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。 

该系统为开放式结构、模块化设计、工业用器件，具有数控车床电气设计、安装、接线、调试、参数设置、PLC开发、通讯、故障诊断维修、编程及仿真模拟、CAD/CAM, 实际切削加工等教学培训功能。 由数控实验台、实训电气柜和数控车床组成。数控实验台侧重于进行接线、各种信号测量、性能监控、调试、PLC编程、维修等实验，一台实际数控机床的电控系统每一主要环节都在电控实验台上分解展示，其信号均能显示并并可测量。实验台上设有专门的故障设置区，可设数十个故障点，并可数码显 示故障，可明设置故障用于学生训练，也可暗设置故障用于考核。面板上有电气图、接线标号等，便于学习和理解。 实训电气柜便于学生进行数控机床的电气系统的设计、布局、接线、调试等实际训练，电气板配有模拟驱动器，训练效果逼真。电气板可更换，便于学生分组进行实验；电气柜配有万向轮可以随意移动，方便、灵活；另外电器柜前后可挂两块电气板，使两组学生同时完成实验实训，大大提高利用率。 CK0638属于生产型数控车床，作为数控实验台和实训电气柜的控制载体，可进行各种功能的调试、 性能的测试、钢件的实际切削加工，能对数控车床的几何精度、定位精度、工作精度进行检测。因其规格不大，便于开展机械调整、装拆等实习。透明防护罩保证运行，又便于观察和检验调整等操作。 数控车床采用数控系统控制，功能强、技术新。学生在PC机房应用与数控系统兼容的数控编程模拟软件进行编程和模拟仿真加工，然后轮流到机床上直接操作加工。可以将PC机房和本机床联成网络，更便于教学和培训。本机床可应用CAD/CAM软件，实现复杂零件的加工。

产品详细介绍     cD-760B型多媒体网络型数控机床机电一体化实验室是一款集合多媒体教学内容和数控仿真软件教学内容为一体的综合实验室。同时它与HK、cNc、6135-A型数控车床，HK、cNc、xK125-A型数控铣床构成完整的网络实验室。多媒体数控实验室可以非常方便地完成电脑网络教学任务，包括广播教学、屏幕监视、两人对讲和多方讨论等视频流的网络广播，黑屏肃静、联机讨论、远程命令、电子教鞭、电子举手、锁定学生机的键盘和鼠标、远程重启和关机、班级管理等。 ●实验软件特点： 1、本模拟软件分数控铣床软件与数控车床软件两种。在计算机上可随意切换操作。 2、以标准自3X86兼容构架为硬件平台。以DOS或Windows系列操作系统为软件平台。具有丰富的软件基础和充分的升级潜力。操作简单，工作可靠，性能优良。在不同的操作现场，可灵活配置系统构成。以满足用户对性能、成本、安全方式、使用环境等多方面的综合要求。 ●多媒体特点： 教师机：广播教学、语音教学、语音对讲、学生演示、监控转播、文件分发、电子教鞭、班级模型、系统设置、远程命令、远程设备、远程消息、分组教学、语音讨论、文件收集、查看学生属性。 学生机：电子举手、远程消息、窗口接收广播、可选窗口显示模式。 ●实验室功能特点： 1、计算机配置：赛扬cPu1.8G、内存256M、硬盘40G、17”纯平显示器、时尚粉烤机箱、超薄键盘、3D鼠标、52倍速cD-ROM、耳机等组成。 2、本实验室车／铣床仿真软件在一台计算机上进行操作编程模拟。然后把程序通过TcP／lP协议传送到数控车床或铣床进行实验加工。 3、选用一套CAD／CAM软件进行教学。教师广播教学：将教师机的电脑屏幕画面和语音等多媒体信息实时广播给全体、群体或单个学生。并同时提供电子教鞭等功能。语音教学时通过话筒和耳机进行语音传播，实现教师与学生之间的自由的语音交谈和讨论。允许学生发言，并可方便地切换发言学生；可随时方便地使一组学生加入或退出教学行列。 4、文件分发功能强大且界面相当易用。可以定义宏目录。如教师把数控程序文件可以同时分发给教室里的所有学生。您可以将一个或多个文件一次性的传输到指定的学生机上。这样就可以做到网上分发试卷或演示课件等。您真的可以体会网络教学的轻松与写意。 5、文件提交功能可以收集学生所做的作业如CAD／CAM文件、数控程序文件等提交给老师。方便老师操作。 6、电子点名功能方便老师统计学生上课考勤一情况。

该发明公开了一种大规模磁纺设备及使用该设备制备微纳米纤维的方法，该设备包括支架，给料装置，纺丝喷射装置和水平设置的滚筒式收集装置，收集滚筒的表面固定有提供磁场的条形永磁铁，纺丝喷射装置有多个喷头，排成一列，指向条形永磁体，被固定在可沿滚筒中轴线方向做往复运动的驱动器上。该设备以磁场力代替电场力，在交变磁场力作用下拉伸铁磁流体制备磁性微纳米纤维，整个过程无需高压电作用，有效降低生产成本和安全隐患，同时可批量连续生产微纳米纤维，且制得的纤维排布有序，产量高适合大规模生产。

针对炼铁高炉、炼钢转炉、连铸中间包、钢水包、鱼雷罐车等高温冶金容器及加热炉、高温管道等热力系统设备的共同结构和负荷特点，综合利用计算机仿真和现代电测及激光测试分析技术，开展其在生产过程中的热行为、变形行为及强度行为的内部机理和外在表现的基础理论研究，形成了金属——耐材高温复合结构热——机械耦合行为的根系方法和设计理论，并成功地应用于300吨钢包裂纹生成分析及改制设计，转炉延寿技术及工艺确定、高炉下降煤管的塌落事故评估和治理以及转炉等高温结构的设计和行为控制等方面。其中300吨钢包裂纹生成分析及改制研究工作明确了原有进口大型钢包裂纹的生成机理以及改制研究工作明确了原有进口大型钢包裂纹的生成机理及防治方法，并首次奖圆弧底和整体小耳轴应用于大型钢包，使新钢包的各处应力分布较为均匀，应力水平降低，最大应力较原有钢包下降约40%，各种最大应力均避开了焊缝位置，焊缝和水口附近的应力水平下降了60～70%。其结果使钢包的机械强度指标较原有钢包有了很大改进，特别使焊缝和水口附近改善明显。在提高钢包使用寿命、降低包重、减少维修费用等方面取得了令人满意的效果，并彻底替代了原有进口钢包，取得了巨大的经济和社会效益，该项成果现已在宝钢全面推广。

本实用新型涉及的是一种高振强振动机械的智能变频超前控制系统，特别是一种高振强振动机械的基 于智能变频的超前控制系统，属于振动利用工程技术领域。由上位机、PLC、变频器、振动机、传感器构成 闭环控制系统，上位机主要作编程设计及与PLC的通讯，实现程序下载和上存，同时可对PLC程序运行实时 监控；PLC作为核心控制器，一方面与上位机交互，可实现编程调整；另一方面通过智能变频超前控制软件， 实施对变频器的变频输出控制；变频器一端与PLC相连接，另一端与振动机的驱动电机相连接；通过智能变 频控制使振动机的频率按照控制值变化，达到对振动机高振强、瞬态超高振强及其作用时间的有效控制,以确保振动机的正常运行。 

成果描述：针对亚洲人群自然膝关节的解剖结构特点和运动学数据，实现了符合国内人群的人工膝关节的设计，为我国人工膝关节制造提供依据；提出了基于包络原理的人工膝关节匹配关节面的创新设计方法，实现了人工膝关节匹配关节面的参数化设计，在改变参数的基础上可进一步实现系列化设计和个性化设计；同时，可拓展应用于人体其它关节部位的参数化设计。市场前景分析：当前，美国大约每年有30万患者接受人工膝关节置换；在欧洲和亚洲发达地区，每年需做人工膝关节置换手术的患者约占人口的千分之一；而我国现在每年有超过3万患者接受人工膝关节置换。随着人们观念转变和生活要求的提高，以及医疗保险的改善，可以预测不远的将来我国每年至少有30万患者接受人工膝关节置换，再加上部分亚洲市场，每年亚洲国家有潜在50万患者选择人工膝关节置换。如果我们所设计的产品占领亚洲市场的1/4，每套产品按1元万记，估计产值为12亿。此项目研制开发适合于亚洲人群特点的人工膝关节假体，具有更适合亚洲人膝关节解剖特点和高屈曲度功能要求，其市场应用前景非常广阔。 根据人体自然膝关节的特点，开发适合于亚洲人群，尤其应用于中国人群的人工膝关节，符合我国当前骨科医疗领域的实际情况，对于我国外科医疗技术的进步无疑具有重要的现实意义，项目成功实施后可以有效地改善患者的生活水平，创造更大的经济效益。与同类成果相比的优势分析：国内领先。

项目简介 化工设备及化工设备是在高温、高压及腐蚀环境下工作的机械设备，其零部件的安全可靠工作是整个生产装置的安全运行的基本保障。化工机械零部件的脆性破坏，对化工装置的安全生产危害性极大。它无先兆、容易引起重大事故。我们采用数值分析方法，对化工设备常用零部件的受力情况进行分析计算，运用金相分析及扫描电镜等手段对零部件断口的组织特征及微观形貌进行分析；采用化学分析方法及微区能谱分析方法对断口物质成分进行分析；采用断裂力学分析方法根据断口的形成过程对零部件的破坏进行断裂力学参量分析。应用情况 运用以上方法及手段，对武汉石油化工厂聚丙烯装置活化剂管道连接螺栓的突然破坏、原油加热装置热电偶管的突然破坏及催化装置浮头式换热器小浮头连接螺栓的突然破坏进行了失效分析，找出了导致零部件发生脆性突然破坏的原因，为采取有效措施防止此类破坏提供了参考依据，为整套装置的安全运行起到了一定的保障作用。

一、项目简介 随着科技进步和社会需求的发展，机器人手/臂除了工业生产，也越来越多用于服务人类的其它各个领域，这必然会使机器人承担比工业中更加多样的操作任务，面临更加多变的工作环境。因此，国内外对非结构自然环境下、具备自主操作能力的机器人的研究十分重视。当前，具备视觉感知能力的机器人已被公认为机器人发展的主流趋势，将视觉与机器人操作相融合，是对人类行为的模拟，由此产生的视觉伺服控制方法为机器人自主操作能力的实现带来了新的思路，代表了机器人的先进控制技术，也是促进机器人智能化发展的一个重要驱动。可以预见，未来的视觉系统将会成为机器人名副其实的眼睛，视觉伺服技术在机器人自主操作中将具有不可替代的作用。 视觉伺服利用视觉传感器提供的环境信息对机器人运动进行实时反馈控制，涉及机器人机械几何设计、运动学和动力学、自动控制理论、计算机视觉图像处理和摄像机标定等,是智能机器人领域中具有重要理论意义的研究课题之一。迄今为止，机器人手/臂的视觉伺服方法在太空遥操作、机器人手术、水果采摘、工业装配、焊接、抓取以及微操作等方面得到越来越多的应用。然而，现阶段可实际应用的方案主要面向特定的标定环境、模型参数已知，机器人操作是编码定式的，不具备模型未知条件下的自主操作能力，特别是当面向未来的刚-柔-软体共融机器人时，其柔型结构造成的运动模型及参数的变化与不确定性，必然使现有确定模型的研究方法失效。因此，无模型（目标几何模型，手眼标定模型，机器人运动模型）、非结构环境下的自适应操作对机器人提出了新挑战，是机器人手臂(尤其柔型手臂)视觉伺服控制研究的难点与前沿问题，不断深入对非结构环境下、无模型的机器人手/臂视觉伺服控制的研究具有重要的理论和现实意义。 在非结构自然环境下使机器人像人一样协调自适应操作是当今机器人研究领域的一项尚未实现但又令人感兴趣的研究工作。从理论上看，非结构自然环境下实现机器人柔性操作，就当前研究依靠单一的控制器设计是困难的。因此，本项目借鉴人的手眼协调操作是自适应学习过程，涉及智能进化和行为优化，将随机动态规划理论，结合约束规则与最优化控制，探索一种变参手眼关系，实现机器人在非结构自然环境下的自适应操作。 二、前期研究基础 研究团队一直致力于机器人视觉反馈控制的研究。在基础理论研究上，针对无标定视觉伺服控制方案与设计，均提出了一些新型方法，有扎实的理论基础和知识积累，并不断跟踪和深入在无模型视觉伺服控制的方面研究和前沿问题。目前，已经着手在无模型视觉伺服的可靠性、稳定性控制方面做了充分的探索工作：针对机器人无标定全局稳定操作问题，研究了一种鲁棒卡尔曼滤波(RKF)合作Elman神经网络(ENN)的全局稳定视觉伺服控制方法；提出了一种基于网络辅助尔曼滤波状态估计的无标定视觉伺服方法，提高伺服系统的鲁棒性。同时，立足机器人发展前沿，建立了多模特征深度学习抓取系统，在无结构环境下实现了机器人智能抓取与定位。 已发表的与项目相关的主要论文有： [1] 仲训杲,徐敏,仲训昱,彭侠夫.基于多模特征深度学习的机器人抓取判别方法.自动化学报,2016,7(42), pp:1022-1029. (EI) [2] Xungao Zhong, Xunyu Zhong and Xiafu Peng. Robots Visual Servo Control with Features Constraint Employing Kalman-Neural-Network Filtering Scheme. Neurocomputing, 2015, 151(3), pp:268-277 (SCI)  [3] Xungao Zhong, Xunyu Zhong and Xiafu Peng. Robust Kalman FilteringCooperated Elman Neural Network Learning forVision-Sensing-Based RoboticManipulation with Global Stability. Sensors, 2013, 10(13), pp:13464-13486. (SCI) [4] Xungao Zhong, Xiafu Peng, Xunyu Zhongand Lixiong Lin. Dynamic Jacobian Identification Based on State-Space for Robot Manipulation. Applied Mechanics andMaterials, vols. 475-476 (2014)pp: 675-679.(EI) [5] Xungao Zhong, Xiafu Peng, Xunyu Zhong and Xueren Dong. Multi-Channel with RBF Neural Network Aggregation Based on Disparity Space for Color Image Stereo Matching. IEEE 5th International Conference on Advanced Computational Intelligence (ICACI), 10(2012) PP:620-625. (EI) [6]XUNGAO ZHONG, XIAFU PENG, XUNYU ZHONG. NEURAL-BAYESIAN FILTERING BASED ON MONTE CARLO RESAMPLING FOR VISUAL ROBUST TRACKING. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2013, 2(50), pp: 490-496. [7] Xungao Zhong, Xiafu Peng and Xunyu Zhong. Severe-Dynamic Tracking Problems Based on Lower Particles Resampling. TELKOMNIKA Indonesian Journal of Electrical Engineering. 2014, 12(6), pp:4731-4739. [8] Xunyu Zhong, Xungao Zhong and Xiafu Peng. Velocity-Change-Space-based Dynamic Motion Planning for Mobile Robots Navigation. Neurocomputing. 2014, 143(11), pp:153-163. (SCI) [9] Xunyu Zhong, Xungao Zhong, Xiafu Peng. VCS-based motion planning for distributed mobile robots: collision avoidance and formation. Soft Computing,2016,5(20), pp: 1897-1908. (SCI) [10] 仲训杲,徐敏, 仲训昱, 彭侠夫. 基于雅可比预测的机器人无模型视觉伺服定位控制, 控制与决策, 已在线发表, 2018. [11] 仲训杲,徐敏, 仲训昱, 彭侠夫. 基于图像的机器人非标定视觉反馈控制全局定位方法, 厦门大学学报(自然科学版), 已录用, 2018. 三、应用技术成果 （一）基于多模特征深度学习的机器人抓取判别 研究了多模特征深度学习及其在机器人智能抓取判别中的应用，该方法针对智能机器人抓取判别问题, 研究多模特征深度学习与融合方法. 该方法将测试特征分布偏离训练特征视为一类噪化, 引入带稀疏约束的降噪自动编码 (Denoising auto-encoding, DAE), 实现网络权值学习; 并以叠层融合策略, 获取初始多模特征的深层抽象表达, 两种手段相结合旨在提高深度网络的鲁棒性和抓取判别精确性. 实验采用深度摄像机与 6 自由度工业机器人组建测试平台, 对不同类别目标进行在线对比实验. 结果表明, 设计的多模特征深度学习依据人的抓取习惯, 实现最优抓取判别, 并且机器人成功实施抓取定位, 研究方法对新目标具备良好的抓取判别能力. （二）无标定视觉伺服解决方案及其机器人操作应用 研究了无标定视觉伺服方法及其在机械臂任务操作中的应用。首先提出视觉伺服目标：假设机器人或者摄像节的模型参数未知或者部分未知，视觉伺服的目标是使用摄像节作为传感器，引导机械臂运动，使当前图像特征收敛到期望图像特征，从而完成定位或者跟踪的任务。 手眼协调关系描述。关节图像雅克比矩阵定量描述了机械臂关节变化引起图像特征变化，它是关节-图像映射的局部线性化矩阵。 建立图像雅克比的在线估计器。将关节图像雅克比矩阵的每一个元素作为辅助系统的状态，建立辅助系统的状态方程；摄像机提取到的图像特征作为测量值，建立辅助系统的观测方程。根据Kalman滤波器理论，我们设计了对关节图像雅克比的在线实时估计算法。 构建基于图像矩的目标函数。为了避免传统的基于点特征的缺陷，例如点特征的标记、提取与匹配过程复杂且通用性较差问题。构建基于图像矩的图像特征向量完成视觉伺服任务，来提高视觉伺服系统的稳定性和可靠性。 四、合作企业 厦门万久科技股份有限公司是一家集销售、软件研发、技术服务、加工技术整合为一体的高新技术企业。目前公司的经营范围涉及CNC软件开发及数控系统销售、CNC控制零件销售及专业维修；工艺优化、机台升级与技术改造、工程配电与软件优化、专用机控制系统开发、多轴机的设计与开发、机台精度检测与校正优化服务等。公司是国际知名生产制造企业——富士康的产品供应商和技术服务商。    

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