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跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
华中科技大学
2023-05-12
跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
【技术优势】
本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。
【技术指标】
本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。
华中科技大学
2023-05-15
新型复合材料夹芯结构关键技术、产品研发及应用
项目团队经过10多年技术攻关，发明了创新型格构增强复合材料夹芯结构，以泡沫和轻木为芯材，以复合材料为面层及格构腹板，制备出系列复合材料梁、板、柱及实体构件。 显著优点：高抗力、高延性、高耐候。解决难点：将真空导入工艺引入超大/异型构件的成型制造，攻克了树脂浸渍及流动的精准控
南京工业大学
2021-04-14
一种基于隔离型存储阵列结构的固态存储器
本发明公开了一种基于隔离型存储阵列结构的固态存储器，包 括 M×N 个上电极、N 个下电极以及 M×N 个存储单元；每个上电极 只与一个功能层相连；功能层位于上电极与所述下电极之间；通过外 部的控制信号选择 X 方向的第 i 个上电极和 Y 方向的第 j 个下电极， 使得由第 i 个上电极、功能层和第 j 个下电极构成的存储单元工作；沿 着上电极的方向定义为 X 方向，沿着下电极的方向定义为 Y 方向。本 发明中的隔离型crossbar阵列结构通过一定程度降低单元阵列集成度， 提高了阵列各存储单元的
华中科技大学
2021-04-14
一种基于隔离型存储阵列结构的固态存储器
本发明公开了一种基于隔离型存储阵列结构的固态存储器，包 括 M×N 个上电极、N 个下电极以及 M×N 个存储单元；每个上电极 只与一个功能层相连；功能层位于上电极与所述下电极之间；通过外 部的控制信号选择 X 方向的第 i 个上电极和 Y 方向的第 j 个下电极， 使得由第 i 个上电极、功能层和第 j 个下电极构成的存储单元工作；沿 着上电极的方向定义为 X 方向，沿着下电极的方向定义为 Y 方向。本 发明中的隔离型crossbar阵列结构通过一定程度降低单元阵列集成度， 提高了阵列各存储单元的
华中科技大学
2021-04-14
一种轴向磁通永磁体的爪极结构转子
本发明属于电机转子领域，并公开了一种轴向磁通永磁体的爪 极结构转子。该转子包括外磁极、内磁极、永磁体和转轴，内磁极套 装在外磁极内部，内磁极和外磁极呈爪极形状，二者的爪极齿部交错 配合，永磁体设置在内磁极和外磁极之间，将径向磁通转化为轴向磁 通，转轴设置在内磁极内部。通过本发明，永磁体内嵌式的结构实现 了该转子在高速下工作，且永磁体不易损坏，同时永磁体远离绕组， 高温不直接作用于永磁体，解决了永磁体在高温下失磁的问题。
华中科技大学
2021-04-14
一种具备双层定型相变材料层的建筑外墙结构体
本发明公开了一种具备双层定型相变材料层的建筑外墙结构体，其从外到内依次包括外定型相变墙板层、第一隔热层、墙体层、第二隔热层和内定型相变墙板层，其中外、内定型相变墙板层分别由相变 露环境下全年冷负荷最小，并当墙板层温度等于或高于 Tm1 时相变材料由固态融化为液态；该相变温度 Tm2 被设定为在其暴露环境下全年热负荷最小，并且当墙板层温度等于或高于 Tm2 时相变材料由固态融化为液态。本发明中还对两种定型相变墙板层的相变材料的组分及配料比进行了设计。通过本发明，能够更有效地降低外墙冷负荷和热负荷，显著
华中科技大学
2021-04-14
一种结构物相对于路基的水平位移测量装置
"本发明公开了一种基于数字图像处理的钢轨光带异常自动检测方法，采用数字图像处理技术分析相机拍摄的轨道图片并检测其钢轨光带是否发生异常；利用图像增强、边缘检测、直线检测等方法初步定位图像中钢轨区域；然后通过模式识别、图像分割、阈值处理等方法提取出钢轨顶面光带区域；最后，对所提取的钢轨光带区域进行统计、分析并识别出其是否发生异常。本发明可以高效、自动、智能的检测钢轨平稳性，有效地降低人力投入、减少检测时间，并保障检测的准确率，使得列车在高速运行时的安全得到有效保障。 "
西南交通大学
2016-10-20
一种新型人形机器人及其腿部结构设计
1.痛点问题
智能机器人能够代替人类执行各类任务，有潜力成为最为重要的一股社会生产力。近年来，以人形机器人为载体的通用智能机器人成为了全球机器人行业所关注的热点，由于其具有人形的躯体，使得它有潜力代替所有人类工种。然而大多数目前的人形机器人产业化方案存在一定的问题，大部分现有人形机器人采用传统的驱动与关节完全对应的排布方式以及位置控制模式，这种方案使得机器人结构转动惯量大且依赖高精度传感器，导致其动态性能差且成本高昂。
2.解决方案
本成果提出了一种新型人形机器人及其腿部结构设计。其一，提出独特创新的跨级连杆腿部结构，将所有腿部关节驱动集中到机器人质心附近，极大地降低了转动惯量，提高了机器人的性能；其二，选用新型轻质材料如高强度轻质铝合金、高强度碳纤维等，并重新设计机械结构，减轻了机器人重量，而不影响整体结构的强度；其三，该设计基于力控高扭矩低减速比本体驱动器，具备极高的动态性能并降低成本。
3.合作需求
1）办公及生产场地；
2）合作伙伴：包括工厂、物流中心、住宅、酒店行业在内的应用合作伙伴。
清华大学
2023-01-03
具有多级孔结构和孔壁由纳米线编织的泡沫陶瓷
1.痛点问题
从目前中国节能政策的导向来看，绿色建筑节能环保需求不断加强，且对材料的保温性和防火性都提出了较高的要求，传统有机材料因为其防火性能差，开始逐步退出市场。泡沫陶瓷同时具有良好的保温性和防火性，作为A1级建筑保温材料市场非常广阔，每年新增建筑市场约2000亿元，老旧建筑的改造也差不多有2000亿元的市场规模。而长期以来，采用泡沫陶瓷作为保温节能和烟气过滤的主要问题是气孔率只能做到95%以下，气孔率超过95%以后，抗压强度急剧下降。
2.解决方案
本技术采用二级孔结构和在孔内生长纳米线的方法，使得高气孔率的泡沫陶瓷强度得到显著提高，具备了在保温节能和高温烟气过滤应用的可能性。具体包括：在陶瓷原料中适当掺入一定比例的微米级铝粉，利用铝粉的可肯达尔效应，将铝粉形成氧化铝空心球，形成在空壁和三角处的二级孔结构，显著增强了泡沫陶瓷的力学性能；在陶瓷原料中参入Si粉，在1400度左右，在埋碳的还原气氛中，可以在孔壁中形成碳化硅纳米线，这些纳米线可以协同增强力学性能和增加高温烟气的过滤效果。
3.合作需求
1）应用场景：选择一栋建筑外墙保温为示范工程，测试保温节能的效果。
2）资源对接，目标合作区域、领域和合作企业。
清华大学
2022-11-16