重大装备是制造强国战略的重点，水轮机、舰船推进器等大型水动力装备是重中之重。随着对单机容量和能量转换效率需求持续增长，大型水动力装备重量尺寸大、加工空间受限、精度一致性要求高等特征的出现，给加工方式带来了新的要求与挑战。“数控加工”存在结构与位置形式固定、加工覆盖区域有限、可达性低等问题；“人工加工”虽具备灵活性，但存在劳动强度大、工作环境恶劣、加工精度一致性差等问题。 机器人在位加工具有大行程、高柔性和快响应等优点，可有效解决现有大型水动力装备“数控加工”和“人工加工”存在的受限空间复杂曲面加工区域小、柔性差、响应慢和精度一致性差等问题。但亟待突破受限空间加工轨迹规划、多阶模态加工过程控制、敏捷加工可重构装备等关键难题，以实现大型水动力装备在位高精高效敏捷加工。 本成果从受限空间高精加工轨迹规划、多阶模态高效加工过程控制、人机协同敏捷加工工艺装备三个方面开展研究，提出了机器人“加工刚度-力致误差”评价指标，发明了基于排斥势场的轨迹规划方法，研发了机器人加工多约束规划、视觉跟踪测量与误差在线补偿等软硬件模块，提出了“颤振稳定性-切触面积”高效加工优化新方法，研发了加工余量、切削负载自适应调控系统，提出了“操作经验知识迁移-知识驱动可制造性分析”工艺规划新技术，发明了国际首台（套）大型水动力装备在位机器人加工可重构装备，研发了大型水动力装备机器人化全流程加工产线，实现多种水轮机转轮和推进器叶片加工效率提升30%以上，水轮机局部加工精度最高可达±0.1mm。 图1 机器人加工软件 图2 大型水轮机转轮的机器人在位修复加工系统 图3 大型舰船用螺旋桨机器人在位加工系统

重点围绕实施大型机电设备预测性的状态检修需要，建立设备状态劣化监测模型，在线评价设备健康状态。采用自动逻辑推理的自主故障诊断方法，结合专家人机交互方式进行观察、推理的人工诊断方式，形成更准确全面的故障原因分析和故障定位。根据状态评价和故障定位结果，自动给出设备维修建议的方法。利用长期积累的设备试验、运行、故障前后的各种状态数据，进行设备状态劣化模型、故障诊断模型的更新和修正方法。基于Internet的远程协作诊断机制，遇到疑难问题时邀请多领域专家进行在线会商。可以用于机电设备、水电机组、风力发电机组

本成果针对不同核电环境内的任务，设计研发了个性化的专用机器人系统，解决核反应堆顶盖上螺栓拉伸量的实时测量、蒸汽发生器内一次侧堵板的自动安装及高放射性核废物的体积最小化回收等多种任务，解放危险环境中的操作人员，提高了操作安全性。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 为保证核电站正常、安全地运作，可利用机器人取代操作人员定期对核设施内部的设备进行检查、维修，以避免设备故障、老化等现象出现。针对不同核电环境内的任务，设计研发了个性化的专用机器人系统，解决核反应堆顶盖上螺栓拉伸量的实时测量、蒸汽发生器内一次侧堵板的自动安装及高放射性核废物的体积最小化回收等多种任务，解放危险环境中的操作人员，提高了操作安全性。 成果一：整体螺栓拉伸机拉伸量自动测量装置实现了对反应堆压力容器顶盖主螺栓拉伸量及残余拉伸量的远程自动测量，降低了人员所受辐射剂量，提高了系统整体工作效率。 成果二：蒸汽发生器一次侧堵板操作机器人完成核电站蒸汽发生器一次侧堵板的安装、紧固、自动充气密封和拆除，利用定位装置可360°旋转的螺栓紧固机械手、力矩反馈传感系统和视频监控系统实现智能定位、自动路径规划、螺栓拧紧力矩的自判断、气压密封和过程监控。 成果三：建立了首套核反应堆探测器组件自主回收作业机器人系统，并进行了误差建模、系统标定、精度测试与实验验证，验证了系统的可靠性和有效性。 主要性能指标包括重复定位精度、视觉定位精度、具备轨迹跟踪、视觉伺服控制、力感知、目标精确测量功能。

一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、需求响应支撑等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段。加快储能技术与产业发展，对于构建以新能源为主体的新型电力系统，实现碳达峰碳中和具有重要意义。据预测，到2050年，我国锂电池储能将达到400吉瓦，年均增长26%。然而，锂离子电池固有的安全性问题使其大规模应用遇到了瓶颈。2019年美国亚利桑那州一起锂电池储能系统火灾，今年4月我国某储能电站爆炸，韩国近年来30座电池储能电站发生火灾，均造成重大人员伤亡和经济损失。因此，储能系统的消防安全问题已成为制约锂离子电池储能大规模推广的关键瓶颈。 现有技术的痛点问题是：1、锂离子电池火灾机理有差异；2、锂离子电池灭火剂适用性不强；3、现有灭火剂不具备高效降温能力；4、实时健康状态监测技术缺乏；5、预警技术作用重视不够；6、技术规范建设严重滞后。

项目简介 面向水环境保护领域，产品主要用于湖泊、水库、城市景观水面富营养化治理。利 用水体动力学原理，给与水体微弱扰动，可打破气膜和液膜间的阻隔，将溶氧输送到水 体深处，促进微生物对水体中氮磷等富营养物质和有机物质的消耗，实现微生物、浮游 生物、鱼虾等动物的自然平衡，达到水质稳定或改善的目的。本项目产品的最大特点是124 能耗低，约为 3w/亩，可以使用太阳能、风能等新型能源，很方便的安装到电力无法供 应的水面中。通过基于 FCS 的嵌入式控制系统技术，对包括水体溶氧、pH、温度、气压

为全面实施"贵州省初中科学探究实验室装备方案"提供整套仪器设备 序号 产品名称  1、电磁学系列 1 传感器的简单应用 2 二极管特性曲线 3 三极管特性曲线 4 晶体管放大电路 5 简单门电路 6 探测直导线周围的磁场 7 用单匝线圈研究电磁感应现 8 微弱磁通量变化时的感应电流 9 通电螺线管的磁感应强度测量 10 通电螺线管的磁感应强度与电流的关系 11 自感现象 12 楞次定律 13 安培力测量 14 电磁感应电流的方向 15 电磁感应电流的方向 16 无线电报机 17 电磁弹簧振子 18 开尔文滴水起电演示仪 19 探究串联电路中电流的关系 20 探究并联电路中电流的关系 21 测量串联电路电压 22 探究电流与哪些因素有关,欧姆定律 23 探究电流做功与哪些因素有关 24 探究电流做功的快慢与哪些因素有关 25 测量小灯泡的电功率 26 探究通电螺线管的磁场 27 发电机原理 28 测量小灯泡的功率 29 无线电报机 30 电磁弹簧振子 31 开尔文滴水起电演示仪 32 电磁炮 33 无形的力 34 磁悬浮地球仪 35 手触式蓄电池演示仪 36 磁场力 37 磁悬浮列车 38 温差发电 39 光电盘 40 电磁学问题探究套件 41 光控系统（台灯测试仪）（教师用） 42 光控台灯（学生分组） 43 磁体周围有什么 44 感应电流怎样产生的 45 水的电解实验 46 奥运悬浮球 47 无形的力 48 发电锚 49 磁 共 振  2、力学 1 风洞 2 双人舞 3 投球器 4 测量玩具小车的运动速度1 5 测量玩具小车的运动速度2 6 力的作用是相互的 7 探究物重和物体质量的关系 8 探究影响滑动摩擦力的因素 9 探究同一直线上二力的合成 10 探究浮力的大小，影响浮力大小的因素 11 究定滑轮与动滑轮 12 探究水的熔点与沸点 13 探究海波和石蜡熔化时的温度变化 14 探究蒸发吸热 15 探究大气压强与高度的关系 16 静摩擦力研究 17 滑动摩擦力研究 18 重力大小与质量的关系 19 研究匀速直线运动 20 平均速度的测量 21 平均速度与瞬时速度的关系 22 加速度的测量 23 匀加速直线运动 24 加速度与拉力的关系 25 加速度与质量的关系 26 研究自由落体运动 27 研究自由落体运动 28 超重与失重 29 动量定理（恒力） 30 动量定理（变力） 31 动量守恒定律 32 单摆的振动图像 33 单摆周期的测量 34 单摆法测重力加速度 35 阻尼振动 36 弹簧振子的研究 37 一纸顶千斤 38 机翼升力演示仪 39 二力平衡 40 重力方向探究仪 41 会翻跟头的魔丸 42 模拟傅科摆实验 43 桥梁的研究 44 滚动的方轮 45 奇怪的碰撞 46 袋鼠下坡 47 自动上坡的旋转体 48 钢球爬坡 49 多轨竞速 50 多功能滚摆 51 奇异的翻转环 52 筋斗鼠 53 潜水艇仿真实验系统 54 浮沉的小鱼 55 收集分子运动和实验证据 56 压力作用效果探究仪 57 重心与稳度探究仪 58 蛇形摆 59 匀强磁场中的单摆 60 力学问题探究套件 61 气流炮 62 滴水迷宫 63 水时钟 64 自动筛子 65 定滑轮与动滑轮的作用 66 力的合成与分解 67 弹簧的弹力与伸长的关系 68 摩擦做功与内能 69 电磁弹簧振子 70 斜面上力的合成与分解 71 龙卷风 72 撬地球 73 吹不开的苹果 74 风洞戏球 75 曹冲称象 76 气浮平台 77 欹器  3、光学 1 魔镜 2 魔 箱 3 变色龙 4 角反射器 5 探究光在弯曲玻璃管中的传播 6 探究太阳能的转化 7 光强与光源距离的关系 8 光导现象(光导灯) 9 室内和室外光亮度的测量 10 不同材料透光性能研究 11 太阳镜的研究 12 不同材料对光的反射 13 光污染研究 14 翻转的镜像 15 小球变大球 16 你中有我、我中有你 17 笼中鸟 18 颜料的混合（电动七色轮） 19 光通讯实验系统 20 辉光球 21 多像镜 22 时光隧道 23 夜视望远镜 24 光的合成探究实验仪 25 三色小孔成像 26 彩虹 27 光学问题探究套件 28 透光宝镜 29 光琴 30 东方明珠塔 31 放虎归山 32 到底动不动 33 穿 针 引 线 34 电影的原理 35 泉水幻影  4、振动与波 1 无皮鼓 2 共振鼓 3 喊泉 4 声波的振动图像 5 声波的干涉 6 声音的共鸣 7 振幅与响度的关系 8 频率与音调的关系 9 声音与距离 10 请保持安静 11 不同材料的隔音效果研究 12 噪音污染研究 13 音乐对植物生长会有影响吗？ 14 声波看得见 15 鹦鹉学舌 16 声音的特征 17 声驻波 18 无弦琴 19 伽利略针和单摆实验 20 共振摆球 21 声悬浮 22 振动与转动能量的转化 23 强迫振动与共振实验仪 24 超声雾化 25 鱼洗 26 空中排萧 27 铝棒发声  5、热学与分子物理学 1 热辐射演示仪1 2 气垫船 3 固体热胀冷缩演示仪（教师用） 4 热辐射演示仪2 5 玻意耳定律 6 查理定律 7 摩擦做功改变物体内能 8 固体熔化时温度的变化规律 9 沸点与压强的关系 10 “永动机” 11 富兰克林沸腾球 12 热能发动机 13 热辐射 14 对蜡烛及其燃烧的探究  6、地理科学系列 1 测量小溪河流的水质 2 酸雨研究 3 土壤酸碱度对植物生长的影响 4 不同地域饮用水的PH值的比较 5 土壤的酸碱度与植物生长的研究 6 监测天气湿度的变化 7 确定露点 8 测量容器、温室及其他封闭环境的湿度 9 呼出空气的湿度； 10 环境污染研究 11 不同土壤渗水性比较实验器 12 水土保持演示仪 13 月相变化演示仪 14 地震模拟演示仪 15 星空再显  7、生命科学系列 1 光对植物生长的影响 2 音乐对植物生长会有影响吗？ 3 心率的测量 4 比较不同同学之间心率 5 心情紧张对心率变化的影响 6 研究心率在运动后恢复到正常状态的时间 7 咖啡、茶、可乐等刺激饮料对心率的影响 8 测量对比不同生物体的心率 9 研究饮料的酸性对肠胃的影响 10 土壤酸碱度对植物生长的影响 11 植物的蒸发 12 研究不同生物的生存环境 13 检测人、动物的呼吸 14 保持室内通风 15 观察光合作用时氧气浓度发生的变化 16 小动物也需要呼吸 17 卧室绿色植物越多越好吗 18 不同海拔高度的区域氧气含量是否相同 19 人体消耗氧气 20 牛奶是否变质 21 调查饮用水的纯度 22 水中动物呼吸对氧气的消耗 23 水中植物的光合作用 24 时间反应测试 25 补色立体图 26 画五星 27 错觉画 28 马尾巴的魔术 29 大象穿鼠洞 30 盲点测试 31 梯形窗 32 普氏摆 33 距离测试 34 记忆力测试 35 基因柱 36 30倍手持探究显微镜（分组实验） 37 100倍手持探究显微镜 38 二人共听心跳（听筒） 39 生命科学探究实验包  8、新能源系列 1 新能源开发与利用探究实验包 2 新能源小屋 3 风力发电 4 水力发电（学生用） 5 太阳能发电  9、数学系列 1 忽多忽少的小人 2 装箱游戏 3 疯狂的立方体 4 搭建金字塔 5 拼出正方形 6 华容道 7 伤脑筋十二块 8 正交十字磨（椭圆规） 9 迷人的跳棋 10 汉密尔顿路径 11 圆形井盖之谜 12 先到二十为胜 13 拼走廊（拼出连线） 14 巧布哨兵 15 拼五星（四星拼一星） 16 巧垒立方体 17 几何体就位 18 高尔夫球拼板（搭高楼） 19 四色定理 20 数学问题探究套件 21 梵天之塔 22 猜生肖  10、转换系列 1 太阳灶模型（学生用） 2 冷热传递—温差发电 3 会行驶的太阳能小车 4 啄木鸟 5 仿真瓦特蒸汽机 6 能源实验平台（教师用） 7 自然能源综合利用探究套件（学生用）  11、类科学系列 1 生命科学探究平台 2 沙漏记时 3 神奇记忆合金（四种记忆方式） 4 可编程机器人 5 伽利略温度计 6 活动雕塑 7 不同土壤渗水性比较实验器 8 房屋搭建组合件 9 富兰克林沸腾球 10 水质的测定 11 光合作用产生氧气 12 二氧化碳是光合作用的原料 南京师范大学课程资源研究所专业提供中小学科学探究实验室、科技创新实验室、科技馆展品、壁挂科技馆、科学探究实验室、数字化实验室、教学实验箱、通用技术实验室、机器人实验室、幼儿园科学发现室、地震教育科普馆、数字化地理学科专用教室、物联网技术探究实验室、海洋教育体验馆、数学科技馆、科普大篷车、军事科技活动室、综合实践活动室、创客空间实验室的设计方案、中学地理探究实验室、物理电学教室、物理力学教室、电子控制技术实验室、通用技术实验室-设计室、生物创新实验室、壁挂式科技馆(智慧墙）、中小学实验箱。 南京师范大学课程资源研究所 公司电话： 025-83204284， 83301983， 83302681 公司传真： 025-83302681转8028 手　　机：13405879778 联 系 人：王经理 电子邮件：wangkefang@163.com QQ号码：3352552402或2269329198

本发明公开了一种物理模拟航空发动机中介机匣件铸造成形过 程的模具，其包括模具单元、固定单元和照明单元，模具单元由多层 模腔结构叠加而成，每层模腔结构的内部腔体连通，多层模腔结构内 部腔体组合而成的腔体形状与航空发动机中介机匣件的形状适应；模 具单元中部设有与底层模腔结构相连通的中心直浇道；底层模腔结构 的底部设有排水阀和支撑定位柱；固定单元包括组合销孔和圆柱销， 组合销孔由各层模腔结构上同轴销孔叠加而成，圆柱销贯穿组

微波等离子体化学气相沉积法合成金刚石技术是代表化学气相沉积（CVD）合成金刚石技术国际先进水平和发展方向的高新技术，本技术的主要成果包括以下几方面内容： 高效能微波等离子体化学气相沉积金刚石装备的设计与制造； 钯管提纯氢气装置设计与制造； 微波等离子化学气相沉积（CVD）合成金刚石技术及产品； 金刚石后续加工技术及应用。

针对国内拉削装备在加工效率、加工精度和表面质量等关键性能指标与国际水平存在较大差距，以及智能制造技术发展带来的未来巨大市场需求空间，在国家中小企业创新基金、国家重点新产品、国家科技部科技人员、浙江省重大科技专项等项目的支持下，通过产学研合作方式，对拉削方式与机床结构、挤光拉削集成工艺与设备、工作台及刀座安装结构设计与工艺适应性、数控拉削装备CPS 多领域统一建模与优化设计、拉床专用数控系统软硬件等关键技术进行了深入的研究。研发了伺服驱动工件移动拉削工艺和"一挤光两拉削"的三工位加工工艺，研制了共底座双立柱多工位机床、双工位工件移动式立式外拉床和自动挤光拉削专用机床，提高了拉削效率和精度；设计了可承载侧向重切削力的转位工作台、双工位液控翻转工作台以及子母刀座液压锁紧装置，减少了上下料和换刀的辅助时间；研制了多工位协调优化的控制系统和工件在线检测装置，提高了拉削过程的稳定性和自动化程度；开发了CPS 多领域统一建模与优化设计技术，支持数控拉削装备的综合分析和优化。

项目背景是北京市燃气紧缺，日缺口最多达800万立方米；北京市大力推广市政天然气管网入村工程；污水处理产生的大量污泥造成了严重的环境污染；北京2014年工业污泥产量超过100万吨；污泥是城市水处理厂的伴随产物，随着社会文明的进步以及环保水平的提高，污水处理能力和处理量也在逐年增长, ,污泥的处理处置问题已成为世界性的课题。 目前国内污泥的处理处置率很低,主要是填埋和农用,也有一部分进行焚烧处理,而这些处理方式均会导致不同程度的二次污染问题。污泥热解技术具有可回收能源 和有用物质、技术不复杂、气体能源产品可不需要储存、对不同的物料成分可以灵活运行等优点。 项目创新点在于太阳能干燥技术实现污泥干燥和减量化，有低能耗、绿色环保的优势。污泥热解-气化工艺及关键设备循环流化床均系自主开发，具有自主知识产权，可实现污泥所蕴含的化学能高效转化为生物燃气。污泥热解-气化工艺主要产品系生物燃气，联产灰分和中压蒸汽。污泥热解-气化工艺实现污泥中灰分无害化利用制建材并回收重金属。污泥热解-气化工艺实现废物零排放，原子经济性高。 本技术使用固定床反应器,以制备气体燃料为目的,对城市污水处理厂的污泥进行了热解资源化研究。以污泥为原料进行了热解工艺开发,考察不同反应条件对热解效果的影响。得出在合适的操作条件下,污泥热解制备气体燃料最佳的反应条件。此时,气体产率达35%,所得气体中可燃组分H2、CH4和CO的总含量达到了60% ,产气热值为8039.77kJ/m3。对500℃时生成的焦油进行了成分分析,发现焦油中N和O含量较高,若用于燃烧可能会产生较多的二次污染物。 分别用干污泥和湿污泥与生物质混合,进行共热解技术开发。结果发现,当干污泥中掺混50%时,能有效提高污泥热解的气体产率。湿污泥与生物质进行混合热解时, 随混合物中生物质比例的增加,温度的增加,气体产率、气体热值逐渐增加。对污泥热解残渣进行了水蒸气气化反应。分别改变温度、固相停留时间、水蒸气流量和 催化剂等条件,考察其对气化结果的影响。得出污泥热解残渣水蒸气气化制取富氢燃气的最佳条件。