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大型水动力装备在位机器人加工关键技术及其应用
重大装备是制造强国战略的重点，水轮机、舰船推进器等大型水动力装备是重中之重。随着对单机容量和能量转换效率需求持续增长，大型水动力装备重量尺寸大、加工空间受限、精度一致性要求高等特征的出现，给加工方式带来了新的要求与挑战。“数控加工”存在结构与位置形式固定、加工覆盖区域有限、可达性低等问题；“人工加工”虽具备灵活性，但存在劳动强度大、工作环境恶劣、加工精度一致性差等问题。
机器人在位加工具有大行程、高柔性和快响应等优点，可有效解决现有大型水动力装备“数控加工”和“人工加工”存在的受限空间复杂曲面加工区域小、柔性差、响应慢和精度一致性差等问题。但亟待突破受限空间加工轨迹规划、多阶模态加工过程控制、敏捷加工可重构装备等关键难题，以实现大型水动力装备在位高精高效敏捷加工。
本成果从受限空间高精加工轨迹规划、多阶模态高效加工过程控制、人机协同敏捷加工工艺装备三个方面开展研究，提出了机器人“加工刚度-力致误差”评价指标，发明了基于排斥势场的轨迹规划方法，研发了机器人加工多约束规划、视觉跟踪测量与误差在线补偿等软硬件模块，提出了“颤振稳定性-切触面积”高效加工优化新方法，研发了加工余量、切削负载自适应调控系统，提出了“操作经验知识迁移-知识驱动可制造性分析”工艺规划新技术，发明了国际首台（套）大型水动力装备在位机器人加工可重构装备，研发了大型水动力装备机器人化全流程加工产线，实现多种水轮机转轮和推进器叶片加工效率提升30%以上，水轮机局部加工精度最高可达±0.1mm。
图1 机器人加工软件
图2 大型水轮机转轮的机器人在位修复加工系统
图3 大型舰船用螺旋桨机器人在位加工系统
华中科技大学
2023-04-19
航空航天大型复杂结构机器人智能制造技术与装备
新一代航空航天器的跨代高性能要求使得其尺寸越来越大、材料体系越来越多、结构越来越复杂。传统制造周期长、质量不稳定，无法满足型号质量和精度要求，亟需变革制造模式。工业机器人智能制造技术与装备是解决该难题的最佳新途径。但机器人精度低、刚性弱、加工稳定性差等难题制约了其应用于航空航天大型复杂构件的高效高精制造，且核心装备被国外发达国家垄断，迫切需要突破基于移动机器人的制造核心技术与装备，形成基于移动机器人的大型复杂构件原位加工与装配融合的制造能力，打破国外垄断，实现自主可控。
技术特征
围绕航空航天大型复杂构件的高效、高精、高质量制造急需，突破了基于误差相似度的机器人精度补偿、机器人变刚度建模与加工颤振抑制、融合多源信息的在线感知与自适应工艺、多功能末端执行器研制等一系列关键技术，构建了移动机器人智能制造技术体系，自主研发了多台套多功能末端执行器和高精度大负载工业机器人智能钻/铆/铣制造装备。
南京航空航天大学
2021-05-11
航空航天大型复杂结构机器人智能制造技术与装备
新一代航空航天器的跨代高性能要求使得其尺寸越来越大、材料体系越来越多、结构越来越复杂。传统制造周期长、质量不稳定，无法满足型号质量和精度要求，亟需变革制造模式。工业机器人智能制造技术与装备是解决该难题的最佳新途径。但机器人精度低、刚性弱、加工稳定性差等难题制约了其应用于航空航天大型复杂构件的高效高精制造，且核心装备被国外发达国家垄断，迫切需要突破基于移动机器人的制造核心技术与装备，形成基于移动机器人的大型复杂构件原位加工与装配融合的制造能力，打破国外垄断，实现自主可控。技术特征围绕航空航天大型复杂构件的高效、高精、高质量制造急需，突破了基于误差相似度的机器人精度补偿、机器人变刚度建模与加工颤振抑制、融合多源信息的在线感知与自适应工艺、多功能末端执行器研制等一系列关键技术，构建了移动机器人智能制造技术体系，自主研发了多台套多功能末端执行器和高精度大负载工业机器人智能钻/铆/铣制造装备。效益分析:项目的成功研制拓宽了工业机器人应用领域，已在歼20、歼10、L15高教机、大飞机、××导弹、天宫2号空间站等国家重点型号研制和批产中应用，实现了歼20翼面、歼10机翼部件、高教机翼面、天宫二号空间站舱体等航空航天产品核心复杂大部件的生产，为我国航空航天大型复杂构件制造提供了技术与装备支撑。此外，成果还在国产机器人、精密零件制造等龙头企业实现应用推广，核心专利转化1999.2万元，近三年新增直接经济效益达11.2409亿元。
南京航空航天大学
2021-04-10
旋转机械轴承转子系统摩擦学动力学设计
提出了复杂摩擦学，动力学系统的系统工程新思想，并用于旋转机械的轴承――转子系统摩擦学、动力学设计，这与传统的摩擦学分别对各摩擦副独立的进行设计有较大区别。在理论分析及计算软件方面：在研究所历年工作的基础上进行全面整理、扩充，使其界面友好，并适用于系统设计。把用于个别目的的单个程序集成起来，嵌入了优化和某些简化的非线性分析环节，集成规模在国内处于领先地位；开发了迷宫密封气流激振计算程序，并用于实际机组计算，这种运算在国内处于领先地位；在实验研究方面：改进了轴承及转子试验台结构的测
西安交通大学
2021-01-12
基于新型氢转换材料的便携式氢动力集成装备的开发
新型氢转换材料实现了简单、高效、即时即地制氢，结合氢氧燃料电池，可为国民经济和军事领域提供便携式电源的解决方案。关键产品技术已达国际先进水平，增强了我国在氢能制取和应用技术上的核心竞争力。
哈尔滨工业大学
2021-04-14
适用于工程机械的定轴式动力换档变速箱
成果描述：目前，国内工程机械行业所用变速箱大多为传统的行星式变速箱，有二进一退共三个档位，与这种变速箱配套的液力变矩器为四元件液力变矩器。这种传动方式具有操作简单的优势，但传动效率低，油耗大。 我们开发的定轴式多档位动力换档变速器具有九个档位，前进六个档，后退三个档，可以根据需要变为前五后三或前四后三等形式。该变速箱具有以下优点：采用多片式摩擦离合器为换档元件，电液先导控制换档，换档时不需切断发动机动力，换档快捷平顺；与三元件液力变矩器配套，系统传动效率高，能充分利用发动机功率；输入轴与输出轴的轴降可根据需要改变，输出轴两端可以直接输出动力，不需要分动箱；可直接在箱体上设置取力口；易于实现系列化。该种变速箱可广泛应用于装载机、平地机、铲运机、挖掘装载机等工程机械。市场前景分析：该产品广泛应用于装载机、平地机、铲运机、挖掘装载机等工程机械，其市场前景广阔。定轴式多档位动力换档变速器和单级单相三元件液力变矩器组合的传动形式是工程机械传动系统的发展趋势，国内老式传动系统将逐渐淘汰。目前，各大主机厂所用的该类型变速箱以进口为主。与同类成果相比的优势分析：档位：前六后三、前五后三、前四后三。 传动比：0.65—5.4等比分配。 功率：150hp—220hp 轴降：400mm、500mm、550mm 国内领先。
四川大学
2021-04-11
聪动力集团有限公司
聪动力集团（CONGDONGLI GROUP），是一家以专注儿童健康成长为中心，Ai人工智能为驱动的技术型企业集团，产品包括各类儿童用体适能器材、感统器材、智能玩具、益智游戏及游乐设施的研发、生产、销售、运营于一体的现代化企业，聪动力每一个产品都散发着童梦一样的奇幻创意，它是一个缩小版的大人世界，拥有大人世界的各种模拟器材和玩具。为无数儿童造出了一个个诱人的想象力空间，从模拟、认知、行动、视觉、前庭觉、立体觉、听觉、触觉、速度、灵敏、协调、全身力量、柔韧性及心肺耐力方面等多个层面的综合训练，以及开发孩子的想象力、逻辑思维及运动力，为孩子的健康成长保驾护航。
聪动力集团有限公司
2024-09-15
旋翼/复杂地形/舰载复杂气动干扰分析技术
通过对复杂地形或舰载干扰环境下的旋翼系统进行流体力学数值模拟计算分析，获得旋翼系统气动性能和载荷特性，评估复杂地形或舰载环境下的旋翼系统气动特性和安全飞行区。本成果可应用于直升机作战环境或舰载着陆环境下的气动与安全一体化评估与分析，减少风洞试验测试和飞行测试风险。
技术优势：
（1）采用高效、高精度的计算流体力学分析方法分析旋翼/地形/障碍物/舰艇非定常干扰流场特性，准确体现复杂飞行环境；
（2）具备旋翼/地形/障碍物/舰艇之间的复杂尾流干扰特性分析能力，体现复杂干扰环境下的流场干扰核心因素和旋翼气动特性变化特征；
（3）具备复杂外形干扰的旋翼气动载荷时变特性分析能力，并评估安全干扰区间等。
南京工业大学
2021-01-12
松果动力
产业动力源和全设备的边缘智能物联一体化解决方案服务商
清华大学
2021-02-24
神驰动力
神驰动力：SC200、SC230、SC420、SC460、SC690、AP156F、AP170F、AP190F
神驰机电股份有限公司
2021-02-01