随着导航技术的不断发展和大量应用，国内高校很多都已经开设了导航及相关专业，但是长期以来都没有一个系统的行之有效的教学实验系统，尤其是和组合导航相关的教学实验系统更是空白。对此上海紫航电子科技有限公司同上海交通大学合作开发了适用于导航、制导、控制、无人车/船/无人机、自动驾驶、智能交通、智能控制、物联网通讯等专业的组合导航教学实验系统。 1. 组合导航开发实验系统的组成   组合导航实验系统，由一套教学用RTK基站和一套组合导航实验开发板组成。 本系统由RTK基站MS800A-ED、GNSS/INS组合导航教学实验开发板ZHDK3000A）、GNSS天线（AH3226  2只）、无线电台及其天线、JLINK开发仿真器及相关电缆、以及相关配套实验开发说明文档等组成。实验系统配备标准便携实验箱，携带方便，可随时展开实验和及时撤收实验。   2.系统性能和技术指标 该系统能实现模拟组合导航过程，在室外开阔地带实验，（具有卫星信号良好的状态下）可以开展高精度卫星定位原理实验和GNSS/INS 组合导航实验。 航向角0-360度 滚动角±180度 姿态角分辨率0.05度 位置精度0.25m 速度精度0.02m/s 更新率100HZ 连接RTK基站，能达到厘米级的高精度定位。 1）定位精度（GNSS）： RTK定位精度：2cm+1ppm（RMS） 2）航向精度指标：测量范围：0~359.99°，全温度的静态精度：0.3°，动态精度：0.5°，角分辨率：0.05°（GNSS双天线辅助，基线长>1米） 3）姿态精度指标：测量范围：俯仰角±90°，横滚角±180°，全温的静态精度：<0.3°，动态精度：0.5°，分辨率：0.05°（GNSS辅助） 4）速度精度：<0.1m/s 5）授时精度： 20ns（RMS） 6）准备时间：（数据稳定）120s（空旷无遮挡） 7）数据格式：标准NMEA-0183 ，CMR/CMR+，RTCM2.3，RTCM3.0，自定义数据格式 8）通讯接口：2个RS232 9）蓝牙：4.0 10）数据更新率： >50Hz 11）电气特性：输入电压：5V～36V DC（推荐12V DC），功耗：小于5.0W 3. 组合导航演示系统各分系统的构成 3.1GNSS/INS组合导航教学实验开发板（ZHDK3000A） ZHDK300A是一款GNSS/INS组合导航教学实验开发板，它是实验系统的核心部分，该硬件实验开发板用于组合导航核心算法的教学实验。 硬件资源主要包括有高性能板载惯性测量单元和高精度GNSS双天线接收机，处理器采用目前流行的ST公司STM32F405RG主频168MHz的ARM核处理器，板子上预留SWD仿真和烧写接口，外接4路串口，支持SD卡存储，同时支持蓝牙通信。ZHDK3000A外观图如图1-1所示。      （a）开发板外观图                           （b） 装壳外观图   图1-1  ZHDK3000A外观图 3.1.1GNSS天线（AH3226） 为了便于应用于无人机、智能小车，GNSS天线采用结构小、重量轻的设计，采用八臂四馈零相位技术，保证了高精度和高可靠性，支持进口和国产的大部分RTK高精度GNSS接收板卡，AH3226天线外形如图1-3所示。   顶视图                              侧视图 图1-2  GNSS天线AH3226 性能指标： 支持定位信号 BDS：B1、B2、B3 GPS：L1、L2 GLONASS：G1、G2、G3 GALILEO：E1、E5B 极化方式 右旋圆极化(RHCP) 天线轴比 <2dB（天顶位置） 水平面覆盖角度 360° 天线单元最大增益 ≥5dBi 输入阻抗 50Ohm LNA增益 26dB±2dB 噪声系数 ≤2dB 输出端口驻波比 ≤2.0 带内增益平坦度 ±2dB 总增益 36dB±2dB 工作电压 3.0~16VDC 工作电流 23~35mA 接口类型 SMA线缆（线长0.50米） 工作温度 -40°C~+85°C 存储温度 -55°C~+85°C 相对湿度 5%~95%（无凝结）       3.1.2 无线电台 无线电台 ZH61-DTU-433T17D是高速型433M无线数传电台，内置高性能单片机和高速无线RF芯片，串口透明传输，工作在425～450.5MHz频段（默认433.0MHz），发射功率 50mW 。   图1.3  无线数传电台 支持高速连续传输，不限收发数据包长度； 数据连续不断帧分包，完美支持 数据连续不断帧分包，完美支持 ModMod Bus 协议； 支持传输密文有效提高用户数据的保性； SMA -K接口，可方便连接同轴电缆或外置天线接口。   3.1.3DAP仿真器 DAP仿真器支持下载和在线仿真程序，支持XP/WIN7/WIN8/WIN10这四个操作系统，免驱，不需要安装驱动即可使用，支持KEIL和IAR直接下载。（详见配套文档）   图1-4  DAP仿真器  GNSS/INS组合导航实验开发板ZHDK3000A GNSS/INS组合导航教学实验开发板ZHDK300A是实验系统的核心部分，该硬件实验开发板用于组合导航核心算法的教学实验，ZHDK3000A结构组成如图1-6所示。       图1-5  ZHDK3000A组成图 ZHDK3000A配置有高性能的板载惯性测量单元IMU，采用ADI公司的ADIS16365，性能优异，稳定可靠。卫星接收模块采用诺瓦泰高精度GNSS双天线接收板卡OEM718D，支持高精度RTK，配合上海紫航电子科技有限公司的参考基准站，能使系统实验精准可靠。 3.1.4高性能惯性测量单元ADIS16365 ADI公司的MEMS惯性测量单元 (IMU) ADIS16365模块以多轴方式组合精密陀螺仪、加速度计，即便是在极为复杂的应用和动态环境下，也能可靠地检测并处理多个自由度(DoF)。惯性测量单元ADIS16365模块出厂已经进行了完整的校准、嵌入式补偿和传感器处理。   图1-6  惯性测量单元 (IMU) ADIS16365 ADIS16365的主要特点： 三轴数字陀螺仪测量范围：±300°/秒 正交对准精度：<0.05° 三轴数字加速度计测量范围：±18 g 启动时间：180 ms 休眠模式恢复时间：4 ms 校准温度范围：-40°C~+85°C 带宽：330 Hz 数据输出速率：>100Hz 内部嵌入式温度传感器 ADIS16365器件均为完整的惯性系统，内置一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计，各传感器器件均集业界领先的MEMS技术与优化动态性能的信号调理功能于一体，出厂校准针对各传感器的灵敏度、偏置、对准和线性加速度（陀螺偏置）进行校准。因此，各传感器均有其自己的动态补偿公式，可提供精确的传感器测量。

本实用新型公开了一种机床副主轴滚珠丝杠防护装置，该装置的第一防护插板和第二防护插板固定在 副主轴箱的两端，第一主轴箱固定在机床上，导轨固定在机床上，副主轴箱活动设置于导轨上，第一防护 插板贯穿于第一主轴箱的底部，导轨设有插槽，第一防护插板和第二防护插板套接在导轨的插槽上，第一 刮屑板设置于第一主轴箱的靠近副主轴箱的端部，第一刮屑板压紧在第一防护插板上，第二刮屑板和第三 刮屑板分别设置于副主轴箱的两端，第二刮屑板压紧在第一防护插板上，第三刮屑板压紧在第二防护插板 上。本实用新型结构简单可靠，适用范围广，可方便用于机床副主轴滚珠丝杠的防护，可有效地去除落在 防护插板及副主轴导轨上的铁屑。 

成果描述：近年来与数控机床主机厂、用户单位等共同承担了多项“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项课题的研究与开发工作，如“高速卧式加工中心整体结构动静刚度及高速主轴结构优化设计技术”(2009ZX04001-013-02）、“精密卧式加工中心整机结构优化设计、动刚度分析与抑振技术”（2009ZX04001-023-04）等，通过数字化建模、有限元分析、实验测试与结构改良分析与测试等工作，对高速、精密卧式加工中心关键功能部件和整机的动静态特性及其影响因素进行了深入研究与分析，与相关主机厂和用户单位共同进行了面向数控机床特定功能与性能的结构分析与优化。市场前景分析：随着经济和社会的发展，各领域对小微型、个性化产品的需求日益增长。通过开放式数控系统和基于复杂结构动静态特性分析的设计技术，设计制造满足特定多样化需求的桌面型柔性制造系统，为工业、教育、科研等领域的小微制造提供低成本、多功能、高精度、智能化的微型加工装备，为个性化设计的快速实现提供有效的技术手段。与同类成果相比的优势分析：通过研究基于数字样机的数控机床结构多学科优化设计技术，提出从结构上保证精度稳定性的设计思路，采用有限元方法分析热误差对机床加工精度的影响并提出机床热误差补偿方法，建立热变形对机床精度稳定影响的数学模型，研究机床几何误差及其补偿方法，研究加工误差综合动态补偿技术，形成实用补偿技术方法，并将上述原理方法的研究成果在高速龙门五轴加工中心样机中进行了应用验证，取得了良好的效果，相关研究成果获得四川省科技进步一等奖一项。

项目获得教育部新世纪优秀人才计划、江苏省科技计划、无锡市科技计划支 持，获得 2011 年中国商业联合会科技进步三等奖。 1、项目简介 为解决数控机床程序传输、程序管理、机床的利用率低等问题。通过建立 DNC 网络，覆盖设备层、车间层、工艺层和管理层。实现以下功能： （1）在服务器和数控机床之间随时调用和回传数控程序； （2）记录数控机床的状态。包括加工的零件名称、加工起止时间等信息； （3）刀具管理。实际记录刀具的调用时间、位置，查询刀具的配置信息； （4）数控程序的管理。实现数控程序的编辑、修改、审批、存储、调用、 回传、对比、控制等功能。 2、创新要点 采用传感器采集机床状态数据，可对不同厂家、型号、不同数控系统进行状 态判定和数控程序传送，有多种接口技术、通讯方式，具有良好的适应性和通用 性；可与制造执行系统（MES）和制造资源计划（ERP）进行集成。 3、效益分析（资金需求总额 1 万元/台） 对具备 10 台机床的小型车间而言，每年净提高产值 100 万元以上。 4、推广情况 无锡市安迈工程机械有限公司；无锡压缩机股份有限公司。 授权专利： 1.车间加工设备群加工运行优化的方法 200910031198.9

Ø  成果简介：具有对微小型、复杂型腔和孔、高硬超高强度钢、不锈钢、高强铝等金属结构件及其模具精密电解加工的能力；主频率20kHz、调制频率100-1000Hz，主轴进给分辨力0.001mm，加工精度可达0.01mm，粗糙度可达Ra0.03μm。Ø  项目来源：自行开发Ø  技术领域：先进制造Ø  应用范围：该技术主要应用于精密微小型机械加工厂、刀模具制造厂。Ø&n

成果简介： 产品复合车铣剐三种功能。通过优化复合制齿刀路轨迹与加工效率和精度映射模型，完善刀路规划算法，提高复合工艺可靠性；按复合功能完善软件构架，加强数字化曲面重构、共轭等核心算法稳定性，提高运行可靠性；优化人机界面、增强数控模拟仿真及容错能力，提高使用可靠性。

项目获得教育部新世纪优秀人才计划、江苏省科技计划、无锡市科技计划支 持，获得 2011 年中国商业联合会科技进步三等奖。 1、项目简介 为解决数控机床程序传输、程序管理、机床的利用率低等问题。通过建立 DNC 网络，覆盖设备层、车间层、工艺层和管理层。实现以下功能： （1）在服务器和数控机床之间随时调用和回传数控程序； （2）记录数控机床的状态。包括加工的零件名称、加工起止时间等信息； （3）刀具管理。实际记录刀具的调用时间、位置，查询刀具的配置信息； （4）数控程序的管理。实现数控程序的编辑、修改、审批、存储、调用、 回传、对比、控制等功能。 2、创新要点 采用传感器采集机床状态数据，可对不同厂家、型号、不同数控系统进行状 态判定和数控程序传送，有多种接口技术、通讯方式，具有良好的适应性和通用 性；可与制造执行系统（MES）和制造资源计划（ERP）进行集成。 3、效益分析（资金需求总额 1 万元/台） 对具备 10 台机床的小型车间而言，每年净提高产值 100 万元以上。 4、推广情况 无锡市安迈工程机械有限公司；无锡压缩机股份有限公司。 授权专利： 1.车间加工设备群加工运行优化的方法 200910031198.9 2.数控机床刀具的在线管理方法 201010129780.1 

具有对微小型、复杂型腔和孔、高硬超高强度钢、不锈钢、高强铝等金属结构件及其模具精密电解加工的能力；主频率20kHz、调制频率100-1000Hz，主轴进给分辨力0.001mm，加工精度可达0.01mm，粗糙度可达Ra0.03μm。

项目产品以现有CLFH200八轴五联动数控可重构多功能复合制齿中心（具备铣滚磨剐齿等全部制齿功能）为研究基础，深入研究机械/电气/软件的可重构技术，按照制齿工艺实际需求重构部分制齿复合功能，完成铣滚齿复合、滚磨齿复合、铣磨齿复合、成形/包络铣齿复合、剐齿等至少5种重构方案，并研发处具有相应功能的产品，加工最大直径φ2000mm，最大模数20mm。