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[硕士论文] 程生
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:淋膜纸作为新型环保包装或容器产品原料,因其防潮防油耐高温易成型等多元化的功能,广泛应用于食品、包装等行业,如蛋糕烘焙、糕点和汉堡等包装及容器。它具有巨大的市场需求及社会经济价值和市场发展潜力。但针对淋膜纸的材料性能测定模型、复杂成品成型工艺等相关研究则十分少见。为此,本课题围绕其技术特点,所做的工作如下:
  1)基于正交各向异性的弹塑性材料力学模型,通过单向拉伸实验分别测定纵向MD和横向CD两相互垂直方向上的应力-应变关系曲线数据;
  2)基于淋膜纸的性能评定参数,建立成型过程的数学模型,制定成型工艺方法、设计模具并进行成型试验,通过分析成型过程中出现的纸张褶皱、裂纹等缺陷原因,探索合理的成型工艺方法及相关质量影响因素;
  3)利用ABAQUS、Hypermesh等仿真软件的联合仿真,实现对成型过程的精准模拟,优化出纸杯成型最佳工艺参数,对实际成型模型进行了验证,得出了其他规格马芬纸杯及更复杂的淋膜纸制品的成型方法的理论模型;
  4)借鉴金属冲压成型过程的回弹分析理论,对纸杯成型后的模型结果进行单独的回弹理论分析与仿真模拟,仿真结果十分接近理论值,给出了成型工艺方法改进的措施及相对应的模具设计方法。
  试验研究和模拟仿真结果表明:本题设计的马芬纸杯机成型效率高、纸杯成型质量好,所制定的成型工艺方案具有极高的合理性及可行性;基于正交各向异性的弹塑性模型进行的模拟仿真能较准确地描述了成型方法试验结果,验证了所选择的各工艺参数的合理性。
[硕士论文] 黎俊楠
机械工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:本文在通过EMI技术对结构进行无损检测的研究中发现,目前使用EMI技术所做的研究均是对同一物件不同状态下阻抗特性的研究,包括:梁的裂纹损伤程度、工件的锈蚀程度、混凝土块的破裂程度等等,对于同一状态、同一属性下不同物件阻抗特性的研究基本没有。因此考虑以物件动态特性下的固有频率作为识别结构的基本参数,为此本文以吉他共鸣箱为研究对象说明从阻抗角度识别结构动态特性的可能性,根据本文的安排做了以下工作:
  1)分析了压电材料在正、逆压电效应下的压电方程,圆形PZT与吉他耦合电阻抗、耦合机械阻抗和吉他机械阻抗之间的关系,给出了吉他共鸣箱二自由度模型以及共鸣箱的运动方程,从运动方程中得到了影响吉他共鸣箱结构固有频率的主要参数。
  2)对吉他弦进行了谐响应分析,得到了1弦的倍频及相对应振幅,对吉他共鸣箱进行模态分析,得到了结构的固有频率,以吉他共鸣箱材料、前面板音孔大小为变量进行了模态分析,得到吉他结构参数对共鸣箱固有频率的影响。
  3)使用INV5633A声级计和NI高速采集卡搭建简单的声音分析系统,对吉他进行单音演奏及声音分析得到由琴弦振动激发吉他共鸣箱共振最终所发出的声音的频率。使用WK6500B精密阻抗分析仪对吉他共鸣箱按照低音区、中音区、高音一区、高音二区的频率范围对吉他共鸣箱进行阻抗分析。
  4)提出使用神经网络技术对测量得到的阻抗数据进行量化分析,以动态特性数字化后的阻抗数据作为评价同型号吉他共鸣箱的标准,按照低音区、中音区、高音一区、高音二区的频率范围分别对吉他共鸣箱放大效果进行评价。
[硕士论文] 许烁
机械工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:本文结合安徽省企业发展专项项目“年产3000万只工艺精裱纸盒柔性生产线技术改造”和企业委托项目“工艺精裱纸盒柔性生产线关键技术研究与开发”,针对目前工艺精裱纸盒生产线中盒盖与瓶顶固定板手工粘结装配所存在的劳动强度大、生产效率低、生产产能受限等问题,设计开发了盒盖与瓶顶固定板自动粘结装配系统。主要内容包括:
  1、机械结构设计。在分析盒盖与瓶顶固定板粘接装配工艺流程的基础上,进行了系统的机械方案和结构设计,完成了整机的三维建模;在整体方案设计的基础上,对盒盖供料机构、间歇式输送机构、取胶点胶机构、瓶顶固定板供料机构、瓶顶固定板抓取与装配机构等关键机构进行了较为全面的设计分析和结构设计,对关键零部件进行了选型设计和校核;
  2、气动系统设计。在自动装配系统气动系统需求分析的基础上,设计了系统的气动系统回路,绘制系统气动回路图,对关键气动元件进行了计算和选型设计;
  3、控制系统整体设计。根据精裱纸盒柔性自动化生产线的整体控制要求,结合自动装配系统的控制任务,设计了车间层、生产线层和工作站层的三层控制结构,车间层采用B/S结构模式与生产线层数据库进行数据交互;生产线层采用组态软件与底层工作站通信,协调生产线上各个工作站的运行;底层工作站采用适用于工业现场的PLC控制,实现对设备本身的逻辑控制,同时与生产线层控制系统通信,实现信息的交互。
  4、控制系统硬件设计。根据工作站层机械系统的功能需求,分析了控制系统的控制任务,给出了控制流程和框图,完成PLC、传感器、触摸屏等主要元件的选型设计,给出了控制系统硬件外部接线图。
  5、控制系统软件开发。根据控制任务,完成PLC控制流程图的绘制和程序的编写,开发设计了触摸屏人机界面和组态王软件监控管理界面,利用外部数据库SQL Sever和网络功能,并通过系统Web发布功能实现了生产信息的发布。
  本文所设计开发的盒盖与瓶顶固定板自动粘接装配系统,有效解决了目前手工生产精裱纸盒所存在的效率低、劳动强度大等问题。同时,通过组态软件与外部数据库的连接和网络功能,构建了一个较为全面的制造与管理系统,为企业进行生产数据分析和资源共享提供了方便;通过监控管理和Web发布,实现了远程访问和监控,为车间数字化制造奠定了基础。
[硕士论文] 骆臣勇
机械工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:本文结合安徽省企业发展专项项目“年产3000万只工艺精裱纸盒柔性生产线技术改造”和企业委托项目“工艺精裱纸盒柔性生产线关键技术研究与开发”,针对目前工艺精裱纸盒生产线中精裱纸盒盒体与盒底单边铆接所存在的劳动强度大、生产效率低、质量不稳定等问题,对精裱纸盒盒体与盒底双边自动铆接系统进行了较为系统全面的设计和开发。主要内容包括:
  1、机械系统设计。讨论分析了精裱纸盒盒体与盒底双边铆接工艺,确定了双边自动铆接系统所具备的功能,制定了双边同步自动铆接的工艺流程。在此基础上,讨论设计了双边自动铆接系统的整体方案,进行了整体结构设计和三维建模与仿真。
  2、关键机构设计。在整体结构设计的基础上,对动力传动系统、纸盒输送装置、铆钉供给装置、铆接执行机构等关键机构进行了详细方案和结构设计和分析,对动铆头、静铆头、凸轮机构、传动轴、随行夹具、分钉盘、铆钉滑道、鸭嘴机构、盒口定位夹具等关键零部件进行了详细的设计分析和三维建模。
  3、有限元分析和校核。利用有限元技术和分析软件ANSYS Workbench,建立了盒体与盒底双边自动铆接系统主轴和动铆头的有限元分析模型,对主轴和动铆头进行了结构静力学校核分析,对动铆头进行了模态校核分析,验证了结构设计的可行性。
  4、气动系统设计。在双边自动铆接系统气动系统需求分析的基础上,设计了气动系统回路,给出了系统气动回路图,对关键气动元件进行了选型设计。
  5、控制系统框架及主要硬件选型设计。分析确定了双边自动铆接系统的控制任务,给出了控制系统框架和控制流程。对PLC、传感检测单元、步进电机驱动单元等主要硬件进行了选型设计。
  6、控制系统软件开发。根据控制流程,编写开发了PLC主要控制程序,根据操作要求,设计开发了触摸屏人机操作界面。
  本文设计开发的双边自动铆接系统实现了纸盒的自动输送、铆钉自动送料、双边同步铆接和过程监控,有效的解决了传统单边铆接所存在的问题,提高了企业的产能和市场竞争力。对类似铆接装配的自动化改造,也具有一定的参考意义。
[硕士论文] 温霄
机械制造及其自动化 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:随着现代社会工作压力越来越大,生活节奏越来越快,很多人缺少空闲时间来锻炼身体,再加之国务院将全民健身上升为国家战略,因此健身运动和日常生活的融合就十分重要。本文结合自行车这种绿色便捷的交通工具,通过分析现有的健身自行车运动方式和外观结构,从而设计研发出一种新型的健身自行车。确定设计方案后,利用SolidWorks软件绘制出该健身自行车的三维造型图,然后利用ANSYS软件进行校核。并通过非线性理论知识,对该课题进行动力学分析,从多方面校核课题的合理性和可行性。最后加工出样机,并将其应用到实际生活中。
  首先,分析现有的几种健身自行车的运动方式和整体结构,从健身效果、安全性、新颖性和加工难易度等几方面综合考虑,本文采用依靠杠杆原理而设计的起伏装置,利用双脚同时踩动踏板和人体自重来使健身自行车行驶,并达到健身的作用。通过对自行车材料使用情况的调查分析,在满足骑行安全的情况下,从而确定该健身自行车各部位的材料。根据人机工程学和国家自行车标准对健身自行车整体进行结构设计,并用SolidWorks软件绘制出三维图,以便论文中的后续研究。
  其次,分析了自行车在行驶过程中的受力情况,利用ANSYS Workbench软件对健身自行车的车架和起伏装置建立有限元分析模型,并通过添加约束,划分网格等步骤,得出了在实际工况中的静强度分析结果、疲劳云图和模态分析结果。通过分析可以得出该设计能够达到安全标准。
  再次,根据非线性动力学理论,以车架-减震器为工程背景,抽象出系统的振动模型,并对其运动方程解耦。在Matlab软件里通过对不同参数进行数值仿真,观察系统在不同参数下发生Hopf分岔和环面倍化分岔,并以此转化为混沌态的过程。通过非线性动力学分析可以回避振动对新型健身自行车的影响。
  最后,按照SolidWorks生成的工程图加工出样机,并与平时常见的几种运动方式进行比较,得出该新型健身自行车健身效果良好。
  该设计实现了普通自行车代步功能和健身自行车健身功能的完美结合,帮助人们增强体质、娱乐身心、改善生活。
[硕士论文] 何电明
控制科学与工程 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:随着物联网信息技术的发展和进步,智能玩具终端设备成为了现代社会家庭必备的产品及早期幼儿教育的重要工具。同时物联网信息技术的重大提升,云计算、大数据、虚拟存储技术的应用进一步推动了云教育服务的发展。从信息网络的角度来看,智能玩具的大量普及,实现了玩具终端与玩具终端、玩具终端与云教育服务平台的拓扑网络,进一步延伸了物联网与云计算的概念。就国家对青少年信息化启蒙教育的重视程度而言,互联网的云教育服务生态链平台得到了政府上进一步的认可和支持,云教育服务平台是现代信息化教育的重要基础,也是推动青少年早期对现代信息社会早期认识的重要手段。
  对于早期儿童而言,着重推广云教育服务的多样化发展能进一步为他们提供优质的早期的启蒙教育资源和学习途径,对整个社会的幼儿群体的文化素养的提升有重要的影响。移动终端设备迅速普及和相应的应用软件的广泛应用为用户提供了优质的服务同时,进一步刺激了用户的其他更高层次的精神文化需求。在多终端的使用情况下,用户能够最高效的获取网络教育资源成为了最迫切的需求,后台数据挖掘及智能推荐技术的应用正好解决了用户的难题。综合以上条件,将智能玩具与云教育服务的结合为幼儿提供一个趣味性强,体验性好,教育现代化的应用场景,因此,智能玩具云服务系统对幼儿的现代化教育具有重要的意义。
[硕士论文] 李弘
数学 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:随着目前人们休闲娱乐的方式日渐多元化,Multiplayer Online Battle Arena Games,中文译名多人在线竞技游戏,简称MOBA,因其极高的趣味性和耐玩性收到人们的追捧.对于MOBA游戏来说游戏的平衡性是贯穿整个游戏过程的核心系统,而玩家匹配是MOBA游戏平衡中其中重要的一环.玩家匹配是让多名在线等待开始多人竞技游戏的玩家自动匹配到队友和对手的技术,涉及玩家与玩家之间的相互合作或者相互竞争的交互,希望玩家们能得到一场有趣且平衡的游戏体验.目前玩家匹配作为一个新兴领域随着MOBA游戏的火热也越来越引起学者的兴趣,该领域目前较为流行的匹配方法有基于玩家水平的匹配方法和基于玩家角色的匹配方法,其中基于玩家水平的匹配方法已经在线上主流MOBA类游戏中的得到验证.因此本文在基于玩家水平上为进一步增强玩家匹配效果和玩家游戏体验进行研究分析,创新性的提出了改进后的贪心匹配算法和规划匹配算法.改进后的贪心匹配算法,将玩家匹配过程分成:分组-成熟-分队三个过程,分组是使得在一同游戏的玩家的实力尽可能的接近,成熟是判断该组是否需要继续留在匹配池中继续等待新玩家进入以期望得到更好的匹配结果,分队是将成熟的组以队伍间实力最接近为目标将该组玩家分成A、B两队进行对抗.改进后的规划匹配算法,将匹配质量评价指标以一定权重线性组合作为适应度函数,通过一种改进的局部搜索迭代算法(Iterated-Local-Search,ILS)进行求解以求得到适应度较高的匹配方案,该算法基于破坏重构(ruin and rececrate)的思想设计了一种兼顾随机性和相关性的扰动机制以及根据玩家匹配的特点设计局部搜索算子进行局部提升增大寻找到局部最优解的效率和最优解的概率,再者利用成熟机制对玩家匹配耗时进行控制.
  本文以国内某知名MOBA游戏中单台匹配服务器上5V5快速匹配模式某天的线上匹配数据作为改进后的贪心匹配算法、改进后规划匹配算法的模拟仿真的数据,并将模拟仿真结果与线上匹配结果对比,结果显示改进后的贪心匹配算法和改进后规划匹配算法相较于线上的匹配算法能在更短的时间内达到更好的匹配效果.
  
[硕士论文] 蒋迁谦
控制科学与工程 广东工业大学 2017(学位年度)
摘要:随着科技水平的进步,玩具产品的新颖性、趣味性、教育性和安全性不断提高,玩具的功能也日渐复杂,除了最基本的娱乐特性之外,玩具产品也开始在互动、人性化、益智、寓教于乐等方面满足消费者的不同需求。长期以来,中国大多玩具企业依靠国外的来料加工或者简单的模仿国外玩具的设计而生存,缺乏自主创意设计能力,只能从事低创意或技术含量低的产品生产,就目前而言,市场上的智能玩具存在以下缺点:
  1)忽略亲情;
  2)具有一定危险性;
  3)内容短效性;
  4)内容贫乏。
  为弥补以上缺点,本硕士论文基于微信公众号对智能玩具系统开展研究和应用,开发了一款基于微信公众号的智能玩具系统。
  该系统由智能玩具、微信公众号以及服务器三大部分组成。智能玩具终端选取了全志A20芯片作为处理器,外围电路配备网络模块、按键模块、摄像模块、音频模块、存储等模块,终端基于Android系统进行开发,实现了通过硬件按钮切换玩具讲故事、唱歌和收听广播等功能。微信公众号实现了推送资源、语音聊天、远程控制等功能,是智能玩具系统人机交互的重要组成部分。服务器采用LAMP架构进行设计,并搭建了适合智能玩具系统的通信架构,为服务器承担数据存储、指令转发、数据解析等关键任务奠定了基础。
  系统具有以下特点:
  1)亲子性。将智能玩具与微信公众号进行绑定,家长可以随时随地跟孩子对话,为孩子点播歌曲、故事,增加陪伴孩子的时间。
  2)长效性。服务器存储了大量的资源,家长可以根据孩子的偏好及年龄选取合适的资源推送给智能玩具,更新智能玩具的内部存储,孩子将享受到更多丰富多彩的教育资源。
  3)安全性。智能玩具硬件不配备屏幕,微信公众号能远程控制玩具的音量,这样可以有效的防止孩子的视力和听力的损伤。
  系统在“互联网+”时代下,为孩子和家长提供一个寓教于乐、亲密对话互动的智能玩具,对孩子的成长有着重要意义。
[硕士论文] 刘威风
电子与通信工程 南京信息工程大学 2017(学位年度)
摘要:现代社会科技的高速进步已经使得电子技术不断地融入人们生活的各个领域,传统的竞技体育测试项目的测试方法也发生了巨大的变化,特别是测量跑步时间与圈数的手段已完全满足不了现代社会人们的高要求。新型的处理器FPGA与日益成熟的射频识别技术(RFID)进入了跑步运动的计时计圈测量领域,确保了比赛的公开、公平、公正,减少了人力,物力的损耗,使结果更加精确,快速。
  本测量系统在借鉴马拉松鞋带配备电子标签、地毯天线形式的计时系统的基础上,设计了一款针对标准400m田径场的跑步智能测评系统。而且改变了传统测评控制系统的单片机式设计,采用FPGA(现场可编程逻辑阵列)为硬件载体,Qsys为片上系统开发工具,NiosⅡIDE为编译环境,Modelsim为功能及时序仿真软件,利用片上系统的设计方法完成对各个模块的控制,最终实现了跑步运动智能测评系统的软硬件设计。主要研究成果如下:
  (1)运用ISO18000-7协议,通过FPGA控制射频无线收发模块NRF905来设计阅读器与具备处理器的有源电子标签,通过模块化的设计方法对其进行片上系统的设计与硬件实现,最终实现阅读器对其覆盖范围内的多个处于运动中的电子标签进行读写识别操作。提升了通信距离,避免了地毯天线较高的制作成本。
  (2)设计了适合具备处理器的有源电子标签的新型DCBS(动态碰撞二进制搜索算法),并运用在了本测量系统中,用于处理识别过程的多标签碰撞问题,极大的提升了防碰撞识别的速度,使得阅读器每秒最低可识别945个电子标签,并利用了Modelsim仿真软件对该防碰撞算法正确性进行了验证。
  (3)针对标准的400m田径跑道,在射频覆盖范围不重合的前提下,在其一圈设置多个阅读器,按顺序的识别电子标签,有效地避免了测量过程中运动员穿越跑道的犯规情况。
  (4)针对起跑点犯规情况,本设计也加入了带有压力传感器的起跑器,弥补了马拉松比赛中RFID计时系统在标准田径场在400m等比赛中起跑点检测的不足。
  (5)本设计还采用无线数据传输、液晶显示、上位机的设计等完善系统。使设计更加小型化、铺设方便、功耗低,不仅提高了精确度,减少人工消耗,而且可以满足测试和实际需求。
[硕士论文] 胡蕾
设计艺术学 中国美术学院 2017(学位年度)
摘要:伴随着社会经济水平的快速发展,传统手工艺从产品、市场到从业人员等均处于一种整体性发展困境,扇子手工艺也不例外,其行业产品数十年如一日基本保持传统形态,逐渐与人们日常生活需求相脱节,尤其在互联网时代生活环境与内容发生巨变的当下,我们亟需以主动创新的产品设计理念,思考中国扇子等传统手工艺的活化之路。
  本文结合在百年老字号“王星记扇业”多年来积累的工作经验,通过搜集、查阅相关文献资料,分析传统扇子产业无法适应时代变迁而日渐衰微的原因,从传统关注扇子的物理功能转向其精神价值,聚焦扇子在传统文化生活中的社交载体作用,思考如何使扇子在延续传统精神内核的同时,充分发挥其社交特质,进而成为互联网环境下人们社交生活的一种新媒介。本文通过系列扇子设计解构实验,将传统手工艺与当代新工艺、新技术相叠合,结合现代青年人生活与情感需求,以标签化方式设计具有生活痕迹的系列产品,并以此为基础构建一个具有都市生活社交功能的王星记扇子个性化定制平台系统。最后,本文希望这次基于传统文化的现代系统创新设计研究及其实践成果,能为中国扇子等传统手工艺的活化提供一份案例参考。
[硕士论文] 李亚婷
艺术设计 中国美术学院 2017(学位年度)
摘要:据第六次全国人口普查数据公布,0-14岁人口占16.60%,其中儿童弱视的发病率约为2%-4%[1]。3-6岁是弱视治疗的最佳时期,治疗期间弱视儿童需进行视力训练。而训练周期长、过程枯燥乏味以及儿童自我约束力差、缺乏自信等因素导致儿童视力训练的主动性差,那么如何加强弱视儿童视力训练的主动性是本文重点关注问题。现有弱视玩具只注重精细而忽略了儿童的产品体验与心理感受,让儿童在痛苦中训练,这样的设计是不人性化的。
  通过产品调研法、用户研究法以及脑电波实验法展开本文的研究工作。作者从儿童情感体验角度出发,在满足医学原理的基础上,基于参与性设计理念为其营造具有趣味性、弹性、合作性等更具亲和力的玩具设计,引导弱视儿童进行视力训练,提高训练的主动性。
[硕士论文] 关智文
中国古代史 哈尔滨师范大学 2017(学位年度)
摘要:扇子在招风引凉的实用需求基础上与多种文化艺术形式逐渐结合,产生礼仪性和艺术审美性特征,形成了中国古代扇文化。尤其在明清时期,折扇开始广泛流行开来,明清折扇文化成为扇文化集大成者。对其溯源可知中国扇子起源极早,除其仪仗性功用之外,生活实用扇形制的发展历史中,有代表性的平扇扇形包括便面、麈尾、羽扇、团扇,每一次嬗变都使扇子的文化艺术色彩更加浓郁,成为折扇文化的灿烂前奏。学界在折扇起源于中国本土、朝鲜或日本的问题上仍有争端。但确定的是,自明代永乐以后,折扇迅速的在全社会风靡,爱扇、藏扇、赏扇成为文人风尚雅好。
  折扇的制作绝非易事,它包括扇面制作和扇骨制作两部分。扇面内容上分“画面”和“素面”,色彩上分“素笺”和“彩笺”,工艺繁复。扇骨选材种类多样,即使普通毛竹所制,也要经两年烤晒方能成材。而扇骨的装饰造型艺术和雕刻艺术丝毫不让于诗文书画,同样是折扇文化的精彩内容。
  折扇招风引凉、卷舒自如、夏用冬藏的物性特征使其被赋予了特殊的拟人化精神品质,成为诗人歌咏赞赏的对象。其扇面形状的不规则和凹凸起伏使得书画艺术融入其中时发生了风格上的巨大改变——折扇推动了中国书画艺术的发展。而扇面书画诗文的内容,有的讴歌田园、有的纵情山水、有的流连春光……是明清士人文化心态的写照、人文情怀的抒发,这样一来,极大丰富了折扇的人文艺术色彩。此外,明清的小说、戏曲、建筑等文化艺术形式在很大程度上也受到了折扇的影响,出现了特别的“折扇之美”。在此基础上,本文得以概述折扇文化的人文意涵。
[硕士论文] 张翔
工业设计工程 河北科技大学 2017(学位年度)
摘要:随着社会经济的快速发展,人们的物质生活水平得到了很大提高,人们对于健身、养生的意识也逐步地加强,健身也成为人们日常生活中的重要组成部分,各种类型的健身器材应运而生,特别是室内健身器材起到了足不出户也可以锻炼身体的作用。通过对现有市场相关产品的调查分析发现,家用健身器材除了满足健身的一般功能性之外,在趣味性和互动性等环节上还有一定的不足和发展空间。本文以此为切入点,运用交互、体验的相关研究理论对使用家用健身器材过程中的交互方式展开深入的研究,将使用者互动体验的核心需求作为研究重点,使人们通过健身不仅练就健美的体魄,同时感受到与家人亲朋一起健身互动带来的愉悦心情。
  在家用健身器材使用者互动需求的研究中,本文着重分析了在使用者健身过程中的行为特征和交互影响因素,并总结其一般的规则和方法,主要任务是设计一款实用的健身器材,可以有效地建立使用者之间的互动关系。
[硕士论文] 王志伟
控制工程 北京交通大学 2017(学位年度)
摘要:随着虚拟现实(VR)技术的迅速发展,在滑雪模拟器系统开发的过程中逐渐引入了虚拟现实技术。滑雪模拟器作为一种能够正确模拟滑雪动作的仿真设备,不仅能对滑雪运动员进行训练、缩短培训周期,还能以新的传播方式向民众普及和推广冬季体育运动。目前国内的滑雪模拟器大多只停留在简单的机械运动上,存在系统操作复杂、使用寿命短、用户体验差等问题。虚拟现实技术则为滑雪仿真平台提供了新的解决方案。本文针对滑雪模拟器的运动特性和实际应用的需要,对基于虚拟现实技术的滑雪模拟器系统进行了分析与研制工作,研究成果具有实际的应用价值。全文的主要研究内容如下:
  1.研究了滑雪模拟器设计原则以及技术指标,结合虚拟现实技术确定了滑雪模拟器总体设计方案,提出了以三自由度并联机构作为主要硬件平台的滑雪模拟器系统。该结构刚度好、易于控制且有良好的灵活性,可以实现模拟滑雪动作的功能。
  2.对三自由度运动平台结构进行了分析,采用空间姿态角表示方法建立了运动平台的数学模型进而推导出其运动学反解公式。通过改变三个支撑杆的长度实现了平台的的运动,仿真结果显示所设计的平台可以实现滑雪运动中的俯仰、滚动以及垂直升降的姿态。
  3.研究了电动缸伺服驱动系统的控制特性,对所选型号电机和传动装置建立了相对简单的数学模型,采用PID算法对其进行控制并结合三自由度平台进行仿真。仿真结果显示伺服驱动系统有良好的控制性能。
  4.采用模块化的思想,对滑雪模拟器平台控制系统的软件架构进行设计,包括与VR上位机的通讯接口设计,将控制系统分为电机设定模块、电机控制模块、传感器数据模块、电机状态模块、电机状态模块、运动轴实时位置模块、通讯数据模块以及数据记录模块。测试结果显示整个控制系统功能完善,具有友好的通信接口和人机交互功能。
  此外,为了验证滑雪模拟器系统的正确性,对重力传感器、伺服驱动系统等设备进行了标定实验,实验结果表明设备在精度以及响应速度方面均满足要求;还结合虚拟视景系统进行了系统的联调测试,测试结果显示滑雪模拟器系统滑雪体验性能良好,符合设计要求,并已成功在国家科技馆安装投入使用。
[硕士论文] 周健聪
软件工程 北京交通大学 2017(学位年度)
摘要:北京-张家口冬奥会的临近使滑雪运动在中国迅速升温,滑雪运动高费用、高风险等特点阻碍了其在中国的普及。滑雪模拟器作为一种替代方案,可以解决上述问题。但已有的滑雪模拟器模拟效果不真实,与滑雪者感官的交互较为单一,无法产生令滑雪者身临其境的感受。因此本文提出了一种3RPS机器人和虚拟现实技术结合的全新滑雪模拟器方案,可以模拟滑雪者俯仰、偏转,速降三个维度的运动,满足滑雪者模拟真实滑雪的需要。
  本文的工作除虚拟现实场景的实现均由作者独立完成,其内容主要分为三部分:第一,借助四元数、方向余弦矩阵等数学方法,分析、建模并实现了滑雪模拟器的控制系统,解决了滑雪者重心空间与滑雪台驱动空间的相互映射问题;第二,通过构造传递函数使运动曲线平滑化及Z变换、δ变换使信号离散化,实现了滑雪模拟器信号预处理系统,解决了过程中输入信号不连续与滑雪台运动行程空间有限的问题;第三,通过对常用协议的优选实现和对ADS通信原理的分析,实现了滑雪模拟器的通信系统,解决了滑雪模拟器子系统间的相互通信问题。
  本文的验证过程主要分为两部分:子系统单元测试和系统集成测试。本文在对子系统进行单元测试的过程中,通过正反解算法互为逆运算的性质验证了控制系统的正确性;通过滑雪台信号预处理系统的输入、输出信号的对比,验证了其有效性;通过对滑雪模拟器通信系统抓包测试,验证了其实时性;通过对虚拟现实生成系统的前后场景对比,验证了滑雪者视角和场景运动的方向一致性。最后,本文对滑雪模拟器的协调性进行整体验证。经验证,可以满足滑雪者模拟真实滑雪的需要。
[硕士论文] 陈钇似
计算机应用技术 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:在机器学习领域中,直接利用高维的感知数据,例如视觉语音信号等,训练学习并获得一个具有良好控制策略的决策系统仍然是一个挑战性的问题。在Deep Q-Learning Network(DQN)提出以前,现有领域内成功的强化学习应用案例主要依赖于组合人工特征或者策略表达来实现,特征的适用性严重影响最后的结果。
  随着深度强化学习领域的发展,利用DQN算法直接从高维数据以及环境的反馈中,能够以平稳的方式成功地学习到一个非常好的控制策略,在Atari环境中大部分游戏取得了非常好的表现。利用卷积神经网络拥有的直接从高维数据中提取特征的能力以及Q-Learning算法用于训练动作评价网络,DQN在游戏智能领域提供了新的解决思路。
  然而仍然存在一系列的挑战。首先DQN需要一个完全观测的状态信息,在面对需要超过4帧信息用以表示当前状态的时候,并不能获得一个非常好的控制策略,例如在3D环境下。稀疏、有延迟的、有噪声的奖励信号是另一个问题,强化学习需要从这样一个奖励信号中去学习控制策略,但是由于样本间的强相关性以及奖励信号所存在的问题,往往不能获得比较好的效果。
  本文利用LSTM(Long-Short Term Memory)网络对长时间状态的记忆能力,以及使用改进的异步训练算法,根据实验的具体情况设计一个基于深度神经网络的游戏智能系统,并在一个3D环境下,验证智能系统所学习到的决策能力。
[硕士论文] 奚宏伟
工业设计工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:伴随着信息技术的高速发展,人类获取、处理信息的方式从以往的单一向多元化过渡。智能眼镜作为人机信息传递和交换的媒介在过去几年里迅速发展,并引来了媒体的广泛报道。而目前,国内外有关智能眼镜工业设计传统要素方面的研究不多,智能眼镜在色彩、材料、形态等方面的因素尚未被讨论,在智能眼镜交互设计这片区域的研究也较少的被提及。
  本文首先将以信息时代工业设计的内容为指导,以舒适性和易用性为目标,简要概述了国内外学者在智能眼镜产品的传统工业设计领域方面的研究,并以这些研究内容为参考,从造型、材料和色彩等方面研究智能眼镜的外观设计要素,分析相关要素的影响因素;再分别从智能眼镜交互方式、交互内容、交互行为三个维度研究智能眼镜系统中的交互设计要素。
  其次,基于外观设计要素对智能眼镜的外观进行设计实践,从人机工程学、产品美学的角度分析研究智能眼镜,设计出相应的概念草图并筛选建模渲染得出方案,评估相应的设计方案并完成方案的实体构建。最后基于交互设计在未来的发展趋势,设计出本次智能眼镜方案中的交互方式以及交互内容,并基于上述设计要素设计出易用的应用产品。
[硕士论文] 罗云
计算机技术 重庆理工大学 2017(学位年度)
摘要:目前的跳绳考试大多还采用人工计数,不但存在计数误差,而且由于每个考生都需要一个人为其计数,考试效率较低。现在有些学校采用能够自动计数的无线跳绳器,但从使用情况来看,还是存在无线传输近、组网规模小、成本高等缺点。针对这些智能跳绳器存在的问题,在阅读国内外大量相关文献的基础上,研究与设计了智能跳绳测评系统,采用与目前无线跳绳器不同的通信技术,增加无线传输距离和组网规模,实现50人在无人工计数的情况下同时考试,真正实现考试的自动化。
  首先简要介绍了跳绳器的国内外研究现状及课题意义。“跳绳自动计数器”装置已经被开发,能够一定程度上解决此前跳绳计数依靠“目测嘴数”的状态。但是从使用情况来看,还是存在无线传输近、组网规模小、成本高等缺点,研究开发针对学生平时中考的练习以及在中考跳绳考试中推广,实现跳绳考试的自动化,具有广阔的应用前景。
  根据智能跳绳测评系统的实际需求。分别对该智能跳绳器的需求描述、功能描述、性能需求给出具体的要求。同时分析了智能跳绳器的基本构成,然后针对学生考试的具体需求,提出了智能跳绳测评系统的设计。该智能跳绳器有两种不同的工作模式:单机工作和联网工作。同时内置霍尔传感器、无限通讯模块、段码屏LCD、电源模块。
  根据智能跳绳器的基本构成完成各功能模块的硬件设计过程与软件设计过程。首先对智能跳绳器的主控芯片选择,然后分别对段码屏LCD显示模块、霍尔传感器模块、WI-FI模块、电源和蜂鸣器模块进行硬件的选择和设计,通过对各个模块的设计完成了智能跳绳器的硬件设计。软件模块包含主程序设计模块、系统初始化模块、段码屏LCD显示模块、霍尔传感器和WI-FI模块。
  对智能跳绳器进行实验室测试。测试结果显示,智能跳绳器各个模块的硬件设计合理,其软件系统稳定性高,精确的计算跳绳个数,各项功能满足设计要求,能很好地运用于跳绳考试。
[硕士论文] 周晔星
工业设计工程 浙江大学 2017(学位年度)
摘要:玩具是儿童成长过程中最好的伙伴。玩具给儿童带来欢乐的同时,也潜移默化地促进着儿童的身心发展,它能够增强孩子们的想象力,提升认知,影响他们的行为。随着人们越来越重视对下一代的培养,儿童玩具的设计也愈加受到社会的关注。近来,伴随着信息技术的蓬勃发展,儿童玩具也同样开始具有数字化特征,各种整合了声、光、电等功能的智能交互式玩具开始在市场上崭露头角,这对儿童玩具开发提出了更高的设计要求。
  本文正是从这种背景出发,在经过大量的相关市场调研和目标用户研究后,提出了以有形用户界面理论(Tangible User Interfaces)为基础的新型音乐玩具设计思路。在产品方向上,笔者选择了乐器型音乐玩具这一细分市场展开深入设计,采用手部穿戴式的产品解决方案,通过设计符合儿童自然行为及心理认知的交互方式,让儿童感受到音乐魅力的同时,也提升了儿童的视知觉与手部运动协调配合的能力。
  在文章结构上,本文首先阐述了儿童的认知心理学的相关理论发展,音乐在儿童成长中的作用以及有形用户界面的设计原则,梳理了市场中儿童音乐玩具的设计特性,在分析其优劣后得出我们的设计机会点。随后笔者通过用户访谈的形式,明确了目标用户的需求和产品的功能设计。再在有形用户界面的理论指导下,完善产品的设计思路,展开产品的系统设计,最终通过用户测试验证设计方案的可行性。
[硕士论文] 周雁飞
设计学 中国美术学院 2017(学位年度)
摘要:本文首先对硖石灯彩的历史沿革与工艺概况进行了阐述,而后对其传承现状进行调查归纳并予以反思,进而分析梳理了其主要的艺术特色,提出基于硖石灯彩艺术特色的现代灯具设计的观念和方法,强调其与现代生活的联结、注重现代审美观念下的化繁致简、设计语意上彰显东方的人文色彩,并在一系列设计实验的基础上展开设计实践,希望为硖石灯彩传统工艺的活化、衍生作出探索性尝试,期待能对硖石灯彩的发展与传承寻找寻某种途径、带来一点启示,从而帮助推动硖石灯彩的整体发展,同时也为探索民间手工艺活化的方法与途径作出一点有益的尝试。
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