本发明公开了一种大型自由曲面在机测量方法及装置，装置包 括弹性元件、伸缩杆、套筒、光栅尺、激光位移传感器、支撑脚、喷 墨标记头以及球形滚轮；伸缩杆位于套筒内，伸缩杆上安放有光栅尺；伸缩杆的一端与套筒端部之间安放有弹性元件，伸缩杆的另一端连接 支撑脚的一端，支撑脚的另一端连接球形滚轮，支撑脚的中部安放有 激光位移传感器，激光位移传感器与球形滚轮之间安放有喷墨标记头。 本发明采用激光位移传感器和光栅尺结合的方式实现测量，激光位移 传感器测量曲面测量点相对于其端面的距离，光栅尺测量激光位移传 感器的位移，结合两距离便可精准计算得到测量点相对于基准点的距 离；能够根据现场不同的测量要求来改变安放方式，特别适用于各种 大型复杂曲面的现场测量。 

项目研究的背景及用途:各种规格的钢板卷制是海洋石油导管架及海上 60天津大学科技成果选编 采油平台制造工程中的必备的生产工艺过程。多年来，一直采用上辊万能式三辊 卷板机，实施手动操作，费工、费人力、效率低，随着海洋石油生产的发展，已 远不能满足生产要求。为了提高企业的形象，增强企业的竞争优势，海洋石油工 程股份有限公司从生产需要出发，从企业的长远发展考虑，提出研制“大型卷板 设备数控系统”的课题计划。 该成果可用于板材的自动卷制成型。 技术原理及流程:本项目研究与开发的目的是实现大型卷板设备数字化 控制、自动化操作。总体思路为该项成果在弹塑性变形理论基础上，分析卷制工 艺、正确确定材质弹塑性变形量及回弹指数，核算设备运动及动力参数，创造性 地建立了板材卷制的数学模型;合理设计卷制工艺，编制计算机程序，采用计算 机程序控制;研制基于 PMAC 的开放式数控系统，实现大型板材工件数控卷制。 成果水平及主要技术指标:该研究达到并部分超过国际先进水平，获天 津市科技进步三等奖。 市场分析及效益预测:新研制的数控卷板设备可实现板边预弯及卷圆工 艺工步的自动化操作，比手动操作减少两名操作人员，由于实现板边预弯，省去 压力机压头工艺，可省去 2000T 油压机、20 T 桥吊各一台，省去压头操作人员 4 名，达到大幅减少操作人员、缩短工艺时间、提高生产效率、提高产品质量的目 的。正式投入生产使用三年来，验证提高生产效率近 1 倍，证明其技术先进，生 产可靠，年均创利税 150 万元。 154.TCP-I 型摩托车排气污染物测量装置 项目研究的背景及用途:防治大气污染是一个庞大的系统工程，需要个 人、集体、国家、乃至全球各国的共同努力。为贯彻《中华人民共和国环境保护 法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，配合当前我国机动车行业的产业结 构调整和企业认证，控制摩托车排气污染物对环境的污染，改善环境空气质量， 我公司自主研发试制了符合《摩托车排气污染物排放限值及测量方法(工况 法)(GB14622-2002)》全部检测要求的性价比高、可靠实用、易于操作的 TCP-I 型 摩托车排气污染物测量装置。 该装置的试制完成将打破只能以国外装置作为测量手段，因而国外装置 61天津大学科技成果选编 在排放检测领域一统天下的局面，带来有利于社会发展的有益竞争。由于整套装 置依赖于国内高校和研究所的科研力量试制完成，因此，使技术支持有了更充分 的保证，各项服务措施更加切合实际、易于实现。 技术原理及流程:本装置采用工况法测量摩托车排气中一氧化碳(CO)、碳 氢化合物(HC)和氮氧化物(NOX)的排放值，满足对摩托车产品进行型式认证试验 和生产一致性检查试验的需求，是摩托车生产企业、相关科研部门、摩托车检测 机构进行检测和分析摩托车排气污染物的必备专用设备。 本装置由中央计算机控制单元、定容稀释排气取样(CVS)单元、分析仪 器单元以及相关辅助设备组成。 成果水平及主要技术指标:国际先进。 市场分析及效益预测:本装置可以用于整个摩托车行业的发动机排放检 测，也可用于研究院所进行发动机的设计，将装置进行改进后可以适应其他机动 车的排放测量。该装置的推行，将为我国机动车生产厂家提供高性价比的检测设 备，促进各生产厂商迅速提高制造技术，降低对大气环境的污染物排放。随着世 界各国对发动机排放的日益重视，各种排放检测设备将在各发展中国家陆续上马， 该装置可以出口到其他国家地区，打破国外仪器垄断国际市场的局面。 

本发明公开了一种基于自相关的大型轴流风机不平衡量的识别方法。方法:1)假设轴流风机振动由不平衡量引起,定义轴流风机振动信号工频信号的幅值与其他频率信号的幅值之比大于等于二,采样长度大于转速信号周期;2)对轴流风机振动信号进行低通滤波;3)进行二重自相关,从轴流风机振动信号众多频率成分中分离出工频成分;4)进行有效值计算,还原出轴流风机振动信号中工频成分幅值;5)用测幅法进行动平衡,确定轴流风机不平衡质量的大小和位置。本发明可以在不提取键相信号的前提下,从复杂振动信号中有效分离出不平衡振动幅值分量,最终通过测幅平衡法找出轴流风机的不平衡大小和位置,有较大的工程应用价值。

本项目在大型屋盖风致作用机理、风效应分析理论、设计风荷载确定方法和 屋面系统抗风的技术措施、检测评价方法等方面取得了以下创新成果：（1） 提出了大跨屋盖非高斯极值风压分析理论和多模态耦合风振效应分析理论 系统构建了非定常、非高斯特性的屋面风荷载模型，提出了屋盖非高斯风压时程的概率密度表达式、多样本风压极值概率分布模型；提出能够计入多模态参 与的耦合效应和结构、风荷载、风向不确定性的基于概率的高效风振计算方法。 系统建立了屋面风荷载和结构风效应的分析理论。（2） 提出了屋面围护结构和大跨承重结构抗风设计方法提出考虑非高斯极值、相关性面积折减、风向效应的围护结构风荷载计算方 法，提出了可考虑多模态风振响应的多目标等效静风荷载分析方法。基于提出的 理论方法和大规模风洞实验，分析不同结构参数和风荷载参数下的平面、柱面、 球面、双坡、鞍型、悬挑等典型屋面围护结构全方向极值风压及大跨主体结构的 等效静风设计荷载，给出了可供设计直接使用的计算图表。（3） 提出了改善屋面围护系统抗风承载力的技术措施、评价方法以及检测手段 提出了屋面围护系统的材料选择要求和构造设计原则；研发了改善和提高抗风承载力的金属屋面板板型和抗风揭部品部件，同时很好地满足功能及节能环保 要求；提出围护系统抗风揭的实验室测试方法和现场原位测试方法，及屋面系统 的安全性评价方法。

本项目在大型屋盖风致作用机理、风效应分析理论、设计风荷载确定方法和 屋面系统抗风的技术措施、检测评价方法等方面取得了以下创新成果：（1）  提出了大跨屋盖非高斯极值风压分析理论和多模态耦合风振效应分析理论 系统构建了非定常、非高斯特性的屋面风荷载模型，提出了屋盖非高斯风压时程的概率密度表达式、多样本风压极值概率分布模型；提出能够计入多模态参 与的耦合效应和结构、风荷载、风向不确定性的基于概率的高效风振计算方法。 系统建立了屋面风荷载和结构风效应的分析理论。（2）  提出了屋面围护结构和大跨承重结构抗风设计方法 提出考虑非高斯极值、相关性面积折减、风向效应的围护结构风荷载计算方 法，提出了可考虑多模态风振响应的多目标等效静风荷载分析方法。基于提出的 理论方法和大规模风洞实验，分析不同结构参数和风荷载参数下的平面、柱面、 球面、双坡、鞍型、悬挑等典型屋面围护结构全方向极值风压及大跨主体结构的 等效静风设计荷载，给出了可供设计直接使用的计算图表。（3）  提出了改善屋面围护系统抗风承载力的技术措施、评价方法以及检测手段 提出了屋面围护系统的材料选择要求和构造设计原则；研发了改善和提高抗风承载力的金属屋面板板型和抗风揭部品部件，同时很好地满足功能及节能环保 要求；提出围护系统抗风揭的实验室测试方法和现场原位测试方法，及屋面系统 的安全性评价方法。

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。

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。

西安交通大学采用当代最先进的传感器、信号处理、模式识别、计算机网络、远程通讯等技术，研制出大型机械设备状态监测与故障诊断网络系统及其关键技术，为电力、冶金、石化、炼油、矿山、建材、机械、交通等工矿企业的机械设备安全、高效和平稳运行及设备管理提供保障，具有数据采集存储、异常报警、黑匣子监测、时域分析、频域分析、时频分析、趋势分析、智能自动诊断等功能，是设备离

我国冶金矿山 80％矿石量来自于露天开采。目前，我国大多数大中型露天矿已进入深凹开采，矿山生产遇到两个突出问题：第一，运输距离加长，运输效率降低，导致生产成本急剧上升。只有研究和采用新的运输系统，才能维持矿山的正常生产。第二，随着开采深度的增加和边坡的加高加陡，一方面，开采难度越来越大，开采安全性越来越差；另一方面，对大型露天矿，提高边坡角又是充分回收资源、减少剥离量、降低生产成本的重要手段。因此，必须研究边坡设计优化和深部强化开采技术，在保证生产安全的前提下，提高边坡角，减少剥离成本，提高经济效益。同时，大型露天矿生产设备品种多、数量大，生产和管理环节多，提高生产和管理技术水平，对企业降耗增效意义重大。本项目以水厂铁矿为依托工程，完成了下列主要研究内容：（1）采用国际上最先进的汽车－胶带半连续运输技术，在水厂铁矿建立了一条矿石运输和两条排岩运输系统，通过研究解决了系统设计和运行过程中的关键技术问题，单条排岩运输系统和矿石运输系统的生产能力分别达到 2100 万吨/年和 1100 万吨/年。（2）在大量系统的工程地质、水文地质勘查、矿区地应力场测量和矿岩物理力学特性试验基础上，采用大型非线性三维有限差分法、离散单元法和基于 GIS 的三维极限平衡法进行了边坡稳定分析和设计优化，使各区的总体边坡角分别提高了 1°～6°。（3）研制了矿车自动调度及管理系统和地测及采掘进度计划编制与实施系统，开发了具有自主知识产权的露天矿自动化调度模型和软件系统，并在水厂铁矿建立了基于 GPS 定位系统的生产设备自动调度和管理信息系统，实现了生产调度自动化。

1.项目的简单概述 我国冶金矿山80％矿石量来自于露天开采。目前，我国大多数大中型露天矿已进入深凹开采，矿山生产遇到两个突出问题：第一，运输距离加长，运输效率降低，导致生产成本急剧上升。只有研究和采用新的运输系统，才能维持矿山的正常生产。第二，随着开采深度的增加和边坡的加高加陡，一方面，开采难度越来越大，开采安全性越来越差；另一方面，对大型露天矿，提高边坡角又是充分回收资源、减少剥离量、降低生产成本的重要手段。因此，必须研究边坡设计优化和深部强化开采技术，在保证生产安全的前提下，提高边坡角，减少剥离成本，提高经济效益。同时，大型露天矿生产设备品种多、数量大，生产和管理环节多，提高生产和管理技术水平，对企业降耗增效意义重大。 本项目以水厂铁矿为依托工程，完成了下列主要研究内容： （1）采用国际上最先进的汽车－胶带半连续运输技术，在水厂铁矿建立了一条矿石运输和两条排岩运输系统，通过研究解决了系统设计和运行过程中的关键技术问题，单条排岩运输系统和矿石运输系统的生产能力分别达到2100万吨/年和1100万吨/年。 （2）在大量系统的工程地质、水文地质勘查、矿区地应力场测量和矿岩物理力学特性试验基础上，采用大型非线性三维有限差分法、离散单元法和基于GIS的三维极限平衡法进行了边坡稳定分析和设计优化，使各区的总体边坡角分别提高了1°～6°。 （3）研制了矿车自动调度及管理系统和地测及采掘进度计划编制与实施系统，开发了具有自主知识产权的露天矿自动化调度模型和软件系统，并在水厂铁矿建立了基于GPS定位系统的生产设备自动调度和管理信息系统，实现了生产调度自动化。 2. 项目来源 本项目是“十五”国家科技攻关重大项目课题（编号：2001BA609A-08）。 3. 项目的最新进展、所达到的水平 通过本项目研究，解决了大型露天矿深部开采中的关键技术问题，不但为水厂铁矿创造经济效益1.27亿元/年，使水厂铁矿的生产和管理达到国际同期先进水平，而且项目研究成果对露天矿山具有普遍意义，具有广泛的市场应用前景和极大的推广应用价值。2004年6月经教育部组织鉴定，研究成果总体上达到国际先进水平。 4. 项目的关键数据 水厂铁矿总体边坡角提高1°～6°；运输成本下降50％；生产效率提高15%；生产成本下降15%；水厂铁矿西部排岩系统运输能力达到1800万吨/年，东部排岩系统达到2100万吨/年，矿石运输能力达到1100万吨/年。在攀钢朱家包包铁矿建立了国内首条坡度为40‰～45‰的陡坡铁路试验线；朱－兰铁矿运输效率提高14.28%，延长矿山服务年限7年；在朱－兰铁矿建成了国内第一条陡坡铁路工业生产试验生产线,全长880米；定制了一台224t工况电机车，用于工业试验；完成了40‰陡坡铁路系统施工图。 应用范围：本项目四个专题的研究成果已在水厂铁矿和朱家包包铁矿得到成功应用，做到了边研究、边开发、边应用。本项目研究解决的是露天矿深部开采中具有共性的关键技术问题，因此对全国同类矿山具有普遍适用意义，具有广泛的推广应用前景。