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新型静电飞行器
微型飞行器小体积、轻质量、高机动，能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务，在国民经济领域拥有广泛应用前景。然而，此类飞行器普遍存在飞行时间短的痛点问题，尤其当重量小于10克时，其飞行时间一般不超过10分钟。这是因为目前微型飞行器的发动机驱动部件一般采用传统的电磁电机，而电磁电机在微型化后转速高、发热大，能量转化效率急剧下降，甚至降到10%以下。微型电磁电机效率下降后，如果采用供电方便的自然太阳光作为能量来源，受限于太阳能电池的面积，很难满足飞行需求。
为了解决上述难题，北航科研团队从微型发动机的原理方面寻求突破，提出一种新的静电驱动方案，研制出了在微小尺寸下转速低、发热小、效率高的微型静电电机，并首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行，在微型飞行器的发展进程中具有里程碑意义。
该飞行器主要由静电发动机和超轻质高压电源组成，具备低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）优势，首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。
静电发动机的核心是静电电机，它是一种依靠静子和转子间的库仑力来产生连续旋转运动的新型微型电机，具备结构简单和无需绕组的优势，其高电压（千伏级）、低电流（微安级）的工作特性也使其在工作过程中发热少且无明显红外特征。相比传统电磁电机，静电电机表现出了颠覆式的效率和功耗特性，在小质量（5克以内）情况下，其能量转化效率可达传统电磁电机的10倍以上，产生相同升力所需功耗仅为电磁电机的1/10以内，因此即便采用小尺寸太阳能电池，也可以为微型飞行器提供飞行所需功率。
电机虽然效率高、功耗低，但仍需要千伏级高压电流来驱动，然而传统高压电源由于体积和重量过大，无法搭载在微型飞行器上。因此团队还针对飞行应用场景，研制了千伏级超轻质高压电源，主要包括太阳能电池和升压电路两部分，其中升压电路可以在1.21克的重量下，将太阳能（或锂电池）输入的低压直流电，转换为4 - 9千伏的高压直流电，相比美国斯坦福大学研发的同类技术升压比提高了92%。
在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下，本项目研发出的飞行器整机仅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一张A4纸还轻（4.21克），尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的1/10和1/600。更进一步，团队还提出一款翼展8毫米，质量9毫克的超微型静电飞行器，飞行功耗不到1毫瓦，展示了静电电机在飞行器进一步微型化中的巨大潜力。
北京航空航天大学
2024-07-19
太阳能温差发电系统
项目基于温差发电的基本原理，研制了一套用于驱动小功率电器用的太阳能温差发电系统。该系统主要由太阳能聚光型集热器、温差热电转换器和散热器三部分组成，温差热电转换器是由某种半导体材料加工而成。系统原理是利用太阳能聚光型集热器对温差热电转换器的一面进行加热形成热端，而热电转换器的另一面通过散热器自然散热形成冷端，这样两端就形成了一定的温差，由于半导体材料的赛贝克效应实现热能向电能的转换，从而可直接给负载电器供电或把电能用蓄电池储存起来。 白天利用太阳能可对某些小功率电器直接供电，或者把多余的电量用蓄电池储存起来电池；夜间可以用蓄电池来带动用电设备。代表性的电器设备如：应急灯、节能灯、小型风机或、风扇、小功率通讯设备等等。本发电系统对环境无污染，还有工作时间长、维护小、可移动性好，无噪音等一系列优点，使得其在偏远山区家用照明、做饭和通讯，无须维护的小功率公共设施如山区公路照明和海上灯塔，以及野外应急用电设备等领域具有广阔的应用前景。目前，本系统在实验室初步测试已经能稳定提供至少2W以上的电量。
北京航空航天大学
2021-04-11
太阳能直接蒸汽技术
太阳能热利用技术是当前国际新能源领域的研究热点，也是我国近年来可再 生能源发展战略中的重要组成部分。新型水工质的太阳能直接蒸汽(DSG)技术 在系统效率、投资运行成本、工质安全/环保性等方面均具有显著优势。
西安交通大学
2021-04-11
太阳光自动跟踪装置
该系统通过单片机对太阳能电池板进行跟踪控制,太阳能电池板转换的电能通过控制充 电控制器转换成 12V 电压,对能量进行存储、负载的使用和跟踪系统的工作。 该系统能够自动跟踪太阳运行轨迹，并且具有较强的抗伪光源，云层变化和其他干扰的 影响。在太阳能源利用领域具有较强的推广价值。
南京工程学院
2021-04-13
太阳能照明灯
白天，由太阳电池板将光能转换给蓄电池充电，当夜晚来临时，蓄电池的电能由高频逆变器转换成交流电使灯点亮，经过设定时间后，灯即自动熄灭。
西安交通大学
2021-01-12
变刚度双质体二级动摆混沌振动磨
本实用新型变刚度双质体二级动摆混沌振动磨涉及一种振动磨，特别是一种具有变刚度、双质体、二 级动摆的混沌振动磨。包括上质体、下质体、主振弹簧、隔振弹簧、底座等，其中上质体主要包括振动电 机、筒体、右联接架、左联接架和配重体，筒体主要包括进料口、端盖、出料口和磨介。上质体与下质体 之间通过主振弹簧相联接，主振弹簧内径与上、下质体上的弹簧导柱外径相配合；下质体通过隔振弹簧支 承在底座上；所述振动电机包括动摆组件，动摆组件在振动电机轴左右两端呈对称分布，所述动摆组件包 括定摆、平键、轴套、一级动摆、轴承一、振动电机轴、二级动摆轴、轴承二和二级动摆。
南京工程学院
2021-04-11
一种动基座重力梯度仪自梯度补偿方法
本发明公开一种动基座重力梯度仪自梯度补偿方法，包括对自梯度模型中环境物体特征参数进行标定，然后实时检测载体的姿态，将姿态数据输入自梯度模型，实时计算出自梯度，实现自梯度补偿。当梯度仪的环境物体发生改变时，只需重新标定环境物体特征参数，该自梯度补偿方法，适应性强，操作简单易实施。
东南大学
2021-04-11
一种动平台红外图谱关联探测系统及方法
本发明公开了一种动平台红外图谱关联探测系统，该系统包括光学头罩、宽波段光学系统、二维伺服随动系统、红外光纤、傅里叶干涉光谱模块、图谱关联探测处理模块、电源模块和显示模块；入射光从光学头罩进入，至宽波段光学系统并由分光镜分光；透射的光线经过长波成像透镜组聚焦在红外探测器上成像；反射的光线经过宽光谱透镜组聚焦于光纤耦合器，由红外光纤进入傅里叶干涉光谱模块形成干涉图，并经傅里叶变换得到光谱数据；图谱关联探测处理模块有
华中科技大学
2021-04-14
一种动目标的红外辐射光谱特性仿真分析方法
本发明公开了一种动目标的红外辐射光谱特性仿真分析方法，该方法首先为动目标三维几何建模并将目标按区域划分；之后建立目标温度分布模型，计算不同观测角度下目标表面各点的温度；然后建立红外大气传输模型，计算大气透过率及大气路程辐射；之后设定测量系统及动目标的各参数；再利用已建立的目标温度分布模型及红外辐射传输模型计算动目标像方的辐射能量；最后分别计算点目标及面目标的红外辐射能量并绘制相应的辐射光谱曲线。本发明技术方案方
华中科技大学
2021-04-14
基于液压油缸动载控制的控制系统及算法
项目背景：目前以液压作为驱动的伺服控制系统的高精 度、高频率动态控制技术基本被 MTS、MOOG、Delta 等国外 设备商垄断，这些伺服控制器适用性强、性能指标高和资源 配置灵活，能实现多参数同时控制和补偿，特别在系统的非 线性修正、控制特性的改善以及控制状态的转换方面具有较 大的优势，尤其是在控制算法上有很大的优势。国内目前无 论是高性能动态控制器还是与之适配的控制算法，与国外相 比起步较晚，在这方面的研究相对落后，与国外伺服控制系 统的水平还有较大差距。国内虽然有研究，但没有形成自己 的产品，为满足国内各科研、生产需要，提供一流水平的静 动载控制设备，实现电液伺服系统实时运动控制，需要寻求 到具有国际一流水平的高性能控制器及配套动态控制的算 法。
所需技术需求简要描述：1.电液伺服控制器硬件设计。 选择合适的硬件，以 DSP、FPGA 为核心的电液伺服控制器， 达到单多轴运动控制，特别是高速高精度的运动控制。2.伺 服控制软件设计。在硬件完成的基础上，编写系统的各个功 能模块、编写底层驱动软件及相关调试、及通讯接口很方式， 完成控制器位置控制的应用程序编制，并完成控制器位置控 制的应用程序编制调试。研究出配套的动态控制算法（加速 度、速度前馈控制、自适应 PID 等），配置合适的动态控制 算法，最终形成具有完全自主知识产权的控制系统。3.控制器硬件应能保证长时间可靠运行，闭环控制频率不低于 10kHz，多路 24 位以上 AD，可采集 mv、V、mA、数字脉冲、 格雷码、二进制等多种模拟量、数字量信号，多路 16 位以 上 DA，可输出 V、mA、数字脉冲等多种模拟量、数字量信号； 动载可满足 10~100Hz 动态波形的控制需求，控制精度不低 于 0.5%F.S。
对技术提供方的要求:1.具有成功的液压油缸动载控制 实施案例，承担过国家重点研发计划项目。2.熟悉液压油缸 的结构设计，熟悉液压油缸控制系统及算法的设计。3.具有 工学博士学位或高级工程师职称，合作方需为国内一流 211 大学，技术方案成熟可靠稳定有创新思维，不涉及知识产权 侵犯。
青岛扬亚机械电子有限公司
2021-09-10