一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 简凯纳 机电工程学院/机械工程 2018.9/2022.6 201831031312 张星 电气信息学院/电子信息工程 2018.9/2022.6 201831072307 陈浩彬 机电工程学院/机械设计及其自动化 2020.9/ 202031030285 邓青蓝 机电工程学院/机械设计及其自动化 2018.9/2022.6 201831053229 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 杨林君 工程训练中心/机械工程 实验师 机械工程 陈建勇 理学院/凝聚态物理 讲师 凝聚态物理 四、项目简介 目前，在移动机器人领域，轮式移动机器人因具有结构相对简单、驱动和控制方便、工作效率高等优点被广泛用在需要越过障碍物的工作中。但是，一般常用的移动装置为四轮驱动结构，动力相对不足，越障能力差；各种零部件之间拆装特别繁琐，不同模块之间管理混乱，更换属于一个模块的坏掉的零部件往往需要拆卸掉其它模块的零部件，电气元器件之间走线杂乱无序，电池等器件暴露在外部空气中，容易造成短路等安全问题。因此，增大驱动动力，提高越障能力，加强模块之间的管理，方便模块之间的拆装，提高电子元器件的安全性显得尤为重要。 我们项目本次设计和研究的是一种六轮结构的全地形机器人，使用模块化安装，使结构更为紧凑稳定，适用于多场景，提高轮式全地形机器人的应用度。我们采用基于探索者的PLA材料高提纯外分子重结晶化密致处理，极大增强了摩擦系数，底盘采用西南石油大学自主研发探索者二代原理高致合度准刚性攀岩越障地盘，越野能力增强，其底盘后侧主要为空体重心靠前，便于越障。

本项目提出一种基于数据总线工作模式可切换的超导量子计算机芯片结构设计(发表于国际一流期刊PRB，2005)，相比于美国Google公司、IBM公司、加拿大D-Wave公司的超导量子计算机芯片而言，具有更强的纠错和避错品质，更易于实现大规模阵列集成。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 提出一种基于数据总线工作模式可切换的超导量子计算机芯片结构设计(发表于国际一流期刊PRB，2005)，相比于美国Google公司、IBM公司、加拿大D-Wave公司的超导量子计算机芯片而言，具有更强的纠错和避错品质，更易于实现大规模阵列集成。技术上已经实现了全国产设备工艺线上，芯片电路单元核心器件-约瑟夫森结和共面波导超导谐振器的自行设计制造，在极低温环境下完成了单元器件性能的标定和检验。

本发明公开了一种三相交流电机定子变极绕组的设计方法，要 给定变前极极对数 p1 和变后极极对数 p2，选择槽数系数 k，由此确定 定子槽数 Z 后作两种极数槽号相位图，将 p1 槽号相位图按列等分为 120°相带，每相再去掉位于相带边沿的槽号，使得剩下的槽号为 5 的 倍数，然后按每相 3 条支路比率 1:2:2 分配这些槽号，对 p1 相位而言，比率 1 槽号位置在 120°相带中间，比率 2 槽号分为两组位于比率 1 槽号左右两侧，分别调整比率 2 两组槽号各自所代表线圈的匝数比， 使 3 条支

本发明公开了一种具备零直流电压故障穿越能力的 MMC 及其 设计方法。综合半桥子模块成本低、运行效率高及全桥子模块可输出 负电平的优势，采用本发明所提出的零直流电压故障穿越方案，根据 半桥子模块与全桥子模块额定电压，并结合 MMC 直流侧额定电压及 交流侧相电压峰值，计算出半桥和全桥子模块配置个数；得到的 MMC 可在保证其能实现零直流电压故障穿越的前提下，有效降低变换器成 本及提高变换器的运行效率。本发明提出的技术方案并不局限于半桥子模块和全桥子模块的组合，还可以是半桥子模块和其它能在非闭锁 状态

以目前航空航天、陆海空等军种的军事装备上主承载结构的轻量化为主要研发目的，通过高性能材料组合、多尺度优化以及智能化控制等来实现结构轻量化、提升军事装备作站效能的目的。同时研发的轻量化结构可以用于新能源汽车、工程机械以及空间结构上，从而实现汽车与机械的节能减排、桥梁与建筑的更大跨越能力等。 针对上述情况，做了如下研究：研究复合材料与金属组合的多级智能化结构的多尺度设计方法，解决复合材料与复合材料之间以及复合材料与金属之间高效连接技术，研发高性价比的复合材料构件，研究适合高性能材料组合的结构形式与制造工艺等。 研发了预紧力齿连接技术，解决了复合材料高效连接技术，研发出高纤维比、高性价比的混杂纤维复合材料管材，并提出多种节点连接形式，提出了复合材料-钢-铝合金组合桁架结构形式以及配套多尺度优化设计方法。

机械结构可靠性设计及分析软件是一个模块化的机构\结构零部件和系统的可靠性设计及概率分析的软件系统，采用了最新的概率算法和通用数字分析方法以计算工程系统的概率响应和可靠性；提供了丰富的可靠性分析仿真功能和图视化前后处理界面；可以在虚拟样机和有限元模型等数字化环境中，协同三维建模、控制仿真、有限元分析和动力学分析等成熟的商业化CAD、CAE 工具实现复杂机械结构和机构的可靠性定量性设计、可靠性预计和设计方案仿真评价、优化设计。 该软件先进性体现在：先进的可靠性设计分析方法；先进的集成框架技术；良好的开放性和二次开发平台。 机械结构可靠性设计及分析软件包括可靠性定量分析、产品可靠性预计、设计方案可靠性定量仿真评价及机械结构可靠性设计。可满足航空、航天、兵器、船舶、核等军民品企业开展复杂机械结构和机构产品的可靠性、参数化定量设计和综合分析评价、优化等设计分析工作的需要。 该软件的功能模块图如图1所示，其中可靠性优化设计界面如图2所示。 图1 本平台功能模块图 图2 可靠性优化设计界面

机械结构可靠性设计及分析软件是一个模块化的机构\结构零部件和系统的可靠性设计及概率分析的软件系统，采用了最新的概率算法和通用数字分析方法以计算工程系统的概率响应和可靠性；提供了丰富的可靠性分析仿真功能和图视化前后处理界面；可以在虚拟样机和有限元模型等数字化环境中，协同三维建模、控制仿真、有限元分析和动力学分析等成熟的商业化CAD、CAE 工具实现复杂机械结构和机构的可靠性定量性设计、可靠性预计和设计方案仿真评价、优化设计。

模数转换器（ADC）芯片，是绝大多数电子系统中必不可少接口部件，进行了高速ADC结构、高性能运算放大器、高速采样保持、高精度基准电压源等方面的研究与设计，已经完成了10位40MSPS的高速高精度ADC芯片的色伙计与流片。

产品创新设计用户体验测试评价技术，包括目标用户筛选、用户感知体验形 态显示、用户体验测试和数据分析和处理。1）目标用户筛选，根据设计定位, 采用心理量表，设计目标用户筛选标准，制作目标用户筛选问卷；2）用户感 知体验形态显示，将用户体验的对象拓展为设计效果图、设计原型、油泥模型、 虚拟现实和实物产品等多维的显示形态，提高用户的体验感知度；3）用户体验 测试，采用基于语义量表、脑电、皮电、心电、眼动、面部表情、行为观察的 等生理/心理相结合的体验测试手段，确保用户体验测试数据的可靠性；4）数据 分析和处理，采用基于时间序列尺度的多维测试数据共辗显示的数据分析方法和 无量纲愉悦度当量值数据处理模型。可用于产品创新设计，用户体验需求挖掘、 新产品设计方案与模型测试评价、产品上市前营销理念用户测试、产品品质和服 务用户体验测试以及标杆产品用户体验对标分析等应用领域。 用户体验测试评价技术包括眼动追踪技术：该技术能追踪用户视觉的轨 迹，测量眼动能直接反应和揭示内部的过程，可对设计方案视觉体验进行测试 评价；手指运动追踪技术：可追踪用户手指的运动轨迹、速度、角速度，可对产 品的人机交互已经可用性进行评估；面部表情分析技术：通过自动分析面部表 情变化的面部表情，通过它用户能够客观的评估个人情绪变化，可对用户感 知产品的情绪进行测量;脑电测试分析技术:采集用户体验过程中的脑电波数据, 通过脑电分析获取用户潜在的需求。行为观察分析技术：通过视频记录用户体 验过程中的动作和行为数据，对产品的可用性进行评价。 （1）某汽车企业车载信息终端手机互联产品人机交互用户体验测试。得到 了该汽车自主研发手机互联产品CA-LINK与百度手机互联产品C ar-life两者之间的用户体验对比测试结果，并对CA-LINK后期的改进提供了客观用户体验数据 支撑。 （2） 某医科大学嗅觉ERP实验服务。针对该医科大学提出的灭火救援环境 下消防员嗅觉脑电测试数据采集的需求，完成了 30名被试在硝烟、硫磺等气味 刺激下嗅觉体验的脑电数据。 （3） 某科技大学电动代步车概念设计与造型方案评选。运用桌面式眼动 仪对4款电动代步车方案进行概念阶段用户体验测试评价，等到了用户最喜欢 的设计方案。用户体验测试评价技术服务的盈利模式包括：（1）用户体验测试评价服务, 针对具体的产品创新设计用户体验测试需求，进行用户体验测试实验设计和服 务；（2）用户体验测试评价技术培训服务，为客户提供用户筛选培训、方案 设计评选培训、设备使用培训、数据处理与分析培训等服务；（3）用户体验 测试中心建设服务，提供用户体验测试中心建设的整体解决方案服务；（4）产 品租赁，对科研机构、高校、以及企业提供用户体验测试设备的租赁服务

高速永磁电机无需借助维护困难、体积庞大的齿轮增速箱即可同轴连接至风机、压缩机、真空泵、透平膨胀机、燃气轮机等高速负载或原动机，提高了系统的可靠性、降低了维护成本，并可实现无油驱动。 东南大学电气工程学院课题组紧紧把握这一契机，在高速永磁电机的电磁设计、温升分析与冷却设计、转子结构分析等方面做了深入的研究工作。设计并应用了36000转/75kW, 24000转/140kW, 18000转/300kW工业鼓风机/空压机用高速永磁同步电机。