针对点焊（弧焊）机器人和重载搬运机器人的应用，开展机器人控制器核心技术相关研究，研究开发自主知识产权的高性能低成本的工业机器人控制器，实现工程应用。研究工业机器人控制器核心技术，完成控制器的研究与开发并实现工程化，实现示范应用及产业化目标。可达技术指标序号名称规格1插补周期4ms2重复定位精度20um3直线度40um4联动轴数六轴5伺服驱动接口脉冲6插补方式关节，直线，圆弧，曲线7上位机（示教器）LINUX+QT8下位机（控制器）UCOSII9加减速功能直线型和S型10语言标准安川 inform II指令系统11PLC功能内部软PLC，标准支持32输入/32输出点，可扩展128输入/128输出。128个定时器，128个计数器12现场总线接口RS485，RS232，CAN 一、系统关键技术 1.工业机器人控制系统的软硬件体系结构： (1) 基于领域建模的开发方法 研究面向机器人控制器开发的领域建模方法, 通过对机器人控制系统共性的提取和功能及非功能属性的抽象, 借助形式化描述及工具集成实现机器人控制系统在模型层的仿真和验证, 并研究可重用实时组件设计方法，使得开发的重点从底层代码转向机器人领域应用。 (2) 基于组件的开放式控制器的软件结构 根据机器人控制的特点和开放性的要求，研究机器人组件模型，组件划分方法，组件间的通信机制，连接配置方法以及系统的调度模型，并研究开放式机器人控制器的一般开发流程，开放式平台下多传感器机器人的控制方法。 (3) 开放式控制器模块化硬件结构 根据开放性的要求，研究硬件模块的划分方法，便于系统添加或更换各种接口、传感器等；采用基于标准总线的结构；研究多CPU系统的设计方法；研究基于FPGA的接口设计方法。 (4) 机器人操作系统 根据机器人应用需求，在开源操作系统的基础上增加机器人应用层接口、机器人算法，中间件，增强实时性能的任务调度算法。 2.高速、高精度工业机器人轮廓控制技术和柔性加减速技术： (1) 速度前瞻控制和拐角控制技术 前瞻处理的主要任务是获取路径信息，并根据速度、加速度和加加速度等机器人运动约束条件和选定的加减速规律进行速度规划。 (2) 柔性加减速技术 加减速控制算法可以避免机器人的冲击、振动，并在不增加系统运算量的情况下使得插补过程能够平滑快速的执行研究直线型加减速、S 型加减速、平滑 S 型加减速、力矩加减速提高系统的精度和速度。 (3) 最优轨迹规划算法 轨迹规划的任务是根据给定的路径点规划处通过这些点并满足边界约束条件的光滑的最优运动轨迹，研究时间最小的轨迹规划算法、能耗最小的轨迹规划算法、加速度最小的优化算法，使机器人的作业效率、能耗达到最优，同时确保运动的平稳性。 3.工业机器人编程语言规范： (1)编程语言规范 根据机器人不同应用领域的特点及具体要求，研究通用的机器人编程语言结构，定义词法及语法规则；充分考虑机器人控制系统的运动控制、运算-决策、通讯、工具指令以及传感器数据处理等基本功能，规划完善的指令集和内部函数集；定义机器人物理环境模型，确定编程语言指令与目标指令内在的逻辑关系。 (2) 编程环境设计 机器人编程环境具有以下特征：面向应用的数据结构、扩展的通用算法和数据结构。研究机器人语言程序的词法、语法和语义的分析，以及语法错误检查和系统逻辑错误检查技术；设计机器人语言程序解释器，实现机器人语言到系统内部指令的转化，并根据应用需求优化系统内部指令序列。 4.故障诊断、测试与可靠性技术： (1) 智能故障诊断系统 研究基于规则的专家系统，基于实例的专家系统，规则和实例混合的专家系统，基于规则控制的实例诊断系统。 (2) 可靠性技术 a.可靠性分析：对控制系统可靠性数据、故障模式、影响及危害度分析，以便发现设计、生产中的薄弱环节，为提高控制系统可靠性提供依据。 b.可靠性设计技术：采用简化设计、降额设计、冗余设计、EMC 设计、热设计、环境防护设计提高系统的可靠性。 c.可靠性试验技术：在研制阶段采用可靠性增长试验提高系统可靠性，通过可靠性鉴定试验确定系统定型，通过可靠性验收试验确定系统的可靠性是否达到要求，采用应力筛选试验提高产品的使用可靠性。通过加速寿命试验评估MTBF值是否达到。 d.软件可靠性试验技术：采用软件可靠性设计、可靠性增长测试、软件可靠性测试和软件可靠性验证测试提高软件可靠性、通过建立控制系统软件可靠性仿真测试平台提高软件可靠性测试水平。 5.面向重载机器人的先进控制算法： (1) 基于系统动力学模型的控制 针对重载机器人惯量变化大，固有频率低，高度非线性耦合的特点。研究基于机器人真实参数的动力学模型及实时求解。根据动力学模型，研究运动规划、柔性加减速以及模态控制等方面的技术，减少由于轨迹规划引起的机器人振动。 (2) 负载自动识别 针对机器人不同应用及负载变化，研究机器人在线自动识别负载的方法。 (3) 机器人空腔计算及处理 实现了机器人所能到达的所有位置范围计算，能提前提示用户示教的位置是否合法, 是否在机器人能到的位置。 (4) 立方干涉处理 实现了最多六个干涉区的设置，在多机器人相互配合运行工作时，通过干涉区避免了碰撞的危险性。二、对国家产业结构影响 我国汽车工业的工业机器人市场远未饱和。仅我国汽车工业就存在一个庞大的工业机器人市场，如果考虑到我国整个制造业的需要，工业机器人市场则更加庞大。 随着我国经济的快速发展和劳动力成本的不断提高，发展高科技产业，提高制造业生产自动化水平，由劳动密集型向技术密集型转变已经成为经济发展模式和制造产业结构调整的必由之路。随着计算机科学技术的不断发展，工业机器人应用领域也随之不断扩展和深化。工业机器人技术的发展，可以看做工业自动化的一场革命，南通作为科技重镇、制造重镇，把握机遇，迎接挑战，大力发展工业机器人制造业，应是一个战略性的决策。 应用范围： 伴随我国经济的高速增长，以汽车等行业需求为牵引，我国对工业机器人需求量急剧增加，国际工业机器人知名企业如ABB、FANUC 等纷纷在中国建厂，目前，我国工业机器人新装机量近90% 仍依赖进口。因此，对于工业机器人制造业，摆脱依赖关系，拒绝跟随式发展，成为目前国内基础制造业的重中之重。 工业机器人制造是一个崭新而又创新的产业，由于工业机器人应用极为广泛，其前景非常看好。本项目对工业机器人控制系统有其独到之处加之雄厚的制造业基础，两者相结合将为国内制造业开创一个新的主流产业。该产业的逐步形成既符合国家新兴高端制造业的产业发展规划，又为国家的经济腾飞打下坚实的基础。

我国现行汽车刹车材料大都采用石棉作为增强材料，然而，随着汽车运载功能的不断增加，以及汽车速度的提高，对刹车材料提出了更高的要求。石棉增强刹车材料已不能满足汽车工业越来越高的发展要求，特别是含石棉刹车材料具有污染环境及致癌作用，因而在许多国家已经立法禁止使用。高性能纤维增强无石棉制动材料已达到商品化规模，而我国在该领域的研究相对比较落后，基本依赖于进口。只有

北京工业大学在国家 973、863 计划等支持下，发现添加铒元素（Er）可增加铝合金的强韧性和耐热性，提高耐腐蚀性能和焊接性能；含铒铝合金应用意义：良好的耐蚀性、可焊性、成型性等工艺  应用性能，在此基础上发展静载荷强度（拉伸性能）、抗冲击、抗疲劳及高损伤容限等综合力学性能； 满足轻质高效、安全性、长寿命和低成本等应用需求。

成果简介：ABS 树脂强度高、韧性好，耐腐蚀、易于加工成型，是广泛用于汽车、电器、电子、纺织、日用品、建材等领域的热塑性材料。但因耐热性 不好，一般等级 ABS 树脂（耐热温度低于105℃）使用范围受到了限制。耐 热型(耐热温度 110-120℃)和超耐热型(耐热温度 125-130℃)ABS 树脂的开 发可以改善 ABS 树脂使用性能、拓展其应用，是目前高性能ABS 树脂研发和 应用的主流。马来酰亚胺型高分子耐热改性剂具有ɑ 、β-不饱和酰亚胺五 元环状结构，增加了高分子链的内旋阻力，从而提高聚

已有样品/n超宽带光学示波器主要包括超短光脉冲源系统、 超快光学采样子系统、 光电转换及模数转换子系统、 信号处理子系统、 成像显示子系统以及控制子系统6个子系统组成。 主要用于超高速光纤通信技术这一国际前沿领域相关指标测量， 如：160-Gbit/s的SDH光纤系统和100-Gbit/s以太网的重要光子单元部件和子系统的性能参数以及相应的光纤传输实验结果进行准确的测量等。

差别化纤维研究室近年来关注高性能纤维的发展趋势并对聚酰亚胺纤维的 制备、改性及其应用进行研究，针对聚酰亚胺的隔热保暖、防辐射、高强高模、 天然抑菌、电绝缘等特性进行产品开发，现已开发出保暖被子、防护手套、电绝 缘纸等产品。针对聚酰亚胺难以染色的缺点进行专项突破，联合企业研发人员进 行研究，通过化学改性和纤维原材料功能接枝改性等方法成功解决了染色难的问 题，拓展了聚酰亚胺纤维及面料在民用和产业用纺织品中的应用范围。 2 关键技术 （1）通过化学改性和纤维原材料功能接枝改性等方法成功解决了聚酰亚胺 染色难的问题； （2）对聚酰亚胺面料的染色色牢度最高能达到 4； 3 知识产权及项目获奖情况 发表学术论文 1 篇；申请发明专利 1 项 4 项目成熟度 实现产业化生产，并已成功应用制备民用产品。308 5 投资期望及应用情况 项目研究成果已经申请发明专利一项，并在企业建立了防护手套和保暖系列 产品的生产线

本技术适用于芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、碳纤维、聚醚醚酮纤维、聚 酰亚胺纤维等高性能化学纤维，采用湿法造纸技术，制备绝缘纸、摩擦材料等纸 基功能材料和蜂窝纸等高强度结构材料等。解决了高性能纤维纸基功能材料生产 中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。可提供高性能纤维纸基 材料湿法连续生产线成套技术，为相关行业提供高性能纤维纸基功能材料和结构 材料及其复合材料等高新技术材料产品。 2 关键技术 对于湿法抄造工艺来说，纤维能否均匀分散、湿法成型工艺和热压工艺是否 合理是决定产品质量是否合格的重要因素。本项目成果解决了高性能纤维纸基材 料生产中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。 超高效碳纤维电磁屏蔽纸的制备创新地利用碳纤维、金属导电纤维这两种纤 维的优势互补，保证成纸在拥有良好屏蔽效能的同时具有很好的机械性能和柔韧299 性。性能良好的超高分子量聚乙烯纤维纸主要是采用纤维洗涤-超声预处理-疏解 分散-分散剂分散工艺，通过预处理、添加助剂、成型和增强而制得。采用聚酰 亚胺纤维通过自有技术制备得到高性能的聚酰亚胺纤维绝缘纸等纸基功能材料。 采用碳纤维配用聚醚醚酮纤维制备纸基摩擦材料。 3 知识产权及项目获奖情况 一种聚酰亚胺导电纸的制备方法 201610487328.X 一种超高分子量聚乙烯纤维纸的制备方法 201610921059.3 一种超高分子量聚乙烯纤维的预处理分散方法 201610920332.0 一种超高效碳纤维电磁屏蔽纸 201710204473.7 一种聚醚醚酮纤维纸及其制备方法 201710544478.4 一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法 201710559878.2 4 项目成熟度 实验室试验和中试已完成，部分成果已经用于试生产。 5 投资期望及应用情况 期望在碳纤维、高强高模聚乙烯纤维、聚醚醚酮纤维技等高性能纤维共同进 行技术开发或技术转让。 采用高性能纤维制备纸基功能材料和结构材料是航空航天、国防、高铁和电 力电机等重要领域开发的一类产品，目前主要是日本、奥地利和美国等国家生产。 国内近年开始关注，并有少数几家开始进行，但尚只能生产少数几类低档次产品。 目前已经利用本项目成果建成年产 150 吨聚酰亚胺纤维绝缘纸生产线，生产 聚酰亚胺纤维绝缘纸

开发的新型快速时效响应型 Al-Mg-Si-Cu-Zn 系合金兼具优异冲压成形性能（r>0.6，Δr<0.1）和弯边性能（rmin/t≤0.6）以及高烤漆硬化增量，其模拟烤漆硬化增量达到 130-160MPa，室温放置 45 天后的烤漆硬化增量仍可达 140MPa 以上，远高于目前国内外所报道 Al-Mg-Si 系合金（包括商用 AA6016 和 AA6111合金）80-120MPa 的烤漆硬化增量。成功实现工业大铸锭及 2m 以上宽幅薄板的制造，所获薄板的成形性能、烤漆硬化性能均表现优异，成功冲制出典型汽车部件。成功开发出可热处理强化的 Al-Mg-Zn 系合金及配套双级时效/预时效-烤漆硬化处理工艺，使新型合金 H131 和 H321 态的强塑性高于 ASTM B928 对船用合金的要求，且综合性能全面优于国外最先进的 AA5059 铝合金，填补了我国高性能船用铝板的技术空白。研发的系列 Al-Zn-Mg-Cu 合金具有与 AA7449、AA7085 和 AA7081 商用合金相当的强度和更高的断裂韧性，部分性能优于美铝开发的 AA7055 高强铝合金；掌握中厚铝板多道次、无翘曲连续异步轧制技术，显著改善厚向组织性能均匀性，是解决中厚板心部难变形问题的关键技术；开发出适用于高强 7000 系铝合金的高效短流程中间/最终形变热处理加工工艺，明显提升高强铝合金薄板室温拉伸塑性，其综合性能比肩 HSLA、DP 及 TR 等汽车用钢；开发的超低温变形加工技术可将现有商用铝合金及不锈钢板带的屈服强度提高 20-30%以上，综合性能优于如 AK Steel/Outokumpu/太钢等生产的薄板产品。

热电效应（Thermoelectric Effects）提供了一种在热能和电能之间直接转化的手段，在现今世界能源和环境问题的背景下，热电效应作为一种清洁有效的能源转化方式而受到广泛关注。相比于传统的热电材料，I−V−VI2 (I=Ag; V=Sb, Bi; and VI=S, Se, Te)型半导体由于本征的极低晶格热导率而成为具有良好潜力的热电材料体系。尽管AgSbTe2是其中最为广泛研究的材料，但是由于其制备需要大量丰度较低的元素碲（Tellurium），且热稳定性较差，因而人们希望用更加廉价和稳定的AgBiSe2来代替。之前对于AgBiSe2的研究，主要集中在通过对其进行元素掺杂优化载流子浓度这一方面，而本文指出通过将AgBiSe2与AgBiS2复合，使用球磨的方法使两相完全固溶，可以更进一步降低材料的晶格热导率。结果显示，材料的热导率在773K温度下，从原本的~0.5 W/mK降低到了0.33 W/mK，成为这个体系到目前为止报道的最低的热导率。结合电性能用铟掺杂改性，最终，该材料在773K时的最高ZT值到达了0.9，与该体系之前取得的最高ZT相近，是本征AgBiSe2的2.5倍左右(如图所示)。这种运用球磨实现多相固溶以降低晶格热导率的方法，也为其他体系热电材料的相关研究指出了一个值得尝试的方向。