|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
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
新型径向流动反应装置
反应装置是化工厂的核心，而径向反应装置气体流通路径短、压降小、可使用小颗粒催化剂等优于传统固定床反应装置的技术特征，在苯乙烯、催化重整、芳烃异构和歧化等化工装置上被广泛应用，但技术十分复杂。
本项目在对径向反应装置进行长期分析和深刻的理解后，经过大型冷模试验研究、计算机模拟和工程放大，从理论上、结构上和关键技术上进行了突破，发明了大型化的新型径向流动反应装置。实践证明发明的大型径向流动反应装置运行平稳节能，各项技术指标达国际先进水平。
（?）发明了催化剂自封式结构，在催化床封造成轴向和径向的二维流动，消除滞流区，提高催化剂利用率，简化结构，国内外首次应用于负压脱氢装置；
（?）发明了新型离心式Π型径向流动技术，流体由始端控制，催化床层的流场优化，国际上首次应用于催化重整；
（?）发明了高均匀度的径向流体均布技术：导流锥设计技术、双流道优化组合技术、催化剂支承结构技术等，从而保证了乙苯脱氢和催化重整的薄催化床层内流体均布；
（?）发明了快速喷射流混合器技术，适应超短停留时间，满足苯乙烯反应装置对反应介质高度混合要求；
（?）发明了高温再热器技术，反应器体外逆流换热，减少负压空间，解决热膨胀，高温蒸汽入口温度下降，降低高温材料的使用温度、制造难度和设备费用；
（?）开发了反应装置的新放大方法。
华东理工大学
2021-04-13
新型飞轮储能装置
本成果涉及的飞轮储能装置基于永磁偏置磁悬浮轴承与双凸极电机集成化技术，永磁偏置磁悬浮轴承能够实现对转子位移的主动控制，且具有较小的能量损耗，适合应用于转子质量重、转速高的飞轮储能系统中。双凸极永磁电机采用永磁体来提供励磁磁场，具有较高的效率和较大的转矩，且转子结构简单，适合高速运行。鉴于两者都是采用永磁体来提供静态磁场这一共同特点，本项目提出了利用同一永磁体同时为磁悬浮轴承提供偏置磁场，为电机提供励磁磁场的思路。此外，鉴于混合励磁双凸极电机能发挥永磁高效与电励磁方便调节磁场的优势，使电机在电动运行情况下保持较高效率的同时，扩大调速范围；发电运行时，又能够实现宽转速范围内的稳压输出。
南京工业大学
2021-01-12
多源约束类复杂曲面零件精密加工预处理方法
本发明多源约束类复杂曲面零件精密加工预处理方法属于复杂曲面零件精密加工领域，特别涉及多源约束类复杂曲面零件精密加工预处理方法。本发明对复杂曲面零件进行约束源分析，先确定零件类型，根据目标曲面最终面形的约束源类型，分析约束间的耦合作用机理，建立约束源之间的耦合关联模型，以满足性能指标为目标，找出对目标曲面的面形起决定作用的以性能指标为驱动的性能相伴曲面，确定通过调整几何约束以满足性能要求的修磨补偿方法，求得目标曲面各点区域的加工余量分布，最终确定满足性能指标的目标曲面精确面形。本发明提高了该类复杂曲面零件精密加工的效率和精度，使零件同时满足几何要求和性能要求。
大连理工大学
2021-02-01
复杂网络路由技术在智能导航系统中的应用研究
本技术成果将网络负载均衡与路由技术延生至交通领域中的车流量导航与道路控制，通过基础图论中的关键理论，结合大数据分析与聚类技术，旨在解决现有城市道路路网中存在的潮汐效应与拥堵问题，项目拥有多项自主核心知识产权，涵盖路径规划与搜索算法、数据并行存储与计算。通过仿真表明，项目实施后，能在现有路网规模的基础上，显著提升现有道路的负载通行能力，缓解城市道路因局部负载过大导致的负载不均与交通拥堵，改善出行体验，降低尾气排放，提升智能交通效率。
电子科技大学
2021-04-10
复杂网络路由技术在智能导航系统中的应用研究
本技术成果将网络负载均衡与路由技术延生至交通领域中的车流量导航与道路控制，通过基础图论中的关键理论，结合大数据分析与聚类技术，旨在解决现有城市道路路网中存在的潮汐效应与拥堵问题
电子科技大学
2021-04-10
一种针对复杂结构的瞬态能量响应高精度预示方法
本发明提供了一种针对复杂结构的瞬态能量响应高精度预示方法，考虑子系统间能量传递的时变项（ｉｍｇ ｆｉｌｅ＝＇ＤＤＡ０００１４３８１９６０５０００００１１．ＴＩＦ＇ ｗｉ＝＇３３０＇ ｈｅ＝＇１１０＇ ｉｍｇ－ｃｏｎｔｅｎｔ＝＇ｄｒａｗｉｎｇ＇ ｉｍｇ－ｆｏｒｍａｔ＝＇ＴＩＦ＇ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ＝＇ｐｏｒｔｒａｉｔ＇ ｉｎｌｉｎｅ＝＇ｎｏ＇／）结合复杂结构的损耗因子矩阵η，建立结构各子系统的瞬态功率平衡方程，给定初始边界参数，采用四阶?五阶Ｒｕｎｇｅ?Ｋｕｔｔａ算法计算得到结构各子系统的瞬态能量响应；相比于传统方法仅考虑能量的时变项，本发明通过考虑了复杂结构各子系统间能量传递的时变项，建立了更为完整的复杂结构各子系统瞬态能量平衡方程，显著提高了目前瞬态统计能量分析方法在瞬态能量响应预示中的预示精度，拓展了目前瞬态统计能量分析方法的研究范围，可以解决不同耦合强度结构的瞬态能量响应分析，同时结合商业统计能量分析软件，可以解决复杂结构的瞬态能量响应预示问题。 １
东南大学
2021-04-11
复杂工况机器人水下焊接制造与在役修复技术
华南理工大学焊接装备团队经过多年艰苦努力，成功开发出面向复杂水下空间环境的机器人水下焊接制造系统，在水下机器人移动平台、水下机器人焊接电源、潜水送丝装置、微型排水装置、水下视觉检测、工艺过程计算模拟、质量评价等关键核心技术取得了突破。研制的机器人水下焊接系统已在中广核等进行示范应用，可应用于强核辐射环境水下焊接与在役修复，水下焊接制造过程稳定，焊缝成形美观，焊接接头质量优良。通过产学研用合作，部分核心技术已在国内焊接设备上市公司等进行技术转化。 相关研究成果已申请国际PCT 5项、国家专利81件（发明42件），软件著作权登记21件。研究工作被科技日报作为35项卡脖子技术之一（第28项）进行了重点报道，人民网、新华网、中国新闻网等主流媒体都做了相关报道。 党中央、国务院高度重视海洋经济发展，作出了建设海洋强国的重大战略部署。机器人水下焊接制造技术不仅可以满足海洋资源开发装备现场制造、在役修复的需要，还可以提升特种舰船以及海洋维权装备在恶劣环境下的自动化维保能力，也能够应用于核电站强核辐射环境应急事故紧急修复处理。水下机器人焊接制造技术是科技日报重点报道的35项卡脖子技术之一。总体技术方案电站现场机器人水下焊接实验知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无
华南理工大学
2021-04-10
复杂工况机器人水下焊接制造与在役修复技术
华南理工大学焊接装备团队经过多年艰苦努力，成功开发出面向复杂水下空间环境的机器人水下焊接制造系统，在水下机器人移动平台、水下机器人焊接电源、潜水送丝装置、微型排水装置、水下视觉检测、工艺过程计算模拟、质量评价等关键核心技术取得了突破。研制的机器人水下焊接系统已在中广核等进行示范应用，可应用于强核辐射环境水下焊接与在役修复，水下焊接制造过程稳定，焊缝成形美观，焊接接头质量优良。通过产学研用合作，部分核心技术已在国内焊接设备上市公司等进行技术转化。
相关研究成果已申请国际PCT 5项、国家专利81件（发明42件），软件著作权登记21件。研究工作被科技日报作为35项卡脖子技术之一（第28项）进行了重点报道，人民网、新华网、中国新闻网等主流媒体都做了相关报道。
党中央、国务院高度重视海洋经济发展，作出了建设海洋强国的重大战略部署。机器人水下焊接制造技术不仅可以满足海洋资源开发装备现场制造、在役修复的需要，还可以提升特种舰船以及海洋维权装备在恶劣环境下的自动化维保能力，也能够应用于核电站强核辐射环境应急事故紧急修复处理。水下机器人焊接制造技术是科技日报重点报道的35项卡脖子技术之一。
总体技术方案
电站现场机器人水下焊接实验
华南理工大学
2021-05-11
复杂选矿工艺流程的优化控制与综合自动化
本项目以选矿过程增产、节能、降耗和减少污染为目标，实现了三项工艺控制技术创新，构建了一个信息化网络控制平台，主要内容如下：1）首次实现了基于在线粒度检测的球磨机粒度闭环控制。采用多变量解耦控制结合专家控制的方法，使磨矿粒度稳定在±2%范围内。而传统的通过控制浓度间接控制粒度的工艺方法，粒度波动范围可达±10%，显著提高了粒度控制效果。2）通过自寻优算法，实现磨机负荷的最佳控制。自系统2001年投入运行起，经过不断调整，3年中设备台时产量每年提高8%以上，吨矿耗电量、耗水量和钢球消耗量共降低8%以上，抛尾量共降低4%以上。3）采用模糊控制技术和变频技术，实现了高压大功率破碎机负荷优化，及多段破碎负荷平衡控制。平均节能7%以上，降低备件消耗6%以上。4）构建了一个信息化网络控制平台，实现了跨多个生产车间、跨不同系列集散控制系统、跨多期自动化工程的网络化系统的信息集成。
东南大学
2021-04-10