研究领域 以企业的生产需要为出发点，以研发新产品、新设备、新工艺为目标，进行光机电一体化成套设备及新技术的研究与开发，解决企业发展过程中的瓶颈问题。围绕创新制造工艺、机电控制及自动化，开展绿色化、系统化智能机电一体化技术及其在生产过程中的应用研究。主要研究方向有：（1）绿色新能源生产技术及设备（2）特种加工机械（3）新型包装机械（4）根据企业实际需求定制光机电一体化成套设备（生产线）的研发。科研成果及简介 所承担主要项目： 锌空燃料电池极片干嵌法成形过程控制的理论与技术(国家自然基金) ·高速水墨柔性印刷模切机CL1224 （国家科技部） ·机械软起动控制系统的开发（天津市教委） ·柔性传动行星轮差速机构的研究 （河北省教育厅） ·机械液压自动控制软启动系统（石家庄科技局） ·自动分页装订机的开发研究（河北省教委） 横向课题： 纸管机开发（天津巨业衣架制造有限公司） 盘料螺纹钢滚丝机（天津市天鹏建筑器材有限公司） 五金平台自动机械手的研制（庆辉五金制品有限公司） 乒乓胶皮海绵上料系统的研发（天津七二九体育器材开发有限公司） 电池极片卷绕设备（海裕百特锂能设备有限公司） 锂电池极片轧制卷绕线 ； 流延膜挤压收卷装置及控制系统的合作研发； 瓦棱机生产线控制系统的研制； KSQ-500电池极片卷绕设备开发 木工挖船机（威卢克斯有限公司） WS-260卫生巾生产线获奖与专利一种布料机                  发明专利           专利号：200910068754.x一种双向水泥土搅拌桩机      发明专利           专利号：200910069172.3一种双向水泥土搅拌桩机      发明专利           专利号：200910069171.9一种双向水泥土搅拌桩钻杆    发明专利           专利号：200910069170.4一种收获机                  发明专利           专利号：200910069269.4可转让项目可承担（合作开发）科研项目与技术合作光机电一体化成套设备（生产线）的研发

该低温冷冻干燥机主要解决降温速率的可调性、控温的准确性、较宽的降温 范围这三问题。实现玻璃化与降温速率、冻结终温有极其重要的联系，而控温的 准确性又是应对发生反玻璃化的良方。

近年来， 随着节能减排技术和环境保护 工作的深入发展

在医学领域首次应用商务智能软件（Business Objects XI）作为中医临床数据仓库OLAP分析的软件基础。开发实现了基于细节数据模型、多维数据模型和海量临床诊疗数据的探索性分析、展示系统，分析展示的内容包括名老中医经验传承、重大疾病的病证及临床表现要素关系等的主题分析集。可从数据概况、方剂、药物、疾病、症状、治法和证候等方面分别对名老中医和重大疾病临床数据进行多种关系知识的探索性分析。同时，对分析结果可进行实时查询、导出和展示（下图是一位名老中医某经典处方的临床应用证候分布情况）。    本实验室与中国中医科学院合作进行中医临床数据仓库与挖掘分析平台，以及中医临床数据挖掘方法的研究，实现了对中医临床采集病历数数据的集成与整合，数据挖掘与分析的中医临床数据仓库及挖掘分析平台，该平台旨在支持从真实世界中医临床诊疗中产生海量科研分析用数据，并以真实、高质量的数据为基础进行中医临床与理论研究，为中医临床疗效评价、临床中药新药创制提供客观的医学证据和适宜的数据分析方法。该成果于2009年12月获得国家科技进步二等奖。   名老中医OLAP展示例子 1.2多维分析与复杂网络分析系统   以中医临床数据中症-证-治的复杂关系和复杂网络分析方法研究为出发点，开发实现了中医临床复杂网络分析系统。该系统包括如联机数据筛选、复杂网络建模、统计特性分析、可视化网络数据筛选等基本功能，能够支持中医临床诊疗数据中的疾病（中西医）、症状、证候、药物等实体内部元素以及实体之间元素的网络模型构建和多种复杂网络分析方法如节点中心性分析、社团分析、节点相似度分析等。从大量的临床数据中分析获得临床核心处方及其主要适应症，以及随症加减信息。该系统采用Eclipse 富客户端(Rich Client Platform, RCP)和Java语言开发（下图是该系统的主界面）。  在医学领域首次应用商务智能软件（Business Objects XI）作为中医临床数据仓库OLAP分析的软件基础。开发实现了基于细节数据模型、多维数据模型和海量临床诊疗数据的探索性分析、展示系统，分析展示的内容包括名老中医经验传承、重大疾病的病证及临床表现要素关系等的主题分析集。可从数据概况、方剂、药物、疾病、症状、治法和证候等方面分别对名老中医和重大疾病临床数据进行多种关系知识的探索性分析。同时，对分析结果可进行实时查询、导出和展示（下图是一位名老中医某经典处方的临床应用证候分布情况）。  获奖证书   1.中医临床数据仓库与挖掘分析平台 通过分析中医临床数据元素及其多维、多层次的关系特点，研究设计了中医临床参考信息模型，以及为基础构建中医临床数据仓库细节数据模型和多维数据模型，建立以数据仓库为核心的数据整合、数据抽取/转换/转载和数据整理、数据挖掘、OLAP和统计分析的智能信息处理平台。该平台以中医临床数据仓库及其运行环境工具的构建为基础，基于实际的临床诊疗数据，实现对中医诊疗数据进行多主题、多粒度、多需求、高效、快捷的展示、研究和查询检索，并支持基于Web的OLAP主题应用，为名老中医经验继承研究、中医临床评价研究和临床科研提供实际的诊疗数据证据和知识来源，以支持临床科研决策分析，满足中医临床评价研究的探索性分析需求。针对中医临床数据的特点，研究体现中医临床数据模型特点的数据挖掘新方法，为面向中医临床研究的数据挖掘和机器学习方法研究提供新的思路和研究方向。该平台的构建初期以重大慢性疾病：中风、冠心病和糖尿病诊治规律，以及名老中医经验传承研究为支持目标。   中医临床数据仓库平台   1.1中医临床数据预处理技术临床数据的预处理包括数据整合、数据整理和数据转换等技术，我们面向中医临床数据结构内容以及中医临床研究的分析需求，实现具有完善的数据抽取-转换-装载（Extraction-transforming-loading，ETL）、数据整理和数据转换导出功能的数据前处理软件。该软件针对医学数据利用中的分布式（多采集点）采集、患者隐私保护和大规模数据处理的特点，采用灵活的数据映射配置和临床术语库衔接等方式把各采集点数据导入到临床数据仓库中，并支持批量数据核查和数据规范整理（对临床数据中的术语性数据如症状体征、诊断和药物等进行概念化语义规范）功能。   在医学领域首次应用商务智能软件（Business Objects XI）作为中医临床数据仓库OLAP分析的软件基础。开发实现了基于细节数据模型、多维数据模型和海量临床诊疗数据的探索性分析、展示系统，分析展示的内容包括名老中医经验传承、重大疾病的病证及临床表现要素关系等的主题分析集。可从数据概况、方剂、药物、疾病、症状、治法和证候等方面分别对名老中医和重大疾病临床数据进行多种关系知识的探索性分析。同时，对分析结果可进行实时查询、导出和展示（下图是一位名老中医某经典处方的临床应用证候分布情况）。   名老中医OLAP展示例子    以中医临床数据中症-证-治的复杂关系和复杂网络分析方法研究为出发点，开发实现了中医临床复杂网络分析系统。该系统包括如联机数据筛选、复杂网络建模、统计特性分析、可视化网络数据筛选等基本功能，能够支持中医临床诊疗数据中的疾病（中西医）、症状、证候、药物等实体内部元素以及实体之间元素的网络模型构建和多种复杂网络分析方法如节点中心性分析、社团分析、节点相似度分析等。从大量的临床数据中分析获得临床核心处方及其主要适应症，以及随症加减信息。该系统采用Eclipse 富客户端(Rich Client Platform, RCP)和Java语言开发（下图是该系统的主界面）。     中医临床复杂网络分析系统  1.3 真实世界中医临床有效处方发现系统 中药新药创制与研发是极具挑战和机遇的领域，当前化学制药和单成份药物研发已经出现明显的瓶颈，传统植物/天然药以及多成份复方药物的研发成为国内外关注的焦点。而从多成份调控和多靶点机理的研究为主要视角的网络药理学更成为新的趋势和方法。针对中医临床诊疗过程中具有证-治-效信息，且个体性的真实世界诊疗实践特点，我们研究基于大规模临床诊疗数据进行有效处方分析和发现的问题，通过对以中药复方为重点的治疗手段药物组成原理的分析，基于复杂网络模型和方法研制形成了有效核心处方及适应症分析方法、有效临床中药筛选与发现系统，对基于真实世界临床诊疗数据分析获得有效处方知识的方法、技术平台和示范应用进行了探索和初步实践，初步表明从真实世界临床诊疗数据中发现和挖掘有效方药是一种可行的途径，有望为中医新药创制提供可以验证的新处方、新药物等临床有效目标药物。     1.  中医临床数据挖掘分析方法 海量观察型临床数据是中医辨证论治数据的主体内容，具有复杂、多维和多关系的特点。从大规模中医临床观察数据中分析提炼形成有意义的临床假设或诊疗知识如有效处方、人群划分、药症关系以及多阶段优化治疗方案等，是实现从复杂、系统的中医辨证论治过程中发现并确认有效优化的临床诊疗处方及其药物组成的基本方法。中医临床数据包括门诊数据和住院数据两大主要部分，其数据内容由临床表现、诊断和治疗（临床疗法）三部分核心内容（如下图），其中辨证知识、证候分布、药症关系、方证关系和药物组成等是数据挖掘和分析的主要目标，而所有这些知识的有效性的评价依据是临床疗效，即确认和发现临床有效的中医诊疗知识是中医临床数据挖掘分析方法的主要有价值研究目标。    中医临床数据挖掘问题：在疗效信息的约束下，验证和发现有价值的临床诊断/治疗关系知识。  2.1基于复杂网络的中药配伍分析方法 人们通过对中医临床处方数据的初期分析，并与临床专家的交流中发现，名老中医的临床复方的组织特性体现在两个层次。第一层次为临床医生一般以经典复方（包括经方、时方和验方等）为基础进行临床处方；第二层次为在药对或药症关系基础上的药物随症加减处理。这两个层次的临床处方配伍过程形成了具有核心处方结构，而又具有较大灵活性的处方集合。因此，通过对名老中医处方集的共性网络结构分析，能够发现体现其处方思维和学术特点的核心处方配伍结构，从而辅助进行名老中医经验的传承和整理研究。通过应用基于无尺度网络现象的网络分析方法进行研究。无尺度网络作为复杂系统研究的一种实证现象和方法，对基于网络研究复杂现象和复杂系统的方法具有很大的推动作用。具有宏观无尺度现象的网络在拓扑上存在幂律现象，即节点的度分布服从幂函数分布。这在医生处方中的具体体现就是某医生对药物的使用具有比较集中的趋势，某些名老中医偏好使用某些药物，使得这些药物的已有或潜在功效得到更大的发挥或挖掘。 我们基于网络中权值的幂律分布规律，实现了多层核心子网分析方法，能够从复杂的中药配伍网络中抽取多层核心子网。该算法已经在名老中医处方配伍经验的分析中得到广泛应用。其得到的结果具有直接而明确的临床含义，且可靠性较强。第一层核心子药物子网一般解释为共性的核心处方；第二层解释为主要药物配伍；第三层解释为次要药物配伍。这些药物配伍分别对应样本的核心病机如主要疾病和主要证候等、兼证和加减症状等。以下是两类特定中药处方：1287个肝脾不调证(GPBT)处方和752个2型糖尿病合并代谢综合征处方的分析结果。   特定中药处方的核心药物配伍网络和主要加减网络，其中的网络中的节点是药物，边的权重表示两相关药物配伍使用的次数。 2.2基于隐主题模型的疾病人群临床特征类别分析方法 症状-中药-诊断主题模型（Symptom-Herb-Diagnosis Topic model，SHDT), 用来提取中医临床数据中的症状、中药和诊断间的隐主题结构。SHDT模型是LDA主题模型在多关系应用中的扩展。该模型的核心思想是假设一类样本里面包含有多个主题，例如，一类糖尿病人群有不同的并发症，且这些主题所包含的信息特征（以症状来表达）具有相对完整性和独立性。SHDT把每个主题看作是症状上的多项式分布，并通过症状来表达主题的内容；同时，把每种中药看作是主题上的多项式分布，因为一类中药可以治愈多种症状/疾病；又因为一种诊断包含多种症状/疾病，于是把诊断看作是对主题的描述，构建一种“症状-中药-诊断”主题模型。SHDT模型这种分析原理和思路与中医辨证论治过程基本吻合，它可以客观地按照症状找到自然分类人群，给出诊断描述特征和中药治疗特征。SHDT模型分别在2型糖尿病、冠心病和肝炎等慢性疾病中进行人群特征分析。实验结果说明了该模型具有较好的适宜性和科学性，分析结果能够较为完整的反映特定疾病中相关的主要人群特征类别。   症状-中药-诊断主题模型，图中三个黑色圆圈，代表显变量（观察变量），其中s 表示一个采样症状，表示患者p的所有药，表示患者p的所有诊断。白色圆圈代表隐变量，其中z 采样症状s对应的主题，x表示s对应的药，u表示s对应的诊断。矩形框表示重复采样。外部矩形框表示在集合中有P个患者。内部矩形框表示对患者p的个症状、主题、药物以及诊断重复采样。 2.3基于内隐对照和部分可观察马尔可夫决策过程模型的动态序贯处方治疗方案优化方法 中医辨证论治是症-治-效紧密相关的个体、动态的复杂干预过程，动态序贯干预是中医临床治疗慢性疾病的基本方法。以患者为轴心的治疗原则和医生的个体性特点，使得中医动态序贯干预过程中包含多样化的治疗方案。在临床诊疗经验知识的形成阶段，医生往往通过对治疗前后患者健康状态的判断，试图获得较好的治疗方案的认识，进而逐步形成固化的有效经验性治疗方案。因此，在无外部对照的情况下，如何从大规模的复杂多维临床关系数据中发现并确认在临床实际中较优的动态序贯诊疗方案是有效临床方案形成的重要课题。 考虑到实际可行性和研究代价的问题，在未有明确的有效干预方案形成的临床研究初期，无外部对照的传统中医经验整理和归纳普遍存在，且长期的中医学实践表明是有效的。但由于临床诊疗信息关系的复杂性，基于传统经验整理方式形成有效治疗方案是一个较为漫长的过程。 因此，如何借助源自真实世界（无外部对照）的大规模临床观察数据，进行挖掘分析，以辅助发现和确认较优的临床治疗方案成为辨证论治临床评价研究的关键问题之一。我们采用部分可观察马尔可夫决策过程模型(POMDP)对此问题进行研究，实现了基于POMDP的中医临床处方优化分析方法，以探寻从来自临床实际的大规模观察性临床数据中发现较优或最优的动态序贯治疗方案，为中医辨证论治有效动态干预方案的形成和临床验证提供参考知识。   中医临床诊疗过程对应的POMDP模型 1.  成果的推广应用 本成果已经在国家科技重大专项：重大传染病防治、重大新药创制等两个项目；国家科技支撑计划项目-名老中医经验传承研究；北京市科技攻关项目和国家中医临床研究基地等项目中进行推广应用。分别对艾滋病、肝炎和肺结核等传染病的中医药防治规律，从中医临床中分析确认有效处方与药物，名老中医的辨证论治个体诊疗经验，中风、冠心病和糖尿病等重大慢性疾病的临床诊治规律，以及全国10余家重点中医院诊疗优势病种（如上海龙华医院的中医胃癌治疗、骨关节病治疗；河南中医学院一附院的中医艾滋病治疗、中医慢性阻塞性肺炎治疗等）的临床诊疗优化方案等进行应用研究。逐步探索和完善中医临床科研一体化技术体系，支持基于临床诊疗实践及其真实世界诊疗数据，进行中医临床研究和中药新药创制研究的医学模式。   北京地区22家单位应用分布图

针对现有医用电动钻控制电机保护不完善的问题，提出了一种医用电动钻控制器，具有堵转、过载、正反转产生大电流等电机保护，利用微处理器和相关电路实现软硬件智能控制的医用电动钻控制器。 本电动钻控制器与相关的钻头配合，就可生产出各种规格的医用电动钻。该电动钻主要用于医疗骨科手术中，最大特点是采用了多重保护技术，可靠性高。 本电动钻控制器为：一种医用电动钻控制器，包括电机驱动控制电路，其特征在于还包括微处理器、输入信号电路、显示电路、电机保护电路和电源电路，输入信号电路包括手控开关、脚控开关、键盘、电机电流检测电路和电机电压检测，输入信号电路的信号输入到微处理器中，微处理器根据输入信号将信息处理后输出到显示电路显示电机状态，同时输出信号通过光电隔离隔离后到电机驱动控制与保护电路对电机进行控制和保护，显示电路包括正反转指示灯、负载指示灯、液晶显示器，微处理器输出信号通过开关电源电压调节电路到开关电源，开关电源给电机驱动控制与保护电路提供电源。 所述电机保护电路中采用了康铜丝与数个运算放大器构成了电机电流检测电路，所检测到的模拟信号送到所述微处理器的AD通道中，微处理器定时检测电机电流，监控保护电机。 所述电机驱动控制和保护电路中包括起隔离抗干扰的光电隔离电路，二重保护的MOSFET栅极稳压管和自恢复保险丝F1。所述MOSFET栅极稳压管的散热器旁装一温度传感器，检测驱动电路MOSFET的散热器温度输入微控制器，监控电机过载。 医用电动钻控制器是基于微处理器的， IIII~II~I iI电路，具备转速设置、电机状态监控，负载显示，过载保护，宽范围无级调速等多种功能，达到了医用电动钻控制的智能化，实时监控电机运行状况，有效防止电机过载、堵转等不正常工作。

本课题形成了一台矿用无轨胶轮纯电动车的样车，初步结果满足了相关法规，目前正在进行更为细化的性能测试（如下图），其图片为方便配重实验卸掉后载客轿厢的样车。   验车装配现场  样车道路试验-装配负载 技术创新点：     1）形成了针对井下不同道路条件的整车部件参数匹配技术；     2）形成了井下包括动力电池组及其他电气设备的防爆技术；     3）形成了采用相变材料进行散热的热管理技术；     4）形成了主从模式的分布式电池管理技术。 本项目解决的关键问题包括： 1.井下恶劣道路条件的适应性，一是坡度较大、较多，6°至14°的坡道常常见到。二是坡道距离长，几百米的长距离坡道常常见到。三是巷道积水和巷道顶部漏水，巷道顶部有时会有少量地下水滴落下来，巷道地面有时还会有少量积水，给电池组的布置带来考验。四是有的道路平整度较差且比较泥泞，正式投产的煤矿，其地下大巷一般都做了地面硬化处理，但大巷之外的其他运输通道和正式投产前的大巷，一般都不做地面硬化处理，地面平整度很差，而且由于煤泥的存在，巷道有时会有些泥泞，特别是在靠近工作面的地方，给车辆的动力性提出了新的更高的要求。为了保证井下作业的运输任务，纯电动车在整车布置、动力系统参数匹配、适应煤矿井下条件的整车控制策略优化等方面需要做出与地面常规纯电动车辆不同的方案； 2.电池组的防爆问题。井下经常有瓦斯的泄露，在这种工作环境中电池组的防爆问题十分重要，不仅仅是需要外覆盖防爆壳，对于电池组的内部也需要做大量细致的工作，以降低电池组起爆的可能性并进一步降低起爆带来的危害； 3.大量电池组的管理问题。形成了主从结构的分布式电池管理系统，采用了外部离线均衡的方式对电池单体的不一致性问题进行了处理； 4.对目前暂行的矿用电动车电池及电气系统的标准进行了分析，掌握了其主要的技术要求，后期可能参与部分标准的制定工作。 应用范围： 全国各种规模的煤矿的辅助运输。 特种防爆车辆的纯电动改造。 普通车辆的纯电动改造。

目前概况    现有的电动车，一般为敞式电动车，无舱体，人露天或篷下驾驶，工作时易受到阳光暴晒或风雨侵扰，工作条件差，危险性高；无太阳能光伏系统，主要依靠220V交流电源向蓄电池充电后行驶；充电时间长，续行里程短。    本太阳能电动车提供一种具有太阳能光伏系统、密闭型舱体外形，采用分层式自动伸缩型太阳电池板、宽位车座带靠背结构的电动车。整车所用材料以高强度轻质铝合金、高比强度轻质工程塑料为主，并采用超薄太阳电池板或薄膜太阳电池、氢镍或铅酸蓄电池，使整车重量轻。 本项目具有国内领先水平，拥有自主知识产权。 主要特点 由电动自行车应用现状和发展研究其存在的不足，提出具有太阳光伏发电系统、密闭型舱体外形、分层式自动伸缩型太阳电池板、宽位车座带靠背结构的太阳能电动车创新设计，使电动车能源供给发生根本性改变，实现对太阳能能源的利用；进行太阳光伏系统、大阳能伸缩板系统、舱体一操纵系统及其它装置的设计，开发研制独具特色的太阳能伸缩板电动车，实现真正意义上电动车对太阳能的利用；与普通电动自行车相比，无频繁充电之烦，无续行里程过短之忧，基本无污染，且造型优美、设计精巧、乘坐舒适、操作方便、马力充足、安全性好，是人们理想、实用的绿色环保型代步工具。 技术指标    本车为太阳能光伏系统发电与交流电源充电模式并存，以太阳能光伏发电为主，驱动电动车整车运动；在舱体的顶部和两侧分别安装有太阳电池组件，构成按照系统需求串并联而成的太阳能电池方阵，它与防反充二极管、控制器顺序电连接，通过控制器／开关实现与蓄电池组或电机电连接，它们共同组成太阳能光伏系统。    舱体分为顶、中、下三部分，顶部装有分层式太阳电池板；下部与车架相联；中部各窗以透明PC材料为主，与舱体联接处设为专用橡胶条密封装置；舱体内的控制装置可对分层式太阳电池板进行伸缩控制，当各伸缩层太阳电池板伸出时，太阳电池板受热幅射面积可明显增加；分层式太阳能顶板四角分别装有显示车高的前后夜行灯。 操纵部分由车把、前叉等组成，前叉装置在车架前部，前叉下部装有前轮，舱体固定在车架上，前后轮上分别装有避震装置；整个舱体上裟有前窗、后窗、左右窗、车门及换气扇，便携式蓄电池安装于脚踏下方，车尾后窗下装有可自动伸缩的电源插头。 市场前景    电动自行车是近年来国内较流行的交通工具，以其噪音小、能耗低、污染少、方便快捷博得人们的青睐。我国作为“自行车王国”，自行车包括电动自行车的产销量一直位居世界第一，此为国内电动车的研究与行业的发展提供了坚实的基础。 太阳能电动车采用太阳光伏发电系统，可使电动车的能源供给发生根本性的改变，实现对太阳能的利用和绿色环保，且具有安全、方便、费用低、节约能源、无污染等优点，其技术关键是将太阳能转化为足够的电能，补充车辆行驶中消耗的能量，延长电动车的续行里程。

本实用新型公开了一种墙面电动打磨装置，包括壳体，所述壳体右侧外壁的底部固定连接有第一电机，所述第一电机的输出轴上固定连接有第一转动轴，所述第一转动轴贯穿壳体且延伸至壳体的内部，所述第一转动轴上且位于壳体的内部固定连接转盘，所述转盘上固定连接有第一转轴，所述第一转轴上活动连接有连接杆，所述连接杆的另一端设置有第二转轴，所述壳体的内部且位于转盘的左侧固定连接有支撑柱。该墙面电动打磨装置，通过设置第一电机、第一转动轴、转盘、第一转轴、第二转轴、连接杆、螺杆、滑孔和活动螺纹杆之间联动关系，避免使得墙面凹凸不