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[成果] 1700240848 广西
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2017
成果简介:该发明涉及一种多重共振式多轴振动时效装置,包括激振器、激振块和弹簧阻尼组合件,激振器安装在激振块上,弹簧阻尼组合件安装在激振器两侧,弹簧阻尼组合件与激振块连接,激振块与多轴并联工件连接。该装置的实现方法为:由各个激振器产生不同的激振频率共同作用于激振块并产生远高于各个激振器原激振频率的多重共振频率,激振块再以接近多轴并联工件固有频率的多重共振频率作用于并联工件上,当并联工件的固有频率与各个激振器的激振频率之间满足多个线性组合关系时,并联工件产生主共振和相应的动应力消除每根轴的残余应力。该发明能够解决现行激振器的激振频率小于并联工件的固有频率而无法有效消除残余应力的问题,提高生产效率。一种多重共振式多轴振动时效装置的实现方法,通过以下多重共振式多轴振动时效装置来实现,所述的多重共振式多轴振动时效装置包括激振器、激振块、可调非线性弹簧和可调阻尼,激振器安装在激振块上,可调非线性弹簧和可调阻尼组成弹簧阻尼组合件,弹簧阻尼组合件安装在激振器两侧,弹簧阻尼组合件与激振块连接,激振块与多轴并联工件连接;其特征在于:所述的激振器不少于3个,由各个激振器产生不同的激振频率共同作用于激振块并产生远高于各个激振器原激振频率的多重共振频率,激振块再以接近多根轴类并联工件固有频率的多重共振频率作用于并联工件上,当并联工件的固有频率与各个激振器的激振频率之间满足多个线性组合关系,并联工件产生主共振和相应的动应力消除每根轴的残余应力。
[成果] 1700450919 广西
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2017
成果简介:2011年发布的《中国环境噪声污染防治报告》显示,在交通、工业、施工、生活四大噪声源中,施工噪声以38.3%的比例排在首位,施工噪声主要源自施工现场使用的各种建筑工程机械。随着环境噪声要求的不断提高,中国法律法规对工程机械产品的噪声控制变得越来越严格,机外辐射噪声和司机耳旁噪声限值正在逐年降低;国家II阶段噪声限值标准(2015年1月1日开始实施)比I阶段(2012年1月1日至2014年12月31日)低了3分贝之多,给工程机械产品的设计与开发带来了巨大的挑战与困难。同时,中国工程机械产品向欧洲市场出口的前提为满足欧盟强制性噪声标准,而产品的机外辐射噪声成为进军欧洲市场的技术壁垒;同时,噪声问题是决定工程机械产品在全球范围销售的重要前提之一,也是节能减排亟需解决的关键技术之一,象征着工程机械产品的舒适性、稳定性等核心技术水平。再者,过高的噪声会严重损害驾驶员听力,不符合以人为本的设计宗旨。该发明专利的挖掘机消声动臂及挖掘机,利用动臂内部庞大的空间,设计消声结构,目的在于取代现有消音器,克服现有消音器消音量不足的问题,同时有利于节省整机布置空间,提高针对低频噪声,设置共振腔提高其低频消音量器,可降低整机的机外辐射噪声与驾驶室的司机耳旁噪声。
[成果] 1700600010 上海
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2017
成果简介:该项目系多层结构声学包设计研究及测试设备开发。世界各国的环境噪声标准日趋严格,对声学材料和消声装备性能要求也在不断提高,该项目以高效能声学包设计与优化为目标,研究单层消声单元特性测试、多层结构声学预测和多场耦合声学包仿真分析方法,研制多层消声结构声阻抗管分析系统,有效开展多层组合声学包优化设计,建立了多层结构声学包性能预测的理论体系和实验方法,实现了面向产品声场空间的噪声控制,在科技部、教育部等重大项目的支持下,经持续研究,在噪声控制方面取得一系列创新和突破,并实现了产业化。创造发明点如下: 确定了平面波声场理论与实测经验传递矩阵应用的物理边界条件,建立了无孔固体薄板声压-振速传递矩阵方程;揭示了多层消声结构作用机理,提出了声学包性能混合预测方法; 自主发明了四通道高、低频声阻抗管系统,实现了多层结构声学包性能预测,系统精度达到ISO10534和AMTS E1050标准;提出了基于声学包设计的多场耦合算法,应用于汽车车内降噪和车用机油泵声场混合预测; 在深入分析发动机机油泵振动信号的基础上,发明了基于希尔伯特黄变换(HHT)和支持向量机(SVM)的噪声故障诊断技术。该模型的HHT的时频分辨率较高,且不受交叉项影响,适用于非平稳噪声信号处理;同时具有SVM的良好训练和分类能力,对于小样本模式识别准确有效; 采用了传递矩阵和混合预测方法;使其有效频率范围宽,达到50-6300Hz;可同时测试吸音率、反射率、传递损失、特征阻尼、传递常数,具有多层结构预测功能,可提供声学包设计需要的所有技术参数;系统测试精度达到98%,与国外最先进丹麦B&K的驻波管系统持平,而价格仅为其1/6-1/4。
[成果] 1700140053 河南
TP2 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2016
成果简介:随着中国制造业转型升级和人口结构的变化,劳动力的供需矛盾日益突出,机器人的需求无论是广度和深度都比以前更迫切。能实现三维移动的Delta机器人在包装、检测、搬运等方面应用很广泛。该项目拟将传统的Delta机器人小型化,配视觉系统,可以放置桌面上组成生产线,解决电子线路插接,药品包装检测,小物品的分检等,具有很好的市场前景。Delta机器人是典型的并联机器,机械结构简单,不需要传统关节式机器人必不可少的RV减速机、谐波减速机,因而制造成本相对较低。功能的好坏取决于控制模型的优劣,因而具有较高的技术附加值。综上,该桌面式机器人具有量产成本低(估计在3万以下,同类进口产品售价20万以上)、技术附加值高,面向小型化、专用化应用具有较大的利润空间。技术创新点: 总体体积达到600mm×600mm×600mm;配视觉系统,根据具体目标应用实现相应的视觉功能;运动精度达到0.2mm。自主开发控制系统:将Delta机器人桌面化、模块化,自主开发控制系统,可以方便实现快速组线。主要风险:该产品实用性强,在国内尚无产品普及,有着巨大的市场需求和空间,市场风险不大。
[成果] 1700200090 河北
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2016
成果简介:该系统具有如下特点:通过改变凿岩机噪声的频率达到消音的目的即移频。为了实现移频,采用4个扩大室和多个隔板布孔取代大排气口的方法实现移频,气体通过隔板后,提高部分噪声频率,人耳不敏感、起到了消音效果。多个不同参数的扩大室相互搭配。新型消音器有4个扩大室组合而成,每个扩大室的参数都不同,对应4种不同的消音曲线,提高了消音效果。气体弹簧消音器外壳为两层,由腔体和颈口组成共振结构,腔体内气体通过颈口与外界相通,当入射到腔体内气体的波长远大于颈口直径时,腔内气体具有弹性,类似于一个弹簧,腔体内空气柱具有质量,并近似整体运动,相当于一个活塞,随着消音器内气体的运动而运动,并且使一部分声能转化成热能,起到了消音效果。该项目设计思想新颖,消音效果好,经现场安装使用该消音器后噪音下降至少45分贝,达到了《工业企业噪声卫生标准》的要求,改善了工人的劳动环境,并且不降低凿岩机的凿岩效率,具有良好的经济和社会效益。
[成果] 1700160366 甘肃
TL5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2016
成果简介:该课题重离子加速器快引出与注入系统(Kicker)是一种以快速脉冲(几百ns)方式工作的以高压(数十KV)大电流(KA)电源驱动的特殊二极磁铁系统,其控制系统是整个束流传输系统的关键环节,它的控制精度直接影响着束流的传输效率、束流品质和核物理实验的精度。所有Kicker控制信号均通过高速光纤传输,减少时间游动和不确定性,并避免工作于高压、大电流环境下的控制系统的误动作,提高其可靠性。同时采用高精度DCP和信号隔离技术来给定Kicker磁场电源基准,实现给定精度0.1%和长时间安全稳定运行。该成果已成功为近物所核质量测量、随机冷却实验及束诊提供了预触发信号,培养了一个博士生和两个硕士生,为信号测量奠定了基础。
[成果] 1700180058 四川
TP2 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2016
成果简介:四川大学制造科学与工程学院CAD/CAM研究所在工业机器人本体开发、工业机器人空间定位精度标定、机器人视觉伺服控制、空间运动轨迹规划、机器人编程、机器人动态特性分析等方向均进行了较深入的研究,并取得一定研究成果。在工业机器人及机器人视觉等领域发表相关科技论文10余篇,申报相关发明专利2项,承担完成相关国家、省市及企业科研课题5项。机器人视觉系统的研究基础:该课题组长期致力于开展机器人视觉系统的研究,并取得一系列研究成果。与普什宁江机床厂合作开发了基于人工视觉的装配机器人,用于某柔性装配生产线上。该项目组实验室建立了机器人视觉系统实验平台,开发了配套成都广泰实业有限公司六关节工业机器人的视觉系统,该系统是采用单相机的眼手系统(eys-to-hand)配置,主要用于物流传送系统的分拣、数控机床的上下料等。工业机器人方向的研究基础:与成都广泰有限实业公司合作开发了15、30、50公斤的六关节机器人。针对某企业磁瓦自动生产线自主开发了基于视觉系统的磁瓦搬运机器人。参与了四川成焊宝玛焊接装备工程有限公司承担的国家科技支撑计划项目(2012BAF06B02) “汽车车身多车型柔性装焊制造系统”,负责项目中多机器人协同工作程序仿真系统研发。
[成果] 1700330391 福建
TM7 应用技术 [其他电子设备制造, 电力供应] 公布年份:2016
成果简介:所属技术领域: 该项目属于电力系统及其自动化领域。主要技术内容: 依据变电站的特殊环境及巡检要求,整合物联网技术、移动机器人技术、红外热成像检测技术、紫外成像检测技术、远程数字录像监控技术、图像模式识别技术、实时数据库技术、移动目标图像跟踪技术、基于多信息融合定位技术以及无线通讯技术等多种先进技术,研发了适应于变电站环境,符合变电站巡检要求的特种智能巡检机器人。智能巡检机器人具备自主导航、定位、充电、巡检功能,应用紫外、红外热成像和高清视频技术结合,精确检测变电站内变压器及冷却系统、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、电容器等设备的电流、电压致热现象,及时发现设备缺陷,能够实现变电站全天候、全方位自主或遥控自主巡检与监控,提高变电站巡检工作的自动化程度和工作效率,真正实现集电力预案于一体的特种智能巡检机器人。授权专利情况: 该项目获得发明专利2项、实用新型10项,外观专利2项,软件著作权4项,EI收录论文3篇,国内论文1篇。技术经济指标: 智能巡检机器人搭载红外、紫外、可见光设备,具备电离监测、塔杆倾斜检测、SF6泄漏检测、微气象红外测温功能、仪表识别等功能,仪表识别准确率达到99.5%以上,设备测温及开关、刀闸状态识别准确率达到100%,爬坡能力不小于20o,续航运行能力8小时,智能巡检机器人技术居于国际先进水平。 智能巡检机器人2013-2015年在变电站投运后,将变电站运检工作效率提高80%以上,累计减少停电利润损失共节支2.26亿元,间接社会经济效益可增加GDP约48.76亿元。推广应用及效益情况:智能巡检机器人在宁德变电站取得示范性应用后,陆续推广到全省1个1000千伏变电站、6个500千伏变电站、16个220kV变电站、12个110kV变电站使用,应用情况如下:对变电站一次设备巡检覆盖率达到100%,设备测温准确率达到100%,表计识别准确率达到99.5%以上,刀闸、开关状态识别准确率100%,对变电站内设备的运行状态监测起到预测分析作用,实现历史趋势分析及告警功能。智能巡检机器人替代人工实现变电站巡检工作,解决了恶劣天气下人工巡检问题,有效降低了变电站人员的劳动强度,弥补了人工巡视的不足,将运检工作效率提升80%以上,保障了无人值守变电站设备可靠运行。智能巡检机器人巡检过程共发现327次设备缺陷,及时预警,避免了故障跳闸及造成设备停电事故的发生,保障了福建电网安全稳定运行,社会效益和经济效益非常显著。
[成果] 1700180077 重庆
TH 应用技术 [其他电子设备制造, 通用仪器仪表制造] 公布年份:2016
成果简介:随着现代工业的发展、产品复杂程度的增加以及人们对产品可靠性要求的提高,超声检测技术在产品质量控制中发挥着越来越重要的作用,已成为产品制造质量控制、保障设备安全运行的重要手段,在国防、航空、船舶、冶金、核电领域得到了广泛的应用。超声检测已形成一门独立的综合性应用技术。本套机器人系统属于爬壁机器人的一种类型,是自动化超声系统(AUT)领域的典型机器人。超声爬壁机器人以仿人智能控制理论为理论依据,重点突破了磁吸附移动平台、模块化夹具、数字化检测、定位导航、运动控制等关键难题。综合了机器人技术、无损检测技术等领域的关键技术。超声检测机器人具有模块化夹具、移动式吸附检测平台、集成常规超声波的工艺设备及自主导航和跟踪功能的控制系统。本检测机器人采用基于PCI的超声波信号采集装置,完成超声信号的接收、发射、显示和存储;提取信号的特征,判断工件内部的缺陷状态,建立工件超声波检测数据库。超声检测机器人系统可以推广至船舶、石化容器、大型发电设备、港口机械、油气运输管道、海洋石油平台、桥梁等领域。该系统所攻克的关键技术可以延伸至爬壁焊接机器人、爬壁打磨机器人等系列产品。
[成果] 1600300082 新疆
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:概述:750kV变电站导体结构型式的选择不但要考虑导体载流量、热稳定、机械特性,而且还要考虑电磁噪声、无线电干扰及损耗。因此,在750kV变电站的设计中,开展导线选择的研究,使导线型式在满足电气性能和机械特性要求的前提下,尽可能地降低对环境的影响就成为十分必要的课题。意义:该课题是以五彩湾750kV变电站项目为依托工程,针对四分裂导线应用进行技术经济比较研究,研究更适合750kV电压等级的导线选型,达到建设“安全适用、经济合理、环境友好”变电站工程。目的:该课题研究其目的是:通过对导体载流量、导线拉力、导线表面场强、无线电干扰、可听噪声、节能降噪等方面计算的基础上,对相关导线的应用进行技术经济比较研究,确定合理的导线选型,降低750kV变电站的导线电晕噪声水平,减小导线电晕损耗,使其具备推广应用价值。研究内容:基于750kV回路不同额定电流工况下,对各种软导线的载流量、电晕电压、无线电干扰、跨线张力、次档距、风偏、节能降噪及经济性等方面分析计算,提出推荐导线型式;导线研制以及进行载流量、机械强度及电晕等试验;结合工程,研究、设计、研制与四分裂导线匹配的金具及屏蔽环型式,进行载流量、机械强度及电晕等试验;结合五彩湾750kV变电站的实际工程应用,研究采用四分裂导线对750kV配电装置平面布置的影响。研究成果:完成“750kV变电站四分裂导线应用研究”实施方案的调研、四分裂导线的技术参数、型式;完成导线的研制及相关试验;完成750kV四分裂跨线绝缘子串金具及屏蔽环以及导线配套金具的研制,并完成相关试验;利用依托工程,完成在五彩湾750kV变电站中的工程应用设计。申报发明专利1项;实用新型专利4项。研究成果的经济和社会效益:该课题推荐在750kV变电站采用的四分裂导线新研制扩径耐热JGQNRLH55X2K-700导线与常规采用的双分裂扩径耐热JLHN58K-1600相比有如下技术优势:单根导线重量减轻,减少了有色金属的消耗量;对构架的张力减小,减少了750kV构架的用钢量;起晕电压在晴天和雨天的情况下均提高了20%左右,可有效避免750kV变电站中存在的导线电晕放电引起的噪声大的问题;使得变电站建设投资减少约4.2%;单位长度耗能较原方式降低87.5%,节能降耗效果显著。
[成果] 1600100565 江苏
TP2 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:所属科技领域:工业机器人技术。主要科技内容:创新研发了基于三面滚轮式滑块-导轨副的精密导引结构,设计了同时采用三直线轴和三旋转轴,构成空间六自由度,融合直角坐标机器人和关节机器人的优点,满足了桁架机器人的大承载能力、高速及高精度要求;该项技术所获得的专利有“具有可靠导轨性能的桁架机器人”、“集成式桁架机器人”和“分体式桁架机器人”。自主研发了超长导轨(为80米)精准拼接工艺,有效消除了超长导轨拼接过程中的累计误差,保证了X轴超长导轨拼接处的相对平行度。该项技术所获取的专利有“一种自适应预紧的导轨滑块”、“大型横梁安装方法”、“用于安装桁架式机械导轨的调整装置”和“马鞍形调平工装”。自主研发了导轨上多机械手工作时的智能化避碰控制技术,实现了桁架机器人多机械手安全、高效连续工作。自主研发了一种针对柔性机械加工生产线的“傻瓜式”系统控制器,通过汉化的简易人机对话界面,可精准地与各个数控机床、输送装置、抓放装置等进行各种通信交流,保证生产线的协调、高效工作。该项技术获取的软件著作权有“金石PCC机械手控制软件”。自主研发了双伺服同步驱动技术和装置,保证了垂直轴系统受驱动力的平稳、可靠,降低了垂直轴驱动功耗。该项技术所获取的专利有“重负载桁架式双驱机械手”。自主研发了头部提升能力2吨以上的桁架机器人的全部技术。该项目是实现智能化、工艺化物流的关键核心设备,能将大空间内离散的生产单元无缝联接,替换全部操作人员。制造的数据可直接链接到物联网,它和AGV系统、工控软件结合起来,完成全数字化物流管理,从而实现互联工厂的智能化生产。该项目具有优秀的运动性能,超长的运动范围和超重的提升能力。它的研发成功并实现产业化,将成为重型零件自动化生产线中的主要力量,将会对中国高端装备制造业的技术进步作出巨大贡献。技术经济指标:技术指标:头部提升能力2吨以上,最大可达4吨。三面滚轮式矩形导轨技术,配合大承载量滚轮使用,实现了机械手的大承载能力。双伺服驱动结构。X轴拼接长度80m,属于国内桁架机械手行业中拼接导轨长度最长的机械手。Z轴辅助安全系统。两个机械手臂在公共工作区域内可自动保持安全距离。经济指标:2012年签约2台套,合同金额630.4万元;2013年签约2台套,合同金额872.2万元;2014年签约8台套,合同金额1167.6万元。预计2015年达成10台套以上。推广应用情况:截止2014年,300kg以上的桁架机器人已交付3台套。正在交付的有2台套。已签约的项目有12个。该项目已被马钢晋西轨道交通有限公司应用,反馈良好。
[成果] 1600220056 浙江
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:浙江方宏空调设备有限公司承担开发的“金属管管外凸孔径消音器”是一种运用于空调设备的消音器。产品加工通过液压发生装置下压,连动拉拔模具,由内向外拉拔成型工艺,实现带凸台孔的加工;生产效率高,成本低,成品率高。产品加工工艺已获得一项实用新型专利,产品在工艺技术上有创新,处国内同类产品先进水平。
[成果] 1600220057 浙江
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:车用空调管路压力消音器是用在汽车空调上的一个产品。该产品结构包括长圆柱形结构,腔壁两端向内收口形成两个焊接口,焊接口内径小于共振腔的内径,焊接口与腔壁之间通过颈部结构和肩部结构连接。采用新型铝合金冷挤压加工成形,实现金属管冷挤压成形,加工效率高,产品一致性好;整体美观大方,生产成本低,使用方便可靠;产品获得一项实用新型专利,产品在工艺技术上有创新,处国内同类产品先进水平。
[成果] 1600220058 浙江
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:车用多腔共振式车用消音器采用两级消声,降噪效果好;加工磨料介质采用石英、陶珠和钢球的混合物,成形工件外形平滑无棱;棒料件冷挤压成形U型模胚后,经胚料件机加工成形,产品尺寸、过程设计要素均可精确控制,外观镜像好,无需修复;产品规格形状可操控性强,理化性能好,该过程符合产品过程设计要求,生产速率高,生产成本低,成品率高,且自动化程度高、节能环保、安全可靠。产品已申请一项发明专利,产品在加工工艺技术上有创新,处国内同类产品领先水平。
[成果] 1500310786 安徽
TM92 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:该产品采用高压绕组两柱串联、中部出线结构,实现了片散与本体直接连接,使高压引线结构大大大简化,便于操作,从根本上保证了绝缘强度,产品结构设计合理,外形紧凑、美观,具有损耗低、抗短路能力和过负荷能力强等优点,其主要技术性能指标达到国内领先水平。产品经中国合格评定国家认可委员会认可实验室检测,符合相关标准的要求,经用户使用,性能稳定,运行可靠,具有较好的经济和社会效益。
[成果] 1600221543 浙江
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:简要技术说明及主要技术性能指标:消音器是一种制冷系统中使用的既可使气流通过又能有效降低噪音的设备,其包括一段直径较大的消音筒和焊接于消音筒两端直径较小的进气管和出气管。传统消音器的消音筒、进气管和出气管都是采用铜管制成,铜材料价格高,使得消音器成本比较高;市场上出现了使用铁质消音管和铜质进出气管焊接成的消音器,通过铁质材料代替铜质材料,节约了成本,但是铁质的消音管外壁需喷涂防锈层,防锈层材料一般是防锈漆或防锈涂料,这些材料在喷涂过程中容易造成环境污染,并且消音管内壁是不喷涂防锈层的,仍然容易生锈腐蚀。研究内容:创新采用不锈钢消音管,消音管直径大于进气管和出气管,出气管伸入消音管内腔,进气管和出气管为铜管,减少了防锈喷涂处理,提高了环保性,节约了成本,避免了消音器的生锈,延长了使用寿命。技术指标:外观:无缺陷;管内残余水分含量:120mg/m<'2>;管内残余杂质含量:100mg/m<'2>;气密性:3.0MPa下,无气泡;耐压性:充水并缓慢升至4.5MPa,无变形无泄漏;焊料:焊料填充致密,与两种母材之间结合良好;应用范围:主要适用于制冷行业用消音器。推广应用前景与措施:项目产品创新设计不锈钢消音管制造工艺,消音管直径大于进气管和出气管,出气管伸入消音管内腔,进气管和出气管为铜管,减少了防锈喷涂处理,提高了环保性,节约了成本,避免了消音器的生锈,延长了使用寿命。创新设计具有环形凸起端面的不锈钢连接管,使不锈钢连接管和制冷剂连接管焊接时,环形凸起端面和不锈钢管平面壁接触面大而均匀,其焊接牢固,可减少制冷剂连接管路中的管路折弯点,降低了空调制冷剂连接管路的制造成本,提高生产效率。市场前景广!
[成果] 1600220947 浙江
TB5 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:汽车空调消音器是汽车空调常用的组成部件,有利于降低汽车行驶过程中的噪声污染,是利用声波叠加干涉原理制作而成的。采用新型铝合金管管端冷挤压一体式加工形成,新工艺保持金属材料理化性能。具有免焊接直接上机配套,接上软管即可使用。提升本能抗压力能力指数;采用扩涨室原理,分减压力压强,吸附声抗,降低和消除声频噪声。
[成果] 1500310301 安徽
TU8 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:该项目通过自动采集网络质量、业务数据和楼宇数据信息,采用自动采集并定期更新互联网地图信息的技术,提出一种互联网经纬度反向纠偏算法;提出用户与楼宇的精确匹配算法,提出基于用户行为的多维度指标分析,规划优化算法,解决了楼宇在互联网地图系统上的自动匹配和自动采集问题,提升了基于用户行为的网络规划优化、市场营销和终端投放的高效性和准确性。项目经多地区试用,反映良好,取得了较好的社会和经济效益。
[成果] 1600080094 河北
TP2 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属机械科学技术领域。近年来,机器人技术及装备已成为国家制造业升级的重要战略选择方向,面向工程应用的少自由度并联机器人机构创新与设计问题也受到国际学术界和工业界的高度关注。虽然发明的机器人机构浩如烟海,但工业界认可的产品屈指可数,遇到的主要问题是:如何将并联机器人基础理论研究与国家发展高端装备制造业的重大需求紧密结合,发明出既有自主知识产权又具工程实用价值的新机构,掌握真实机构的设计理论、方法与工作流程,攻克核心关键技术,开发出工业中应用的机器人产品。中国有关并联机器人的研究大多停留在科研院所实验室,尚不完全掌握其核心关键技术,缺少工业化产品,工程应用更是少之又少,国外机器人制造商正在积极抢滩中国市场。该项目面向机器人国际学术前沿与国家发展高端装备的重大需求,在国家、省、市科技计划和企业委托等多项课题资助下,课题组历经多年研究,在少自由度并联机器人自主创新、设计方法、关键技术,以及以其为核心部件的成套装备与自动化生产线研发与工程应用等方面取得了如下成果:发明了多种具有自主知识产权且具有工程实用价值的2、3自由度新型并联机器人机构,以及基于上述并联机构、面向不同应用领域(高速包装生产线、隧道管片拼装、清障救援、汽车装配等)的并联构型装备,突破了国外专利技术垄断。提出了面向服役环境与性能需求的少自由度并联机器人构型设计、数字建模、多目标优化、性能分析于一体的集成设计方法与流程,构建了基于多学科优化技术和CAD/CAE工程软件的并联机器人机构多目标优化设计平台;针对高精度或高负载等场合的应用需求,建立了并联机器人机构刚度设计方法,提出一种考虑约束链柔性的并联机构刚度模型建模方法及一般步骤;在上述工作基础上,形成支持真实产品工程设计的高效工作流程。研发了具有自主知识产权的少自由度并联机器人装备原型样机,在高速包装生产线、盾构法施工隧道管片拼装等工程领域进行工程应用,攻克了自动化生产线布局与网络化监控等系统集成技术,在数字化设计、控制系统开发和人机交互安全性等方面形成了专有技术,研发出的机器人新装备综合性能达到国外同类产品技术水平。该项目发表SCI/EI收录及核心期刊论文47篇,共授权实用新型专利7件,另有2项发明专利处于公开及实质审查阶段,培养硕士研究生12人。该项目技术成果已在河北博柯莱、邯郸北恒、郑州三和新型建材机械等多家国内企业成功应用,社会效益和经济效益显著。近3年实现新增产值1.25亿元,新增利税524.37万元;同时,该项目形成以机器人学理论研究与产品工程设计紧密结合为特色,面向工程服役环境的并联机器人机构创新与集成设计的研究体系,为研发具有自主知识产权的并联构型装备奠定理论与技术基础,这一技术成果是河北省振兴高端装备制造战略新兴产业的重要突破,并将为形成该省自主工业机器人产业体系提供有力的技术支撑。
[成果] 1600080202 河北
TP2 应用技术 其他电子设备制造 公布年份:2015
成果简介:对各种新型限自由度并联机构和串并联机构(简称这类机构)的研究是近年来国内外高端装备制造及机器人领域十分重要的研究方向和前沿技术。在国家自然科学基金和教育部博士点基金项目支持下,开展了这类机构的理论与实验研究,在其结构拓扑综合、机构型综合、运动学、静力与动力学、工作空间、奇异分析等方面均有突破和创新,形成这类机构的创新理论体系。该项目获成果:发表SCI收录论文68篇,EI收录论文72篇,他引SCI论文80次,他引EI论文94篇,其中主要8篇SCI收录论文SCI他引44次;完成国家自然科学基金项目获评优秀结题项目;培养博士生论文获首届上银优秀机械博士论文奖和河北省优秀论文;获国家授权发明专利7项;完成教育部博士点基金项目;获教育部成果证书;培养获博士学位5人,获硕士学位28人。上述成果得到国内外同行专家的高度评价和广泛认可。主要创新点和科学价值如下:首次提出和利用约束支链的合理结构有效消除和抑制了这类机构自微运动,并提高了机构整体刚度,创建这类机构运动与动力学模型,揭示了消除自微动和提高刚度的机理,为这类高精度并联机器人及高端装备制造装备的研制与应用提供理论支撑。提出和创建了这类机构统一运动学理论体系。首次推导出含束力旋量信息统一6×6 Jacobian(J)矩阵和Hessian(H)矩阵,由此创建了这类机构位姿、速度/加速度统一模型。首次基于约束揭示这类机构高度耦合运动特点与导致奇异位姿的机理,阐明了驱动和约束力旋量与耦合运动的映射关系,为建立其静/动力学、刚度、工作空间和奇异位姿模型奠定理论基础。首次提出和创建基于约束力旋量各种这类机构的统一静/动力学和刚度理论体系。提出了确定约束力旋量的准则与方法,基于上述J阵建立了统一静力学模型,导出多种结构分支运动学模型和速度映射矩阵。考虑惯性和阻尼,首次建立了这类机构通用的动力学模型和求解动态驱动/约束力旋量模型。基于约束力旋量,导出多种结构支链的弹性变形方程,首次建立这类机构含约束力旋量的刚度矩阵和弹性变形矩阵方程。为其结构优化、运动和动力控制提供理论支撑。首次提出和创建这类机构(n<6) n×n型J方阵和其分解的移/转动J阵,导出相应的移/转动H矩阵,由此建立这类机构的简捷统一速度/加速度模型,揭示其n维输入与n维独立输出对应关系。首次创建了用移/转动J矩阵和n×n型J方阵分析这类机构奇异位形的理论体系,简化了奇异位形分析。提出和创建用机构简单拓扑胚图推导复杂这类机构拓扑胚图的理论。首次用加边法由简单拓扑胚图和虚拓扑胚图推导有效复杂拓扑胚图。提出并识别拓扑胚图同构新概念,首次用不同边数,有效识别同构拓扑胚图和无效拓扑胚图。为这类新型机构型综合奠定理论基础。综合出一系列这类新型机构。研制出一些新型并联机器人实验样机。分析各机构运动特性,建立了各机构的运动学、静力学、动力学和刚度模型。为基于这类机构创造的机器人、机床及传感器的研制、控制和应用提供理论与技术支撑。
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