比較和總結(jié)。接著,分析了粉塵治理裝置的控制系統(tǒng),決定了采用吸塵管臂各關(guān)節(jié)獨(dú)立控制的策略,并且各關(guān)節(jié)使用串級(jí)PID控制器。然后,建立了仿真環(huán)境的三維模型和粉塵治理裝置的URDF模型。基于上述粉塵治理裝置的分析結(jié)果,應(yīng)用C++和Python編程語言編寫相關(guān)ROS節(jié)點(diǎn)。在Gazebo環(huán)境下進(jìn)行粉塵治理裝置自動(dòng)化除塵的仿真,并最終成功開發(fā)了粉塵裝置的軟件系統(tǒng),初步驗(yàn)證IASE創(chuàng)新方法對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)具有實(shí)用意義。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH122
【圖文】：

人工打磨

第一章 緒論，對(duì)一種新型濾筒除塵器性能指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分析[71]。用上述除塵技術(shù)的除塵器，絕大多數(shù)除塵效率已經(jīng)滿足設(shè)計(jì)要求，但由于能力不足，仍無法保障打磨廠房的環(huán)境質(zhì)量。現(xiàn)階段針對(duì)除塵器結(jié)構(gòu)以及力的研究十分稀少，這就造成了除塵器除塵效率高，但作業(yè)環(huán)境仍得不到尬局面。我國，鑄件打磨仍以工人手持角磨機(jī)的人工打磨方式為主，如圖 1-1 所示打磨車間，通常采用封閉式設(shè)計(jì)的除塵系統(tǒng)，配套設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高且磨車間，通常使用如圖 1-2 所示移動(dòng)除塵器。但當(dāng)打磨位置變化較大時(shí)，效果十分不理想。工人須要先停下打磨工作，手動(dòng)調(diào)節(jié)集氣罩才能保證集打磨作業(yè)的效率。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2735970