项目研究的背景及用途： 随着钢管架结构的普及，存在着大量的管端相贯线需要加工。管——管相交，管——板相交，管—管—板相交对管端相贯线焊接破口提出了很高的要求。目前对这种相贯线焊接坡口均采用人工放样、制样板、划线、手工切割，最后经人工打磨的工艺方法来进行加工。为了改变这种加工质量差、效率低的状况，研究管端焊接坡口数控切割具有重要的理论意义和实际应用价值，火焰自动切管机数控系统开发应运而生。该火焰自动切管机可加工各种形式的管端相贯焊接破口。 技术原理及流程： 该项研究与开发是在建立相贯线数学模型(管—管相贯、管—板相贯、构成 Miter 接头的相贯线，多管、板相贯等)的基础上，建立了两面角、破口角数学模型，并设计了相应的计算机程序，能够自动计算出数控切割所需的各项参数。构建了开放式、模块化的数控系统硬件平台，实现三轴联动自动切割。 成果水平及主要技术指标： 该研究达到并部分超过国际先进水平，获天津市科技进步三等奖。 市场分析及效益预测： 该项研究可应用于各种管端相贯焊接破口的数控自动加工，如海洋石油平台、大型钢结构桁架等，其加工质量好，效率高。该设备平均每年完成 3600 吨管材加工，按 0.416 万元/吨计算产值，约为 1500 万元/年，按特种加工利润率 13.4%计算，其年利润约为 201 万元。 

本发明公开了一种基于多感知数据融合的人机自然交互系统，包括MEMS手臂跟踪装置、视觉跟踪装置，以及安装在操作者的手掌上的力反馈装置，上述各装置由PC终端控制，PC终端包括手臂运动解算模块、图像处理模块、力学解算模块和虚拟场景渲染模块；虚拟场景渲染模块根据手臂运动轨迹和手指运动轨迹生成虚拟手臂和手指，力学解算模块根据虚拟手指与虚拟物体的碰触信息，计算操作者当前状态下应得到的期望反馈力矢量；本发明可满足手臂大范围运动情况下的手臂运动轨迹的跟踪要求；其次，可通过图像信息测量操作者手指的运动轨迹，可精确测量手指上多个关节的角度；再者，可为操作者提供力反馈和虚拟场景的视觉反馈，增强系统的临场感、交互性。

成果与项目的背景及主要用途： 随着现代工业的高速发展，对各种机械设备的表面性能要求越来越高。很多机械零部件往往因为表面局部的损坏而导致整个零件失效乃至报废。摩擦会导致大量机械能的损耗，并且磨损是机械零件失效的一个很重要的原因。据统计，工业化国家有 30%的能源消耗于摩擦。对于一个高度工业化的国家，每年因摩擦磨损造成的经济损失几乎占到国民经济年产总值的 1-2%。因此，为了提高机械零件的可靠性，延长其使用寿命，国内外都在提高零件表面性能方面进行了大量的研究和探索。 表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆，表面改性或者多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或者非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，从而获得所需要表面性能的系统工程。表面工程的最大优势在于可以用多种方法制备出优于基体材料性能的表面功能薄层。 技术原理与工艺流程简介： 超音速火焰喷涂是利用丙烷，丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室内，或者在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流，燃烧焰流速度可达五马赫(1500m/s)以上，将粉末送进该火焰，可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化状态，并加速到高达 300-500m/s 的速度，甚至更高的速度，从而获得高结合强度、致密的高质量的涂层。 1）TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统特点 1、焰流速度达到 2000m/s，火焰功率 100kw 2、径向送粉和轴向送粉一体化设计 3、自动化程度高，稳定性能可靠 4、对冷却水压力实行实时监控，安全可靠 5、直接用丙烷点火，不用外加氢气 6、燃料气可为丙烷或丙烯等燃气，压力为当前国际同类设备一半 2）所制备 WC-12Co 涂层特点 涂层致密、涂层的孔隙率低于 1%。由于涂层内部应力为压应力，涂层厚度可达五毫米以上。 技术水平及专利与获奖情况： 100 千瓦级 TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统由天津大学热喷涂实验室开发研制，是拥有独立“自主知识产权”的新一代热喷涂技术。适用于喷涂制备耐磨损高硬度 WC-Co、Cr3C2-NiCr 硬质合金涂层和耐腐蚀、耐高温氧化性能优越的镍基自熔合金涂层。 应用前景分析及效益预测： 热喷涂技术是近年来表面工程中发展十分迅速的一门技术，在表面工程的领域占有非常重要的地位。热喷涂技术在提高零件表面性能，延长零件使用寿命和降低维修成本和节约资源等方面有重要的作用。与常规火焰喷涂不同的是本系统采用特殊设计的燃烧室和喷嘴，驱动大流量的燃料并用高压氧气助燃，从而获得了极高速度的燃烧焰流。由于喷涂颗粒以超音速飞行而撞击到工件表面，因此涂层结合强度、致密度和硬度均非常高。 应用领域：造纸印刷、石油机械、水轮机组、钢铁冶金、电站锅炉等领域 合作方式及条件：面议

对于某高速线材厂生产的品种钢各种不同规格的产品，选择适当的输入参数和输出参数，利用现场实际数据进行品种钢的智能建模、预估与优化，指导品种钢的生产及开发新产品。系统包 括： 1.建模模块：实现品种钢的不同规格的产品的建模，利用数据库中导出的数据，用四种方法进行建模，建立品种钢生产模型。 2.预估模块：实现品种钢的不同规格的产品的自动预估，利用数据库中导出的数据，预测品种钢生产的力学性能指标，主要是指品种钢生产的抗拉强度，延伸率，断面收缩率等； 3.优化模块：实现品种钢的不同规格的产品的优化，采用遗传算法、粒子群算法和神经网络相结合的方法对产品的控冷程序进行优化，从而得到较好的工艺条件，为品种钢的生产提供指导作用。

该项目是由江南大学教育部针织技术工程研究中心自主设计开发，经 10 多年研究，逐步完善并升级。系统梳栉横移由柔性电子凸轮控制，并配备了高刚性横移机架，机速可达 850r/min 以上；适用于大花高的复杂花型编织花高最高可达 8000 横列以上，配以最新的 Piezo 贾卡装置，可高效实现各类提花三明治和毛绒的编织；拥有极强的在线花型编辑与显示功能，实时显示并且可以进行在线式花型修改；可配置 4-8 轴多速送经与电子横移控制、1-3 把贾卡梳提花控制和多速牵拉/卷曲控制系统；具有停电保护功能，保证重新上电时花型能连续编织。 关键技术 （1）高动态响应柔性横移技术，实现对大惯量导纱梳栉进行高频启停和高精定位； （2）高精度随动多速送经技术，实现送经与主轴频率和横移曲线的快速跟随； （3）高速率存取贾卡提花技术，实现对贾卡提花数据的大容量静态存储与高速率动态存取； （4）高分辨扫描在线监测技术，实现织物图像的高速扫描与识别。 知识产权及项目获奖情况 1、发表 CSCD 论文 46 篇； 2、申请专利 8 项，授权 6 项； 3、获 2014 年中国纺织工业联合会科学技术一等奖、2010 年国家科技进步二等奖、2009 年江苏省科技进步二等奖。 项目成熟度 批量生产阶段 5 投资期望及应用情况 已得到江苏润源、晋江佶龙、常州弘毅、常熟欣鑫、南京裕源和泉州福联等多家公司的认可

第76届中国教育装备展示会金奖产品 中国教育装备行业协会2020年度推荐产品   中教启星“寰宇地理VR教学系统”依托桌面级便携式一体化虚拟现实设备，深度集成VR、AR、MR等多种新兴技术，将地球和地图、陆地和海洋、天气与气候、人口与宗教、国家和地区等中学地理课程的教学难点直观、全景、高清地呈现出来，让学生在游戏和探索中深度吸收转化学科知识。整套系统简易轻便、无眩晕感，兼顾人机交互、师生教学和生生互动，彻底打破虚拟和现实的边界，是VR软硬件技术在地理学科教育的创新性应用，更是一间便携的学科实验室、一座移动的科技馆。    轻便易用：桌面级便携式一体化虚拟现实设备，将VR、AR、MR等多种“黑科技”与学科深度融合，安装方便，轻巧易用，维护成本低，使用场景丰富，支持跨学科、探究式教学。    体验升级：佩戴舒适，无眩晕感，画面流畅、清晰度高，兼顾沉浸体验和现实交流需求，完美支持人机交互、师生教学和生生互动，打破虚拟和现实的边界，让VR技术真正服务教学、助力教育创新发展。 软件——    独家课程：中教启星原创首发，首次针对中学地理教材设计开发的配套VR教学课程，多位权威资深教育专家参与脚本编写和审定，拥有自主知识产权。    紧贴教材：紧扣新课标地理教材，课程覆盖中学地理教学的重点、考点、难点，直击教学痛点，让枯燥的知识点变成触手可及的虚拟现实影像，激发求知欲、好奇心和想象力。    快速入门：界面友好，简单易学，智能化、傻瓜式操作，零门槛使用，无需二次培训，交互性、趣味性、知识性强，让学生在游戏和探索中深度吸收转化课程内容。    专注教学：专为教学应用场景设计，兼顾教师启发式引导和学生自主性探究，教学相长，良性互动，课程管理扎实可控，创新教学模式，改善教学效果。  

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