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。

本项目通过完善结构化焊接技术，研发视觉伺服机器人，研究焊缝图像处理算法和炉筒与大小炉盖的结构以及密封槽的设计，实现非结构化焊接制造蓝宝石炉，使其炉体性能可靠、制造工艺稳定、生产高度自动化。本项目的实施实现了如下的技术突破和创新：(1) 研发成功视觉伺服方法进行焊接机器人的焊缝跟踪控制，首次实现焊接环境的监控。(2) 研究晶体生长炉加热后对炉筒、大小炉盖等部件密封性能的影响；合理布置了电极与抽气管道装置；获得能在生产过程中安排合理的制作工艺和技术，保证晶体生长炉的密封性、粗糙度、同心度、平行度、垂直度达标及产品量产的稳定性。(3) 研发智能制造操作平台，可对蓝宝石炉进行结构化智能焊接。(4) 研发新型宝石炉，使蓝宝石炉的智能焊接制造技术获得突破性进展。●应用前景： 我国焊接自动化的市场容量在不断扩大，作为需求导向型行业，焊接自动化在工程机械和石油化工等行业中得到广泛应用。此外，在提高劳动生产率、提升产品质量和增强竞争力等方面，焊接自动化装备作为重要的基础装备之一，对我国未来先进制造技术的核心竞争力具有重要意义。而且对中国企业现有产能的焊接设备进行技术改造升级，也将产生巨大的焊接自动化装备需求，中国焊接自动化装备市场已进入高速发展阶段。 

本项目主要为企业提供机械装备关键零部件的修复和加工工艺等关键技术， 通过激光熔覆、热喷涂等技术优化了再制造产品修复的工艺参数，提高修复层 的性能，实现修复层的精密低应力平整化加工，提高修复产品的表面质量，形 成薄壁、弱刚性零件辅助加固高效高精度加工技术，降低加工过程中产生的振 动，避免出现加工变形，为企业进行机械产品再制造提供技术支持。

本发明提出一种接触式机械振动条件下增材制造方法，通过在电弧送丝增材制造或者激光送粉熔化增材制造的过程中，同步引入一定频率的机械振动，使零件处于一种微振动状态，通过机械振动作用于增材制造过程中形成的微小液态熔池，起到细化晶粒，使组织变得更加均匀和减少甚至消除气孔、夹杂及未熔合现象。同时振动作用于刚凝固的金属，使振动产生的应力和增材制造过程中产生的残余应力叠加产生局部塑形变形，达到减小增材制造零件的残余应力和变形的

本项目主要解决此市场痛点，将3D打印技术和液压系统相结合，设计一套轻量化的液压机械臂，特别适用于航空航天、军工、勘探、安防、排爆、物流搬运等特种机器人领域。对比同体积和质量的电驱动马达，扭矩可增加4倍以上。 一、项目进展 已注册公司运营 二、企业信息 企业名称 上海埃曼机器人有限公司 企业法人 唐锋 注册时间 2021.8.19 注册所在省市 上海 组织机构代码 91310113MA7B0CQ912 经营范围 机器人及其配件的研发、销售 企业地址 上海市宝山区上大路668号 获投资情况 EFG天使基金 三、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 唐锋 材料科学与工程/冶金工程 2020.09 黄梦婷 材料科学与工程/冶金工程 2020.09 刘翔 材料科学与工程/冶金工程 2020.09 四、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 王江 材料科学与工程 教授 陈超越 材料科学与工程 讲师 五、项目简介 目前市面上使用的机械臂、机器人95%以上为电机驱动，存在负载小，抗干扰能力差，续航短的问题，难以满足人们对负载日益增长的需求。而液压驱动的机械臂、机器人在相同功率下可以提供更大负载，对外界干扰不敏感，但同样存在一些问题，比如液压执行机构和液压元器件体积大，质量大，漏油，散热差等，因而很少被采用。在大负载、移动式机器人领域二者难以兼顾。 本项目主要解决此市场痛点，将3D打印技术和液压系统相结合，设计一套轻量化的液压机械臂，特别适用于航空航天、军工、勘探、安防、排爆、物流搬运等特种机器人领域。对比同体积和质量的电驱动马达，扭矩可增加4倍以上。 从最初的结构设计就采用增材制造思维，打破传统加工工艺的限制，因而设计更加多样化。然后将关键液压元器件也采用轻量化设计，金属3D打印工艺加工，部分液压元件外壳可进一步与机械结构件集成，使整体更加轻量化，简洁化。 团队目前已为中电X所开发一套原型机，产品于2021年7月交付，目前在开发第二代产品。今年1月与浙江大学机械工程学院签订三年合作开发协议，开发一款用于军工的机械狗腿部关节等项目。

通过结构的局部强度和强度场把结构抗疲劳设计和抗疲劳制造技术有机的耦合起来，为结构的材料、毛坯、热处理、强化工艺等的要求设计提供了理论依据。基于结构和零件的局部强度和强度场提出了材料要求设计、毛坯要求设计、热处理强化要求、工艺强化要求的设计理论和方法。提出了基于毛坯-制造-产品的热处理硬度场的设计要求，包括热处理表面硬度、硬化层深度、芯部硬度以及硬度度等。提出了基于制造工艺-热处理-产品的毛坯结构尺寸和力学特性要求设计，通过控制毛坯的力学特性进行工艺设计，提高产品的

项目经过10年科研攻关，开展了节能高效的微小/紧凑型化工机械的设计和制造关键技术研究，主要创新成果有： 1、建立了微小/紧凑型化学机械系统的强度设计理论，包括多因素协同作用的钎焊工艺优化方法、高温蠕变和疲劳强度设立理论。 2、发明了微试样力学性能测试装置，用于测试微米厚度钎焊接头力学性能参数，为结构完整性评价提供基本参数。 3、发明了微小/紧凑型换热器和反应器，耐腐蚀、耐高温和高压，可拆卸维修，集传热、传质、化学反应于一体，结构微小、紧凑，降低了空间消耗。

深耕船舶制造，拥有国际一流的现代化船舶建造基地：新大洋造船有限公司，产品线覆盖散货船、气体船、油船、化学品船和海工船等，以卓越的产品和稳定的质量将”中国制造“推向世界。 独有的”皇冠“系列散货船，声誉卓著，以优异的性能、稳定的质量和良好的节能效果，成为航运市场中的佼佼者，累计交付客户超140艘。

上海机电股份有限公司与日本三菱电机株式会社合资组建的上海三菱电梯有限公司，经过19年的创业和发展，目前已成为中国大规模的专业电梯制造、销售大型企业之一，年产电梯达2万台，产品市场占有率保持领先地位，并向东南亚、南美洲及俄罗斯等40个国家（地区）出口。公司连续11年取得的主要经济指标在行业中名列前茅。 公司企业技术中心，通过动态引进、转化日本三菱最新电梯技术和坚持企业自主开发并重方针，保障产品的技术水准。目前，已拥有31个产品系列200余种不同规格品种，能满足不同需求，覆盖不同层次的产品体系。 公司还通过了环境管理体系（ISO14001）和职业健康安全管理体系(ISO18000)的认证，2002年荣获全国质量管理奖。

       山东天力机械铸造有限公司成立于2002年8月，注册资金5100万元，占地30.49亩，位于滕州市官桥镇工业园区。公司是国家高新技术企业，山东省“专精特新”中小企业，中国铸造协会理事单位，并获评中国铸造行业企业“AA”级信用等级企业。作为铸造行业国家标准起草制定单位，已累计主导或参与二十余项国家标准的制定工作。       公司坚持创新驱动发展战略，积极推动产学研融合，与武汉科技大学共建“高性能钢铁新材料开发与应用技术校企联合创新中心”。同时，公司深度融入地方产业生态，是枣庄市高端装备（精密铸造）产业发展联盟主席团核心成员单位，并作为承建运营单位，负责滕州市先进金属材料技术创新中心的建设与运行。       在生产制造方面，公司构建了现代化铸造生产体系，形成了年产能达4.5万吨的规模化制造能力。 核心熔炼环节配备多台中频电炉（包括5吨、3吨、1吨规格各2台），可满足不同规模的熔炼需求。在热处理环节，公司配置了先进的全自动智能推杆式淬火线，以及多台大型热处理炉（涵盖40吨、30吨、20吨及10吨等多种规格），实现了对铸件组织与性能的精准调控。凭借上述装备与技术实力，公司具备稳定生产单重18吨以下、涵盖各类牌号铸件的能力，能够灵活响应客户多品种、小批量及高端定制化的生产需求。       在铸造工艺体系方面，公司构建了以消失模铸造为核心，水玻璃砂型、树脂砂型、金属型、铁模覆砂及复合型砂等多工艺协同的成熟工艺体系。基于不同产品在结构特征、性能要求、质量稳定性及批量条件等方面的差异，公司能够科学匹配最适宜的工艺路线。依托上述工艺体系，公司可稳定覆盖从复杂薄壁件到大型厚重件、从单件试制到规模化生产的多样化制造需求，为客户提供高适配度、可持续的铸造解决方案。       为确保产品质量的可靠性和研发数据的准确性，公司持续加大检测能力建设，先后引进德国OBLF GS1000-Ⅱ型直读光谱仪、美国OLYMPUS VANTA系列VCR手持式X射线荧光（XRF）光谱分析仪、美国奥林巴斯OLYMPUS GX53金相显微镜等国际先进检测设备，并配备完善的力学性能检测手段，构建了覆盖化学成分、金相组织、力学性能及质量一致性的全流程检测体系，实现了从材料研发、工艺控制到最终性能交付的全过程技术闭环，为高可靠性铸件的稳定交付提供了系统性保障。       公司秉持开放合作、创新引领的发展理念，与国内一流科研机构及知名专家学者建立了长期稳定的合作关系，持续开展新型金属材料及其配套铸造工艺的研究。依托长期积累的多牌号铸造研发与生产经验，公司产品涵盖铸造碳钢、奥氏体锰钢、低合金钢、不锈钢、耐磨钢、耐热钢、抗磨白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁等多个门类，广泛应用于高端装备铸造配件、破碎粉磨装备耐磨部件、加工中心机床配件及高品质泵阀铸件等领域。       在质量管理方面，公司始终坚持高标准、严流程，建立并持续运行规范化的质量管理体系。公司通过中国质量认证中心（CQC）审核，取得ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、ISO45001职业健康安全管理体系认证，并获得三标管理体系国际认证联盟（IQNet）认证，形成了覆盖原材料采购、生产制造、检验交付及客户服务等环节的全流程质量保障体系，为产品质量的长期稳定性与一致性提供了坚实保障。       在标准制定方面，公司长期深度参与国家铸造标准体系建设，围绕耐磨材料、铸铁与铸钢产品、金相检验、交货验收及工程应用等关键领域，持续为国家标准的制定与修订提供工程实践与技术支撑，相关成果已广泛应用于耐磨材料、阀门铸件、耐热与低合金钢铸件、尺寸与几何公差控制及绿色铸造等领域，有效促进相关技术要求在工程应用中的一致性与可实施性。       展望未来，公司将持续秉持“质量为本、创新为魂”的经营理念，依托多工艺协同优势与持续的技术创新能力，不断提升产品性能与服务水平，积极推动铸造行业技术进步和产业升级，为高端装备制造领域提供更加可靠、专业、定制化的铸造解决方案。