由于航空发动机和燃气轮机叶片型面是空间异型曲面，因而其设计、制造及维修都面临巨大挑战。为了在设计加工层面提高叶片加工质量，同时在修复层面提高叶片使用寿命，开展叶片高效高精测量研究至关重要。 本项目面向叶片制造研发了一套基于四轴运动平台与线激光扫描相结合的叶片型面检测装置，并开发了集运动控制、数据采集与处理、精度评估等多功能于一体的软件系统，可实现多类型叶片的二维截面高精度测量与三维型面自动化高效重构,有效克服因叶片复杂结构特征带来的扫描数据密度差异性大、重叠区不足等因素对重构精度的影响。本项目面向叶片3D打印修复，研发了一套高效高精度的叶片检测方法与集成系统，可实现批量化叶片截面轮廓位姿及其轮廓的自动化测量、数据重构和叶片配准，为叶片修复工艺流程中的3D打印和后续机加工等工艺环节提供关键的数字化测量、加工工艺数据，有效提升修复精度与效率，并降低成本。 本项目的开发成果可应用于航空发动机、燃气轮机等叶片制造、修复全生命周期的测评、重构、反求等场景，市场规模大。 图 面向叶片3D打印修复的检测方法与集成系统硬件平台

成果与项目的背景及主要用途：正压式防护头罩及全隔离呼吸系统有两种形式，一种是“寻诊型”，另一种是“抢救/手术型”，均采用全隔离密闭防护头罩，便携和托载两种形式的独立纯净压缩空气，实现呼吸系统与现场污染空气及环境的全隔离，并有效地与全身防护服进行连接，实现包括呼吸在内的全隔离防护。防护头罩采用正压式供气方式，配合全隔离呼吸系统，避免了采用现场空气过滤方式和使用污染现场供汽管道等具有潜在污染可能的方式，做到真正的全隔离防护。 该项技术有四种：一体式软头罩、硬质（分体）头罩、一次性软头罩、披肩式头罩。技术原理与工艺流程简介：正压式防护头罩具有软体型和硬体型两种，整个系统均具有气压预警和报警、加湿装置、冷却装置、调压调流量装置，并配有全身隔离服。整套防护头罩和全身隔离服为防水设计，满足液体喷淋消毒和热风烘干的使用环境和要求。本研制项目采用便携式纯净压缩空气和混合式氧气作为气源，与现场的环境空气不发生接触。在全隔离头罩内用纯净压缩空气实现正压，气体只从头罩正向溢出，保证环境空气不能负向进入，做到真正的全隔离。重量：轻质铝合金气瓶；巡诊型和抢救手术型。容量：25Mpa，2Lx2/10Lx2，24%氧含量，可以达到实用。 配套技术措施：余气压报警、加湿装置、气体冷却装置、调压调流量装置。技术水平及专利与获奖情况：处于国内同类型先进技术水平，已申请专利（专利号：ZL03257795.8）。应用前景分析及效益预测：在医学、化工、生物、环保、卫生等需要对人员进行保护和与环境进行隔离等应用行业和领域将有巨大的应用前景。目前该技术的成熟程度达到可工业化批量生产。如初期月产 200 套，生产成本 800～1200 元/套（含随身呼吸系统），市场售价 1800～2600 元/套，年销平均1000 套，产值 260 万，利润近 140 万。 应用领域：在医学、化工、生物、环保、卫生等需要对人员进行保护和与环境进行隔离等应用行业和领域。技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：所需原 材料： 均为市场上可采购原材料，无特殊要求，例如：铝气瓶、医用呼吸管、调压及过滤加湿组件等等； 设备及环境要求：AC220V 电源、塑料压合机等； 所需厂房面积：普通厂房 100 平方米； 人员要求：相关初级专业人员； 初期投资规模：除以上条件外需流动资金 20 万。 合作方式及条件：技术转让，转让费：人民币 20 万元。 

远程听诊可实现安全而有效的隔离就诊。华南理工大学田翔教授团队研发的远程听诊系统可用于集中隔离点患者或家庭隔离患者的听诊，保护医生不受感染。该听诊系统针对防疫过程中听诊条件恶劣、环境噪声大且复杂多样的特点，采用自适应滤波方法，能有效滤除环境噪声，使得医生能在嘈杂的环境下听清楚微弱的体音信号。听诊器续航能力强，单次充电应可连续工作 4 小时以上，其频响特性和谐波失真度满足国家医药行业标准“听诊器（YY91035-1999）”的要求。听诊器与手机采用蓝牙方式实现无线通讯，医生可在隔离病房外听取患者体音信号。手机还可将体音信号上传远程监护中心，方便居家隔离患者实现远程听诊。手机和听诊平台均可录音保存，实现个性化文档管理。

本成果主要针对我国机械、航空、航天、船舶和国防武器等工程领域重要装备核心基础 部件及系统迫切需要解决的共性关键技术难题，在国家自然科学基金、国家航天关键技术和 重庆市支撑计划等重点科技项目资助下，在特殊与极端环境下的高性能机电传动及系统研究 方向，通过十多年潜心研究，发明并研制出基于高可靠精密滤波传动技术及系统的高新产品。 主要创新性成果如下： 1. 发明了具有人体关节功能的高可靠精密滤波传动技术，研制出高可靠精密滤波减速器, 该传动机构在高传动精度范围内具有人体关节功能的自适应变形协调控制能力，能有效过滤 和降低动力传递与运动变换过程中的波动、振动和噪声，攻克了高精度与高可靠之间难以兼 顾协调的关键技术瓶颈。 2. 发明并研制出高可靠精密滤波驱动装置与工业机器人集成系统，创造性地解决了传统 驱动装置在满足动力传递与运动控制精度的同时难以确保其高可靠性的关键技术难题，并成 功应用于工业机器人和国防武器等重要装备。 3. 发明并研制出基于高可靠滤波传动技术的智能型水润滑橡胶合金轴承、高弹性橡胶合 金联轴器及传动系统，使得船舶推进系统艇轴具有人体关节功能的自适应变形协调精确对中 控制能力，有效降低了振动噪声和无功能耗，大大提高了动力推进系统核心基础部件的可靠 性和使用寿命。 4. 发明并研制出基于高可靠精密滤波传动技术的工程复合材料精密成形数字制造装备 及系统，具有感知、分析、推理、决策等可适应协调智能控制功能，能显著过滤掉精密成形 过程中控制参数的波动，有效保证精密成形产品的可靠性和性能一致性，实现了面向用户需 求的高性能传动件大规模优质高效生产。 该成果在高精度、高刚度、高可靠、长寿命、低噪声、无污染、智能化、高功率密度等 高性能传动件及系统的创新设计制造理论和方法，特别是在高精度与高可靠的协调、高刚度 与高精度的协调、特殊与极端环境下摩擦学与动力学优化、精密加工制造及产品可靠性与性 能一致性等关键技术方面有重大突破，取得了多项具有自主知识产权的重要创新成果，获国 家授权发明专利38项、软件著作权3项，发表论文165篇（SCI、EI收录128篇），被有 关部门组织专家会议鉴定为国际领先水平，并分别获得重庆市和教育部技术发明一等奖。 该成果对打破工业发达国家的技术垄断和封锁，满足我国对高性能核心基础部件及系统 的重大需求创造了关键科技条件，其成果已应用于中国航天科技和中国船舶重工等100多 个单位有关重要装备，创造性地解决了中航工业XX公司多个规格型号产品失效问题，并为航天工程XX项目成功实施提供了理论与技术支撑，产品性能指标达到并部分超过美国 MIL-DTL-17901C军用标准，合格率100%,提高生产率170%,节约用电85%,节省贵重 原材料46%,出口欧美等30多个国家。近三年累计销售额26878万元，利润4626万元， 税收1591万元，取得巨大经济和社会效益，有望发展为高端装备制造业与新的经济增长点。

康复医疗 • 步态分析 NOKOV可实时进行动作数据采集，与三维测力平台、表面肌电仪、足底压力测量仪等设备同步，采集行走、跑步等运动学数据。 • 动作损伤防护 捕捉人体易发损伤动作的运动学数据，结合力学、解剖学分析，明确损伤发生的机制，了解可能造成损伤的因素，提出有效的防护方法。 • 假肢矫形 通过对比、模拟正常人数据，探讨不同矫形器具在患者康复中的作用。 • 康复评估 提供患者在运动中实时客观的康复疗效评定与偏瘫患者、脑瘫痪儿童的定量分析运动学特征。 体育 • 运动装备设计与研发 通过NOKOV（度量）光学三维动作捕捉系统，可获取针对受试者穿戴测试装备时特定动作的数据分析，进而了解到运动装备的对特定动作生物力学特征的影响及其影响机制。 • 科研和诊断 NOKOV（度量）光学三维动作捕捉系统实现细微动作的精确捕捉和数据分析，比较技术动作的运动学、生物力学特征、动作合理性等，帮助教练员科学量化地分析和纠正运动员的动作，找出正确的训练方法，提高运动成绩。 可用性实验室/人因工程/人机工效 NOKOV（度量）光学三维动作捕捉系统可以采集研究对象亚毫米级精准的位置信息、路径形状和运动行为数据，供进一步进行可用性分析、用户体验分析、舒适度分析、用户行为观察等人机工效学研究，适应不同大小的实验空间。

产品详细介绍

一、建模和仿真 针对国内机车柴油机运用现状，本项目确定了基于电控单体泵喷油系统的机车柴油机作为研究对象，对柴油机和控制策略进行建模，并通过大量的仿真进行验证。在该模型中，可以通过调整模拟平台的各个功能算法中的控制参数，使系统的性能达到最佳，为电控单元的硬件开发提供理论依据，能够在最大程度上加快电控柴油机ECU开发进程。 二、硬件开发 依据电控单元的建模仿真所得出的最佳控制参数，我们开发研制了该套电喷控制系统。 它可以精确地控制电喷柴油机各种喷油系统的各个缸的喷油，泵喷嘴系统(Pump Nozzle Unit--PNU)和泵管嘴系统(Pump PipeNozzle---PPN)。它除了可以用于电喷柴油机的转速控制外。同时，由于使用了功能强大的处理芯片，它还能完成如输出功率控制等其他的功能和任务。 在电喷控制系统中还有故障检测功能，并可以通过网络上传给司机室显示屏，一旦发生故障时可以给司机更直观的显示。同时我们也开发了标定系统。 目前，对机车柴油机采用电子控制技术成为当前提高柴油机乃至整车性能的一种有效方法。我们开发研制的电喷控制系统已经成功应用到我国内燃机车牵引用的柴油机中，对于提高柴油机和整车性能起到很大的作用。   应用范围： 该项目所建立的柴油机和电喷控制系统的模型能够应用在应用基于电控单体泵喷油系统的机车柴油机的电控系统开发中。我们所开发的电喷控制系统能够应用在国内内燃机车牵引用的柴油机中。

维修性虚拟仿真与评价技术采用虚拟现实技术应用于维修性的设计、分析、验证与评估。该技术以相似性理论和系统科学为理论基础，综合维修性设计与验证技术、先进仿真技术、人因工程学和系统工程等技术特征，以直观、形象、交互性强等的特点，突破传统依赖实物样机开展维修性设计与验证易造成的周期长、费用高、设计更改困难等缺陷。基于数字样机开展维修性设计与评价工作，在工程应用上可有效将维修性与产品性能进行一体化设计，并在产品设计早期即可并行开展维修性与总体布局设计，技术成熟度高，在航空、航天、兵器、船舶等行业具有广阔的应用前景。

基于多物理场耦合理论，建立了高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的仿真模型，系统研究了阳极支撑的对称双阴极SOFC的温度场、电场、物质扩散场、流场及力场分布，并将模拟结果与实验进行了对比验证，模拟结果与实验测试所得关键性能吻合良好。通过模拟仿真分析了SOFC内部物质，电流温度及应力分布不均匀的主要原因，发现电池内部30%以上的热应力来自于电池内部的热梯度。在此基础上，用模拟仿真的方法对已有的Z型阴极气体流道与蛇型流道进行对比，