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高等教育领域数字化综合服务平台
未知自由曲面复杂零件再设计与直接加工技术
项目简介
针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。
技术指标
(1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。
(2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。
(3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。
(4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。
效益分析
项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了3倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。
应用情况
本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。
江南大学
2021-04-11
蚬类水产品精深加工综合利用增效技术
蚬类是一种双壳类软体动物，其肉味鲜美，营养价值高。又因其有通乳、明 目、去湿毒等功效，可为中药药材。目前，除鲜食外，我国对蚬类产品的开发利用主要以鲜冻产品和干货产品为主，深加工领域并不很成熟，存在较大发展空间。该技术是以蚬类水产品为资源，开发天然调味核心基料。基于生物酶解与热反应等系列技术，制备富含风味增强肽的高档湖鲜调味产品，在去腥的同时保留 鲜味，有效提升食品的湖鲜特征香气和醇厚感。 该产品具有十分广阔的应用前景，可应用于方便食品调料包、汤包、火腿肠、 罐头等多种产品。目前，湖鲜味调味食品主要以鱼、虾、蟹等为原料，蚬类风味较为少见。江苏戚伍水产发展股份有限公司，建有 10 万亩高邮湖野生水产品基 地，具有丰富的蚬类资源；拥有功能齐全、配套完善的万吨级冷链物流中心，为 实现天然湖鲜调味食品的产业化提供了有力保障。 本技术项目的实施是提升调味食品安全和品质的重大突破，可提高水产副产 品的附加值，大大缩短我国调味品产业与发达国家的差距，提升我国食品企业的市场竞争力和出口创汇能力。
江南大学
2021-04-11
未知自由曲面复杂零件再设计与直接加工技术
项目简介
针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。
技术指标
(1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。
(2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼顾了光顺的整体性和局部性。
(3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定，光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。
(4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”，实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。
效益分析
项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了 3 倍以上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。
应用情况
本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。
江南大学
2021-04-13
淀粉加工关键酶制剂的创制及工业化应用技术
本项目获 2019 年国家技术发明二等奖 淀粉加工用酶是食品工业用量最大的酶制剂。目前我国淀粉加工关键酶制剂匮乏或被国外垄断，导致一些淀粉加工技术难以实现或优势不足，因此亟需开发 具有自主知识产权的酶制剂，构建淀粉加工关键酶共性技术的研发体系。
江南大学
2021-04-11
基于体光栅的光纤光栅传感解调模块
本光纤光栅传感解调模块基于体光栅+阵列探测器+FPGA，具有动态响应频率高的优点。自带Labivew可安装程序，可实时显示光纤光栅的波长。通过改变光纤光栅传感头的结构，可应用于交通、电力、石化、建筑、核及航空等领域温度（分布）、应力（分布）、应变（分布）、加速度、电流等的监测。
图1 基于体光栅+线阵探测器+FPGA的解调模块
图2 基于Labview的上位机解调界面
南昌航空大学
2021-05-04
熔体静电纺丝中的震荡拔河效应
国家自然科学基金项目。熔体静电纺丝不需要溶剂，比溶液静电纺丝环境友好、成本低、效率高，越来越受到国际科学界和工业界的重视，但是其纤维直径偏大，成了制约其发展的瓶颈。借鉴工业上已成功的振动力场降低粘度的方法，本课题拟引入震荡电场力，通过大量实验和介观模拟深入考察熔体静电纺丝过程中的震荡拔河效应－电场力的震荡幅度、频率、波形以及射流上电荷性质对纤维直径、高分子线团解缠、分子链取向及运动轨迹的影响规律。研究结果将对深刻理解静电纺丝过程中的分子链运动规律等基础物理现象、获得大批量高性能的纳米级纤维制备方法、开创纳米纤维大规模应用的新时代具有十分重要的意义。目前该项目在研。
北京化工大学
2021-02-01
高频辉光放电等离子体发生电源
目前等离子体技术在灭菌、材料改性、医疗、生物科学等领域的研究和应用表现出了巨大的前景。而无论是在等离子体研究和还是等离子体应用领域，等离子体发生电源是不可或缺的一环。下图所示为自主研发高频辉光放电等离子体发生电源，可输出高频高压信号，并实现了输出电压的幅值和频率较大范围可调。此外，该电源进行了自动报警、自动恢复等多项安全设计，确保了高压放电过程中操作人员和电源产品本身的安全。目前该电源已经根据产品化标准开发为相应产品，为研究等离子体发生机理、内部参数测量和应用提供了基础。 技术特点: 可产生10KV，数十千赫兹交流电；频率和电压大范围可调；过流过压自动报警自动恢复。 主要技术指标： 输出电压波形：正弦波/脉冲波；输出电压幅值：0-10KV；输出电压频率：0-60KHz；输出电流：0-1 A。 应用范围： 该电源主要用于低温等离子体的生成，而低温等离子体的生成是所有等离子体研究和应用的前提和基础。所以，目前等离子体研究和应用领域都需要该种电源。
北京交通大学
2021-04-13
智慧城市一体化监控平台
本成果建立以城市基础传感器为基础，以城市数据中心为核心的智慧城市一体化监控平台。该平台通过对各传感器数据进行标准化并将其投影至GIS（地理信息系统），对来源各异的数据建立统一的视角，以增强数据间的关联性。同时在此基础上，进一步完成自动化的城市监控应用，例如运动目标的检测、跟踪，异常事件的报警，实时路况的监控等。同时平台还能够整合城市运营的常用基础数据，以达到充分挖掘城市运营数据间的关联性，从而提高城市管理效率。 该平台系统主要面向的是国家城市管理部门实现了城市公共监控视频内容分析与管理的一体化，能够有效的提高城市运营管理的准确性和有效性。平台将在国内具有良好信息化建设基础的大中型城市开展示范应用。
北京航空航天大学
2021-04-13
交流伺服机电一体化系统
交流伺服机电一体化系统对自动化，自动控制，电气技术，电力系统及自动化，机电一体化，电机电器与控制等专业既是一门基础技术，又是一门专业技术，因为它不仅分析各种基本的变换电路，而且结合生产实际，解决各种复杂定位控制问题，如机器人控制，数控机床等。本项目研究的内容，就是用电力电子技术解决工业调速、伺服定位及其工业柔性制造系统，大量用于机器人、数控机床、测量设备、纺织、印刷、包装、半导体及军事装备等的机电一体化产品的设计、安装、调试之中，还可广泛应用于数码雕刻，模具生产等工业生产应用场合，具有节约能源，提高劳动生产率的重要意义。本课题研究目标是构成一个三维立体伺服控制系统，通过微机编程，可进行三个自由度的协调控制，实现高速（3000r/min）、高精度（16384P/R）、低震动等伺服特性，该技术代表21世纪最新调速及伺服传动控制 。 本产品2002年开始研制，2002年6月经学校推荐，参加了2002年江苏省教育厅举办的江苏省教育系统自制实验仪器评选活动，并一举获得了高校组二等奖，为学校赢得了荣誉。该设备的研制成功标志着我校在全国高校交流伺服系统实验研究领域处于领先地位。
南京工业大学
2021-04-13
在建基坑一体化监测系统
由于基坑内部结构与周边环境复杂多变，岩土变形存在不确定性，在施工过程中须对基坑工程进行系统、长期的变形监测，并对变形观测量进行及时的反馈与合理的分析，保证基坑在建过程中的稳定性和安全性。在建基坑监测具有内容多、数据量大等特点，只有定期及时地采集并处理监测数据，才能有效地对基坑安全状况进行分析与预测。目前，已有的自动化程度较高的测量机器人监测系统与分布式传感器数据采集系统主要应用于大坝桥梁、地铁隧道等重大工程的健康监测，属于实时监测范畴。对于在建基坑工程，一般对其进行周期性监测，顾及现场环境、设备成本、监测频率等因素，难以普遍采用全自动监测系统，多数仍采用外业人工观测记录、内业手动录入计算的传统模式。此监测方法将数据采集与处理工作分开，无法实时检核数据准确性并评定工程安全性，存在低效性、滞后性等问题，一定程度上限制了监测数据在现代信息化施工中应发挥的作用。本项目所解决的关键问题是：基于工程测量技术、传感器技术、计算机技术与网络通讯技术，研究兼容电子测绘仪器及岩土传感器，仅需少量人力即可多种监测项目数据采集、记录、处理、分析、报警与传输的在建基坑一体化监测系统。本项目的系统控制程序装载于PDA中，具备数据采集、处理分析与远程传输3个模块。数据采集模块负责发送测量指令，并实时接收返回的监测数据；处理分析模块可完成监测成果的现场计算，及时评定基坑安全现状，并提示超预警值点号；远程传输模块通过GPRS将数据文件传送至服务器。
南京工业大学
2021-04-13