专用磨削自动化机床、特种磨料磨具、特种砂轮在线修整器的研发

针对可再生能源发电系统中面临的峰谷负荷差大，弃风弃水严重的问题，提出了循环氧空位储氢技术，以该技术为核心单元，耦合了电解水制氢和燃料电池发电两项技术，有效的实现了氢-电两种能量载体的相互转换，实现了常压条件下基于廉价铁基材料的高效储氢，解决了电能难以大规模安全廉价存储的问题。经第三方检测认定：材料储氢密度可达4wt%以上，系统储能效率大于40%，储氢材料制备成本约15万元/吨。

这项新技术的研究与应用涉及到声学、机械学、电子技术和超硬磨料工具制造、精密加工和加工过程控制等工艺技术，是多学科交叉的研究课题。本项目已经获得国家发明专利，研究结果表明：金刚石线锯上的磨粒周期性直线往复运动和超声波振动的合成运动去除工件材料。由于在加工中其切割速度的大小和方向产生周期性的变化,使磨粒在去除材料时切削刃与工件之间在微观上有瞬间接触和脱离过程,加工过程总的平均力仅为一般线锯的1/3-1/5,切削温度一般不超过40℃,同时切削刃与工件之间的脱离过程使其瞬间产生的应力有足够的时间释放,冷却液又可以直接进入到加工区域。因此材料在高频振动下发生疲劳破坏，加速材料的去除。该切割技术不同于传统的加工技术，具有切割效率高，表面质量好、出材率高、经济性好等特点。

海上大型绞吸疏浚装备是远海岛礁大规模高效吹填造陆的国之重器，是南海资源开发、一带一路港口建设等国家战略任务和重大工程的紧迫需求。绞吸疏浚装备具有同步完成海底岩土快速挖掘和长距离管道连续输送的可靠作业能力，需要作业定位、岩土挖掘、物料输送和疏浚监控四大系统的高度集成，其核心技术长期被欧洲垄断并严格封锁。项目组围绕海上大型绞吸疏浚装备的自主研发与产业化，历经15年产学研用攻关取得如下创新成果：     一、多自由度顺应式重载精确定位技术：针对漂浮作业装备高效稳定定位的挑战，提出主体、挖掘、定位等系统的多体耦合动力学分析方法，揭示了海洋环境与疏浚作业载荷的复合作用机理，发明了多自由度顺应式重载钢桩台车定位系统，保障了恶劣海洋环境中“定得稳”的疏浚作业要求，使得作业抗风等级从6级提高到9级，南海作业窗口期从约120天增加到约180天。     二、多参数自适应重型大挖深挖掘技术：针对海底坚硬岩石快速挖掘的挑战，提出大挖深倾斜弹性结构超长轴系设计方法，解决了机构运动和岩石挖掘的强冲击载荷导致系统失效的难题，研制出特种重型挖岩绞刀、超长轴驱动装置及多参数自适应控制技术，实现了36米水深下快速挖掘单轴抗压强度超过60MPa的坚硬岩石，满足了国家重大工程“挖得快”的需求。     三、多介质高浓度长距离连续输送技术：针对大颗粒物料高浓度长距离连续输送的挑战，提出多级颗粒混合流态分析技术，攻克了扭曲叶片型叶轮和对数螺旋线泵壳内流道设计难题，研制出高效输送大颗粒物料的系列疏浚泵和驱动装置，实现“排得远”的强大能力，将高浓度管道连续输送距离由6公里提高至15公里。     四、多系统集成优化总体设计技术和装备研制：针对各类型疏浚工程的不同需求，攻克了多系统集成总体设计、多工况功率平衡动力配置、装备综合控制与信息化管理等关键技术，构建了大型绞吸疏浚装备数字化集成设计平台，研制出电轴、变频等五大类56座绞吸疏浚装备，形成“系列化”产品自主设计和制造能力。     本项目授权发明专利34项、实用新型专利21项、软件著作权33项，制修订国家标准5项，发表论文112篇，构建了我国大型绞吸疏浚装备自主研发与产业化应用的完整体系，研制的“新海旭”、“天鲸号”、“天麒号”等装备打破国外技术垄断、不断创造中国记录，中国机械工程学会和机械工业联合会组织的成果鉴定会认为：“海上大型绞吸疏浚装备在总体上达到了国际领先水平。”     获奖等级：特等奖，国家科技进步奖     完成单位：上海交通大学、中交上海航道局有限公司、长江航道局、中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司、中国船舶重工集团公司第七一一研究所、江苏科技大学、江苏海新船务重工有限公司

针对可再生能源发电系统中面临的峰谷负荷差大，弃风弃水严重的问题，提出了循环氧空位储氢技术，以该技术为核心单元，耦合了电解水制氢和燃料电池发电两项技术，有效的实现了氢-电两种能量载体的相互转换，实现了常压条件下基于廉价铁基材料的高效储氢，解决了电能难以大规模安全廉价存储的问题。经第三方检测认定：材料储氢密度可达4wt[[[[%]]]]以上，系统储能效率大于40[[[[%]]]]，储氢材料制备成本约15万元/吨。 针对可再生能源发电系统中面临的峰谷负荷差大，弃风弃水严重的问题，提出了循环氧空位储氢技术，以该技术为核心单元，耦合了电解水制氢和燃料电池发电两项技术，有效的实现了氢-电两种能量载体的相互转换，实现了常压条件下基于廉价铁基材料的高效储氢，解决了电能难以大规模安全廉价存储的问题。经第三方检测认定：材料储氢密度可达4wt[[[[%]]]]以上，系统储能效率大于40[[[[%]]]]，储氢材料制备成本约15万元/吨。 针对可再生能源发电系统中面临的峰谷负荷差大，弃风弃水严重的问题，提出了循环氧空位储氢技术，以该技术为核心单元，耦合了电解水制氢和燃料电池发电两项技术，有效的实现了氢-电两种能量载体的相互转换，实现了常压条件下基于廉价铁基材料的高效储氢，解决了电能难以大规模安全廉价存储的问题。经第三方检测认定：材料储氢密度可达4wt[[[[%]]]]以上，系统储能效率大于40[[[[%]]]]，储氢材料制备成本约15万元/吨。 针对可再生能源发电系统中面临的峰谷负荷差大，弃风弃水严重的问题，提出了循环氧空位储氢技术，以该技术为核心单元，耦合了电解水制氢和燃料电池发电两项技术，有效的实现了氢-电两种能量载体的相互转换，实现了常压条件下基于廉价铁基材料的高效储氢，解决了电能难以大规模安全廉价存储的问题。经第三方检测认定：材料储氢密度可达4wt[[[[%]]]]以上，系统储能效率大于40[[[[%]]]]，储氢材料制备成本约15万元/吨。

集功能微生物定向驯培与活性强化、模块化选型与装配、混合营养反硝化及碳源精准添加节能降耗运行等核心技术为一体的生物滤池技术及装备，处理出水达到或优于“TN≤10 mg/L，SS≤5 mg/L，TP≤0.5 mg/L”，吨水运行费(电费和碳源)低于0.015元/去除1 mg/L TN。项目出水可用于景观用水和城市杂用水，在废水深度处理与高质再生回用中前景广阔。 该项目拥有欧盟发明专利: EP2865653，澳大利亚发明专利: AU2015230864，中国发明专利（11项），相关技术成果

本项目研究突破了宽波段非制冷IRFPA、检测波段优选、宽波段红外物镜、微弱气体图像滤波增强、检测系统性能评价等理论和关键技术，实现了对典型工业危险气体(烷烃、烯烃，氨气、六氟化硫、二氧化碳、二氧化硫等)泄漏的远距离成像检测和定位，经过专业检测基地和工业现场检测验证，性能达到国际同类产品的先进水平。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 危险气体泄漏是当前工业重大安全隐患之一，迫切需要能够及时发现泄漏隐患，定点预防重大工业危险气体泄漏事故的先进检测技术与装备。基于气体特征吸收峰的红外光谱检测是泄漏气体非接触遥测的有效途径， 采用制冷型红外焦平面探测器(IRFPA)已被证明是工业气体泄露遥测的有效手段，但高昂的价格，且工作寿命也难以适应石油天然气与化工行业昼夜连续工作的要求。近年来非制冷红外焦平面探测器性能的迅速提高，使其用于工业气体泄漏红外成像检测成为可能。 本项目提出基于非制冷IRFPA 的工业气体泄漏成像检测技术思想，并2011 年起陆续获得北京市自然基金和首都科技条件平台科学仪器开发培育项目的支持，针对非制冷 IRFPA 灵敏度偏低，长波红外波段偏窄等问题， 研究突破了宽波段非制冷IRFPA、检测波段优选、宽波段红外物镜、微弱气体图像滤波增强、检测系统性能评价等理论和关键技术，实现了对典型工业危险气体(烷烃、烯烃，氨气、六氟化硫、二氧化碳、二氧化硫等)泄漏的远距离成像检测和定位，经过专业检测基地和工业现场检测验证，性能达到国际同类产品的先进水平。在完成工程样机基础上，近期与北京智慧共享合作研制完成在线式产品样机，现场应用示范效果明显，具备批量生产的基本转化条件。

系统基于虚拟现实、“互联网+”等新一代信息技术，主要面向采煤机等煤机装备，进行设计软件开发与信息化系统研究，以虚拟现实煤机装备、“互联网+”煤机装备等为研究主线，进行煤机装备与虚拟现实“协同-融合-改造-创新”的深度研究。 系统由煤机装备虚拟现实模型资源库、基于OSG的煤机装备虚拟装配方法与系统、基于UG的煤机装备虚拟装配方法与系统、煤机装备虚拟现实装配人机交互技术与系统、煤机装备场景仿真和漫游技术与系统、煤机装备虚拟现实装配网络化技术与系统以及基于WebGL的煤机装备数字模型技术与系统等七部分组成。 系统可通过融合VR场景仿真与漫游、虚拟装配与人机交互关键功能设计等关键技术，实现数字化设计、虚拟装配和虚拟运行；通过将工作面装备和地质数据进行采集录入，建立3D全景显示的综采装备虚拟运行系统，完成装备的姿态与轨迹预测，丰富煤矿工作面计算机集中监测控制功能；实现CAD模型导入VR环境、煤机装备VR场景制作，实现煤机装备虚拟抓取、移动、旋转和装配，实现煤机装备虚拟环境沉浸式立体显示等。 系统入选2022年中国科协“科创中国”先导技术榜，为该榜单电子信息领域25个上榜项目之一。

本激光切割是激光加工行业中一项重要的应用技术，也是激光加工中应用最多的加工方 式。我国的数控激光切割机生产，经过近20年的发展已取得了很大成就。我国的激光切割机产 品与国外先进产品相比，还有较大差距，主要表现在切割机的运行速度低，动态精度差，配套 功能不够，切割工艺参数不完善和切割断面质量不易保证等。 为了使得新型切割机床的切割效率更高，切割质量进一步提升，本项目专门开发出了一款 更加高效的软件控制系统。通过该软件来控制嵌入式运动控制器，进而控制三个伺服电机的运 动。利用机构运动学原理，推导出两个并联结构的运动变换模型。采用VC++编程语言，结合 了开放式控制系统的多层次、模块化设计方法在Windows操作系统平台上编写了控制软件。 本项目在传统激光切割机床的基础上，提出了一种新型激光切割机床的结构串并联激光切 割机床，在激光切割的过程中，可以自动合理地选择串并联杆件进行控制执行机构，使得切割 效率更高，机床振动减小。 本项目为了保证控制系统的安全可行性，对多个方面进行了研究。首先对串并联结构的插 补算法进行研究，提高了运动部件运动的合理性以及切割速度；其次，对该串并联结构进行了 干涉检验和奇异性分析，验证了该机构的可行性；再次，对在切割过程中的共边图形以及边界 等问题进行了深入研究和规划，使得图形的加工次序更加合理；最后，本系统需要根据数控G 代码进行控制，将DXF文件中的加工图案转化为G代码具有非常重要的作用，所以对DXF转G 代码的规则进行了更加深入的分析，并完成软件操作功能。

本发明公开了一种机床健康状态快速检查方法。该方法利用华 中 HNC-8 型数控系统，预先在机床中需检查的各部位置入传感器，然 后在示波器采样界面，配置采样通道信息；在数控系统诊断界子界面， 配置健康检查参数；然后选择加工程序，按下循环启动开始后进行在 线采样，系统利用信号分析方法获取采样信息的特征值；最后与标准 数据进行综合对比，对机床健康评估，并图形化显示。本发明使用的外部传感器信号，通过数控系统接口直接传递到数控系统内部，实现 了在线采集和分析，改变了传统外部测量、离线建模分析的式，提高 了数控