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該成果用于考慮材料--結構--工藝--性能的多因素和多層次相互影響的材料和整體結構多功能化設計建模、材料、機械產品和建筑結構創新設計開發, 以及提供復雜載荷工況下增材制造材料和整體結構多功能化創新設計技術與軟件系統。該成果在增材制造產品和建筑結構創新設計方面具有高效和高性能及低成本優勢。 該成果在國家”863”和多項國家自然科學基金的支持下取得一系列創新性研究成果: (1) 發明了一種基于材料破損約束的連續體結構拓撲設計建模及優化設計方法; (2)發展了多載荷工況下多相材料結構的拓撲優化設計方法;(3) 研制了涉及靜、動力學要求的柔性機構創新設計技術;(4) 提出了解決應力集中和奇異問題、最大應力波動問題、分析和計算量大問題和病態載荷工況問題等的關鍵技術; (5)打通了技術工藝, 開發了長度尺寸控制和多個制造工藝要求的約束表征及模型化技術;(6)發展了復雜載荷環境下結構靜、動力學性能要求的拓撲優化的灰度單元抑制方法和考慮邊界光滑化的結構優化模型化方法；(7)在國內, 率先研發了考慮智能制造約束的功能特征空間布局和支撐結構構型的復雜集成結構優化技術和與軟件系統;(8)率先研發了多功能化材料的創新設計技術;(9) 研制了整體結構多功能化創新設計技術平臺和工業應用技術。

專利名稱：

主要技術內容： （1）提出了基于神經網絡的多電平 SVPWM 控制技術，研發了基于 FPGA 技術 的多電平 SVPWM 控制器，實現了塑料片材擠出裝備驅動電源的高效性。采用神經 網絡技術，實現參考電壓矢量所在區域判斷及矢量作用時間計算，降低了計算量； 將多電平 SVPWM 控制器集成到一片 FPGA 芯片上，為擠出裝備用交流電機驅動控 制提供高性能的專用 SVPWM 控制器，可以直接與通用變頻器對接。 （2）提出了分離型螺桿結合 CRD 分散混合器的高速螺桿技術，提升了擠出 效率及效果；研發了塑料片材擠出螺桿高頻電磁感應加熱裝置，有效降低了擠出 機運行能耗。將常規三段式螺桿設計成五段式，改變了傳統螺桿直徑對擠出產量 的限制。在螺桿機筒外壁上纏繞電流線圈，線圈外再包覆隔熱層，線圈兩端連接 控制線圈電流的高頻電源模塊；在常規加熱瓦加熱的基礎上，通過電磁感應原理 使螺桿產生熱量，使得螺桿及螺桿機筒同時加熱，縮短了機筒內聚合物塑化時間、 降低了能耗。（3）提出了面向塑料片材擠出成套裝備運行過程的全息生產車間制造物聯 感知技術，開發了成套裝備運行的全息感知系統。構建了 RFID-WSN 數據采集集 成網絡，提出了 LZM - WKPSO 優化算法，在保證覆蓋率的前提下使干擾最小；借 鑒昆蟲協作機理，提出了基于昆蟲協作機理的源節點選擇概率算法，最大化降低 了網絡能量消耗。（4）提出了塑料片材擠出成套裝備多目標柔性資源優化調度模 型，研發了塑料片材擠出裝備精益管控軟件平臺，實現了成套裝備的高效能運行。 建立了多目標柔性資源優化調度模型，采用重力粒子群混合優化算法進行求解。 按照 SOA 思想，設計了集成平臺；開發了塑料擠出成套裝備運行功能模塊，并與 底層全息車間無縫集成，形成塑料擠出成套裝備精益管控平臺。 行業意義： 本項目針對高效能塑料片材擠出裝備的關鍵技術取得了創新性成果，解決了 我國塑料片材擠出裝備業目前普遍存在的高能耗、高污染、低附加值、低勞動效 率等問題，提升了塑料片材擠出裝備的自動化與信息化水平，促進了塑料片材擠 出裝備的自動化、信息化深度融合；完成了塑料擠出裝備產業技術上的跨越式發 展，極大地推動了塑料擠出裝備產業結構的優化升級，實現了產業結構由高消耗 向高效率的轉變。 獲獎情況：2015 年獲中國商聯聯合會科學技術進步獎特等獎。 成果的技術指標、創新性與先進性: 目前市場上還沒有完全一樣的同類產品出現，國外主要有德馬克、克虜伯、 巴頓菲爾,日本的住友重工等公司在致力于開發塑膠擠出裝備產品，但是他們開 發的還是將單一系統的簡單組合，無法從單機與成套裝備精益化管控兩方面集合 提高系統的能效。由于本項目是從單機關鍵設備能效優化設計和成套裝備精益化 管控能效優化設計兩個方面入手，開發料擠出成套裝備，產品具有能耗低、效率 高等特點。綜上所述，本項目產品目前擁有先入的一定優勢，競爭對手在技術方 面無法與本項目產品直接競爭。 本項目產品具有如下技術和性能優勢： （1）螺桿的速度從同行的 100 轉/分鐘提高到 200 轉/分鐘，擠出量從類技 術的 200kg/h 提升 400kg/h；擠出效率的提升導致能耗降低 10%左右；同類技術 目前直徑 105mm 的螺桿需要配置 115KW 左右的電機，而本項目技術只需要配置 90KW 左右的電機，降低了能耗。 （2）螺桿高頻感應加熱裝置使得加熱系統能耗降低 15%左右；（4）克服了同類技術在高速混合擠出時混合效果差導致溫度不均衡、色差 大等問題，提高了制品的品質； （5）生產工藝數據自動數采率 95%以上； （6）生產效率提高 30%左右；優等品率提高 20%；產能提高 1.5 倍； （7）填補國內針對塑料擠出裝備生產過程的精益化生產軟件的空白； （8）本項目實現生產流程的閉環優化，現有的 ERP、MES 系統則為開環控制； （9）本項目的軟件平臺有效提升了塑料擠出成套裝備的附加值。 技術的成熟度: 相關技術已經形成產品，在廣東達誠機械有限公司及其下游企業進行了產業 化。 項目成果轉化造價：130 萬元； 投資預算：硬件成本（不包含塑料片材擠出機本體部分）85 萬元；軟件開發 45 萬元。 成果應用范圍：塑料包裝行業、包裝機械行業。 應用案例及單位：成果在廣東達誠機械有限公司等行業龍頭企業進行了產業 化，并在廣東、江浙等地區的 10 多家塑料企業進行了推廣應用。 經濟和社會效益： 項目成果能夠有效降低能耗 25%，提高生產效率 30%左右，使得企業投資效 益大幅度提升。近 3 年來，據不完全統計，累計新增產值約 67206 萬元，新增利 潤 5040 萬元，新增稅收 2872 萬元。項目成果解決了我國塑料片材擠出裝備業目 前普遍存在的高能耗、高污染、低附加值、低勞動效率等問題，提升了塑料片材 擠出裝備的自動化與信息化水平，促進了塑料片材擠出裝備的自動化、信息化深 度融合；完成了塑料擠出裝備產業技術上的跨越式發展，極大地推動了塑料擠出 裝備產業結構的優化升級，實現了產業結構由高消耗向高效率的轉變。 

發明了一種無機/有機雜化納米粒子, 與有機物和高聚物的相容性好，將其 添加到環氧樹脂或各種涂料中，能夠提高材料的玻璃化溫度，增強材料的耐高溫 性能，同時還可以提高材料的耐沖擊性能和阻燃性能。 經濟技術指標與應用效果：按 10% 重量比添加該雜化物到環氧樹脂中，可 提高環氧樹脂的玻璃化溫度 15o C,提高維卡軟化溫度 13o C,提高抗沖擊強度 3 倍。 提高抗氧指數提高 52%。實驗室應用效果顯著。 2、創新要點 納米雜化物合成方法簡單，成本低廉，對環氧樹脂的改性效果顯著 3、效益分析 ,根據投資規模確定

電機項目針對高效能電機綜合設計方法與技術進行了系統深入的研究，提出了一套具有自主知識產權的高效能電機智能化綜合設計技術，解決了電機效能提升的關鍵技術難題，在關鍵技術和推廣應用方面取得了實質性創新和重大突破。項目成果大幅提升了企業的市場競爭力，在意大利ZEL等單位得到了全面推廣，并且在推動產業進步、促進節能減排、培養高端人才等方面實現了重大突破，取得了顯著的經濟效益和社會效益。

一種含Te-Ti-Cu預置層的碲化鎘太陽電池，采用一種周期結構的Te-Ti-Cu預置層，置于碲化鎘太陽電池的吸收層背表面，作為碲化鎘太陽電池的背接觸層和背電極材料。從材料構型和材料本身性質上抑制銅擴散，消除銅擴散帶來的負面影響，實現歐姆接觸，避免化學腐蝕和單獨沉積其他金屬作電極，減少器件制作工序，提高太陽電池的光電轉換效率和改善器件的長效穩定性。

技術特點及水平：1. 采用有限元方法對人工關節、椎間盤和種植牙等骨科、齒科植入體（含人工關節）進行負載和疲勞行為模擬，實現基于全壽命設計的植入體形狀與尺寸優化；2. 采用預應力制造與表面應力調控等植入體抗疲勞制造技術，延長植入體抗疲勞壽命；3.提供Ca-P體系和非Ca-P體系兩種植入體表面生物活化涂層技術，提供基于表面等離子合金化技術的鈦合金、不銹鋼植入體表面耐磨耐蝕涂層技術；4. 模仿人骨微納層次結構，開發新型高含量納米羥基磷灰石增強復合材料用于頸前路融合術等用植

本發明公開了一種染料敏化太陽能電池光陰極及其制備方法和 應用。該方法包括如下步驟：(1)在具有熱收縮特性的聚合物基底上沉 積一層透明導電薄膜；(2)在透明導電薄膜表面沉積一層金屬薄膜；(3) 對步驟(2)得到的結構進行退火處理，使基底受熱收縮，在透明導電薄 膜和金屬薄膜上形成褶皺和間隙，完成光陰極的制備。本發明能顯著 提高光陰極的催化面積，提高光陰極對透過光的反射率和散射率，進 而提高光陰極的還原效率及光陽極對入射光的利用率，最終提高染料·119·敏化太陽能電池的光電轉換

本發明公開了一種模塊化嵌入式多足機器人運動控制器，包括PC 模塊、機身控制模塊和分別位于各條足上的足單元控制模塊。PC模塊用于識別機器人所處環境，確定機器人的下一步動作并將數據傳送給機身控制模塊。機身控制模塊用于將該數據處理成為具體運動數據，再將數據通過機身總線分發到各足單元控制模塊。本發明采用分層式控制方式，由數據運算層、機身控制層和關節控制層組成。數據運算層建立在 PC 機上，根據機器人的正逆運動學、動力學計算出機器人的步態數據。機身控制層以 ARM 處理器為控制核心。機身控制層有較大的存儲空間

一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 學號 簡凱納 機電工程學院/機械工程 2018.9/2022.6 201831031312 張星 電氣信息學院/電子信息工程 2018.9/2022.6 201831072307 陳浩彬 機電工程學院/機械設計及其自動化 2020.9/ 202031030285 鄧青藍 機電工程學院/機械設計及其自動化 2018.9/2022.6 201831053229 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 楊林君 工程訓練中心/機械工程 實驗師 機械工程 陳建勇 理學院/凝聚態物理 講師 凝聚態物理 四、項目簡介 目前，在移動機器人領域，輪式移動機器人因具有結構相對簡單、驅動和控制方便、工作效率高等優點被廣泛用在需要越過障礙物的工作中。但是，一般常用的移動裝置為四輪驅動結構，動力相對不足，越障能力差；各種零部件之間拆裝特別繁瑣，不同模塊之間管理混亂，更換屬于一個模塊的壞掉的零部件往往需要拆卸掉其它模塊的零部件，電氣元器件之間走線雜亂無序，電池等器件暴露在外部空氣中，容易造成短路等安全問題。因此，增大驅動動力，提高越障能力，加強模塊之間的管理，方便模塊之間的拆裝，提高電子元器件的安全性顯得尤為重要。 我們項目本次設計和研究的是一種六輪結構的全地形機器人，使用模塊化安裝，使結構更為緊湊穩定，適用于多場景，提高輪式全地形機器人的應用度。我們采用基于探索者的PLA材料高提純外分子重結晶化密致處理，極大增強了摩擦系數，底盤采用西南石油大學自主研發探索者二代原理高致合度準剛性攀巖越障地盤，越野能力增強，其底盤后側主要為空體重心靠前，便于越障。