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航空航天轻合金大型复杂结构精准激光焊接技术
以大型薄壁结构双激光束双侧同步焊接(DLBSW)工艺与装备需求为牵引，开展高效激光焊接机理、技术、装备研究，突破了激光焊接微观热-力-冶金机理、形性一体化精准调控技术，形成了首套双激光束双侧同步焊接装备，完成了国内首个激光焊接火箭贮箱的研制。
技术特征
面向航空航天大型复杂曲面薄壁结构，提出了焊缝组织形态三维解构方法、面向微区缺陷与性能的组织形态重构与参数体系化设计方法；提出了智能化建模技术，形成了面向航空航天型号产品的虚拟焊接体系。
南京航空航天大学
2021-05-11
航空航天轻合金大型复杂结构精准激光焊接技术
以大型薄壁结构双激光束双侧同步焊接(DLBSW)工艺与装备需求为牵引，开展高效激光焊接机理、技术、装备研究，突破了激光焊接微观热-力-冶金机理、形性一体化精准调控技术，形成了首套双激光束双侧同步焊接装备，完成了国内首个激光焊接火箭贮箱的研制。技术特征面向航空航天大型复杂曲面薄壁结构，提出了焊缝组织形态三维解构方法、面向微区缺陷与性能的组织形态重构与参数体系化设计方法；提出了智能化建模技术，形成了面向航空航天型号产品的虚拟焊接体系。应用范围:已有合作与成效：（1）与中国商飞合作，完成C919机身壁板结构DLBSW仿真研究与样件研制工作；（2）与上海航天技术研究院合作，将DLBSW技术应用于火箭燃料贮箱结构，成果完成了国内首个激光焊接火箭贮箱的研制工作；（3）与航天一院合作，开展新一代载人火箭贮箱箱底焊接变形控制研究。后续推广：为将来重型运载火箭、大型宽体客机、战略运输/轰炸机、下一代战斗机制造提供支持。
南京航空航天大学
2021-04-10
基于虚拟激励法的新型复杂桥梁结构抗震性能研究
该成果建立了新型复杂桥梁结构的虚拟激励法理论，应用该理论针 对三维钢结构拱桥、自锚式悬索桥等复杂桥型进行研究，提出了适合于软土地区的地震动场、自功率谱及相干函数等模型，进行了抗震性能研究，发明了具有很强抗震性能的钢管混凝土腹杆组合箱梁，对于类似桥梁的抗震设计具有重要的参考价值；对拱桥的横向支撑钢管混凝土N型相贯节点进行了理论分析和试验研究，得出往复荷载作用下不同加强形式破坏特征一致的结论，可为大跨径组合桥梁的设计与
天津城建大学
2021-01-12
复杂结构件数控加工精度与稳定性控制
随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。
项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。
形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。
北京理工大学
2023-05-10
复杂结构件数控加工精度与稳定性控制
随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。
项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。
形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。
北京理工大学
2022-05-30
飞机复杂结构件数控加工动态特征技术及应用
项目组在国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持下，提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路，攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术，为复杂结构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越提供了理论和技术支撑。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
飞机复杂结构件的数控加工能力是衡量一个国家航空制造水平的重要标志。新一代飞机结构件更复杂、精度要求更高、制造周期要求更短，对五轴联动数控加工技术提出了更高的要求。项目组在国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持下，提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路，攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术，为复杂结构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越提供了理论和技术支撑。成果在多家航空航天企业推广应用，完成了多个军机和C919、ARJ21 等民机型号多件复杂结构件的研制生产，被工信部、发改委和国防科工局作为航空领域国产高档数控机床应用示范工程三大关键共性技术之一，向全国军工制造行业推广。
三、创新点
1.揭示了加工过程中间状态几何参数、工艺参数、监测检测量等动态信息的动态迭代规律和传递规律，突破了基于加工动态特征的加工全过程工艺知识建模技术，实现了复杂结构件工艺知识积累由以零件为载体到以加工动态特征为载体的模式转变。
2.提出了基于特征识别的加工特征自动排序、加工驱动几何自动创建、工艺参数自动迭代方法，构建了加工特征切削参数优化模型，实现了复杂结构件的快速编程和高效加工。
3.提出加工过程中自适应释放和消除工件变形的加工模式，研制出能监测工件变形的浮动装夹工艺装备，突破了基于加工动态特征的装夹/加工/监测/检测自适应协同控制技术，实现了加工变形精确控制。
四、主要技术指标
1.特征自动识别率大于95%；
2.刀轨自动生成率大于95%；
3.数控编程效率提高3倍以上；
4.加工效率提高30%以上；
5.大型复杂结构件加工变形控制在0.05mm/m以内。
五、知识产权及获奖
加工动态特征驱动的智能数控编程与加工技术，研究成果2016年获“国家技术发明二等奖”、2015年获“中国机械工业科学技术一等奖”。目前已拥有授权国家发明专利60余项。
六、成果图片
图1 成果总体技术
图2 加工过程零件面型检测
南京航空航天大学
2022-08-12
一种双螺旋弹簧组合式的移动机器人悬架减震器
简介：本发明提供一种双螺旋弹簧组合式的移动机器人悬架减震器，属于减震技术领域，主要用于移动机器人的悬架与轮腿机构间的减震。该减震器包括安装支架、减震器壳体、连接套、连接轴、上螺旋弹簧、下螺旋弹簧以及轮腿支架。其减震分为两个阶段：第一阶段为垂直向上减震过程，来自轮腿支架的振动能量使得连接套上移并压缩上螺旋弹簧，借助弹簧阻尼作用减小振幅，同时下螺旋弹簧被拉伸；第二阶段为垂直向下减震过程，在上螺旋弹簧和下螺旋弹簧的弹力作用下，连接套下移使得下螺旋弹簧被压缩，借助弹簧阻尼作用减小振幅，同时上螺旋弹簧被拉伸；该减震器能够缓冲并衰减来自轮腿支架的振动能量，从而避免把较大的振动能量通过安装支架传递给移动机器人的悬架。
安徽工业大学
2021-04-11
适用于室内外环境的大部件高精度装配自动对接移动机器人
本项目创新研发了适用于室内外环境的大部件高精度装配自动对接移动机器人，相较于传统的装配对接系统，具有承载能力大，对接精度、效率高，系统运行稳定、可重构性好等特点，可完全替代传统由人力完成大部件装配对接过程。可广泛应用于火箭舱段装配生产、飞机武器挂载等场合，对于促进航空航天工业的发展具有重要作用。
技术特征
（1）自动对接机构采用视觉伺服技术，将双目相机、激光位移传感器和力传感器等多传感器数据融合，以六自由度并联机构作为运动执行机构，实现大部件高精度自动对接，负载达到1-50T，满载移动速度≤6m/min，满载额定滚转速度≤10°/min，调姿最小分辨率达到0.01mm；
（2）运行稳定性好、环境适应能力强。移动机器人采用卫星导航与惯性导航的组合导航技术，使用4G信号进行网络差分定位，可以达到厘米级定位精度。
南京航空航天大学
2021-05-11
一种具有环境适应性的足式机器人稳定性控制方法及系统
一种具有环境适应性的足式机器人稳定性控制方法及系统，该控制方法通过利用上一触地过程相关参数信息与期望达到的控制目标进行比较，对飞行相水平运动速度和系统总能量实行反馈控制，预测控制触地角度并进行系统能量补偿控制，最终实现足式机器人 SLIP 等效模型在不同地面环境下的期望稳定周期运动。系统包括系统状态检测模块和稳定控制模块。本发明不需要建立具体的机器人动力学模型，不需要计算精确的不动点触地角度，通过反馈控制实现控制收敛，控制方法简单，计算迅速，很好的解决了现有方法控制实时性不足、适应性不够等问题。且具有较好的未知环境适应性，为足式机器人稳定性控制提供了一种较好的解决方案。
华中科技大学
2021-04-11
适用于室内外环境的大部件高精度装配自动对接移动机器人
本项目创新研发了适用于室内外环境的大部件高精度装配自动对接移动机器人，相较于传统的装配对接系统，具有承载能力大，对接精度、效率高，系统运行稳定、可重构性好等特点，可完全替代传统由人力完成大部件装配对接过程。可广泛应用于火箭舱段装配生产、飞机武器挂载等场合，对于促进航空航天工业的发展具有重要作用。技术特征（1）自动对接机构采用视觉伺服技术，将双目相机、激光位移传感器和力传感器等多传感器数据融合，以六自由度并联机构作为运动执行机构，实现大部件高精度自动对接，负载达到1-50T，满载移动速度≤6m/min，满载额定滚转速度≤10°/min，调姿最小分辨率达到0.01mm；（2）运行稳定性好、环境适应能力强。移动机器人采用卫星导航与惯性导航的组合导航技术，使用4G信号进行网络差分定位，可以达到厘米级定位精度。应用范围:大部件高精度装配自动对接移动机器人不仅应用于航空航天领域的飞机装配大部件自动装配对接、战机武器辅助挂载、火箭和航天器舱段自动装配对接等，还可广泛应用于工程机械、能源、海工装备、轨道交通等领域大型型设备总装、焊接等作业环境。对提升大型部件装配的效率，节省装配时间，节约装备生产成本，具有较高的战略价值及经济前景。项目负责人简介：楼佩煌教授，长期从事现代集成制造技术、柔性制造技术，智能装备技术，物流自动化装备技术，工业机器人技术等研究与开发工作。作为项目负责人和主要研究人员先后完成了国家“862”高科技计划项目、国家自然基金项目、部省联合重大科技攻关项目、国防预研项目30多项。图1 大部件高精度装配自动对接移动机器人样机
南京航空航天大学
2021-04-10