本项目提出了装配式剪力墙结构基于抗震性能的设计方法；解决了装配式混凝土剪力墙结构的非线性分析问题；研发了适合装配式剪力墙结构的能够保证抗震性能的竖向连接方式；完成了新型装配式剪力墙板的抗震性能研究。

成果简介： 回转体构型运动副在重大装备及精密装备中应用广泛，各类主机的工作精度、 性能、寿命、可靠性等指标均与回转体运动副的性能密切相关，然而其空间结构 的复杂性及高的功能特性要求对其制造工艺提出了巨大挑战。复杂构型回转体运 动副表面要求耐磨、减阻并具有较高的疲劳强度，需要较高的表面面型精度。目 前回转体构型零件淬硬表面一般采用固结磨料面接触制造工艺实现，然而固结磨 41天津大学科技成果选编 42 料制造技术易于造成磨削烧伤及表面裂纹，影响零件的性能及使用寿命。此外， 某些精密元器件或者特殊环境下工作的元器件在使用过程中表面会附着污染物、 粉尘等物质而导致腐蚀或者性能下降，常规的机械作用强度较大，易于导致表面 损伤，耦合化学、机械以及超声振动的表面精密修整工艺能够柔顺覆盖材料全表 面，确保精准去除表面缺陷、污染物的同时避免附加损伤；此外某些工件空间尺 寸较小且内外表面工艺结构复杂，蕴含大量的边、角、棱结构，易于导致制造工 艺末端缺陷（毛刺）并对运动副配合表面造成损伤，严重影响使用性能，确保已 加工表面的面形精度同时高效去除表面末端缺陷已成为迫切需要解决的生产实 际问题。常规刚性工具难以实现表面的精准吻合而无法实现全表面精密修整，而 基于自由磨料的液态柔性磨具可以实现容器空间的全部填充，实现工具-工件的 全表面精准吻合并避免表面附加损伤，是复杂构型零件表面精密修整与清洗的理 想工艺。基于上述分析，课题组开发了复杂构型表面精密修整清洗多功能一体机。 表面精密修形是在柔性工具对零件表面廓形进行拟合运动的基础上通过表层材 料的塑性流动、小尺度材料剥离实现表面几何特征属性的全面提升，柔性工具与 零件表面之间的弱机械作用可以在提高零件表面微观几何精度的同时有效避免 附加损伤，然而目前为止获得纳米级表面粗糙度仍然主要依靠熟练操作者的手工 研抛为主，生产效率低、劳动强度大、最终表面质量严重依赖于操作者个人的技 术水准，难以保证高精度复合曲面制造精度的稳定性。复杂构型表面精密修整清 洗多功能一体机将有助于实现表面精密修整、去污的一体化，降低生产成本，提 高生产效率，具有广阔的市场前景。 市场分析及前景： 表面精密修整清洗一体化技术在许多行业都具有较好的应用前景：一、机械 零部件在电镀前后的清洗或喷涂前的清洗，拆修零部件的清洗，要求高清洗度， 如油泵油嘴偶件、轴 承、制动器、燃油过滤器、阀门的清洗。二是印制电路板、 硅片、晶片、元器件壳、座、铁路系统用的信号控制继电器、元器件、连接件、 显像管以及电真空器件等的清洗。三是眼镜、显微镜、望远镜、瞄准具等光学系 统及取样玻璃片的清洗。四是医用器具、食品、制药、生化等试验中所用各种瓶 罐的清洗。五是喷丝头、精密 模具、精密橡胶件、珠宝工艺品等的清洗。天津大学科技成果选编 我国现有各类超声设备制造企业上百家，分布主要集中在东南沿海地区。据 统计资料，沿海地区的厂家占全国总数的 85%，可见经济发达地区对超声波表面 修整技术的应用广泛，普及程度高，这也证明超声波清表面修整技术推广普及的 前景十分广阔。 主要技术指标： [1] 精密修整后的表面粗糙度小于 1nm，边、角、棱结构处的末端缺陷消失； [2] 表面光滑亮泽，无油污及颗粒物附着。 技术水平及知识产权认定情况情况：本成果属于国际先进水平，成果归独家所有， 计划申请一项专利 应用领域：工程机械、微电子系统、光学精密仪器，医疗器械等 合作方式及条件：技术入股 

本发明公开了一种好氧/厌氧一体化沼气安全生物脱硫装置。它包括相连接的单质硫沉淀区、好氧沼气生物脱硫段、厌氧沼气生物脱硫段和喷淋系统。单质硫沉淀区设有倒锥形排硫斗和排硫管；好氧沼气生物脱硫段设有盘形曝气器、溶解氧探头、锥形集气器、环形挡气斜板、导气管、营养液输入筒和营养液输出筒；厌氧沼气生物脱硫段设有盘形布气器、生物填料层和沼气收集管；喷淋系统设有进水箱、蠕动泵和盘形喷淋器。本装置的优点有：①好氧沼气生物脱硫段环形挡气斜板和锥形集气器的设计以及厌氧沼气生物脱硫段与空气的完全隔绝，保证了沼气生物脱硫的安全进行；②沼气中硫化氢气体经好氧、厌氧脱硫细菌的共同作用下，可使净化后沼气达标利用；③形成单质硫，可回收部分处理费用。

本技术来源于国家 863 主题课题“相贯曲线自动焊接数控装备技术与应用示 范”（编号：2012AA041307）。 相贯曲线的焊接问题在核电装备、电站锅炉、造船、压力容器、油气输送、 供水供暖等行业广泛存在。常见的管-管相贯曲线有垂直正交、斜交、偏心交等 多种相关形式，此外，还存在非管-管相贯形式，如：球-管相贯、弧形管-直管 相贯、椭球-管相贯、锥-管相贯等。常见相贯曲线的自动切割装备技术已经得 到突破并推广应用，但相贯曲线自动焊接装备关键技术仍有待突破，目前国内 外仍广泛采用手工焊接方式，焊接质量和效率远不能满足要求。大型、关键核 心部件，采用手工焊接，不但工作量大，而且对焊工的技能、体能及责任心均 有很高的要求，焊接难度很大，焊接质量很难保证。研究基于数控技术的空间 相贯曲线自动焊接装备技术是解决重点行业关键核心部件高质高效焊接迫切需 求的有效途径。 针对相贯曲线自动焊接/切割技术的应用需求，开发了相贯曲线自动切割/焊 接一体化数控装备技术，研发了 6 轴联动样机，进行了切割/焊接实验并进行了 应用示范，证明了课题技术的先进性和装备设计的合理性，具有广阔的应用前 景。该装备技术属国内外首创，已申请发明专利 5 项，软件著作权 2 项。

依托“索维奇智能新材料诺奖实验室”，解决了柔性印刷电子材料耐高温、阻燃、抗弯折等安全可靠性的问题，突破了新型复合性能印刷墨水的大规模制备技术，实现了功能化柔性印刷电子器件的快速制备，形成了基于材料-工艺-结构-性能的柔性混合电子一体化设计与制造平台。与传统电子制造技术相比，具有大面积制造、柔性化、绿色环保、低成本等技术优势。成果已应用于可穿戴健康监测集成部件、柔性纸基RFID芯片等。

项目研究内容 ：铝合金由于重量轻、强度高、色泽鲜艳、易于加工等 特点，因而近年来在航空、汽车、交通、建筑等部门得到了愈来愈广泛的 应用。根据统计，我国的铝型材生产能力已达 200 万吨 /年，位于世界第三， 仅居美国、日本之后。目前，我国国内铝型材生产线 2,000 余条，年需挤 压模约 30 万套，但目前我国国内的挤压模设计仍主要凭借人工经验，所 设计制造的挤压模（特别是型材截面较复杂的挤压模）挤出的

本成果六轴驱控一体系统内部集成了基于相邻交叉耦合的六轴同步控制算法。在驱动模块内部会对每轴反馈信号进行同步控制策略处理，并引入一种基于电流动态调整的补偿系数，解决传统相邻交叉耦合结构补偿响应慢、同步精度不高的缺点，同步误差补偿周期短，具有更快的同步控制响应和更高的灵活性。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 传统的工业机器人控制和驱动分离，即采用一个独立运动控制器控制多个独立伺服驱动器的形式，存在集成度低、体积大、成本高等问题。本成果开发的六轴驱控一体工业机器人控制系统由工业机器人控制软件和伺服驱动系统组成，主要特点有： （1）基于多核的SoC芯片，通过片内总线实现控制系统和驱动系统的高速互联通信，保证信息传输的高效性和稳定性。机器人控制算法和六轴驱动系统共用一个芯片中不同的内核完成，实现高度集成。 （2）针对传统机器人六轴无法高精度同步问题，本成果六轴驱控一体系统内部集成了基于相邻交叉耦合的六轴同步控制算法。在驱动模块内部会对每轴反馈信号进行同步控制策略处理，并引入一种基于电流动态调整的补偿系数，解决传统相邻交叉耦合结构补偿响应慢、同步精度不高的缺点，同步误差补偿周期短，具有更快的同步控制响应和更高的灵活性。

（一）项目背景 空天地一体化信息网络是“科技创新 2030 重大项目”，它将融合多个独立低轨道卫星星座与地面网络，构成综合互联网，提供全球移动通信与互联网业务。其重要特征在于为天基、空基、海基、偏远地域用户提供通信与算力服务，为地面移动通信系统及互联网提供承载服务，为森林、江河、路轨、电力传输的安全运维提供物联网服务。路由器是空天地一体化信息网络的关键部件，为网络资源的高效调度、业务的精准部署提供支撑。 面临的挑战之一是：高资源利用率与高服务质量之间的矛盾。作为网络基础设施，该网络须提供与地面网络相比拟的服务质量，让天基、空基、海基、偏远地域用户愿意使用，提升网络用户量。同时，网络的资源利用率高，降低网络的建造与运维成本，支持网络的自我发展。空天地一体化信息网络与地面网络差异较大，直接应用地面网络路由技术，网络的资源 -15- 利用率与 QoS 保障水平均会下降，基于此，提出了空天地一体化网络时间确定网络路由器解决方案，旨在解决高资源利用率与高服务质量之间的矛盾，在大规模动态网络中保障业务时延，该方案亦适用于断续连通网络，且与 Ipv6 网络兼容。该技术为大规模时间确定网络的构建提供理论与技术支撑。 （二）项目简介 面向空天地一体化网络，针对传统路由技术难以兼顾高资源利用率与高服务质量的问题，探索其背后的科学问题，提出了空天地一体化网络时间确定网络路由器解决方案，研制了星载路由器原理样机。主要部件及性能如下所述。  1）提出具有时间属性的路由算法。在网络表征中引入了时间属性，设计了具有时间属性的路由算法，解决了传统路由算法缺乏时间属性，易造成网络拥塞和分组丢失，时间确定性难保障；  2）提出了基于传输资源与存储资源关联调度方法，适应业务随机性与卫星网络拓扑的时变性出提出了表征网络时变特征； 3）设计了自适应拓扑发现与维护机制，能以较低负荷维护网络时变拓扑信息； 4）提出了低负荷的移动管理机制，避免卫星移动引入的大量移动管理负荷，保障了服务时延； 5）提出了基于时间属性的数据面转发方法，保障敏感业务传输的同时，提升了网络资源利用率； 6）提出 DTN 网络与 IP 网络兼容方案，支持断续连通网络路由构建与分组的托管传输； 7）研制了时间确定网络路由器原理样机，支持相关算法与协议的在线验证； 8）开发了大规模空天地一体化网络链路模拟系统，在线模拟网络时变链路，支持路由器、路由协议在规模化的网络环境中验证。 （三）关键技术 时变网络多维资源的图模型表征与多维资源联合调度技术。课题组拓展了时变图理论，解决了传输资源与存储资源的关联调度问题，提升了传输资源利用率；设计了基于时间属性的路由算法，在时变的天地一体化网络中，构建了具有时间属性的端到端路径，解决了传统路由技术难以保障端到端时延的问题。

（一）项目背景 空天地一体化信息网络是“科技创新 2030 重大项目”，它 将融合多个独立低轨道卫星星座与地面网络，构成综合互联网，提供全球移动通信与互联网业务。其重要特征在于为天基、空基、海基、偏远地域用户提供通信与算力服务，为地面移动通信系统及互联网提供承载服务，为森林、江河、路轨、电力传输的安全运维提供物联网服务。路由器是空天地一体化信息网络的关键部件，为网络资源的高效调度、业务的精准部署提供支撑。 面临的挑战之一是：高资源利用率与高服务质量之间的矛盾。作为网络基础设施，该网络须提供与地面网络相比拟的服务质量，让天基、空基、海基、偏远地域用户愿意使用，提升网络用户量。同时，网络的资源利用率高，降低网络的建造与运维成本，支持网络的自我发展。空天地一体化信息网络与地面网络差异较大，直接应用地面网络路由技术，网络的资源利用率与 QoS 保障水平均会下降，基于此，提出了空天地一体化网络时间确定网络路由器解决方案，旨在解决高资源利用率与高服务质量之间的矛盾，在大规模动态网络中保障业务时延，该方案亦适用于断续连通网络，且与 Ipv6 网络兼容。该技术为大规模时间确定网络的构建提供理论与技术支撑。 （二）项目简介 面向空天地一体化网络，针对传统路由技术难以兼顾高资源利用率与高服务质量的问题，探索其背后的科学问题，提出了空天地一体化网络时间确定网络路由器解决方案，研制了星载路由器原理样机。主要部件及性能如下所述。 1）提出具有时间属性的路由算法。在网络表征中引入了时间属性，设计了具有时间属性的路由算法，解决了传统路由算法缺乏时间属性，易造成网络拥塞和分组丢失，时间确定性难保障； 2）提出了基于传输资源与存储资源关联调度方法，适应业务随机性与卫星网络拓扑的时变性出提出了表征网络时变特征； 3）设计了自适应拓扑发现与维护机制，能以较低负荷维护网络时变拓扑信息； 4）提出了低负荷的移动管理机制，避免卫星移动引入的大量移动管理负荷，保障了服务时延； 5）提出了基于时间属性的数据面转发方法，保障敏感业务传输的同时，提升了网络资源利用率； 6）提出 DTN 网络与 IP 网络兼容方案，支持断续连通网络路由构建与分组的托管传输； 7）研制了时间确定网络路由器原理样机，支持相关算法与协议的在线验证； 8）开发了大规模空天地一体化网络链路模拟系统，在线模拟网络时变链路，支持路由器、路由协议在规模化的网络环境中验证。 路由器、链路模拟器及路由协议验证界面 （三）关键技术 时变网络多维资源的图模型表征与多维资源联合调度技术。课题组拓展了时变图理论，解决了传输资源与存储资源的关联调度问题，提升了传输资源利用率；设计了基于时间属性的路由算法，在时变的天地一体化网络中，构建了具有时间属性的端到端路径，解决了传统路由技术难以保障端到端时延的问题。