系统地研发和掌握了智能自主机器人高精度运动控制、环境感知与地图构建、多视角目标识别与跟踪、自主定位、导航和路径规划、仪表智能识别以及自动报警、高效人机交互等核心技术和整套系统集成能力。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 系统地研发和掌握了智能自主机器人高精度运动控制、环境感知与地图构建、多视角目标识别与跟踪、自主定位、导航和路径规划、仪表智能识别以及自动报警、高效人机交互等核心技术和整套系统集成能力。主持研制的铁路牵引变电站巡检机器人实现工程化，在西成客专成功、北京地铁试运行并辐射到地铁牵引供电、动力发电等设施的安全监控与运营维护和智慧农业应用。铁路变电所智能机器人巡检系统主要由智能巡检机器人、铁路变电所智能机器人监控中心、数据的智能处理和机器人充电房等部分组成，具备完全的自主知识产权;具有与铁路牵引供电SCADA系统无缝连接功能，是引领无人值守牵引变电站新模式的核心装备之一，该机器人系统解决了铁路变电站巡检自动化程度低，人工劳动强度大的问题，同时谱系化该机器人可为城市轨道变电站巡检提供新模式。

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IR—C100是一款应用于标准工业环境的通用移动机器人。机器人硬件 层面提供多种供电以及通讯接口，可与电梯、CNC等多种设备实现通 讯，充分与用户场景对接，支持顶升模块、机械臂、推车、滚筒等多 种外部设备，并且支持二次开发，最大负载重量为200KG。

MV-AIBOT 是一款模块化智能移动机器人，包含移动底盘、图像处理模块、SLAM激光雷达模块、智能语音交互学习系统模块和通信模块五个模块，每个模块均可单独使用，可配套对应的课程实验。适用专业：机器人、人工智能、自动化、机电、电子、计算机等。1、丰富的模块化设计：包含移动底盘、图形处理模块、SLAM 激光雷达模块、智能语音交互学习模块、通信模块。2、独立电源管理单元：各模块均带有独立的电源单元，可单独供电使用，适应不同的教学场景应用。3、全 wifi 覆盖：各模块均带有独立的 wifi 系统，适应在无 wifi 环境下，构建局域网，同时预留 RJ45 有线接口。4、多种扩展资源：各模块预留独立的电源输出接口、扩展 GPIO 口、USB 口、TF 卡槽、HDMI 口等，使用方便，足以应对不同二次开发应用。5、丰富的支撑课程：嵌入式系统原理与设计实验、移动机器人实验、电机驱动与运动控制、机器人视觉实验、机器人传感器技术、ROS 实践教学、Python 实践、人工智能算法实践

氢气再循环泵是氢燃料电池系统中的关键部件之一，主要有两种技术路线：电机驱动机械式氢气再循环泵（机械泵）和喷射式氢气再循环泵（喷射泵）。目前国内均无成熟产品，机械泵主要依赖进口，然而该类产品存在大流量下升压能力差、结冰堵转、故障率高等缺点。喷射泵利用氢罐自身压力运行，可完全克服机械泵的缺点，且无需电机驱动、无运动部件，完全避免了由电机带来的能耗、密封、防爆、减振及降噪等致命缺陷，是氢气再循环泵的变革性技术和终极解决方案。本项目综合运用多喷嘴引射新器件、多相适应新技术、全局优化新方法，研发安全、可靠、高效、无源的喷射式氢循环系统，以期解决燃料电池氢循环密封难、能耗高、寿命短等痛点，推动行业进步。

具有自动送料功能的秸秆压块燃料户用采暖装备一、 项目简介在教育部科学技术研究重点项目和河北省科技支撑计划项目的资助下，河北工业大学能源与环境工程学院（暨天津市建筑供能技术工程中心）基于对北方农作物秸秆燃料燃烧特性的研究，开发了具有自动送料功能的秸秆压块燃料户用采暖装备。农作物秸秆的燃烧特性与燃煤显著不同，秸秆燃料的挥发分含量高达70%，固定碳含量仅有15%左右，灰分含量低于10%。秸秆燃烧放热集中于挥发分的气相燃烧过程，而燃煤以固定碳固相燃烧放热为主，因此，套用燃煤炉结构（尤其是配风方面）来设计秸秆压块采暖炉是不可行的。秸秆燃料灰熔点低、富含钠钾等碱金属化合物，采用常规层燃方式易于造成燃料层板结、受热面结渣和碱金属腐蚀，并导致燃烧效率和热效率降低。煤块的燃烧周期长达2小时，而秸秆压块的燃烧周期仅有25分钟，人工添加燃料势必造成炉内燃烧工况波动和污染物排放提高。秸秆燃料低温、缺氧情况下将产生大量焦油，夜间封火将形成焦油污染，并将因烟气中的水蒸气冷凝而形成污水二次污染。本项目所涉及的秸秆压块燃料户用采暖装备匹配了自动送料装置，内置“日间供热”和“夜间供热”两种模式，可实现12小时无人值守，不仅提高了燃烧稳定性、燃烧效率和热效率，同时彻底摆脱了夜间封火工艺，可有效保证用户的夜间室内温度，舒适度大大提高，劳动强度显著降低。二、 项目技术成熟程度具有自动送料功能的秸秆压块燃料户用采暖装备在技术上已经完全成熟，目前已在遵化和张家口分别完成了热负荷10kW（供热面积80-100m2）和15kW（供热面积150-200m2）采暖装备的示范运行工作，其各项污染物排放指标均满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2013）的要求，燃尽灰可直接作为生物肥料还田。户用采暖装备示范样机照片见下文图1。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）本项目所涉及的采暖装备已获得国家发明专利授权1项，另有1项发明专利正处于审查过程中。秸秆压块燃料户用采暖装备示范样机监测结果显示，其各项污染物排放指标均满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2013）的要求，其热效率达到80%以上。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）应用领域：具有自动送料功能的秸秆压块燃料户用采暖装备主要适用于北方农村地区农村住房的冬季供暖过程，同时可用于城郊别墅冬季供暖、蔬菜种植大棚的供热、以及养殖建筑的冬季供热。市场分析：2013年，京津冀地区农民生活生产燃煤消耗高达4224万吨/年，占到社会总煤耗量的11%，而农村地区燃煤的污染物排放却占环境统计烟尘排放总量的23.2%、二氧化硫排放总量的15.2%，氮氧化物排放总量的4.4%。上述统计数据说明，燃烧等量的煤炭，农村用能过程较工业燃烧过程对环境污染的贡献率更大。2014年，北京可持续发展促进会针对京津冀农村地区7795个农户的生活用能情况进行了调查，农民的用能以“散煤+电+液化石油气”方式为主，户平均生活能耗折合2.5-3吨标准煤/年，其中，冬季燃煤采暖用能所占比例高于60%、生活用电能耗约占20%、炊事用能约占15%（以秸秆等生物质能和液化石油气为主）；并且农户生活用能的85-90%为商品能源，户均能源购置成本3500元/年。上述调查结果说明，污染物排放严重的燃煤燃烧在农村用能过程中占据着主导地位，而农村地区丰富的生物质能并未得到有效利用。近十年来，我国在生物质能的规模化利用（秸秆直燃发电、生物制油制乙醇、秸秆集中气化等）领域，完成了各种类型的示范工程建设。但值得注意的是，由于秸秆收集半径过大、燃料运输成本过高等原因，已建成的数十座秸秆直燃电站并没有彻底改变农村地区秸秆田间焚烧或废弃的现状。目前，农村地区均使用技术水平较低的、未配备除尘脱硫装置的燃煤采暖炉散烧劣质原煤，从技术角度而言，市场上现有的户用燃煤采暖炉根本无法克服周期性的人工添加燃料和夜间封火工艺所造成的燃烧不稳定和燃烧不完全现象，而上述周期性燃烧和不完全燃烧，是造成农村地区燃烧污染物排放严重超标的主要原因。2014年，京津冀三地针对农村地区冬季采暖燃煤排放问题相继出台“推广民用无烟煤炉具”、“控制散烧劣质原煤，强制燃用无烟煤或型煤”、“推广秸秆压块民用采暖炉”等政策，并计划在2017年之前投入数千万元用于补贴农户购置无烟煤炉具或秸秆压块采暖炉。但这不过是一时权宜之策，目前市场上销售的无烟煤炉具和秸秆压块采暖炉，均因缺乏专业设计而无法克服人工加料和夜间封火所造成的燃烧不稳定和燃烧不完全现象，不能从根本上控制燃烧污染物的超标排放；尤其是秸秆压块采暖炉，封火期间的低温燃烧过程将产生大量的碳烟、焦油和冷凝水，室内空气污染异常严重，影响用户的身体健康。河北省年产秸秆6200万吨（全国年产秸秆7亿吨，天津市230万吨），其中能源化利用的仅有74万吨，直接还田和废弃的秸秆折合标准煤2300万吨。但是由于缺少专用的燃烧设备，导致大量秸秆于田间焚烧，能源浪费和大气污染严重 。因此，在农村地区推广以秸秆燃料取代燃煤采暖具有可行性，而技术先进的秸秆压块燃料户用采暖装备在农村地区具有广阔的应用前景，其需求量巨大。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）北方农村地区冬季供热多采用燃煤采暖炉+土暖气模式，是一种分布式供能系统。由于燃煤采暖炉的技术水平较低，热效率仅有65%左右，故导致其燃料消耗量较高；并且，常规燃煤采暖炉在夜间必须封火，低温、缺氧燃烧不仅降低了室内温度，同时也显著提高了燃烧污染物排放量，并且煤气中毒的可能性增大。目前，农村地区100m2供热面积年消耗燃煤3-5吨，燃煤购置成本3000-5000元/采暖期。利用农村废弃的农作物秸秆、树枝等加工而成秸秆压块燃料取代燃煤用于冬季采暖过程，是符合国家中长期发展战略和京津冀地方政府农村政策的。值得注意的是，秸秆和秸秆压块属于地方燃料，收集和运输半径过大势必提高其燃料成本，因此，建议采用“就地生产、就近利用”的模式，来推广秸秆压块采暖装备和秸秆压块燃料。企业需要以能源供应商的身份介入秸秆压块采暖装备和秸秆压块燃料生产销售过程，以“分户采暖/集中监控”的商业模式运行；需要在农村地区建设辐射半径10公里（1000-2000家左右的用户）的中心服务站，一方面负责秸秆收集以及压块燃料的生成、销售工作，另一方面负责燃烧装备的生成、销售工作，同时还要负责燃烧装备的运行监控、维护及维修服务工作。以服务1000家农户（预计秸秆压块燃料总消耗量5000吨/采暖期）的中心站建设为例，其投资规模为150万元左右，场地规模3000m2左右，人员10-13人（其中专业技术人员和管理人员3-4人，装备生产加工人员3-4人，燃料加工人员4-5人）。投资预算包括：秸秆压块装备购置成本25万元（2台套）；燃烧装备加工设备购置成本15万元（年生产能力2000台套）；土地购置成本20万，厂房和燃料仓库建设成本30万元、露天储料场建设成本5万元；控制终端设备购置成本10万元；人员工资成本30-40万元/年。等等。六、 生产设备秸秆压块燃料生产需要购置秸秆压块机，生产能力1-1.5吨/小时的秸秆压块机械，目前市场售价12万左右。采暖装备加工需要卷板机、电焊机、磨具等基本机械加工设备。七、 效益分析下文将从用户和能源供应商两方面进行效益分析。1、秸秆压块、燃煤和燃气采暖的经济性分析以采暖面积200平米的民居为例，采暖热指标取70W/m2，若选用NK15.0-IY型户用采暖装备，售价以4000元/台计算；秸秆压块发热量3500-3700kcal/kg，市场售价450-550元/吨。初投资（不包括室内管网）和运行成本见下表：采用秸秆压块采暖装备进行冬季采暖，其初期投资为4210元，运行成本包括秸秆压块购置4140-5160元、自动送料装置和循环水泵电耗180元，折合采暖费用为22-26.5元/平米。若农户自产5吨秸秆，则采暖成本可降低至15元/平米以下。同样供热面积的燃煤采暖炉市场售价1500-2000元/台，其热效率约为65%；燃煤发热量5600kcal/kg，目前市场售价650-800元/吨左右。初投资（不包括室内管网）和运行成本见下表：采用燃煤炉具进行冬季采暖，其初期初投资为1710-2210元，较秸秆压块采暖装备初投资低2000元左右，考虑国家补贴的1500元后，两者相差500元左右。其运行成本包括燃煤购置费用4916-6050元，循环泵电耗50元，折合采暖费用为24.8-30.5元/平米，较秸秆压块全部购置采暖成本高10%左右。但是，采用秸秆压块采暖装备的劳动强度更低、室内舒适度（尤其是夜间）更高，灰渣处理量更少，环保效益更为显著。同样供热面积的燃气壁挂炉市场售价8500-15000元/台，可同时解决采暖和热水供应问题；单户燃气壁挂炉采暖有很大的调节灵活性，使用完全独立，采暖温度以自主调节，采暖时间可自行控制。天然气价格按3元/立方米计算，其运行成本见下表：燃气壁挂炉采暖的初期投资为8500-15000元，其运行成本包括燃气费用9504元，折合采暖费用为47.5元/平米；尽管燃气壁挂炉采暖系统兼具热水供应功能，但如此高的投资成本和运行成本，是普通农户难以接受的。综上所述，对于农户而言，使用秸秆压块采暖装备进行冬季采暖，具有良好的经济性；同时可以降低商品能源的使用，可提高户用供能自给程度到60%以上。2、能源供应商的投资效益本项目推广实施过程中，企业将以能源供应商和服务商角色介入，负责建立辐射半径5-10公里（用户1000家左右，秸秆压块消耗量5000吨/采暖期）的区域中心工作站（投资规模150万元左右），负责采暖装备的生产、销售、日常维护和年度检修，负责秸秆收集、运输以及压块燃料生产、销售和运输，负责区域供热系统的集中监控和运行保障。而农民用户则负责秸秆生产、采暖装备上料（12小时一次）和供热模式切换、以及室内暖气系统日常调节。在这种商业运作模式下，能源价格将主要由秸秆原料价格（150元/吨）、秸秆压块成型成本（150元/吨）、秸秆和压块燃料收集运输成本（50元/吨）、服务成本（50元/吨）和利润（100-150元/吨）等组成。企业每年可通过秸秆压块燃料销售获得利润50-75万。采暖装备的生产与销售也是企业利润的来源之一，单台采暖装备的生产成本可控制在3000元以下，若销售价格为3400-3500元的话，以年销售1000台计算，企业每年可通过采暖装备销售获得利润40-50万。目前各级政府对于大规模利用秸秆燃料进行了补贴，在利用规模高于5000吨/年情况下，国家财政补贴一般为150元/吨，因此，企业每年可获得的财政补贴为75万。值得注意的是，企业只有以能源供应商角色介入，方可达到如此大的销售和利用规模，而以单个农户每年消耗几吨秸秆燃料的模式运作，是无法获得国家补贴的。综上所述，依托本技术建立一个中心服务站每年可获得的利润为90-125万，可获得的国家补贴为75万，一年即可收回投资。因此，对于企业而言，本项目具有良好的经济效益。八、 合作方式专利转让、技术入股均可，面议。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）联系人：刘联胜电话：13802036623Email: lane812@163.com

本成果属于能源与动力工程技术领域，涉及节能、燃烧、传热学、热力 学、环境保护等等多个相关学科。 成果针对醇基燃料工业燃烧过程中存在积碳堵塞气化管道、燃烧效率 低、燃烧稳定性差、醇基燃料工业燃烧技术及装置不成熟等问题，创新研发了 60-350kW额定功率下负荷大范围变动（25%-120%）醇基燃料引射式自适应配风 燃烧技术： ①  首次开发了醇基燃料引射式自适应配风技术，获得了负荷大范围变动下引 射式自适应配风技术、关键工艺参数，燃烧中能根据热负荷大小自动调节燃烧所 需的配风量，实现燃料完全燃烧； ②  成功首创了低于醇基燃料析碳温度条件下促使其气化的恒温实时预气化 技术，能够在燃烧器的功率调节范围内，实现醇基燃料完全气化，且未见过热积 '③基于自主研发的醇基燃料引射式自适应配风技术、液体燃料无析碳恒温气 化技术，首创了具有自主知识产权的醇基燃料高性能引射式自适应配风燃烧技术, 解决了负荷大范围变化（25%-120%）时的自适应配风、无析碳实时气化、气化管 道堵塞、燃烧效率低、燃烧稳定性差、污染物排放较高等难题，燃烧效率达99. 9% 以上，且完全燃烧后，无粉尘排放，主要污染物排放（CxHy<lppm, C0<lppm, N0x<10ppm）远低于国家标准； ④应用本研究成果提出了适合于中小型燃煤、燃油工业炉的燃烧系统与装置, 并进行了工业应用，可将现有燃煤熔炼炉等中小型工业炉的热效率由25%-30%提 高至80%以上。

本项目为高分散负载高活性贵金属质子交换膜燃料电池催化剂的可控制备技术。采用低成本的原位还原技术制备了高性能的非铂基燃料电池催化剂，可用于氢-氧燃料电池，甲醇-空气燃料电池等系统中。质子交换膜燃料电池因其理论比容量高(33 kWh/kg)、电流密度大、工作温度低、污染小等优点成为最先进的二次能源新技术。 燃料电池的核心技术是制备高效、长寿命的电极材料催化剂。目前的商用催化剂主要是高负载量的铂基催化剂。西安交通大学电信学院杨光教授及其课题组在高性能、低成本催化剂的合成和应用上取得重大突破，开发出了钯基燃料电池膜电极催化剂的新型制备工艺，该制备技术所需设备简单、工艺路径易于实现，合成的催化剂性能类似于目前掺加60%铂的商用催化剂，实现了催化剂的无污染快速制备。该合成方法的最大优点是将燃料电池催化剂的功率成本降低到目前商用催化剂成本的2%。