空间柔性结构振动抑制实验系统

南京航空航天大学技术转移中心

-/航空航天

本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响，为提高机械臂运行效率提供有效的解决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部，结合各部件材料及力学特性，采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型，结合奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统，经联合求解获得符合实际运动特征的动力学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案，对时滞影响的系统进行特殊扩维处理，以得到不显含时滞的控制系统，从而获得有效的控制效果。研制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。

被动式集成结构健康监测系统

南京航空航天大学技术转移中心

-/航空航天

基于压电传感器和导波的主动结构健康监测技术具有灵敏度高、监测区域范围大、不依赖于监测对象的力学模型、既适用于复合材料结构也适用于金属材料结构等优点，是众多结构健康监测技术中最具应用前景的技术之一，也是国内外研究重点。基于导波的被动式结构健康监测技术的工作原理是通过获取由于结构遭受撞击产生的冲击响应信号，结合响应的冲击处理与诊断方法，实现冲击源位置、能量及时间历史的诊断与评估。

超高分辨多次反射飞行时间质谱

李海洋

-/航空航天

我所研制的多次反射飞行时间质谱（MR-TOFMS），具有超高的质量分辨率。在正常工作条件下仪器的质量分辨率超过8万，在同步提取技术下分辨率可以达到27万。它的原理基于：在有限的空间内，利用电场将离子的飞行路径折叠反射来延长飞行时间，保证离子束长距离（可达上千米）的飞行中不发散的同时实现质量峰的压缩聚焦，从而极大提高分辨率。质谱的分辨率随反射圈数增大而增大，而传输效率基本不损失。实验中，利用激光溅射YG8合金靶电离产生的182W+，经过176圈反射后，飞行距离达到了700m，飞行时间18ms时，质量分辨率大于270,000，每秒可得到50张谱图。离子传输过程中不存在任何栅网，离子多圈飞行后传输效率达到25%。 【技术特点】 1�周期径向汇聚透镜技术，减小离子长距离飞行过程发散程度，提高灵敏度； 2�无网反射镜技术，补偿离子能量发散过程中，避免离子多次反射过程中受栅网散射损失； 3�90°偏转引入/引出技术，消除边缘电场对离子引入/引出过程的干扰。 该仪器具有超高质量分辨率定性能力，可以准确定性的分子式，去除背景干扰。超高分辨多次反射飞行时间质谱结合标准离子源如大气压离子源、激光解析源、一次离子源，可以用于生物复杂样品或者固体样品表面直接进行分析，准确定性组分信息。多次反射质谱技术可在小的体积内获得高的质量分辨率，有助于高性能飞行时间质谱的小型化。

磁流变阻尼器

南京航空航天大学技术转移中心

-/航空航天

成果简介磁流变阻尼器是一种新型主动智能减振装置，其工作原理是通过改变阻尼器内部磁场的强弱来控制输出阻尼力的大小，具有阻尼力连续可调，宽频减振效果好，能耗小、响应速度快（毫秒级内）、性能稳定、结构简单、寿命长等优点。项目组根据磁流变阻尼器的多个应用领域和实际应用情况，开发了不同种类的磁流变阻尼器产品。产品包括：挤压式磁流变阻尼器、剪切阀式磁流变阻尼器、转子振动控制磁流变阻尼器、轨道车辆／汽车悬架系统用磁流变阻尼器，此外，开展了磁流变阻尼器应用于精密平台减振以及将磁流变阻尼器应用于直升机“地面共振”的研究。

用于物料自动化搬运的视觉导引AGV

南京航空航天大学技术转移中心

-/航空航天

在物流系统中有三类典型的自动化传输设备：1．固定路径传输设备，如传输带；2．限定区域传输设备，如有轨小车；3．可变路径传输设备，如自动导引车AGV。AGV是一种具有自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶和停靠在指定的站点，并通过各种移载装置完成相关物料搬运任务的自动化运输车辆。在自动化程度、智能化水平、路径柔性设置及系统可重构性方面，AGV都要明显优于前两种传输设备，且易与计算机控制的全自动化生产系统有机结合。

合成孔径雷达目标智能识别技术

宁晨

-/航空航天

合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar，SAR）作为一种主动式相干雷达成像系统，具有全天候、全天时、高分辨力、穿透力强等优点，在军事和民用方面显示出巨大的发展潜力和广泛的应用前景。SAR图像的自动目标识别（SARATR）模拟了人类的视觉、分析和分类过程，使用计算机来完成SAR图像特征的提取及分类，从而达到获取相关领域信息的目的。

XL100轻型运动飞机制造项目

周世忠

-/航空航天

飞机整体按照上单翼加机翼支撑杆布局，平凸型机翼，流线型机身，操纵稳定性好，有效载荷较大，适合驾照培训、私人驾驶。

整个飞机的主体结构为铝合金，外部整流罩为复合材料，起落架为6150M钢管，机翼大梁采用铝镁合金板材以减少重量，发动机与机身连接为321不锈钢管焊接件。全机组件约200项，零件1500项，标准件成品件1000项，全机约20000多个零部件。

Ø最大巡航高度：3200米

Ø空重：378kg。最大重量：600kg

Ø最大燃油携带量：90L   95号以上汽油

Ø有效载荷（海平面地效）：220kg

Ø最大航程：1000km

Ø最大航速：218km/h，巡航航速：201km/h

Ø最大爬升率：4.47米/秒

Ø失速速度：襟翼全展：38KIAS。襟翼上翘：45KIAS

Ø滑跑距离：起飞：195米。落地：205米

Ø动力负载： 5.99 千克/匹

Ø发动机：ROTEX914S

Ø螺旋桨：复合材料、双桨叶、地面可调，直径：1.7米

Ø

先导型航空消防救援喷射系统项目

邹向巧

-/航空航天

高精度微惯性测量单元

申强

-/航空航天

高精度微惯性测量单元 该款IMU（惯性测量单元）是一个完整的惯性系统，包括一个国产的三轴MEMS陀螺仪和MEMS加速度计。其中每个惯性器件都结合了MEMS微机械敏感结构与ASIC（专用集成电路）芯片，并单独进行动态补偿。 该IMU中各器件的机械敏感机构采用TSV真空封装工艺获得了高品质因数，采用数字式ASIC芯片技术实现惯性信息检测，整机采用单5V供电。

光纤高温压力测量系统

马志波

-/航空航天

针对航空发动机、航天飞行器、舰船发动机及石油勘探等高温动态压力测量需求，开展蓝宝石材料的微纳制造技术研究，解决深刻蚀、高温直接键合等关键工艺技术，完成耐高温可靠性封装。研制出可耐受1200℃、0-3MPa、分辨力达1kPa、测量误差＜±5%、100kHz的光纤动态压力传感器。为相关设备在线健康监测、故障诊断及设计优化提供重要技术手段。

新型绿色固液混合发动机技术

刘林林

-/航空航天

1.发动机主要技术参数：比冲>220s（最佳工作条件下），多次启动次数>5次，推力调节比>5:1；最长工作时间>60s。 2.应用范围：探空火箭、城市高层与森林灭火弹、军用靶标动力、民用航天运载火箭、太空飞船。 3.技术成熟度：6级。 4.市场前景： （1）军用靶标 军用靶标在防空武器研制过程以及部队训练和演习等有着不可替代的作用，对于以火箭发动机为动力源的靶标，可进行高速度、大机动、高过载飞行，能够有效地进行不同空中目标的有效模拟。目前国内以火箭发动机为动力的靶标种类非常少，西北工业大学研制的新型靶标能够模拟具有大机动能力四代机的空中目标，可以在大空域、高速域内实现高过载、持续过载和瞬时过载机动，可用于我国新型制导武器的性能鉴定和部队实战化训练。该靶标综合性能水平达到国际先进，有望在军队中得到大规模应用。本项目所研制发动机可为该型靶标进行动力提升，由于发动机为一次使用产品，若经装备应用，则市场需求量非常大，可产生较高的经济效益。 （2）探空火箭 探空火箭是在近地空间（30～200公里高空）进行探测和科学试验的火箭，利用探空火箭可以在高度方向探测大气各层结构成分和参数，研究电离层、地磁场宇宙线、太阳紫外线和X射线、陨尘等多种日-地物理现象，测试结果可用于天气预报、地球和天文物理研究，为弹道导弹、运载火箭、人造卫星、载人飞船等飞行器的研制提供必要的环境参数。 目前全求每年探空火箭发射量为数千枚，由于固液混合发动机在低成本、安全可靠性高、结构简单等方面的优势，使其在世界范围内诸多型号的探空火箭中得到广泛应用，如我国的“北航”系列控空火箭。另外，我国台湾的“成大Ⅲ型混合火箭”、美国的“游隼”、德国的“HEROS”、法国的“PERSEUS”、挪威的“Nucleus”皆采用含石蜡燃料固液混合发动机，展示出了该类发动机的良好应用前景。 （3）城市高层与森林灭火弹 随着国内城市化进程的不断加深，越来越多的农村居民进入城市，而城市在规划发展过程中由于受土地面积制约，规划了大量高层建筑，这些建筑基本都在上百米左右，有些建筑高度可达数百米，一旦高层位置发生火灾则现有消防装备（如消防云梯车）受高度及空间的影响（对于容积率较高的小区及写字楼尤其突出）无法及时到达灭火位置，给人民群众的人身财产安全带来了较大损失，并且随着火势的加大还有可能给消防人员的人身安全带来不利影响。另外，我国幅员辽阔，广大森林地区人员稀少，森林火灾一旦发生，存在难以及时灭火的严重问题。 固液混合发动机推进剂不属于危险品，且结构简单，更适合作为灭火弹的动力装置，该灭火弹由无人机进行搭载，一旦发生火情，可由消防部门及时进行调试，第一时间到达事发位置，不受层高及距离限制（在无人机航程范围内），是一种极为有限的城市高层及森林地区灭火方式。由于我国城市化率已较高（还在继续增大）且高层建筑存量非常大，森林面积也较大，因此该类灭火弹若经装备应用，市场需求量非常大，可产生较高的经济效益。从远期来看，如果能将该灭火装置列入各城市的消防必须装备中，则会产生巨大的经济效益。 （4）小型运载火箭 小型运载火箭是指近地轨道运载能力在1000公斤以内的运载火箭，具有发射成本低、反应速度快、适应能力强等特点。近年来，随着小卫星技术、火箭设计、复合材料、电子技术以及固体推进技术的快速发展，小型运载火箭受到各国青睐，而且未来十至二十年诸多微小卫星星座计划的逐步实施使微小卫星的发射逐年递增，这也给小型运载火箭市场提供了具大的发展空间。据报道，2018年全球共发射319颗微小卫星，而且2018年114次全球发射中48次含有微小卫星，市场规模近30亿美金。据估计未来每年将会有100颗左右微小卫星发射任务，市场规模达到10亿人民币量级。 固液混合发动机由于在成本和安全可靠性等方面具有显著优势，国外多所机构都在开展以固液混合发动机为动力的小型运载火箭研制。美国RocketCrafters公司完全掌握了固体燃料3D打印技术，成功研制出了大型固液混合发动机，并在此基础上研制了“无畏-1”（Intrepid-1）号小卫星运载火箭，该火箭将于近期发射。法国空客防务及航天公司在欧盟H2020框架协议HYPROGEO项目中，正在研究采用新型固液混合发动机技术来大幅降低入轨成本。Gilmour空间技术公司正在研发推力70kkN的固液混合发动机用以将400kg载荷送入近地球轨道，目前地面试车工作已经完成。

无毒可贮存姿轨控推进系统

刘红军

-/航空航天

一种无毒可贮存姿轨控推进系统，由2000N级双组元发动机（真空比冲＞300s）、50N级单组元发动机（真空比冲＞165s）和增压供应系统组成，其特点是①采用无毒可贮存的过氧化氢/煤油作为推进剂，绿色环保，使用操作简便②采用过氧化氢催化分解气体给贮箱增压，无需增压气瓶，系统简单结构重量轻。目前技术成熟度5级，主要应用范围①用于商业运载火箭，替代现有有毒姿轨控发动机，实现产品化和产业化②用于高速机动靶标飞行器，实现无毒化和可回收重复使用，牵引出高速机动靶标飞行器产业化项目③用于超高速无人机，牵引出超高速无人机产业化项目，具有较好的市场前景。

无毒可贮存过氧化氢/煤油泵压式发动机

刘红军

-/航空航天

一种高性能无毒可贮存过氧化氢/煤油泵压式发动机，真空推力10t级，真空比冲＞320s，具备大于50次的启动能力和3：1推力变比能力，发动机一体化设计，全电操控，推质比达到100，相同推力量级发动机中国际领先。目前技术成熟度4级。主要应用范围①用于有效载荷0.5~1t的小型可回收商业运载火箭一级（短喷管多管并联）、二级主动力，牵引出产业化项目用于商业运载火箭，②用于商业运载二级火箭，替代现有有毒高空发动机，实现产品化和产业化③用于可重复使用平台飞行器主动力，牵引出可重复使用平台飞行器重大项目④用于国家未来重大航天工程项目，市场应用前景广泛。

燃气发生器与燃气涡轮联合仿真软件

惠卫华

-/航空航天

自主研发的燃气发生器与燃气涡轮联合仿真软件，用于对固体火箭发动机姿轨控燃气发生器与燃气涡轮的性能指标进行联合仿真，在固体火箭发动机设计行业得到了应用，技术成熟。

固体火箭发动机药柱非等距退移仿真软件

魏然

-/航空航天

自主研发的固体火箭发动机药柱非等距退移仿真软件，用于对固体火箭发动机在复杂工况下的性能指标进行联合仿真，在固体火箭发动机设计行业得到了应用，技术先进，具有跨平台性，适用于国产操作系统。

高纯度柔性蓝光材料的制备

解令海

-/航空航天

高纯度柔性蓝光材料：此类蓝光材料具有廉价、稳定、高效等特点；可广泛应用于制备廉价、稳定、高效的发光材料（OLED显示）以及存储、忆阻等有机光电材料（有机场效应晶体管）等；一锅法制备技术目前较为成熟，应用已拓展到螺环芳烃类材料的制备；SFX类有机电子材料不仅表现出突出的成本优势，其材料稳定性等方面也表现出卓越的特性，SFX在产业界表现巨大的潜力，被烟台显华化工材料有限公司中试量产，出口韩国应用于显示技术，正成为发光显示行业与固体照明、太阳能源等行业优质的材料构筑单元。初步估计SFX一锅法技术的社会效益超过1000万。

LVAZG上面级动力系统

杨敬贤

-/航空航天

LVAZG上面级动力系统用于整个上面级的轨道抬升及姿态控制。整个液体上面级采用高集成、轻质化的设计方案。贮箱采用可多次使用的共体贮箱，轨控发动机比冲高、效率高、经济型强的产品。为整个上面级提供长期、稳定动力输出。动力系统结构紧凑、可以提供更多的有效载荷、推进剂管理方便、轨控发动机可摇摆。

SRMCAD系列设计软件

惠卫华

-/航空航天

自主研发的固体火箭发动机设计软件，具备内建的几何造型引擎，在固体火箭发动机设计行业得到了广泛应用，技术成熟，对固体火箭发动机设计效率起到了显著促进作用。

YFK-1液体火箭发动机

杨敬贤

-/航空航天

YFK-1液体火箭发动机是一款低成本、高性能的先进液体上面及动力系统主发动机，可用于运载火箭上面级的轨道控制。采用轻质3D打印一体燃烧室、轻质高性能耐高温复合材料喷管等技术，为火箭和航天器提供长时间、稳定、可控推力，实现火箭和航天器轨道精确控制。发动机工作稳定、可多次启动、工作时间长、变轨推力大、推力响应快。

SED系列中小型固体火箭发动机

杨敬贤

-/航空航天

SED系列中小型固体火箭发动机采用高性能固体推进剂、高性能绝热结构、安全钝感点火装置、高性能复合结构喷管、轻质高性能燃烧室结构，为飞行器提供快速稳定推力，实现飞行器精确弹道控制。发动机结构紧凑、快速响应、推力稳定、工作时间精度高、推力精度高。

SEG-35固体火箭发动机

杨敬贤

-/航空航天

SEG-35固体火箭发动机采用高性能固体推进剂、轻质复合材料燃烧室壳体、轻质复合材料喷管、高性能安全点火装置等技术，为飞行器提供长时间、稳定大推力。发动机推力稳定、工作时间长、总冲精度高、质量特性高、长时间免维护。

SEG-14固体火箭发动机

杨敬贤

-/航空航天

SEG-14固体火箭发动机采用高性能固体推进剂、轻质复合材料燃烧室壳体、轻质半潜入复合材料高空喷管、高性能安全点火装置等技术，为飞行器提供长时间、稳定主动力。发动机推力稳定、工作时间长、总冲精度高、质量特性高、长时间免维护。

SE-1运载火箭

杨敬贤

-/航空航天

天擎一号采用两级固体发动机+一体化集成上面级构型，独特的总体布局设计，使得系统简化、可靠性提高、成本降低，是全球首款能够实现两级入轨的固体运载火箭。火箭起飞推重比达到3以上，显著减小了重力损失，大幅提升运载效率；上面级采用高度一体化集成的设计方案，具有高结构效率、高功能密度、高使用性能特点，可实现一箭多轨道多星部署。

翱翔系列微小卫星

庞维健

-/航空航天

西北工业大学翱翔系列微小卫星项目依托微小卫星技术及应用国家地方联合工程实验室，成功研制了1-36U全系列立方星平台，及磁力矩器、飞轮、电源系统、框架、星载计算机、电磁弹射部署器等几十种立方星标准化部组件，并形成了立方星总体设计、组装集成和测试试验规范。所研制的立方星整星及其部组件产品具有较高的可靠性，已成功用于航天科技集团、西北工业大学、清华大学及商业航天公司等十余颗微小卫星中。 “翱翔”系列微小卫星是有明确用途的新一代卫星。重量轻、体积小、研制周期短、研制成本低且可以进一步组网，以分布式星座形成“虚拟大卫星”。发射方式灵活，可广泛应用于城市规划、遥感测绘、农田水利、灾害预警等方面。目前已研制完成并成功发射3颗立方星，其中世界首颗12U立方星“翱翔之星”设计标准已被国外多颗星采用。

灵鹊LQ-216垂直起降无人机系统

李煜炜

-/航空航天

LQ-216垂直、滑跑起降无人机系统主要用于环境监测、电力/石油巡线、铁路巡检、测绘、边境巡逻等多用途无人机系统。该无人机具有较长航时，高可靠性，自主垂直起降、较长控制距离，使用维护方便，可搭载光电稳定平台，并具有高清图像传输能力；续航时间：4h、控制距离：50km、巡航速度：80-100km/h、任务载荷：6kg；多任务载荷垂直起降、滑跑型；

高稳定性、低噪声特性的MEMS偏航角速率陀螺仪

申强

-/航空航天

高稳定性、低噪声特性的MEMS偏航角速率陀螺仪 角速率陀螺仪为一款国产的MEMS（微机械系统）型陀螺仪，采用Σ-Δ双闭环控制工作原理，内部集成MEMS微机械敏感结构与ASIC（专用集成电路）芯片，与传统机械式陀螺比较，具有高集成、高性能等技术特点。该器件的机械敏感机构采用TSV真空封装工艺获得了高品质因数，采用数字式ASIC芯片技术实现角速率检测，采用CLCC封装实现，整机采用单5V供电。

盒式倾转翼eVTOL飞行器

林建兴

-/航空航天

本研究成果是一款针对城市空中交通（UAM）点对点载人通勤需求,具备便捷、高效、紧凑、环保、低维护成本等特点的eVTOL飞行器。本成果具有以下优势及特点： （1）新颖构型：盒式连接翼结构紧凑高效，机动飞行载荷下的最大应力和弹性形变比传统固定翼减小60%，实现结构轻量化，提高机翼刚度及气动弹性稳定性； （2）一体优化设计：三点动力布局具有悬停稳定性，旋桨、前翼、倾转翼、垂向连接面与机身形成的闭合体可提高气动效率：在固定翼飞行模式利用涵道效应与康达效应提高旋桨的推进效率、机翼气动效率和升力； （3）变形翼技术：盒式翼构型大幅减小翼展和垂直起降所需空间;可折叠外翼在巡航模式可提高续航能力，比多旋翼机型的航程提升3.5倍以上;自适应变形外翼减缓突风载荷可达10%。 专利名称: 变形翼 后缘喷气式矢量推进变形翼 专利号: （1）2019102520465 （2）2019204204881 （3）2019102517640 （4）201920420587X

颗粒材料理论的工程化运用

潘弘杰

北京大学/航空航天

颗粒材料广泛存在于自然界和人类生活和生产活动中。对其力学性质的研究不仅是当前力学学科的重要基础科学问题之一，也与诸多工程科学技术的发展密切相关，研究课题组近年来系统开展了与月壤采样密切相关的颗粒物质动态力学性质及其螺旋输动力学行为等方面的研究。

高超声速转捩边界层气动加热机理研究

潘弘杰

北京大学/航空航天

高超音速飞行器是本世纪正在研发的前沿科技新项目，这种飞行器同时融合了航天和航空的诸多前沿技术，主要有飞行环境复杂、控制精度高，末制导难度大等特点。北京大学工学院研究团队在高超声速转捩边界层气动加热机理研究上取得突破，其构建了气动加热新原理，对于改进高超飞行器的设计，提高其安全性具有极为重要的意义。

流动噪声和流动控制在航空航天航海中的应用

潘弘杰

北京大学/航空航天

北京大学工学院课题组曾顺利主持完成来自航空航天院所关于高超飞行器、UAV、航空涡扇发动机和水中装备噪声等的若干工程科学项目，并自行设计和建设了系列实验装备。

高性能无人系统用系列微小型涡轮发动机研制及产业化

黄新春

西北工业大学/航空航天

2018年至今已完成8型不同推力微型涡喷发动机的研制，2019年重点针对某型高速无人机动力需求完成两型发动机的研制及产业化，现两型发动机已达到相关技术指标。

测试

哇

测试/航空航天

我 ...

一种可弹射登台的武术擂台机器人及其操控方法

张建龙

-/航空航天

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种武术擂台机器人，装置中的铲子的掏空设计时其重量减轻，铲子一端打磨出的斜度可以与地面贴合，便于将其他机器人铲起，铲子上的磁铁，和车身上的磁铁两两紧贴在一起，产生吸力，可以提高防御力。

基于天气影响航班量的航空气息预报质量评估方法

李杰

-/航空航天

首先确定对机场运行有显著影响的气象要素;然后清洗历史航班运行数据,航空例行天气报告数据和终端机场天气预报数据;接着统计机场计划执行的航班量;再分别计算航空例行天气报告和终端机场天气预报的天气对机场运行的影响指标;最后实现对航空气象预报质量的评估.

航空发动机进气道电容式静电感应监测系统

张建龙

-/航空航天

航空发动机作为航空器的动力之源，结构复杂，因此其系统的安全性与可靠性要求极高，其视情维修是通过对航空发动机部件或系统完成其功能状态的预计性诊断，预估部件的正常工作时间及剩余寿命，根据预测结果，结合资源可用性及部件使用需求对维修活动做出适当决策。

一种无人机无线充电系统及其充电控制方法

张建龙

-/航空航天

无人机以其成本低廉、效费比高、生存能力强、机动性能好、使用方便等优点在民用领域已得到越来越广泛的应用。但是，作为无人机的动力之源，其电池续航能力一直是业界亟待解决的问题。由于电池技术水平的限制，续航时间短是当前无人机面临的重大技术问题，无线充电技术很好地解决了这一问题，当前较为成熟的方案是磁耦合无线充电方式，由收发线圈组成，无人机搭载接收线圈，地面基站搭载充电线圈。但当前无人机定位精确等级不高，依靠无人机自主定位降落误差较大，接收线圈与基站发射线圈耦合效果不够理想，无法精准耦合，甚至无法耦合，从而导致充电效率较低。

一种无人机用底部支架

张建龙

南京雷克斯智能科技有限公司/航空航天

本实用新型公开了一种无人机用底部支架，包括支撑板，所述支撑板下表面的四角处均固定连接有弹性装置，且四个弹性装置的底端均固定连接有固定板，所述固定板的下表面固定连接有万向轮，且支撑板上表面的四角处均固定连接有转动装置，且四个转动装置的顶端均固定连接有固定装置，所述固定装置包括固定块。

具有调节功能的涡喷发动机控制系统

张建龙

南京雷克斯智能科技有限公司/航空航天

涡轮喷气发动机自从五十年代出现以来，广泛用作军用或民用飞机的动力 装置，在性能和可靠性方面已取得了稳定的发展。近年来，随着高推重比、低油耗、高寿命以及良好的适用性的要越来越苛刻，使得飞机推进系统变得越来越复杂。

K/Y型导管架焊接机器人

-/航空航天

在海洋平台的组装工程中存在大量的导管架连接件，K/Y型管道接头经常出现在导管架建造中，长期以来我国乃至世界对于此类接头的组装均采用手工焊接，焊接效率低、工人劳动强度大、严重影响着工程进展和企业的生产效率。同时K/Y型管接头存在空间狭小，焊接位置困难、且此类管接头为空间焊缝，焊缝曲线形式复杂，使得焊接难度增大、焊接质量难以保证。开展针对K/Y型管接头专用机器人系统及关键技术的研究对于此类接头高效自动化焊接提供可靠的技术支撑和设备保证具有重要意义。　　天津七所高科技有限公司与天津工业大学联合开发K/Y型导管架焊接机器人，课题来源于天津市科学技术委员会2014年智能制造专项项目，项目于2016年9月完成，2017年4月通过验收。项目取得如下创新：　　1、针对海洋平台导管架接头加工连接时存在复杂空间相贯线，人工施焊环境恶劣、效率低、质量不稳定等问题，建立了K/Y型管接头空间相贯线焊缝的数学模型和焊枪姿态模型，采用圆柱坐标型操作机构和二自由度差速手腕相结合的机器人结构方案，设计开发了一种5自由度的焊接机器人系统。　　2、根据机器人学理论，通过建立焊接机器人运动学、动力学模型，根据其数学模型推导了其运动方程，采用匀速焊接策略，完成了机器人关节空间的轨迹规划。　　3、在厚壁接头的多层多道焊路径规划中，通过建立坡口坐标系进行各焊道分道策略进行位姿建模，对坡口角、坡口尺寸进行多层多道焊路径规划，完成K/Y型厚壁管道接头的多层多道焊路径规划。　　4、针对K/Y型管接头加工避障，提出了两自由度差动结构，大幅减小了手腕结构的体积：结合空间三维物体的数学建模和基于数学方法的三维物体方程交集判定，获得了K/Y型机器人的碰撞检测和避障策略，并综合路径规划结果调整机器人位姿，完成无碰撞路径规划。　　5、完成机器人的控制系统设计开发，控制系统采用先进的工控机和DMC-2183运动控制卡，实现了机器人各轴的数字化控制。在MicrosoftVisualC++6.0环境下开发了控制软件，完成了K/Y导管架焊接机器人的任务要求。　　主要技术指标：结合焊接工艺进行K/Y型管接头的离线编程路径规划研究，通过实验验证可以达到示教标定精度0.5mm。机器人系统可以达到0.5mm的重复定位精度，开发了K/Y型管接头焊接机器人专用激光焊缝跟踪系统，焊接实验显示焊缝跟踪精度可以达到0.1mm。根据机器人的模块化设计，通过更换配件可实现管径600～1000mm壁厚小于40mm的K/Y型管接头焊接工件的自动焊接。　　开发的5自由度K/Y型导管架机器人满足海洋平台焊接工艺要求，机器人在结构强度、刚度和平稳性满足使用要求，模块化设计，结构轻巧简便，运动空间范围和运动精度满足设计要求。　　项目的完成，为海洋平台导管架K/Y型管接头自动焊接提供了一种新的解决方案，可大幅提高自动化焊接效率，降低工人劳动强度，保证焊接质量，降低企业生产成本，提升施工企业的市场竞争力。　　

基于视觉跟踪系统的智能波纹板焊接机器人

-/航空航天

通过该项目的实施，围绕基于视觉跟踪系统的智能波纹板焊接机器人，天津易而速机器人科技开发有限公司与河北工业大学已经联合申请发明专利3篇（受理中），实用新型专利2篇（已授权）：发表论文9篇：培养研究生4名：新增就业人数10人。本项目的实施不仅有效带动企业在科技创新方面的发展，而且大大提高了企业在天津市乃至全国的知名度。我国是是世界集装箱主要生产地，国内集装箱出口总量达世界集装箱出口总量的90%以上，我国集装箱制造企业大约500家。该项目的实施削减了集装箱生产企业生产人员编制、提高劳动生产率、降低劳动强度及提高产品质量，同时减少焊接时的火花及烟雾等对人体造成的危害。彻底改变了视觉焊接智能机器人完全依赖国外设备和技术的局面，加速建设新兴的高科技智能化机器人产业，带动相关计算机、控制、传感、信息及人工智能等相关供应链的产业发展，创造大量的就业机会。项目对促进行业技术进步、新兴产业培育及社会进步、自主创新等方面作用明相对我公司来说，该项目的产业化为公司带来的经济效益目前不是很明显。该产品目前还处于市场化推广和天津市场小范围应用阶段。2015年，公司营业额为160万元，利税5万元：2016年初，公司与实力雄厚的河北泰华集团整合，成为泰华集团机器人产业化项目的核心主体。在泰华集团技术和资金的大力支持下，天津易而速机器人科技开发有限公司已与国内大型集装箱生产企业天津中集集装箱和大连中集集装箱达成合作意向。预计公司在2016年营业额将达到500万以上。

基于高效焊接技术的柔性机器人工作站开发及产业化

-/航空航天

该项目主要研发的内容主要包括以高效点焊技术为核心的柔性机器人焊接工作站技术开发及产业化应用。以机器人工作站为核心，采用多工位柔性伺服转台以及焊钳快换技术，实现了不同产品的柔性切换生产：采用轻量化焊钳以及高速机器人应用，实现了焊点的高效快速焊接，比常规设备提高效率近30%：同时采用自主研发的IECT点焊控制技术、焊接参数在线监测及联网技术、多机器人协调控制技术等，解决了高强钢板、镀锌钢板自动焊接的焊点在线检测及稳定焊接工艺，实现了白车身部件的高质量稳定快速焊接，打破了在该领域国外设备长期垄断的地位，解决了汽车零部件及整车生产企业对设备灵活性、稳定性、高效率的需求，为实现国家工业生产智能制造规划的落地实施提供了坚实的基础。　　目前该项目已经在多个客户多个项目中实施，取得了广泛认可，创造了良好的经济和社会效益。　　主要技术指标参数：　　1、夹具更换方式：自动　　2、夹具切换时间：30s　　3、伺服转台变位时间：4s　　4、工作站节拍42s　　5、焊钳形式轻量式　　6、焊钳重量70～80kg　　7、综合焊点时间2.5s　　8、焊接控制器电流精度±1%　　9、焊接控制方式恒能量　　10、电流反馈方式次级闭环　　11、控制器响应精度1ms　　12、在线检测功能有　　13、电流曲线绘制功能有　　

海上平台干式桩腿内壁巡回检测机器人开发

-/航空航天

海上平台干式桩腿内壁巡回检测机器人旨在代替人工检测作业，实现对海上平台干式桩腿内部缺陷的巡回检测功能，提高桩腿内部缺陷检测的效率和精度、降低检测成本和风险，提高桩腿乃至平台整体的安全性。　　该巡回检测机器人专门针对海上平台干式桩腿内壁结构而设计，开发了机器人机械机构、运动及检测控制系统、超声检测系统、视觉检测系统、激光测距系统等。机器人机械机构由可伸缩躯干、可伸缩腿、电磁吸盘式脚机构构成，通过躯干与腿脚伸缩运动的配合，实现了机器人在桩腿内壁往复爬行，并可跨过桩腿内部连接处的凸缘障碍：运动及检测控制系统采用现场与远程控制相结合：超声检测系统将超声探头及耦合剂喷嘴做为一体，整体可由机器人携带，自动实现耦合剂的喷射及壁厚的探测功能：视觉检测系统可实现桩腿内壁360O全覆盖检测，以及桩腿内壁缺陷自动分析与设别功能：激光测距系统综合用于机器人爬行过程中的障碍检测与回避、机器人爬行定位及检测数据的定位功能。

机器人自动取料、检测汽车转向节清理单元

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一、课题来源与背景　　2014年，中汽公司承接了上海圣德曼汽车关键精密铸造零部件基地建设项目。在规划阶段，我们了解到业主方非常希望有一种新的转向节铸件清理工艺来替代传统的人工作业。经过对转向节产品的外形特征和清理工艺进行仔细研究后，我们提出了一种采用压力机械以压力剪切的方式对产品进行清理，并采用机器人进行抓取下料的方案。在此期间，天津市科学技术委员会下发了《关于组织申报2014年天津市智能机器人科技重大专项的通知》。中汽公司收到通知组织各相关部门对通知内容进行了深入学习和研究，最终确定以上海圣德曼海安项目中压力机结合机器人的非标设备项目来申报科技专项项目。　　二、研究目的与意义　　本项目的研究目的为研发一套采用压力机与机器人相结合的转向节铸件自动化清理单元，并在实际工程项目中得以应用。本项目研制成功的意义在于提高了清理工序的生产效率，将促进其它工序的装备升级换代，对汽车零部件铸造行业的自动化发展起到积极推动作用。在目标产品形成市场规模后，还可以向类似的产品应用方向发展，如对于其它汽车铸件的飞边毛刺清理，也可以制作专门的模具，用冲切的形式进行处理：而机器人技术的在所有铸件生产的工序间转运交接上都能得到应用，在结合力控技术后，还可以在精密装配、表面处理等方面大显身手。　　三、主要研究内容　　该项目采用了三工位伺服转台、双工位自动顶出料压力机与六轴机器人的组合形式，实现了铸件从冲裁压边、取料、智能检测、搬运到输送带的一系列自动化功能。采用顶升机构解决了模具在冲裁工位承受大吨位冲裁力带来的问题：采用了自动化夹紧系统，实现自动更换模具功能：采用双油缸顶出机构，实现了预压紧和自动顶出功能：采用红外激光实现尺寸检测的功能。　　四、创新点　　1、机器人取代人工进行取料、检测工作　　2、采用转台将操作者、工业机器人和压力机分离开　　3、采用大吨位压力机构，可以同时冲切两个铸件　　五、社会经济效益及存在的问题　　在江苏、上海等地建立了铸件毛坯冲裁清理作业自动化的工业应用示范工程。经过4～5个月稳定运行后，达到如下指标：相对于传统的人工作业，工作效率提高了3～4倍，人员需求降低至约1/4：相对于传统的单台压力设备作业，效率提高约2倍，人员需求降低至约1/2。　　

面向服务与公共安全的网络机器人研发及示范应用

-/航空航天

应用网络技术是机器人在面对多变环境、复杂任务时提高自主处理能力的一个重要途径，同时也是机器人提供高效智能服务的发展方向。网络机器人在环境监测、突发事件应急处理、日常生活辅助等面积较大、动态性较强的复杂服务环境中具有广泛的应用前景。　　项目研究异构网络机器人控制系统稳定性、信号系统、导航技术、完善远程控制终端开发及人机交互技术，研发集丰富环境感知能力、自主动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的网络服务机器人系统，并应用于消防领域，实现区域环境目标参数的实时监测，并能应对火情进行灭火处理。分别研制了两套消防网络服务机器人及两套多旋翼无人机系统。　　项目研发并示范应用的消防领域服务机器人系统具有网络化、自主化、深度人机交互等特点。研发的远程控制终端基于PC和Android平台，具有大方、简洁、友好的人机交互界面。网络服务机器人功能多、可靠性高、结构简单、易扩展、易维修保养。消防领域的网络服务机器人主要有以下功能：　　1）可以通过远程视频监控实现避障及运动控制功能，实现按照遥控或远程上位机的双重控制系统，发出指令给运动控制系统，及时精确调整姿态，灵活地避开障碍物；　　2）可对服务领域中出现的有害气体，火灾等危险信息进行快速反应、利用车载消防设备完成对火源点的灭火动作；　　3）可将监控信息、视频图像通过图传系统传输给监控中心，监控中心可通过视频实时地远程查看，为以后机器人的人工智能处理信息进一步提升做准备。　　项目研发并示范应用的多旋翼无人机系统，针对地面式服务机器人不能监测的死角或特殊应用场景完成监测功能，通过终端设备操控机器人的运动轨迹或者自行完成服务任务。　　主要有以下功能：可实现多种飞行控制模式：近距离采用遥控方式，远距离采用地面站操作：可进行航迹规划，在预设路线控制飞机自主飞行：可实现全自动起降，一键起飞和一键返航：失控保护自动返航并降落：无人机飞行高度、距离、GPS位置等三维地理信息实时显示：无人机姿态、速度、航迹等信息实时显示：近距离遥控可进行智能方向控制，包括航向锁定、返航点锁定、兴趣点环绕等：可折叠性设计，保证无人机轻便携带：便携地面视频接收设备，实现机载视频实时显示：地面视频实时存储。　　主要性能指标：　　（1）室外机器人重量：＜100kg。制作工艺及材质：采用铝合金材质，4mm以上铝合金材质，表面氧化处理，适应野外环境要求。电机：电压48V，功率＞150W。最大速度：＞1m/s。越障高度：＞10cm，跨沟宽度：＞10cm，爬坡能力：15度。连续工作时间不少于2小时。防护等级：IP54。运动地形：室内，沥青水泥道路、沙地、土地、草地。双目视觉系统(彩色模拟相机及图像采集卡)，可实行航标自主导航，可实现无线遥控。可见光摄像机：有效像素1920×1080光学倍数为30X。云台活动范围：水平±180度：俯仰-30度～+90度：热灵敏度＜0.15℃(30℃时)精度±2℃。网络：3G，WLAN，无线通信模块兼容。无线通信模块支持频段：433MHz、1.2GHz或5.8GHz，带宽：50Mbps，传输距离：10km（无遮挡），远程数据上传下载功能，支持图像采集与处理功能，实现现场及网络的图像识别、远程传输和跟踪。　　（2）飞行机器人配件采用高质量的碳纤维板和碳管制造。飞行器采用六旋翼和八旋翼的设计布局，可垂直起降、自动定点悬停的无人飞行器系统，可以应用于商业航拍、影视航拍、搜索、通讯、监测、侦察等多种任务。　　飞行机器人控制器选用大疆WO0K-M飞控，采用BMPCC云台，图像传输为5.8G/HZ，信号传输为900M/HZ，飞行时间约18分钟，单块电池容量22000毫安/时，充电器时间约90分钟左右。机架自主设计，整机自重约4Kg，最大起飞重量约6-11Kg，可获得长达20分钟的续航时间，有效作业时间约15分钟。　　

威尔2迎宾导览机器人

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威尔2是由哈尔滨工大服务机器人有限公司自主开发的高端迎宾导览机器人，主要由轮式移动底盘、导航传感器、电池移动电源系统、微电脑控制系统、显示触摸一体机、激光笔账传感器、超声波避障传感器、创新外表外壳等组成。具有人机交互、人脸识别、自主导航、体感跟随等功能，拥有多项实用新型专利和外观设计专利。适合于机场、银行、税务等公共服务场所。截至目前，本项目成功推广应用于5家国内企业，2016年，该项目产生1023万元销售额。　　威尔2迎宾导览机器人开发了实时获取环境地图信息的激光雷达系统，通过双目相机获取外部环境信息，通过软件处理得到三维地图，实现建图定位、路径规划、避障、人体跟踪等功能，达到导航精度厘米级、导航速度0.5m/s级。　　威尔2迎宾导览机器人研制了独立悬挂减震单元底盘，底盘最大运动速度可以达到1m/s，转弯半径小，越障能力达到10mm，且具有5°的爬坡能力。　　威尔2迎宾导览机器人研制了具备人脸识别、智能存储功能的高速视觉系统，识别速度能达到500ms，并利用内置照片数据库实现匹配识别，精确度能达到90%。　　威尔2迎宾导览机器人研制了体感摄像头、听觉传感器配套控制系统，具备语音识别、语义理解、语音回答、语音唤醒等功能。　　综上所述，威尔2迎宾导览机器人是一款集成了多项先进技术的创新成果，应用范围广泛，经济效益和社会效益显著。采用系统集成技术研制的威尔2迎宾导览机器人达到了国际先进水平。　　

智能两轮车移动机器人

-/航空航天

我公司承担的智能两轮移动机器人项目分步实施以来，给企业注入了新的发展活力，带来了实质的好处，并仍蕴含巨大的潜力和空间。首先，通过该项目的实施，我公司已面向市场推出了九号、Mini两款双轮智能平衡车产品，并在此技术积累成果基础上，研发了独轮产品，受到市场的广泛好评，取得了不俗的业绩。其次，该项目的实施，使我公司积累了丰富的技术经验，取得了丰硕的技术成果。在该项目开发过程中，我公司已获授权专利40项，其中发明5项，实用新型25项，外观设计10项。在项目资金的支持下，我公司先后购买了直流电子负载仪、电磁式震动试验机、模拟运输振动台、整机老化设备、测功机等试验和检测设备，为保障和提升产品质量奠定了坚实的基础。再次，我公司三大系列产品在项目实施过程中，已累计销售约25万台。在国内，我公司牵头参与组建了天津市机器人产业联盟，用集体的力量推动行业上下游企业共同发展。在国内缺乏产品国家标准的情况下，我公司积极联系国家标准委予以立项，作为国家标准的起草单位之一推动标准尽早出台。同时，我公司以高标准来制定企业标准，确保产品质量赢得市场信赖。强劲的发展势头和巨大的发展潜力使得我公司受到资本市场的青睐，我公司在顺利完成A轮、B轮融资后，在资本的推动下，成功全资收购了世界平衡车鼻祖美国Segway公司，完全获得其品牌、技术和市场，使得我公司发展再上新的台阶。为了打破国外市场技术壁垒，将我公司产品打入发达国家市场，我公司已顺利取得了CE、RoHS、REACH、FCC、KC、ISO9001等资质和认证。总之，该项目的实施极大的促进了我公司的发展，成为我公司的快速成长的助推剂。

机器人多核异构实时嵌入式操作系统研发、验证与应用

-/航空航天

　本成果通过解决上述问题，达成三方面主要目的：　　(1)建立多核异构操作系统框架和分布式软件架构，一方面突破ROS的实时性瓶颈，满足机器人实时控制需求：另一方面提高系统的硬件无关性，使其可移植、可重用；　　(2)提出ROS系统形式化建模与验证的理论和方法，建立形式化高阶逻辑定理库，构建综合验证平台，开展完备的安全验证，确保系统安全可靠；　　(3)针对机器人实时操作系统，提出标准体系，制订国家标准，参研国际标准，为ROS开发提供统一的技术规范。　　

噪声振动信号处理与控制

潘弘杰

磐安县技术市场有限公司/航空航天

北京大学工学院研发团队开展了包括计算模拟模型、测量手段和噪声控制方法等一系列噪声研究内容。开发了并行气动噪声计算程序，通过计算模拟研究了飞机发动机的安装效应、起落架噪声和增升装置噪声。并通过改进信息技术领域的波束形成技术，自主设计了针对闭口风洞和消声室实验的麦克风阵列测量技术。

F-A/F-M无人机

陈敏

厦门四信物联网科技有限公司/航空航天

F-A/F-M系列无人机是厦门四信全新推出的专业应用于“环保”“灌溉”“地灾”“应急”“林业”等领域的通用型巡视、取证、测量无人机。机身结构采用先进的德国复合材料工艺制造，耐老化、抗腐蚀；飞控系统采用STM32F764处理器和更可靠的ICM-20602/ICM-20689/BMI055/IST8310/MS5611传感器组合；光电吊舱具有：图像识别、锁定、跟踪等强大功能；配合地面站实时处理软件，可实时得到作业结果。

地质勘探解决方案

韩陆

腾隆智创（南京）⽆⼈机科技有限公司/航空航天

地质勘探解决方案，实现对无人机飞行过程的遥测及相关地面调试的控制，界面友好，操作简便，系统支持多平台操作系统，方便移植。针对测量测绘、地理信息、安防侦查、消防。强大的飞行后期及内业处理能力，包括测量测绘领域的后期图形处理，三维模型以及其他各领域的航飞后期数据处理。

基于摩擦特性的防滑刹车控制技术

俞金娜

新昌县浩科科技信息咨询有限公司/航空航天

负载模拟器的速度同步控制技术

俞金娜

新昌县浩科科技信息咨询有限公司/航空航天

一种变翼式垂直起降飞机

龚毓铭

广西博士海意信息科技有限公司/航空航天

本实用新型涉及一种变翼式垂直起降飞机，本实用新型的飞机既有固定翼飞机的特征，也有旋翼类飞机的特征，是集固定翼飞机和旋翼类飞机优点于一身的飞机，本实用新型的飞机在垂直起降时使用的旋翼螺旋桨在飞行或滑翔时变成了固定翼或固定翼的一部分，继续在飞机飞行或滑翔时即使不旋转也能提供升力，这种飞机不但可以满载荷滑跑起降，也可以满载荷垂直起降，而且不会因为有垂直起降性能的原因而比普通飞机增加能耗，本实用新型所述的飞机航行时间长、可空中悬停、飞行过程平稳，飞行灵活，安全系数更高。

 这是一项可以让飞机能垂直起降的新型技术，一项可以让飞机集固定翼和直升机优点于一身的技术。飞机有了这项技术，再与传统的技术相结合，可以满负载滑跑起降、垂直起降，可以在田间地头、楼顶、水面、舰艇、沙漠等地方起降，还可以折叠。

    大疆无人机、亿航无人驾驶飞机如果采用这项技术，在重量、抗风能力等指标相同的情况下，釆用适当的飞控方式，可以多飞行n倍距离和n倍时间。

    这是一项让飞机比汽车更安全、更便捷、更节能、更易养、更易驾使的技术。

这是一项让小型飞机国产化的技术、这是一项让飞机走进千家万户的技术、这是一项解决城市交通拥堵和偏远地市交通运输的技术、这是一项能让国家生产率大幅度提高的技术、这是一项可让我国GDP重新走向高速发展的技术。

大型星载可展开天线设计理论与关键技术及应用

杨晓

西安电子科技大学/航空航天

大型星载可展开天线设计理论与关键技术及应用
项目简介
该项目针对长期制约我国大型星载可展开天线发展的技术瓶颈问题，对星载可展开天线场耦合理论建模与求解、两态综合优化设计、刚柔耦合多体动力学分析、展开过程可靠性预测、形面设计与精度调整等方面的一些关键技术难题开展了深入、系统的研究，研制出了我国首个具有自主知识产权的大型星载可展开天线综合设计平台，取得了一批高水平的研究成果。出版学术专著2部，发表SCI/EI检索论文41篇，取得15项发明专利授权和3项软件著作权。
获奖情况：国家科技进步二等奖