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跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
华中科技大学
2023-05-12
跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
【技术优势】
本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。
【技术指标】
本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。
华中科技大学
2023-05-15
一种基于 AD9851 的高精度等效采样系统
本实用新型涉及电子技术，具体涉及一种基于 AD9851 的高精度等效采样系统，包括待采样信号， 还包括待采样信号依次连接的高速比较器和数模系统隔离模块，数模系统隔离模块分别连接的 FPGA、 AD 转换模块和 AD9851 芯片，AD9851 芯片连接的采样保持模块；待采样信号依次连接采样保持模块 和 AD 转换模块。该采样系统具体频率控制字精度高，采样频率稳定，数字模拟系统相隔离，信噪比高， 频率稳定性温度稳定性高，等效采样频率高等优势。适用
武汉大学
2021-04-14
军用高效能高精度全数字化伺服控制系统
Ø 成果简介：本成果由全数字化双轴伺服驱动器和高性能永磁同步电机组成。单轴额定功率为750W，额定转矩为2.5NM，额定转速3600RPM，工作温度为-40℃～60℃，满足国军标相应环境适应性与电磁兼容性要求。Ø 项目来源：自行开发Ø 技术领域：光机电一体化Ø 应用范围：运动控制Ø 现状特点：ü 伺服
北京理工大学
2021-04-14
嵌入式高精度万能材料试验机控制系统
国家工业化水平正在迅速提高，生产加工企业的数量迅速增加。但是在发展的同时要加大质量的监督，所以需要配套相关的检测试验设备。一方面用于国家监督体系的检测和检验，另一方面也可以给企业自检的试验设备。材料拉力试验机就是满足这一需求的检测设备之一。在材料试验机领域，基于PC机或工控机材料试验机测控系统目前大多采用基于PCI总线，ISA总线或者是RS-232串行总线作为数据采集的模式。但这些方式都存在着插拔麻烦，传输速度较慢，可扩展性差等问题。通用串行总线（Universal Serial Bus，简称USB）具有安装方便，高宽带，易扩展等优点，已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。本系统充分利用USB的上述优点，有效地解决了传统数据采集系统额缺陷。同时嵌入式高精度万能材料试验机控制系统采用了多种实时操作系统（如μC/OS-II、uClinux、Linux、Wince等，可根据用户要求进行配置）。嵌入式实时操作系统是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统内核。它被广泛应用于微处理器、微控制器和数字信号处理器。通过采用嵌入式实时操作系统，本系统实现了执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等优点。本产品具有完全的自主知识产权，并已申请多项发明专利（公开号：101441154，101441152，101441153），相关成果获上海市科技进步二等奖?项。
华东理工大学
2021-04-11
高精度小型化三维重建系统（Hi3D）
高精度小型化三维重建系统（Hi3D）采用被动式的重建算法为现实物体建立三维模型。该系统形成一套包含硬件系统、算法实现和交互界面的完整三维重建系统。拍摄时，Hi3D系统协调转台转动和相机，自动完成多视点图像拍摄。算法部分包括相机标定、深度初始化、立体匹配、点云优化、网格化、上色，构成一套完整的三维重建流程。该系统还具有友好的PC端用户界面，具有高精度、小型化、全自动、低成本的优点。
南京大学
2021-04-10
军用高效能高精度全数字化伺服控制系统（产品）
成果简介：本成果由全数字化双轴伺服驱动器和高性能永磁同步电机组成。 单轴额定功率为 750W，额定转矩为 2.5NM，额定转速 3600RPM，工作温度为-40℃～60℃，满足国军标相应环境适应性与电磁兼容性要求。 项目来源：自行开发 技术领域：光机电一体化 应用范围：运动控制 现状特点：伺服电机具有过载能力强、额定转速范围恒力矩输出、体积小、运行平稳、振动噪声小等特点。 本系统具有良好控
北京理工大学
2021-04-14
高精度多功能CPTU测试成套设备
成果介绍数字式多功能探头、贯入系统、量测系统、智能分析软件组成的整体CPTU检测软硬件产品，采集精度高、速度快，稳定性高。技术创新点及参数格栅型消浪结构，透空板式防浪结构，预制结构。市场前景与施工单位合作，进行施工前土层探测；配合政府进行土层探测和规划设计。进一步优化结构，实现产品迭代。争取更多的施工工程应用。
东南大学
2021-04-11
高精度陶瓷增材制造装备与工艺研究
面向大尺寸高精度陶瓷及其复合材料复杂形状结构的成形，基于面曝光技术，开发了专用大尺寸陶瓷增材制造成形装备及相关工艺。
技术特征
基于面曝光技术的陶瓷预制体成形设备可成形ZrO2、Al2O3陶瓷预制体，利用微透镜阵列聚焦及光斑微偏移技术，分辨率可提升到37.5μm，结合收缩预测技术，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸达270mm×300mm×450mm，成形相对精度达到±1%，同时配套研发了无缺陷脱脂与烧结工艺，烧结样件致密度可达97%。
南京航空航天大学
2021-05-11
重载机器人高速高精度作业控制技术
相对于常规轻载工业机器人而言，重载机器人为了实现高速、高精度、高负载等典型性能需求，对控制系统的性能提出了更高的要求。在此背景下，面向重载搬运、磨抛、搅拌摩擦焊等重载型工业机器人高精度、高速度控制需求，开展了150KG/500KG重载机器人刚柔耦合动力学建模与补偿控制等关键技术研究。具体技术指标： (1) 研发实现了六自由度重载机器人动力学建模及模型参数、负载在线辨识技术，以建立重载机器人带载工况下的高精度完整动力学模型，提高带载情况下的自适应控制精度； (2) 针对传统重载机器人所存在的控制精度较低、动态性能较差等问题，研究并实现了一种基于动力学模型的力矩前馈控制方法，通过对力矩的实时补偿可有效提高机器人的轨迹跟踪精度，改善动态性能； (3) 针对由于关节柔性而导致的重载机器人关节弹性振动问题，研发实现了一种关节弹性振动抑制复合控制方法，无需借助外部传感器，可有效抑制了机器人的关节弹性振动，实现对机器人末端的柔性偏差补偿，提高重载作业的轨迹跟踪精度。
东南大学
2021-04-11