自从20世纪初发明三相交流输电以来，采用高压和超高压架空输电线是长距离输配电能的主要方式，定期巡检是高压架空输电线路安全稳定的运行的重要保证。鉴于高压输电线路检测工作的重要性和艰苦性，开发一种可以替代或部分替代巡线工人进行巡检作业的新型设备一直是国内外相关研究领域的研究热点之一。 基于长臂猿仿生结构的三臂式高压输电线路巡检作业机器人，在自主工作和地面控制平台远程操作两种工作模式下，能够沿110kV-500kV输电线路相线行驶，可以基本取代传统的线路巡检方式，完成部分或全部巡检的任务。机器人能够以不小于1.2km/h的平均速度自动行驶并跨越直线段上的防震锤、间隔棒等线路设备，在地面控制平台的操控下，具备跨越耐张杆塔功能。 巡检过程中，机器人可记录和保存相对线路的GPS信息，所得图像与数据可存储于机器人本体内并与地面控制平台之间进行无线通信传输。机器人本体搭载不同的巡检设备，采用模块化接口，可方便更换如红外成像仪、可见光云台、激光测距仪等巡检设备。在行驶过程中，机器人可实时监测能耗和动态规划巡检任务，同时具备在线取电装置和充电模块，满足长距离的巡检需求。 机器人主要功能及技术参数 三臂式高压输电线路巡检作业机器人平台系统具有搭载各种作业工具，自动跨越架空线路各种障碍，并能完成相应作业的功能。具体技术参数为： 1、能够在 110kV-500kV 架空输电线路环境下稳定、可靠行走，自动跨越防震锤、悬垂线夹、间隔棒、接续管等障碍物。 ① 自动行驶时，行走速度不低于1.2km/h； ② 采用50AH锂电池供电，持续工作时间≥3.5小时； ③ 机器人本体重量≤40kg，最小尺寸（长×宽×高）1300×530×850mm； ④ 机器人可跨越线路各种障碍，进行带电作业； ⑤ 能够爬坡度不低于 40°的线路，并且满足超高压输电线路安全规程要求。 2、移动作业机器人平台在无线远程监控下，沿架空线路行走与越障。远程监控系统检测距离≥500米。机器人能够将作业信息、路线监测信息（红外录像）、电池监控信息等下传到地面基站。 创新点 本项目研究以双ARM为控制核心、基于仿生结构特征的架空线路移动作业机器人平台。该机器人平台能够在自身携带的控制系统下稳定可靠的在线路上运行，并能自主跨越线路中的各种障碍（线锤、线夹、跳线等），可以完全取代原有的线路作业方式，完成部分或全部线路作业任务。该项目与国内外类似研究相比较具有以下特色和创新点： 1）基于仿生学理论与方法，结合长臂猿骨骼结构的特征与长臂组成及比例参数，提出了一种具有长臂猿骨骼特征的架空线路移动作业机器人悬挂臂结构，实现了机器人平台挂线稳定行走与越障功能。 2）开发研制了一种三臂式全驱动架空线路移动作业机器人平台，该平台爬坡角度大于50°，能够在控制系统的配合下自主协调跨越线路中的防震锤、间隔棒、线夹等障碍，在人工辅助下，能够稳定跨越引流线和绝缘子等跳线障碍。 3）机器人平台控制系统采用双ARM为控制核心，提出了一种双ARM主副热备份互容错启动控制技术。集成了多传感器信息融合容错技术、双备份容错技术和电磁干扰容错技术等多重容错技术，提高了系统的稳定性与可靠性。 4）建立了传感器的信息融合规则和状态检测比对策略，研制了基于规则库的多传感器信息融合专家控制系统，从而提高了控制系统的响应效率和容错可靠性。 5）开发设计了机器人平台智能型在线取电与不间断电源管理系统，实现了机器人平台移动作业的智能充电与自主管理功能。 成果社会效益及应用： 该项目研究以双ARM为控制核心、基于仿生结构特征的架空线路移动作业机器人平台。该机器人平台能够在自身携带的控制系统下稳定可靠地在线路上运行，并能自主跨越线路中的各种障碍（线锤、线夹、跳线等），可以完全取代原有的线路作业方式，完成部分或全部线路作业任务。 该机器人平台能够实现跨越安装于导线上的防震锤、间隔棒、悬垂线夹、修补管等线路设备，具备跨越耐张杆塔功能；控制采用双ARM为控制核心，提出了一种双ARM主副热备份互启动容错控制技术；集成了多传感器信息融合容错技术、双备份容错技术和电磁干扰容错技术等多重容错技术，提高了系统的稳定性与可靠性；建立了传感器的信息融合规则和状态检测比对策略，研制了基于规则库的多传感器信息融合专家控制系统，从而提高了控制系统的响应效率和容错可靠性；开发设计了机器人平台智能型在线取电与不间断电源管理系统，实现了机器人平台移动作业的智能充电与自主管理功能。因此具有很好的推广应用价值。 该成果通过在山东众域电气科技有限公司实施，产生了良好的效果，为其他企业提供了可靠的技术平台和经验。本成果将进一步扩大其使用范围，在架空线路检测与维护作业中发挥更有效的作用。 

本发明的固支梁Ｔ型结间接加热在线式未知频率微波相位检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器级联构成；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成，两个固支梁之间的共面波导长度为λ／４；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第五端口的耦合度分别相同，待测信号经第一端口输入，由第二端口输出下级处理电路，由第四端口和第六端口输出微波相位检测器，由第三端口和第五端口输出通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口接间接加热式微波

本发明的固支梁Ｔ型结间接加热在线式已知频率微波相位检测器由六端口固支梁耦合器、微波相位检测器和间接加热式微波功传感器级联构成；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成；共面波导制作在ＳｉＯ２层上，固支梁的下方沉积介质层，并与空气层共同构成耦合电容结构，两个固支梁之间的共面波导长度为λ／４；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四及到第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，待测信号经六端口固支梁耦合器的第一端口输入，由第三端口和第五端口输出到间接加热式微波功率传感器，由第四端

本发明的固支梁Ｔ型结直接加热在线式未知频率微波相位检测器由六端口固支梁耦合器，通道选择开关，微波频率检测器，微波相位检测器，直接加热式微波功率传感器级联构成，两个固支梁之间的共面波导长度为λ／４；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度分别相同，待测信号经第一端口输入，并由第二端口输出到下级处理电路，由第四端口和第六端口输出到微波相位检测器，由第三端口和第五端口输出到通道选择开关；通道选择开关的第七端口和第八端口接直接加热式微波功率传感器，通道选择

本发明的固支梁Ｔ型结直接加热在线式已知频率微波相位检测器由六端口固支梁耦合器，微波相位检测器和直接加热式微波功率传感器构成；六端口固支梁耦合器由共面波导，介质层，空气层和固支梁构成；共面波导在ＳｉＯ２层上，固支梁的下方沉积介质层，并与空气层，固支梁共同构成耦合电容，两个固支梁之间的共面波导长度为λ／４；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口和第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，待测信号经六端口固支梁耦合器的第一端口输入，由第三端口和第五端口输出到直接加热式微波功率传感器，由第四

本发明公开了一种可视化研究微波等离子体辅助点火的实验装 置，该装置包括：火花塞系统、微波系统、定容燃烧弹系统、光学摄 影系统及控制系统；所述控制系统发出三路存在特定相差的同步脉冲 信号，第一路脉冲信号触发所述火花塞系统产生脉冲高电压用于放电 击穿稀薄混合燃气形成初始等离子体团；第二路脉冲信号触发所述微 波系统产生特定频率及特定功率的微波脉冲向所述等离子体团中耦合 能量以扩大等离子体团实现点火；第三路脉冲信号触发所述光学系统 透过所述定容燃烧弹系统的石英窗聚焦于微波天线与高压电极中心开 始拍摄，记录所述实验的全过程。本发明的装置，保留了微波集成火 花塞的点火方式，能够真实的反映微波等离子体辅助点火的作用过程。

本发明公开了一种采用移相梳状滤波阵列的光子型数字微波测频方法及装置。载波抑制型单边带调制下，待测微波信号加载到一个连续激光光源上生成单个光边带，然后输入到移相梳状滤波阵列中；该滤波阵列包含N个并行的梳状滤波响应，其中自由频谱区均为FSR且相邻梳状滤波响应的相对相移量为π/N；对N个梳状滤波响应及参考臂的输出光功率进行检测、对比和判决后，获得N比特数字编码的测频结果，其测频范围和分辨率分别为FSR和FSR/(2N)。同时，给出了以单个高双折射元件构建移相梳状滤波阵列的具体装置。本发明既具有光子型技术的优点，又易与各种数字接收处理设备融合和兼容，应用前景十分广泛。

项目针对高效率、高均匀性微波能应用及其产业化的需求，深入开展了连续波高效率民用磁控管及微波能应用系统的研究，提出了磁控管中非工作电流的概念，构建了三维磁控管粒子模拟模型，突破了高效磁控管的关键技术，产业化磁控管效率从74%提高到80%。发展了多物理场耦合模型改进了微波加热的均匀性，在此基础上首创了微波食品加热的高效保湿技术，形成了价格提高30%以上的同类产品高端品牌。创立了“名校+名企”的分层次协同创新、技术开发与推广应用模式。经过10年的工作，国内市场占有率从7.9%提高到44%。获授权发明专利4

一种纳米晶氮碳化钛陶瓷超细粉的高温碳氮化反应制备法,以纳米氧化钛和纳米碳黑为原料,工艺步骤依次为配料、混料、干燥、装料、高温碳氮化、球磨、过筛。此法工艺简单,成本较低,较一般碳热还原法节约能源,容易实现规模化工业生产。通过控制反应温度、保温时间、氮气压力(或流量)、碳钛配比等工艺因素可以合成各种氮含量的氮碳化钛纳米晶超细粉。用此法制备的氮碳化钛粉末为球形,分散性较好,平均粒度为100～200NM,平均晶粒度为20～50NM,纯度达99%以上。

北京大学量子材料中心王健研究组与合作者在钛酸锶（SrTiO3）衬底上外延生长的单原胞层厚（0.55 nm）铁硒（FeSe）薄膜中观测到了具有磁激发迹象的玻色模式和强非磁性杂质诱导的准粒子束缚态。两项发现为超导机制备受争议的单原胞层铁硒薄膜提供了异号配对的重要实验证据，表明在该体系中尽管界面电–声耦合被认为可以增强超导特性，自旋涨落对于库珀对的配对有着不可忽略的作用，或对铁基高温超导机理的统一理解提供重要参考。 提升超导转变温度和理解库珀配对机制是超导领域两个最重要的研究方向。在以往的铁基超导研究中，基于电子–空穴费米口袋嵌套的s±波配对被广泛接受。然而对于AxFe2−ySe2 (A = K, Rb, Cs, Tl)、(Li1−xFex)OHFe1−ySe，尤其是单原胞层 FeSe/SrTiO3等一系列重电子掺杂铁硒化合物，重电子掺杂会导致费米能级上移，进而导致布里渊区中心Γ点的空穴费米口袋降至费米能级以下，使得电子–空穴费米口袋嵌套理论失效。因而，铁基超导中的s±配对图像受到严峻挑战。 钛酸锶衬底上外延生长的铁硒薄膜具有铁基超导家族最简单的分子结构和最高的超导转变温度（能隙闭合温度的典型值为65 K），自2012年被清华大学薛其坤团队发现以来在国际凝聚态物理领域掀起了研究热潮。前期，北京大学王健研究组与薛其坤研究组合作采用电输运和抗磁性测量首次报道了单层铁硒中高温超导的直接证据（Chin. Phys. Lett. 31, 017401 (2014)，被Science编辑选择文章Science 343, 230 (2014)报道）。然而，其中的超导配对机制，一直存在争议，始终悬而未决。 为了揭示单层铁硒中的超导配对机制，王健研究组开展了一系列系统的实验。实验中的单层铁硒超薄膜采用分子束外延技术生长于钛酸锶衬底。通过原位超高真空（~10−10 mbar）原位扫描隧道谱探测，研究组发现超导能隙外存在由电子–玻色子耦合导致的鼓包（hump）结构。系统的扫描隧道谱实验揭示以该鼓包为特征的玻色模式更接近磁激发信号（图1），极有可能是充当配对媒介、且连接布里渊区近邻角落（M点）电子费米口袋的(π,π)自旋涨落。超导序参量作为复数，其在费米面上的分布存在同相位（保号：sign-preserving）与反相位（异号：sign-reversing）两种情形。杂质散射作为一种相位敏感技术，已广泛应用于以往超导配对研究。其中非磁性杂质尤为特殊，其选择性地局域破坏s±波、d波等异号配对，实验上表现为诱导超导能隙内的束缚态，而对传统保号s波配对无明显效应，因此可用于区分异号和保号配对图像。王健研究组采用沉积于单层铁硒表面的强非磁性杂质铅（Pb）吸附原子作为散射中心，实验中发现相对于正常超导谱形，铅原子在超导带隙边界附近诱导出电子型谱权重增强，同时超导能隙减弱（图2）。该特征是‘隐’束缚态的典型信号。系统的势散射强度调节（图2(d)）等实验也印证了这一观点，有力地说明单层铁硒超导能隙函数存在异号。同时，基于异号配对图像，如扩展s±波（图2(e)），南京大学王强华教授与南京师范大学高绎教授理论上定性复现了非磁性杂质诱导的超导谱形重构。上述的玻色模式与非磁杂质散射两项研究成果一致支持单层铁硒中存在以自旋涨落为媒介的异号配对，为最终澄清单层铁硒的界面高温超导机制奠定了重要基础，同时也预示具有不同费米面构型的铁基高温超导体或存在统一解释。图1. 单原胞层 FeSe中具有磁激发迹象的玻色模式。(a) 单原胞层 FeSe的扫描隧穿谱，显示超导能隙外由电子–玻色子耦合导致的鼓包结构；(b) Ω/2Δ1与Δ1的统计负关联（Ω：玻色模式能量；Δ1：内超导能隙）。图2. 单原胞层 FeSe中强非磁性杂质诱导的准粒子束缚态。(a) Pb吸附原子的STM形貌图；(b) Pb吸附原子和正常单原胞层 FeSe的扫描隧穿谱，显示9.5 mV处存在‘隐’束缚态；(c) 跨Pb吸附原子的扫描隧穿线谱；(d) 101组Pb吸附原子扫描隧穿谱（黑实线下方）与无吸附原子时的扫描隧穿谱（黑实线上方）对比；(c) 扩展s±波图像下非磁性杂质的模拟局域态密度谱。 两项工作分别于2019年5月22日和2019年7月15日发表于Nano Letters（Nano Lett. 19, 3464−3472 (2019)）、Physical Review Letters（Phys. Rev. Lett. 123, 036801 (2019)）。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00144、https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.036801。 其中Nano Letters文章北京大学博士生刘超飞为第一作者，北京大学王健教授为通讯作者；Physical Review Letters文章，北京大学博士生刘超飞、王子乔和南京师范大学高绎教授为共同第一作者，北京大学王健教授和南京大学王强华教授为共同通讯作者。 以上工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、量子物质科学协同创新中心、中科院卓越创新中心、北京市自然科学基金、江苏省自然科学基金等经费的支持。王健特别感谢谢心澄、王垡、徐莉梅、任泽峰以及量子物质科学协同创新中心在北大超高真空分子束外延与低温扫描隧道显微镜实验室搭建过程中给予的支持。