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高效能驱动系统共性关键技术及其应用
项目获得国家自然科学基金、江苏省高技术研究计划等支持，获教育部科技进步一等奖 1 项、中国轻工业联合会科技进步二等奖 1 项。
1、项目简介
开发先进的驱动系统，实现梳理齿条加工的数字化控制，解决其刚性机械耦合连接和热处理耗能问题，是纺织器材行业发展急需解决的关键难题。本项目以此为背景，对高效能驱动系统共性关键技术进行了详细的研究与开发。主要研究内容包括高效能驱动控制器的研究、功率变换器的拓扑结构、智能化调制策略与控制方法研究、电机的数字化设计和控制平台研究。
2、创新要点
（1）提出了等价输入干扰估计器的优化控制策略。
（2）提出了正弦波电流幅值调制的概念。
（3）构建了虚物实化、实物虚化的电机数字化设计平台。
3、效益分析
本项目在 30 余家企业应用，累计新增产值约 36630 万元人民币，直接经济效益可达 11560 万元，出口创汇 3800 余万美元，节约用水近 100 万吨，节电 1340余万千瓦时，节约蒸汽 40870 万吨。
4、推广情况
本项目在苏浙豫等省的 30 余家企业，尤其是纺织器材企业得到推广应用。主要有常州蓝箭集团有限公司、河南光山白鲨针布有限公司、南通惠通纺织器材有限公司、无锡市猫头鹰纺织器材有限公司、无锡市威华焊接设备制造有限公司、江苏省无锡市亨达电机有限公司、浙江锦峰纺织机械有限公司、无锡圣马科技有限公司。
授权专利：
正弦波电流幅值调制逆变器200510095195.3
数字铅酸蓄电池容量测试修复仪 200710191362.3
数字式脉冲固定超前时间移相电路 200710190512.9
一种智能型摩托车限速点火器 200710020254.X341
智能移动捡球机器人 200710190398.X
感应加热快速热水器 20071019511.4
基于 FPGA 的空间矢量脉宽调制方法200810025527.4
三相数字式分时平衡大功率交流焊接电源 200810195517.5
一种基于 FPGA 的风电系统最大功率跟踪控制器 200910184672.1
便拆装携带式风、光发电一体装置 200920258809.9
江南大学
2021-04-13
针织提花装备关键技术研究及产业化
针织提花装备是针织提花生产的基础和核心。本项目开展之前，我国针织提花装备以机械式和功能简单、精度较低的电磁式为主，高速提花、高密提花、复合提花、立体提花和成形提花等高档提花装备均依赖进口。项目组针对高档针织提花装备的关键和瓶颈问题，联合高校、针织装备和生产企业，形成汇聚工艺、机械、控制、设计和生产为一体的产学研联合创新团队，逐一攻克针织提花装备的技术难题，研发具有自主知识产权的高档针织提花装备和配套设计系统。项目成果为针织提花装备和高端提花产品的生产提供了整体解决方案，带动了我国针织提花产业的快速发展，推动了针织提花产业升级和科技进步，使我国针织提花产业跃居世界第一。
1.主要科技内容:
①针织经编提花装备关键技术，
②针织纬编提花装备关键技术，
③针织横编提花装备关键技术。
2、授权专利情况：围绕高档针织提花装备、针织提花系统和针织提花生产，共申请发明专利 61 件，其中 2 件为国际 PCT，24 项国家发明专利已获授权，申获软件著作权 4 件，发表 SCI 等学术论文 60 余篇。
3、技术经济指标：应用针织提花技术研制的五个系列经编提花装备、四个系列纬编提花装备、三个系列横编提花装备，均具有自主知识产权，其工艺技术先进、控制系统精确、设备运行平稳，整体技术水平国际先进。
4、应用推广及效益：项目成果已在针织装备和生产企业全面推广。应用提花装备生产关键技术，与江苏润源联合研制五大系列高档经编提花装备，累计推广 300 余台；与江苏润山联合研制四大系列高档纬编装备，累计推广 700 余台；与江苏金龙联合研制三大系列高档横编提花装备，累计推广 4000 余台；项目研发的高档针织提花装备市场占有率第一。配套的设计系统和生产技术在国内外150 余家企业推广应用。仅以应用本项目成果的 3 家提花装备生产、6 家提花产品生产做统计，其在 15-16 年，共新增产值 16.32 亿元，新增利润 4.1 亿元。
江南大学
2021-04-13
复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备
复杂修形齿轮是克服高速重载工况下力热耦合形变影响的高端齿轮，直接决定装备传动 系统的振动、噪声、寿命等服役性能及其核心竞争力，广泛应用于航母、潜艇、汽车等。针 对复杂修形齿面精密制造面临全齿面修形加工存在原理误差、传统试错修调法提升加工精度 困难、齿面淬硬层均匀性及级理难以调控等问题，在国家科技重大专项、863计划等支持下， 开展复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究，成果获2018年国家科技进步二等奖。
主要取得突破和创新如下：
(1) 提出复杂修形齿轮加工的点矢量族包络计算新理论，不用建立和求解啮合方程， 以数字法替代解析法，突破啮合原理解析法无法求解奇异点、计算复杂的瓶颈；发明齿面扭 曲消减方法，解决刀具廓形精确设计及原理误差消减难题，齿面扭曲减少70%以上，达国 际领先。
(2) 发明复杂修形齿轮加工工艺系统误差调控技术，开辟齿轮修形精度提升新途径。 提出制齿机床热态精度提升技术，发明热致误差补偿方法，保证机床精度稳定；提出基于等 效虚拟轴的齿面误差补偿方法，解决修形精度提升难题，提高传动精度1-2级。获中国专利 优秀奖。
(3) 研制大规格精密数控滚齿机、精密多功能数控磨齿机、高速干切滚齿机等具有齿 面扭曲消减及加工误差补偿的高端制齿机床，填补国内空白；开发集齿轮修形设计、工艺规 划于一体的制齿软件，打破了国外高端机床垄断。滚齿精度达5-6级，磨齿达3级，干切滚 齿提高效率2-3倍，与同类国际先进水平相当，打破高端制齿机床垄断，迫使国外同类机床 降价30%以上，并出口英、法、日等。
(4) 发明复杂修形齿轮滚磨一体化工艺技术，确保修形精度及表面一致性。研制复杂 修形齿轮刀具，实现齿轮刀具的数字化设计制造；研发滚磨余量协同分配、齿面柔性修形、 磨削级理优化等工艺，实现磨后齿面淬硬层均勾分布、齿面纹理可控、修形工艺快速固化， 提高齿面疲劳寿命。满足了军方供货要求，支撑我国主要舰艇齿轮加工；为汽车变速箱的批 量国产化提供了保障。
重庆大学
2021-04-11
杀虫真菌农药共性关键技术研究与产品研制
依据“杀虫真菌农药共性关键技术研究与产品研制"成果，申请人开发出“500 亿砲子/克杀蝗绿僵菌母药”、“100亿砲子/mL杀蝗绿僵菌油悬浮剂”产品，建成 年产2000吨制剂的生产线，生产的绿僵菌制剂防治蝗虫近1000万亩次，保护了生态环境，取得有巨大的社会效益。
重庆大学
2021-04-11
推介案例 | 哈尔滨工程大学-大疆创新智能机器人实践创新基地
为落实教育部推进产教融合、校企合作相关工作部署，促进高校教学改革，推动产教融合型企业建设，中国高等教育学会于2020年8月启动了2020年度中国高等教育博览会“校企合作 双百计划”典型案例推选工作，经资格审核、通讯推选、路演答辩、走访考察以及网上公示等环节，共有103项案例认定为2020年度中国高等教育博览会“校企合作 双百计划”典型案例，近期，“中国高等教育博览会”微信号将陆续推出“双百计划”典型案例推介专栏，欢迎关注。
哈尔滨工程大学
2021-09-26
一种机器人球窝关节摩擦副的测试装置
本实用新型公开了一种机器人球窝关节摩擦副的测试装置.现有磨损试验机难以模拟机器人球窝关节摩擦副的真实磨损情况.本实用新型包括第一旋转轴,第二旋转轴,加载轴,关节窝夹具和关节头夹具;第二旋转轴和加载轴同轴,第一旋转轴与加载轴垂直.本实用新型通过关节窝夹具和关节头夹具在第一旋转轴,第二旋转轴以及加载轴上的不同组合固定方式,在同一套装置内完成球窝关节转动和摆动测试,通过灵敏电流计实现了在不破坏配对关系情况下,对磨损量的动态测量,测试结果准确性较高.
杭州电子科技大学
2021-05-06
基于自主水下航行器的水面辅助机器人及使用方法
本发明公开了一种基于自主水下航行器的水面辅助机器人，包括水面辅助装置，水面辅助装置由随自主水下航行器同步移动的能源补给装置和无线信号中继装置构成；能源补给装置和无线信号中继装置均通过缆线与自主水下航行器相互连接。能源补给装置和无线信号中继装置均设置在船型结构机器人机身上；机器人机身内设置有控制系统、运动系统、缆线管理系统、追踪导航系统以及辅助系统；控制系统分别与无线信号中继装置等信号连接；并通过控制无线信号中继装置、能源补给装置、运动系统、缆线管理系统、追踪导航系统以及辅助系统实现水面辅助机器人与自主水下航行器保持在水平方向上的同步移动；能源补给装置分别与无线信号中继装置等电连接。
浙江大学
2021-04-11
面向生命科学的原位显微分析与微操作机器人
研究方向：微操作机器人系统、微纳设计与加工、生物模式形成与组 织发育建模。 项目简介： 在国家自然科学基金国家重大科研仪器设备研制专项（项目编号 61327802）等资助下，本项目研究团队自主研发了面向生命科学的原 位显微分析与操作仪。研究团队利用该仪器实现了机器人化的体细胞 核移植，进而将该技术应用于猪克隆流程，成功获得了克隆猪仔。这 是国际上首次利用机器人技术获得的克隆猪。 作为一种常用的外源物导入细胞的方式，细胞显微操作技术广泛 应用于生物工程领域。为了减轻实验操作者的工作负担，研究者开发 出自动化微操作系统，实现了自动化胚胎注射、机器人化单精注射、 机器人化贴壁细胞注射等多类微操作。然而，目前自动化微操作的操 作过程与手工操作类似，这些操作在保证操作本身高效、高成功率的 同时，并没有考虑到微操作对后续生物过程（如后续细胞培养）的影 响，因此无法获得显著优于手工操作的生物结果。 研究团队面向生命科学发展的迫切需求，研制出具有可视化、微 创化、定点化、定量化功能的，集检测分析与操作于一体的原位显微 分析与操作仪，利用该仪器实现了机器人化的细胞核移植流程，并通 过分析微操作工具与细胞接触过程中的细胞受力情况，实现了基于最 小力的细胞拨动与细胞抽核，保证了细胞核移植操作过程中细胞受力 最小。实验结果表明，基于最小力的细胞拨动与细胞抽核方法，显著 减少了细胞拨动过程对细胞的伤害；后续细胞培养实验表明，与人工 操作相比，细胞后续发育率显著提高,标志克隆成功的体外囊胚率从 10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究团队分四批完成了 510 例核 移植操作,并将这 510 枚克隆胚胎移植到 6 头母猪体内，两头母猪顺利受孕；4 月底，两头受孕母猪产下成活克隆猪 17 头。 上述研究第一次用后续细胞培养成功率作为评测依据，建立了操 作过程细胞受力情况与后续细胞发育的联系,得出了操作过程细胞受 力越小，则伤害越小，最终细胞发育成功率越高的结论。该研究对其 它机器人化生物操作有借鉴意义。
南开大学
2021-04-11
面向生命科学的原位显微分析与微操作机器人
本项目研究团队自主研发了面向生命科学的原位显微分析与操作仪。研究团队利用该仪器实现了机器人化的体细胞核移植，进而将该技术应用于猪克隆流程，成功获得了克隆猪仔。这是国际上首次利用机器人技术获得的克隆动物。 研究团队面向生命科学发展的迫切需求，研制出具有可视化、微创化、定点化、定量化功能的，集检测分析与操作于一体的原位显微分析与操作仪，利用该仪器实现了机器人化的细胞核移植流程，并通 过分析微操作工具与细胞接触过程中的细胞受力情况，实现了基于最小力的细胞拨动与细胞抽核，保证了细胞核移植操作过程中细胞受力最小。实验结果表明，基于最小力的细胞拨动与细胞抽核方法，显著减少了细胞拨动过程对细胞的伤害；后续细胞培养实验表明，与人工操作相比，细胞后续发育率显著提高,标志克隆成功的体外囊胚率从10%提高到 21%。2017 年 1 月初，研究团队分四批完成了 510 例核移植操作,并将这 510 枚克隆胚胎移植到 6 头母猪体内，两头母猪顺利受孕；4 月底，两头受孕母猪产下成活克隆猪 17 头。 上述研究第一次用后续细胞培养成功率作为评测依据，建立了操作过程细胞受力情况与后续细胞发育的联系,得出了操作过程细胞受力越小，则伤害越小，最终细胞发育成功率越高的结论。该研究对其它机器人化生物操作有借鉴意义。在深度信息提取、显微视野拓展、超声振动细胞穿入等方面拥有多项专利。
南开大学
2021-02-01
一种可变拓扑结构的两栖机器人足机构
本实用新型公开了一种可变拓扑结构的两栖机器人足机构，包括第一至第四驱动模块、髋关节连接模块和小腿模块；第一至第四驱动模块具有相同的结构；每个驱动模块均包括尾轴、U 型主支架、驱动单元和圆舵盘。四个可独立驱动的驱动模块，在非人为干预的条件下通过冗余驱动可同时实现陆地及水中运动构型，并具备良好的扩展性能，可便捷地装配至四足两栖机器人或者六足两栖机器人，使得两栖机器人具有很强的环境适应性。陆地运动状态以髋关节、俯仰关节和膝关节为驱动关节，旋转关节冗余；水下运动状态则以髋关节、俯仰关节和旋转关节为驱动关节，膝关节冗余。本实用新型具有运动形式丰富，关节回转角度大，扩展性强，机动性、灵活性好等优点。
华中科技大学
2021-04-11