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完全重力平衡的 6 自由度串联式主手机器人
成果与项目的背景及主要用途：
近二十年来,机器人技术发展非常迅速,各种用途的机器人在各个领域广泛获得应用。但我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距,因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是很有现实意义的。在工业机器人的实际应用中,串联机器人应用最为普遍,已经广泛的应用于生产中的机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配等作业。
技术原理与工艺流程简介：
一种完全重力平衡的 6 自由度串联式主手机器人：分别固定在基座上的第一关节驱动电机和第一关节轴；第一关节丝盘，通过回转副可旋转的连接在第一关节轴的下端，所述的第一关节驱动电机的输出轴通过传动丝连接第一关节丝盘；两个吊架，分别固定连接在第一关节丝盘底部端面上的两侧；大臂关节轴，该大臂关节轴的两端部分别对称的固定在所述的两个吊架下端部；第二、三关节丝盘，该第二、三关节丝盘的回转中心固定连接在大臂关节轴上；平行四边形驱动机构，该平行四边形驱动机构可旋转的连接在大臂关节轴上，且底部连接腕部机构。本项目能够实现 6 自由度力感机器人的完全重力平衡，满足力雅克比方程成立条件，使主手机器人具有良好的静态透明性，提高力感精度。
应用前景分析及效益预测：
全球工业机器人需求量保持在一个很高的水平，主要应用在汽车整车、汽车零部件、电子电气和化工、橡胶和塑料等领域，占比高达 60%。根据国际机器人联合会（IFR）统计，国际机器人市场于 2010 年开始恢复性增长，其中工业机器人在 2011 年的全球市场销量为 16.6 万台，销售额 255 亿美元。2011 年中国工业机器人销量达 22600 万台，位居世界工业机器人销量排名第三位，仅次于日本、韩国。据 IFR 估计，中国未来的工业机器人市场年需求量约为 100 万台，将成为世界最大的工业机器人市场。该六自由度串联机器人，可应用在焊接、搬运与装卸、涂漆、表面处理、切割等多个领域，应用前景巨大。
应用领域：焊接、搬运与装卸、涂漆、表面处理、切割等行业
技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：
按需要可购置国产设备或国外设备、厂房面积 1500~5000m2、具体厂房面积和投资规模可视企业的情况和产品的批量规模而定。
合作方式及条件：合作方式可采取技术转让或协商。
天津大学
2021-04-11
金属功能材料
通过对烧结钴铁氧体进行热等静压烧结，得到钴铁氧体陶瓷材料的样品内部孔隙大大减少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸缩系数绝对值大于 150ppm；磁致伸缩激励场低于 2000Oe。对钴铁氧体磁致伸缩材料进行热等静压处理促进了其在低场高频磁致伸缩领域的应用。 通过凝胶注模、磁场取向及常压烧结及热处里工艺，得到的钴铁氧体磁致伸缩材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸缩系数绝对值大于 300ppm，对应的激励场低于 2000Oe。
北京科技大学
2021-02-01
人工电磁材料
人工超材料是指亚波长尺度单元按一定的宏观排列方式形成的人工复合电磁结构。由于其基本单元和排列方式都可任意设计，因此能构造出传统材料与传统技术不能实现的超常规媒质参数，进而对电磁波进行高效灵活调控，实现一系列自然界不存在的新奇物理特性和应用。然而，传统的电磁超材料和超表面都是基于连续变化的媒质参数，很难实时地操控电磁波。 以程强教授为核心团队的课题组在国际上首次提出“数字编码与可编程超材料”，提出用二进制数字编码来表征超材料的思想，通过改变数字编码单元“0”和“1”的空间排布来控制电磁波。这一概念的提出不仅简化了超材料的设计难度和优化流程，构建了超材料由物理空间通往数字空间的桥梁，使人们能够从信息科学的角度来理解和探索超材料。更重要地是，超材料的数字化编码表征方式非常有利于结合一些有源器件（例如二极管和MEMS开关等），在现场可编程门阵列（FPGA）等电路系统的控制下实时地数字化调控电磁波，动态地实现多种完全不同的功能。 在该工作中，作者利用优化算法，设计相应的时空三维编码矩阵，超表面将入射波能量分散到空间任意方向和任意谐波频谱上，这一特性很好地缩减了雷达散射截面（RCS），未来有望应用于新型的计算成像系统。更重要的是，引入时间维度的编码之后，可以扩展传统的空间编码比特数，降低了实现高比特可编程超表面的系统复杂度。例如，一款2比特的可编程超表面，只要设计相应的时空编码矩阵，就可以在中心频率和谐波频率实现等效的360度相位覆盖，这是传统可编程超表面无法实现的，可用于实现波束塑形等一系列实用功能。 本工作得到了国家科技部重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项“微波毫米波数字编码和现场可编程超构材料的理论体系与关键技术”，以及国家自然科学基金等项目的资助，相关实验测试工作在东南大学毫米波国家重点实验室完成。
东南大学
2021-04-11
龋齿修复材料
浙江大学
2021-04-10
交通吸音材料
我院自主研发的新型无机基复合吸音材料具有吸声隔声性能好，抗强气流冲击，耐侯，防水，防火，环保，美观，施工、安装、维护方便等特点，性能与国外的相当，价格只有进口价的1/5。
南京工业大学
2021-01-12
Lehn功能材料
综述了人工钾离子通道或运输载体选择性设计及其功能特性，特别是选择性运输钾离子的功能设计，有助于进一步探究活性结构作为“过滤器”或“门控”蛋白在离子传输过程中的动态过程。综述指出人工钾离子通道一般具有以下特征：（i)钾离子结合的大环识别位点。配位后大环通道获得的能量可以补偿钾离子脱水后能量损耗。即使体系中存在过量的Na+离子，大环通道也只识别K+离子。从机理上看，该识别系统具有协同动态效应，K+离子的增加也协同驱使着大环通道对钾离子的选择性增大；（ii)能够实现分子间自组装的氢键供体与受体；(iii)具有可以嵌入疏水双层膜结构的疏水链。 该综述分析和总结了该类材料体系中跨膜传输钾离子的机理与机制；总结了人工设计自组装高选择性钾离子通道的特征，并对比了一系列的人工钾离子通道单晶结构特点及其跨膜运输的特点。
中山大学
2021-04-13
D 木塑材料
木塑复合材料(wood-plastics composites,简称WPC)是利用热熔塑胶（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等以及它们的共聚物）作为胶粘剂,用木质粉料（如木材、农植物秸秆、农植物壳类等生物质物粉料）为填充料,经挤压法成型或压制法、注塑法成型所形成的复合材料。木塑复合材料不仅具有原木特有的木质感,而且它具有较好的机械性能、尺寸稳定性好,耐水性、耐磨性、耐化学腐蚀性优良,不怕虫蛀,易于着色,维护要求低,使用寿命长,易于成型,可二次加工等众多优异性能。被广泛的应用到建筑、室内潢、汽车、包装、仓储等领域代替木材使用；得到了广泛应用。 另外它还可充分利用回收木材、余料、木屑等原来被废弃的木料,大幅度提高天然木材的利用率,并可解决废弃木料所造成的垃圾污染及处理问题,具有保护环境,提高人造木材制品附加价值的功效，被誉为绿色环保新型材料,具有广阔的发展前景。
西安交通大学
2021-04-11
电磁防护材料
北京工业大学电磁防护与检测研究室开发出四种类型的电磁防护材料，取得了多项具有自主知识 产权的科研成果，包括： 近场干扰抑制材料、频率选择表面、新型电磁屏蔽材料、电磁波吸收材料 上述材料具体包括：近场干扰抑制贴片、磁耦合隔离薄膜；频率选择表面材料及其加工技术；柔 性电磁屏蔽织物、磁屏蔽薄膜、电磁屏蔽涂料、高导电粉体、导电弹性体；柔性吸波材料、高温吸波材料。
北京工业大学
2021-04-13
负泊松比材料
该综述系统地总结了负泊松比材料的最新研究进展，分析了应变，微观结构等调控材料泊松比的方法。最后阐述了各种功能材料中多种负系数特性（负泊松比，负热膨胀以及负压缩性）以及它们之间可能的共存现象，并提出了负泊松比材料的潜在研究方向和调控泊松比的新方法。 作为基本的弹性变量，泊松比（Poisson’s ratio）定义为在垂直与加载方向与加载方向之间的形变量比值。它表征了材料在载荷作用下发生形状畸变或者体积变形之间的竞争，为衡量材料受力下的弹性形变提供了最基本的度量标准，并在材料和力学等领域得到广泛的应用。 综述了负泊松比材料的研究进展,包括负泊松比材料理论研究、天然和人工制备，特别是当前各类热门材料（包括生物材料，有机大分子材料，3-D打印材料，金属有机骨架材料和碳纳米管、黑磷以及诸多电子氧化物外延薄膜等低维材料）的负泊松比现象。分析了负泊松比材料所具备的几何/内在晶体结构，确定材料结构-负泊松比特性之间的关系。探索泊松比随材料结构和外界环境（温度和压强）的可变性，通过比较各类调控方式，寻找负泊松比材料，并对未来负泊松比材料的力学性能研究及应用进行了展望。
南方科技大学
2021-04-13
金属功能材料
通过对烧结钴铁氧体进行热等静压烧结，得到钴铁氧体陶瓷材料的样品内部孔隙大大减少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸缩系数绝对值大于 150ppm；磁致伸缩激励场低于 2000Oe。对钴铁氧体磁致伸缩材料进行热等静压处理促进了其在低场高频磁致伸缩领域的应用。通过凝胶注模、磁场取向及常压烧结及热处里工艺，得到的钴铁氧体磁致伸缩材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸缩系数绝对值大于 300ppm，对应的激励场低于 2000Oe。
北京科技大学
2021-04-13