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。

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。

核工业西南勘察设计研究院有限公司北京分公司成立于2016年11月03日，其总部位于成都，是涵盖市政、公路、建筑、岩土等专业，集规划、咨询、勘察、设计、施工于一体的大型综合性国有控股工程企业。公司非常注重人才的培养与发展，目前拥有众多中高级技术人员、各类注册人员，近年来获得多项国家级、省部级优秀工程奖。

南京师范大学课程资源研究所 通用技术实验室建设方案（技术与设计1、2） 序号 名称 技术参数与规格要求 单位 数量 01 图书资料 电工、木工、机械工人切削、钳工工艺、五金手册、机械制图国家标准各1册。 套 1 02 二维、三维设计软件 具备完善的二维绘图和三维建模与表现能力。兼顾了Autocad、3dsmax用户的操作习惯。不仅是一个设计工具，而且还是一个演示媒体；它以视觉形式反映设计者的思想。 套 1 03 AutoCAD教育版 讲授Auto CAD的实例应用，实例的制作操作步骤清晰易懂。可进行二维和二维设计，可以预设比例，按照比例绘图可以直接编辑修改线的长度，有标注尺寸功能，可输出位图和矢量图，网络版。 套 1 04 视听资料 配合教材教学内容的（经典结构、技术试验、技术探究、技术奥秘、技术在各领域应用等）挂图、课件、视频及图书资料。 套 1 05 三视图投影演示仪 活动式三维正交结构，可标注投影图；可直观显示三维投影体系，帮助完成三视图的教学。用于《技术与设计1》第六章第二节 “常见的技术图样” 中关于正投影与三视图的教学辅助教具，也可用于《 技术与设计2 》第一单元第二节“稳定结构的探析”的辅助教具。 套 1 06 多功能控制平台（与结构承重测试仪配套使用） 1.显示器：128×64点阵式液晶显示屏 2.输入：八路模拟量输入（其中7路可设置为电压

南京师范大学课程资源研究所可提供的系列教育产品有：科技馆仪器、科普馆展品、科技创新实验室仪器、科学探究实验室仪器、数字化实验室探究仪器设备、通用技术实验室仪器模型、机器人实验室套件、航天航空科普馆仪器、航天航空科技馆展品、地震科普馆展品、地震科技馆仪器、安全教育科普馆展品、安全教育科技馆仪器、交通安全科普馆展品、交通安全科技馆模型、消防科普馆展品、消防科技馆仪器、幼儿园科学发现室仪器、农业科普馆展品、社区科普馆仪器、社区科技馆展品、壁挂式科技馆仪器、科普大篷车仪器、示范性综合实践基地配套仪器、综合实践活动室配套仪器、生命健康科普馆展品、低碳环保科普馆仪器模型、军事教育科普馆仪器模型、儿童乐园科普展品。 南京师范大学课程资源研究所 邮政编码： 210097 地　　址： 南京市宁海路122号南京师范大学信息技术楼 公司电话： 025-83204284 83302681 83301983 公司传真： 025-83302681转8009 手　　机：13405879778 联 系 人：王克芳 网　　址：http://www.kczyyjs.com 电子邮件：wangkefang@163.com QQ号码：2269329198     序号 仪器名称 单位 数量 第1部分：生活体验 1 植物的生长 套 1 2 体验收割麦子 套 1 3 转筒对应 套 1 4 石磨磨面粉 套 1 5 拔萝卜 套 1 6 孵蛋机 套 1 7 这是谁的蛋？ 套 1 8 贴蔬菜 套 1 9 棉纺 套 1 10 蚕宝宝的生长 套 1 11 面点加工间 套 1 第2部分：梦幻森林 1 树上的动物 套 1 2 树洞里的动物 套 1 3 泥土里的动物 套 1 4 树桩 套 1 5 观察树根 套 1 6 观察叶脉 套 1 7 寻宝 套 1 8 动物拼图 套 1 9 专题墙 套 1 10 谁留下的脚印 套 1 11 蝴蝶谷 套 1 12 攀岩 套 1 13 鸟语 套 1 第3部分：神奇水世界 1 大泡泡 套 1 2 蜿蜒的水池（水车、水闸、驾于水池之上的水中隧道、瀑布） 套 1 3 水的三态 套 1 4 水的循环 套 1 5 人造彩虹 套 1 6 观察水流 套 1 7 语泉 套 1 8 会游泳的鱼 套 1 第4部分：人体的奥秘 1 家庭树 套 1 2 成长 套 1 3 人的拼图 套 1 4 食物的消化 套 1 5 认识牙齿 套 1 6 手上的细菌 套 1 7 脊椎模型 套 1 8 人的眼睛 套 1 第5部分：海底探索 1 海洋里的动物 套 1 2 浅海景观 套 1 3 深海景观 套 1 4 鱼拼图 套 1 5 海底滚珠 套 1 6 海洋抓鱼 套 1 第6部分：奇妙的宇宙 1 宇航服 套 1 2 地球仪 套 1 3 建国以来的飞船模型 套 1 4 日蚀、月蚀模拟仪 套 1 第7部分：数 1 大树奥妙 套 1 2 欢乐转盘 套 1 第8部分：声、光、电与其它 1 考古 套 1 2 悬浮的球 套 1 3 飘动的羽毛 套 1 4 抓汽球 套 1 5 几级风 套 1 6 电灯怎么会亮 套 1 7 五线谱作曲 套 1 8 静电球 套 1 9 镜子迷宫 套 1 10 皮影小剧院 套 1 11 激光涂鸦 套 1 12 激光走迷宫 套 1 13 动画片的制作 套 1 14 墙面齿轮 套 1 15 定滑轮 套 1 16 猴子下滑 套 1 17 学开锁 套 1 18 窥视无穷 套 1 19 踏琴 套 1 20 火山爆发 套 1  

南京师范大学课程资源研究所可提供的系列教育产品有：科技馆仪器、科普馆展品、科技创新实验室仪器、科学探究实验室仪器、数字化实验室探究仪器设备、通用技术实验室仪器模型、机器人实验室套件、航天航空科普馆仪器、航天航空科技馆展品、地震科普馆展品、地震科技馆仪器、安全教育科普馆展品、安全教育科技馆仪器、交通安全科普馆展品、交通安全科技馆模型、消防科普馆展品、消防科技馆仪器、幼儿园科学发现室仪器、农业科普馆展品、社区科普馆仪器、社区科技馆展品、壁挂式科技馆仪器、科普大篷车仪器、示范性综合实践基地配套仪器、综合实践活动室配套仪器、生命健康科普馆展品、低碳环保科普馆仪器模型、军事教育科普馆仪器模型、儿童乐园科普展品。 序号 仪器名称 单位 数量 1 防震减灾知识电子翻书系统 套 1 2 全球板块分布拼图（板块运动） 套 1 3 世界地震带分布动态展示 套 1 4 中国地震带分布动态展示 套 1 5 工程结构抗震模拟 套 1 6 地球内部构造动态演示 套 1 7 地震地貌模型 套 1 8 地震模拟小屋 套 1 9 地震来了往哪里跑 套 1 10 现代模拟地震仪 套 1 11 现代数字地震仪 套 1 12 断层模型演示 套 1 13 纵横波确定地震震中 套 1 14 地震形成演示仪 套 1 15 地震科普教育影音室 套 1 16 张衡地震仪 套 1 17 大陆漂移模拟仪 套 1 18 地震科普知识展板 套 1  

项目成果/简介:煤层采动过程中围岩变形破坏发育规律及特征技术参数对巷道支护、保护煤柱合理留设及水害防治等具有重要意义。本方法基于光纤电法综合测试技术与钻孔结合进行煤层开采围岩破坏特征观测。通过在井下巷道或地面施工并形成不同方位单孔、多孔等观测系统，并在孔中布置分布式传感光缆和电阻率传感单元等形成一套综合测试监测系统，利用相关测试仪器采集与传输应变场、温度场及直流电场等数据，通过分析实时得到的工作面顶、底板监测区域中岩体的应变场、温度场及地电场综合地球物理场参数变化情况，评价探测目标区域采动过程中岩体变形、破坏规律及其破坏高（深）度值。同传统的钻探方法及单一地球物理场勘探相比，综合测试可查明探测剖面内岩层的结构形态，通过多次对比时空演化规律，可获取岩层在采动过程中变形破坏发育规律及特征。

针对秸秆直接还田难、综合利用率低、焚烧污染严重，土壤碳库匮缺、耕地质量提升乏力等“老、大、难”问题，沈阳农业大学率先提出了“秸秆炭化还田”新理论，确立了“以生物炭为核心，以炭化技术为基础，以生物炭基肥料和生物炭基土壤改良剂为主要发展方向，兼顾能源化利用”的技术路线。2005年以来，围绕“生物炭暨秸秆炭化综合利用技术研究与应用”，项目组先后突破了生物炭规模化制备与农业应用关键技术，构建了全产业链技术体系，推动了成果高效转化，为秸秆间接还田开辟了一条新途径。    1. 研发出“半封闭式亚高温缺氧干馏炭化工艺”和“组合式多联产生物质快速炭化设备”，突破了秸秆“低成本、大批量制炭”的产业技术瓶颈。该工艺设备对原料适应能力强、生物炭生产效率高、能耗低，有效解决了农作物秸秆密度低、含水量高、预处理能耗大、炭化效率低等问题。所制备的生物炭含碳量高、孔隙丰富，可广泛用于土壤碳封存、农田温室气体减排、化肥减量增效、耕地质量提升等领域。    2. 开发出生物炭基肥料等系列生物炭基农业投入品，集化肥减量、土壤改良、节本增效等功能于一身，寓土壤改良与土壤利用之中，突破了生物炭规模化田间应用技术瓶颈。综合运用作物学、土壤学、植物营养学、微生物学、生物信息学等方法，系统揭示了生物炭固碳、改土、保肥、持效、促生作用规律与机制。在此基础上，遵循养分归还学说和农田生态系统物质循环规律，发明了以生物炭为载体生产专用肥料、土壤改良剂、水稻育苗基质的技术与方法，开发出以生物炭基肥料为代表的系列生物炭基农业投入品，能够在不增加农民生产成本的情况下实现秸秆间接还田，解决了生物炭直接还田成本高、推广难、市场化程度低等问题，打通了生物炭规模化田间应用“最后一公里”，改变了化学类缓控释肥料只减肥、改土作用不明显、只在当季起作用的局面。    3. 开展了大规模试验示范，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，实现了成果转化。针对集中处置利用与秸秆等农林废弃物分布广、收储运困难之间的矛盾，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，将产业链中的运输成本降低约 70%；制定了《生物炭基肥料》农业行业标准并首次发布，突破了制约生物炭技术产业化和行业健康发展的“瓶颈”问题。    截至 2016 年底，项目技术累计推广 1090.2 万余亩，辐射全国 20 余个省（市、自治区）。其中，2014-2016 年，项目技术推广应用 575 万亩，新增销售额 19665.6万元，新增利润 2359.9 万元，节支增收 42890.9 万元。合计新增经济效益 45250.8万元。

我国是世界最大的铝生产国和消费国，铝产量占世界总产量的40%多，而且仍处于高速增 长中。但我国铝土矿储量仅占世界2.3%，按现有铝工业发展速度静态计算，我国铝土矿资源 将只能用10年。煤炭是我国最主要的能源资源，不仅是重要的燃料，还是重要的化工原料。煤 炭开采的副产物煤矸石，其排放量约占煤炭开采量的10%-25%，目前我国煤矸石堆积量约40亿 吨；煤燃烧利用的必然产物粉煤灰，占原煤质量的15%-40%。目前我国粉煤灰堆贮量已超过30 亿吨，而且每年以超过3亿吨的量继续产生。煤气化、液化等产生的煤化工灰渣在我国年排放 约4000万吨，未来40年我国将产生煤化工灰渣100-250亿吨。由于地质构造原因，我国的煤系固 废中氧化铝含量较高，具有回收利用铝资源的巨大潜力。 本项目采用界面活化方法诱导产生铝硅酸盐结构缺陷，在少量助剂协同作用下激发配位体 大量重组而最终提高煤系固废的反应活性，并以工业大量副产稀盐酸或硫酸为浸取剂，获取多 种高附加值化工产品；对于提铝残渣，课题组有成熟技术生产保温建筑材料,导热系数小于0.1 W/m.K，防火等级达到A级，成本低于泡沫混凝土；另外还可用于生产其它高性能建材产品。 伴随我国劳动力成本持续上升与环境保护日趋严峻，加大环境保护力度、缓解资源供给 瓶颈、推动循环经济形成较大规模、促进资源循环利用产业转型升级是废物资源化科技创新的 准则。本项目的开发成功可有效地解决煤化工灰渣的规模化处置和资源化难题，提供新型铝资 源，并将形成能源、资源、化工、冶金、环保新型循环产业链，带动我国新型煤化工技术进步 和相关产业升级。