船舶制造精度控制是造船工业的关键技术，对提高船舶质量，降低生产成本发挥着重要作用。日韩等世界造船强国已形成一套完整的管理体制，拥有完善的工艺制造流程，先进的高精度测量仪器和三维坐标测量与实物分析软件系统得到了广泛应用。我国的精度控制软件系统起步较晚，没有较为完善的产品，高精度全站仪的性能得不到充分发挥。引进的国外相关软件不但价格昂贵，而且功能存在不符合国内生产习惯的现象。本项目旨在研制船舶制造精密测量系统，结合高精度全站仪提升我国船舶制造精度控制水平。针对高技术、高附加值的船舶制造具有尺寸大、精度要求高的特点，研制船舶制造精密测量系统及精度控制解决方案。主要研究内容包括以下三个部分：(1) 针对船舶分段不规则摆放、构件外型复杂、尺寸大、内侧构件不易测量等实际情况，建立适用于测量大型船舶分段和构件的数学模型；(2) 通过嵌入式精密测量系统与高精度全站仪的集成应用，实现船舶分段和构件三维坐标数据的采集，为船舶制造提供船舶的三维计算与分析结果；(3) 建立船舶制造数据库、误差分析模型和精度控制方案，存储设计数据、实测数据和分析结果等，对船舶制造过程中加工、切割、装配和焊接等环节进行误差统计分析和精度控制，为设计和工艺方法的改进、精度指标的确定提供数据和理论基础。

本项目旨在研制船舶制造精密测量系统，结合高精度全站仪提升我国船舶制造精度控制水平，主要研究内容包括以下三个部分： (1) 针对船舶分段不规则摆放、构件外型复杂、尺寸大、内侧构件不易测量等实际情况，建立适用于测量大型船舶分段和构件的数学模型； (2) 通过嵌入式精密测量系统与高精度全站仪的集成应用，实现船舶分段和构件三维坐标数据的采集，为船舶制造提供船舶的三维计算与分析结果； (3) 建立船舶制造数据库、误差分析模型和精度控制方案，存储设计数据、实测数据和分

多维曲面激光精密测量系统包括基于激光位移精密传感器的测量机构和数据采集与分析软件系统。能够对直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮和弧齿圆柱齿轮以及叶片、蜗轮、蜗杆等复杂曲面零件进行非接触式快速测量；软件系统能够实现对复杂曲面零件模型任意截面数据的提取与测量路径自动编程，并且对测量数据进行各项误差分析。

四超一节能（超精密、超薄件、超高速、超高压、 70％节能）的节省资源型高精密注塑伺服控制系统

一、项目简介团队依托西安交通大学航空航天学院机械结构强度与震动国家重点实验室组建，以学院副院长、实验室主任徐明龙为带头人，经过十余年的积累，在压电驱动原理、驱动方案、驱动结构、驱动控制等方向取得了丰硕的研究成果与深厚的应用经验。形成了多自由度精密作动平台，大行程高精度作动器件、驱动控制算法与硬件三个方面系列化成果，在压电驱动的精密作动领域能够提供国际领先的压电精密驱动解决方案。二、多自由度精密驱动平台1.二自由度精密组东平台在卫星光通信中，两自由度精确指向调节结构用于快速调整角度的精密偏转定位机构，它是用于精密瞄准，相对于传统光学伺服系统，其精度和带宽都有大幅度提高，弥补了传统光学系统惯量大、带宽窄的缺陷，因此这种机构在军事、航空航天、光学工程以及精密检测等领域都有广泛应用。本团队采用压电陶瓷作为驱动系统，设计了小体积直驱型高带宽压电直驱的精指向执行机构两自由度精-- 30 --西安交通大学国家技术转移中心确指向调节结构。该机构利用单个压电堆直接驱动，不引入放大机构，通过单轴下一对压电堆推-拉”工作模式实现镜面偏转。该机构采用直驱作动方式，与位移放大式执“行机构相比，该设计很大程度上减

团队依托西安交通大学航空航天学院机械结构强度与震动国家重点实验室组建，以学院副院长、实验室主任徐明龙为带头人，经过十余年的积累，在压电驱动原理、驱动方案、驱动结构、驱动控制等方向取得了丰硕的研究成果与深厚的应用经验。形成了多自由度精密作动平台，大行程高精度作动器件、驱动控制算法与硬件三个方面系列化成果，在压电驱动的精密作动领域能够提供国际领先的压电精密驱动解决方案。二、多自由度精密驱动平台1.二自由度精密组东平台在卫星光通信中，两自由度精确指向调节结构用于快速调整角度的精密偏转定位机构，它是用于精密瞄准，相对于传统光学伺服系统，其精度和带宽都有大幅度提高，弥补了传统光学系统惯量大、带宽窄的缺陷，因此这种机构在军事、航空航天、光学工程以及精密检测等领域都有广泛应用。本团队采用压电陶瓷作为驱动系统，设计了小体积直驱型高带宽压电直驱的精指向执行机构两自由度精-- 30 --西安交通大学国家技术转移中心确指向调节结构。该机构利用单个压电堆直接驱动，不引入放大机构，通过单轴下一对压电堆推-拉”工作模式实现镜面偏转。

本成果主要针对我国机械、航空、航天、船舶和国防武器等工程领域重要装备核心基础 部件及系统迫切需要解决的共性关键技术难题，在国家自然科学基金、国家航天关键技术和 重庆市支撑计划等重点科技项目资助下，在特殊与极端环境下的高性能机电传动及系统研究 方向，通过十多年潜心研究，发明并研制出基于高可靠精密滤波传动技术及系统的高新产品。 主要创新性成果如下： 1. 发明了具有人体关节功能的高可靠精密滤波传动技术，研制出高可靠精密滤波减速器, 该传动机构在高传动精度范围内具有人体关节功能的自适应变形协调控制能力，能有效过滤 和降低动力传递与运动变换过程中的波动、振动和噪声，攻克了高精度与高可靠之间难以兼 顾协调的关键技术瓶颈。 2. 发明并研制出高可靠精密滤波驱动装置与工业机器人集成系统，创造性地解决了传统 驱动装置在满足动力传递与运动控制精度的同时难以确保其高可靠性的关键技术难题，并成 功应用于工业机器人和国防武器等重要装备。 3. 发明并研制出基于高可靠滤波传动技术的智能型水润滑橡胶合金轴承、高弹性橡胶合 金联轴器及传动系统，使得船舶推进系统艇轴具有人体关节功能的自适应变形协调精确对中 控制能力，有效降低了振动噪声和无功能耗，大大提高了动力推进系统核心基础部件的可靠 性和使用寿命。 4. 发明并研制出基于高可靠精密滤波传动技术的工程复合材料精密成形数字制造装备 及系统，具有感知、分析、推理、决策等可适应协调智能控制功能，能显著过滤掉精密成形 过程中控制参数的波动，有效保证精密成形产品的可靠性和性能一致性，实现了面向用户需 求的高性能传动件大规模优质高效生产。 该成果在高精度、高刚度、高可靠、长寿命、低噪声、无污染、智能化、高功率密度等 高性能传动件及系统的创新设计制造理论和方法，特别是在高精度与高可靠的协调、高刚度 与高精度的协调、特殊与极端环境下摩擦学与动力学优化、精密加工制造及产品可靠性与性 能一致性等关键技术方面有重大突破，取得了多项具有自主知识产权的重要创新成果，获国 家授权发明专利38项、软件著作权3项，发表论文165篇（SCI、EI收录128篇），被有 关部门组织专家会议鉴定为国际领先水平，并分别获得重庆市和教育部技术发明一等奖。 该成果对打破工业发达国家的技术垄断和封锁，满足我国对高性能核心基础部件及系统 的重大需求创造了关键科技条件，其成果已应用于中国航天科技和中国船舶重工等100多 个单位有关重要装备，创造性地解决了中航工业XX公司多个规格型号产品失效问题，并为航天工程XX项目成功实施提供了理论与技术支撑，产品性能指标达到并部分超过美国 MIL-DTL-17901C军用标准，合格率100%,提高生产率170%,节约用电85%,节省贵重 原材料46%,出口欧美等30多个国家。近三年累计销售额26878万元，利润4626万元， 税收1591万元，取得巨大经济和社会效益，有望发展为高端装备制造业与新的经济增长点。 

机械手无损检测系统由关节式机械手、超声检测仪器、超声换能器和液浸槽等构件组成，采用高性能计算机实现机器人和超声检测仪器的集成控制，采用创新的软硬件接口技术保证扫查点位置坐标数据和超声检测信号的同步采集，实现高检测分辨力和检测重复性。机械手无损检测系统的特点有检测精度高、速度快，灵活性好；位置信息和超声信号同步采集，精准定位缺陷位置；全波数据采集与存储功能，可实现任意深度成像观测；多种成像方式，可实现多种物理特性观测与分析；显示直观，快速扫描显示工件内部缺陷。机械手无损检测系统主要针对复杂曲面的金属和复合材料构件的超声无损检测与评估难题，采用单（双）机械手夹持换能器或工件实现快速准确的自动化无损检测，完成人工无法实现的扫查工作。 机械手无损检测系统目前已经应用在西安航空发动机（集团）有限公司，兵器工业集团内蒙古一机集团，航天材料及工艺研究所等单位；并在2017年11月由北京理工大学申请，国家质量技术监督局颁布国家标准《无损检测 机械手超声检测方法》（GB/T34892-2017），2018年6月1日开始实施；同时机械手无损检测系统申请多项国家发明专利。

机械手无损检测系统由关节式机械手、超声检测仪器、超声换能器和液浸槽等构件组成，采用高性能计算机实现机器人和超声检测仪器的集成控制，采用创新的软硬件接口技术保证扫查点位置坐标数据和超声检测信号的同步采集，实现高检测分辨力和检测重复性。机械手无损检测系统的特点有检测精度高、速度快，灵活性好；位置信息和超声信号同步采集，精准定位缺陷位置；全波数据采集与存储功能，可实现任意深度成像观测；多种成像方式，可实现多种物理特性观测与分析；显示直观，快速扫描显示工件内部缺陷。机械手无损检测系统主要针对复杂曲面的金属和复合材料构件的超声无损检测与评估难题，采用单（双）机械手夹持换能器或工件实现快速准确的自动化无损检测，完成人工无法实现的扫查工作。 机械手无损检测系统目前已经应用在多家央企、研究所等单位；并在2017年11月由北京理工大学申请，国家质量技术监督局颁布国家标准《无损检测 机械手超声检测方法》（GB/T34892-2017），2018年6月1日开始实施。