实验原理 AFM是SPM家族中应用领域最为广泛的表面观察与研究工具之一。其工作原理基于原子之间的相互作用力。当一根十分尖锐的微探针在纵向充分逼近样品表面至数纳米甚至更小间距时，微探针尖端的原子和样品表面的原子之间将产生相互作用的原子力。原子力的大小与间距之间存在一定的曲线关系。在间距较大的起始阶段，原子力表现为引力，随着间距的进一步减小，由于价电子云的相互重叠和两个原子核的电荷间的相互作用，原子力又转而表现为排斥力。这种排斥力随着间距的缩短而急剧增大。AFM正是利用原子力与间距之间的这些关系，通过检测原子间的作用力而获得样品表面的微观形貌的。   仪器概述 AFM采用对微弱力极其敏感的微悬臂作为力传感器──微探针。微悬臂一端固定，另一端置有一与微悬臂平面垂直的金字塔状微针尖。当针尖与样品之间的距离逼近到一定程度时，两者间将产生相互作用的原子力，其中切向力（摩擦力）Ft使微悬臂扭曲，法向（纵向）力Fn将推动微悬臂偏转。我们所关心的主要是纵向力Fn，它与针尖──样品间距成一定的对应关系，即与样品表面的起伏具有对应关系。微悬臂的偏转量十分微小，无法进行直接检测，采用光学方法将偏转量放大，可推知微悬臂偏转量（即原子力）的大小，最终获得样品表面的微观形貌。   仪器特点 特有的卧式探头 卧式AFM探头设计，使原子力作用方向与重力方向垂直而互不干扰；降低了探头的整体重心；克服了原有粗调与微调逼近机构的垂直蠕动；具有独特的卧式可视化光路。探头及仪器性能更加稳定和优越。   稳定的三轴压电扫描器 采用互相正交的三轴压电陶瓷扫描控制器，X、Y、Z三轴压电陶瓷之间互不耦合，可保证扫描图像不因耦合而失真；扫描器具有更好的扫描线性和独立性、更高的强度和刚度，兼具更强的扫描驱动力，能同时适用于较小与较大、较轻与较重样品的扫描成像。   优化的检测与控制系统 采用优化的微纳米扫描与反馈控制电路系统，配以多路高精度A/D&D/A控制接口，可获得更高的扫描分辨率、更好的重复性和更佳的图像质量。   完善的软件界面与功能 功能强大、界面友好，可适用于Windows XP/Win7/Win8/Win10等操作系统。一般操作者均可轻松而熟练地掌握，只需点击鼠标，即可完成从图像扫描到图像处理及数据信息计算的全部操作。可用鼠标任意选择局部扫描区域，实现图像平移、定位和缩放；可设定扫描次数并自动控制扫描停止；具有实现X、Y方向的面扫描和线扫描的功能；可获得样品表面的纳米级三维形貌结构和截面线；高质量的彩色/黑白平面图像显示与三维立体图像显示；具有图像的二维和三维纳米标尺标注功能及粒径测量功能；具备纳米级表面微观粗糙度的统计及计算功能；可精确测定样品表面的微纳米级台阶高度和深度；完善的图像处理功能，包括裁剪、粘贴、旋转、对比调节、亮度调节、颜色调整、背景色调整、图像平滑、滤波等。   简单便捷的仪器操作 AFM的操作十分简单和便捷，一般操作人员即可完成，无需专人操作和维护。安装探针、安装样品、粗调和微调进样、图像扫描、图像存储等操作，均可在1分钟内完成。特别适用于科学研究、教学实验及产品检测。   高稳定性与抗干扰能力 AFM既可在良好的实验条件下完美工作，也可在有一般实验室、普通桌面、有轻微振动、有环境干扰、有光照等条件下正常运作，快速扫描观察各种微纳米样品，获得理想的图像和微纳米结构信息。具备更好的稳定性和抗震性，更强的抗（光、电、磁等）干扰能力，更快的扫描速度（最快1幅图像/1~6秒，作为对比，进口仪器的扫描速率一般为1幅图像/10~20分钟甚至更慢）。   高适用性广泛应用领域 可同时适用于科学研究、本科生和研究生的教学实验及纳米技术产品的检测，广泛适用于各种金属/非金属、导体/非导体、磁性/非磁性材料样品的扫描检测。对被测材料样品无特殊要求，免去繁琐的样品制备过程，可直接扫描获得微纳米结构信息。   实验内容与典型实验数据 部分扫描测试样品的AFM图像   部件列表 描述 数量 原子力显微镜探头 1 控制机箱 1 直流高压电源 1 A/D&D/A控制接口卡 1 AFM微探针 15组60 tips USB光学显微镜 1 一体机, 含AFM扫描控制软件 1 样品 5 剪刀、镊子、启子、放大镜等工具 1

本发明公开一种简易手动真三轴仪，包括刚性底座、水平及竖直承载框、手摇式作动器、围压固定端，可用于土类立方体试块的三向加载。刚性底座主要用来为立方体试块的竖向加载提供竖向支承，刚性底座上安装导轨，使其与水平向的手摇式作动器以及围压固定端装配连接，通过移动导轨上的装置便于安放和取下立方体试块，并可用来调节加载过程中立方体试块的水平位置，手摇式作动器安装在Ｘ、Ｙ、Ｚ向，本发明制造成本低，使用过程中不耗电，加载力的量程小，安全性高，操作简单，经济实用，绿色环保，且体积小便于携带，具有良好的应用前景。

八轴智能视觉焊接机器人是一种八自由度专用机器人，中六轴属于焊接机器人，另外二轴 属于焊接变位机，使得系统能够实现焊接机器人与变位机协调运动，其针对体系结构、机械结 构、示教再现理论、轨迹规划和优化方法、轨迹跟踪控制策略等机器人关键共性理论和技术展 开研究，采用运动控制卡的方式来实现对机器人空间位置与速度的控制。焊接变位机同焊接机 器人配合，扩展了焊接机器人的工作空间，提高了焊接生产效率和焊接质量。 本系统采用接触式焊缝跟踪与摄像机焊缝跟踪系统相结合，焊前对焊缝进行数据及图像 采集，通过计算机软件对焊缝数据及图像进行处理，生成虚拟焊缝。由虚拟焊缝识别系统控制 执行机构在焊接时进行焊缝跟踪，提高焊缝质量。八轴智能视觉焊接机器人主要应用于汽车及 其零部件行业和工程机械行业。机器人编程采用示教再现方式，可以通过示教盒直接编程也可 以进行离线编程，实现点位和连续轨迹匀速控制；在焊枪部分安装人体红外感应开关，保证工 作人员安全问题；将视觉传感器作为测量工具来测量机器人末端或是目标的位置，利用视觉信 息来控制机器人末端执行器相对目标或是目标特征的相对位置和姿态，从而减少抓取错误及失 误。

从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面： (1) 高速、高精加工技术及装备的新趋势。 (2) 多轴联动加工和复合加工机床快速发展。 (3) 智能化、开放式、网络化(采用TCP／IP通讯协议)成为当代数控系统发展的主要趋势。 (4) 重视新技术标准、规范的建立。 (5) 向大型化和微小化两极发展。 五轴数控机床在国内外的实际应用表明，其加工效率相当于两台三轴机床，甚至可以完全 省去某些大型自动化生产流水线的投资，大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周 转运输的时间和花费。 项目机器特点简介： (1) 本机控制系统功能强大，操作简单易学、适应范围广、高效稳定、性价比高； (2) 成熟、高性能控制系统软件，基于Windows XP/Windows2000平台安装使用性能好，时 尚实用，可以直接手动编写G代码来完成加工要求，还可完成从图形设计直接生成G代码，图 形设计软件可以通过MasterCAM、UG、CAXA等后处理软件生成G代码；三维立体刀路模拟仿 真数控实验； (3) 五轴采用伺服电机及驱动器配合精密的滚珠丝杆，电机与丝杆通过联轴器联接； (4) 体积小，单独的电气控制箱、易拆装，且可手/自动切换操作，满足各种操作需求； (5) 安全以及超高的可操控性，精美的外形设计； (6) 该小型焊机能够实现五轴联动控制、可手/自动切换操作运行，安全可靠；具有直线插 补、圆弧插补、点动、模拟运行、求教运行、自动运行、加工轨迹动态显示、程序动态显示 等基本功能，采用ISO规定的数控加工G代码编程同时支持M代码及S代码，可以完成从复杂造 型、自动生成G代码、模拟仿真到实验。

 该设备主要用于传动轴橡胶护套在高温、高速工况下，橡胶护套的膨胀量检测。设备主要由温度测量控制系统、转速测量控制系统，高速高精度机器视觉尺寸检测系统、机械台架及计算机测控操作系统等组成。该设备通过计算机操作界面可实现试验工况的设定，以满足不同传动轴橡胶护套的试验规范和标准，整个试验过程由计算机控制自动完成，并打印输出相应的试验报告。 设备技术参数1、 转速控制：0～3000rpm                转速控制精度：读数的0.5%或±2rpm2、 温度控制：0～120℃ （升温60℃的加热时间小于12分钟） 温度控制精度：±3℃3、 测量工件尺寸：φ130mm ，max 4.轮廓测量精度：±0.1mm

水平轴发电机是目前风力发电的主要设备.本项目依据低速空气动力学原理，自主设计风力机叶片翼型，气动性能与美国NREL-S系列相当。叶片采用玻璃钢材料，重量轻，耐腐蚀。经特别气动力学设计，叶轮抗失速性能强，并能在低风速下气动。输出控制系统充电控制器逆变器充电控制，输出电压稳定。 主要技术参数： 额定功率    5kW – 20 kW 风轮直径    4.2m - 24.0 m 额定转速    50 - 120 (r/min) 额定风速    12m/s 输出电压    24V - 240v 启动风速    3(m/s) 切入风速    5m/s 塔架高      10米(m) - 28米(m) 顶部质量    133kg - 400kg

Ø  成果简介：变轴数控机床（也称虚拟轴机床或并联机床）是基于构造上新构思、刀具运动的新原理、数学运算的新方法提出的。该数控机床主要应用并联空间机构作为机床的主体机构。在运动学原理上或结构上皆迥然不同于传统数控机床。其特点是将机械的简单性与数学的复杂性融为一体的高技术设备。基于并联机构的变轴数控机床重量轻，刚度大、精度高，刀具具有六个运动自由度。突破了机械结构设计对传统工艺依赖的限制,可解决尖端装备中复杂曲面、复杂几何形状零件以及复杂模具精密加工任务，为先进制造技术的发展提供一种

变轴数控机床（也称虚拟轴机床或并联机床）是基于构造上新构思、刀具运动的新原理、数学运算的新方法提出的。该数控机床主要应用并联空间机构作为机床的主体机构。在运动学原理上或结构上皆迥然不同于传统数控机床。其特点是将机械的简单性与数学的复杂性融为一体的高技术设备。 基于并联机构的变轴数控机床重量轻，刚度大、精度高，刀具具有六个运动自由度。突破了机械结构设计对传统工艺依赖的限制,可解决尖端装备中复杂曲面、复杂几何形状零件以及复杂模具精密加工任务，为先进制造技术的发展提供一种崭新的技术装备，是国内外先进制造技术研究领域中的前沿课题和多学科的研究热点。同时并联机构在其它科学领域中也具有广泛的应用前景。 样机的技术指标为:①自由度数:6；②工作空间:φ300×300（mm）；③驱动系统:滚珠丝杠（由伺服电机驱动）；④控制系统:IPC-610工控机＋PMAC-8轴控制；⑤加工精度:40μ；⑥重复定位精度:≤20μ；⑦位置控制分辨力:0.25μm。本项目先后得到国防科技预研基金、国家攀登计划、国家重点基础研究发展计划（973）、中国科学院“创新工程”及北京理工大学“九五”期间“211工程”建设和“985工程”建设等项目的资助。 

小型风力发电是风能利用的重要途径，分为垂直轴风力发电和水平轴风力发电两种形式，其中小型垂直轴风力发电装置的发电功率从几百瓦到几十千瓦之间，具有结构简单、造价低；组装维护简单方便；启动风速低，抗风能力强、安全性好；适用场所广；噪音低、美观等优点。因此，美国、欧洲等发达国家出台了许多激励政策，大力扶持小型垂直轴风电技术的发展和应用。在这些国家，小型垂直轴风力发电已是家庭和公共设施用电的重要形式之一。 大型风力发电机组在较大风速下才能正常工作，存在易损坏、运输、安装难度大、上网困难、投资大等问题，鉴于大型风电场建设的弊端，国家能源局正在调整风电的发展策略，在继续推进大型风电基地的基础上，将着重进行中小型风电项目的建设。小型风力发电技术市场前景广阔，既可用于家庭和公共设施，又可用于农村、偏远地区、海上等连接电网困难、用电不便的地区，从而缓解国家电力集团节能降耗压力，促进我国不发达地区的经济建设，具有巨大的市场和潜在的经济效益。 北航在风力发电技术方面有着长期的研究基础，承担了传统大型叶片、垂直轴发电装置、集风式发电装置等多项国家863、国家973项目，形成了集设计、材料、制造、电控等为一体的专业齐全、技术融合的研发团队。已针对小型垂直轴风力发电技术进行了深入研究，设计出百瓦至千瓦级系列小型垂直轴风力发电装置，拥有从气动设计、结构设计到材料工艺、发电机、控制系统的全套技术。针对不同风况和应用场合开发出了多台样机，能够在2m/s的风速下启动，实现了照明工程与城市景观相结合，风力发电与光伏发电相结合，单机发电与多机成网相结合，同时还具有发电效率高、噪声小、外形美观、安全性好、运输安装方便、适用场所广等特点。

合作的企业类型等。简介请图文并茂，字数1000字以内。） 多轴运动控制卡以32位DSP＋FPGA为硬件平台、嵌入式实时操作系统为软件平台，配有先进的多轴联动插补、平稳速度规划和高精度伺服控制等核心控制算法，具有性能先进、功能齐全、接口丰富、性价比高、通用性好等优势。特点： 控制轴数：4－8轴，步进电机或伺服电机； 控制信号：脉冲，模拟量，高速串行总线； 开关量控制：32输入、24输出；  外部接口：PCI、