015期：高端装备项目成果推介

【项目精选】015期：本期精选6项高端装备项目成果进行推荐，感兴趣的企业朋友可以长按识别文末二维码，进行咨询对接。

项目一：粉末产品高精度定量封装流水线

项目二：基于激光探针技术的材料成分快速分析装置

项目三：超磁致伸缩智能预紧滚珠丝杠副

项目四：中重型动力装置液阻型橡胶减振器

项目五：上肢康复机器人

项目六：水下探测机器人

项目一：粉末产品高精度定量封装流水线

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成果简介

本项目开发的粉末产品高精度定量封装流水线，采用高精度的称重技术以及伺服控制系统等技术，有效地解决了针对粉状物料的填充精度高、速度快、稳定性好和灵活性高等技术难题，基本满足食品药品加工等领域企业对产品高精度的要求，同时能有效地降低工人的劳动强度和劳动成本。

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技术特点

（1）采用了等效螺杆粉末称量器，对等效螺杆称量器填充的相关特性进行分析并且建立数学模型。

（2）制作了基于PLC为核心的控制系统，采用步进控制设计，并结合触摸屏技术以及气动控制技术，在硬件上实现产品的精确自动化生产要求。

（3）设计了一套基于GX-Developer编程软件的PLC控制程序以及基于EasyBuilder8000界面设计软件的人机交互界面，实现检测产品精确、定量控制要求以及人工实时的监控和管理功能。

成果相关图片

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主要指标

适用产品：粘性或非粘性颗粒状粉末；

称量范围：5g—1000g；

称量精度：<1%;

封装速度：>12个/分钟；

封装合格率：>98%;

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投资预算及效益

投资预算：1000万人民币

加工生产场地：100㎡厂房及配套基础设施；

加工设备：数控车床、铣床、磨床、钻床等设备；

加工与调试人员，单台设备按2人配置；

技术服务、销售、售后服务人员：各3人配置。

预期效益：

经济效益：销售量在500台/年以上；

社会效益：优化产业结构，提高企业经济效益。

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项目二：基于激光探针技术的材料成分快速分析装置

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成果简介

激光诱导击穿光谱技术，又称激光探针技术，指的是将脉冲激光聚焦到待测样品上激发等离子体，通过光谱仪收集等离子体发光光谱，然后通过计算分析可以获得样品中所含元素种类和含量的信息，进而就可以计算得到样品的各种参数。质谱仪以及其它原子发射谱仪需要在实验室中完成测试，制样复杂，且测试时间长达数小时以上。而激光探针技术作为一种新型的材料检测技术，不需制样（或简单制样）就可以对材料样品进行在线快速分析，分析时间在数分钟之内。被誉为是检测领域的超级明星技术而备受关注。激光探针技术在化学化工，石油勘探，矿山开采，水泥制造，陶瓷烧制，环境检测，食品安全，土壤检测，钢铁冶炼，碳素检测，金属回收等领域具有很重要的利用价值。

激光探针技术原理图（左），实验装置图（右）

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应用情况

该成果主要应用于材料成分快速检测等领域。本课题组已经和企业合作开发了电厂煤炭质量在线检测系统，并且已经在数家电厂安装运行，可以在3分钟内对煤炭的热值，灰分，挥发分，含硫量等重要指标进行检测，由此根据煤质变化实时调整锅炉参数，可降低发电煤耗1g/kWh，通过检测参数，拒收不符合合同要求的煤炭，减少电厂经济损失。通过煤质在线检测数据，减少不必要的助燃油消耗，避免机组非计划停运。利用全自动在线煤质检测设备，可以减少检测员工，节约大量的化验设备及耗材。由此，年直接经济效益=节煤效益+节油效益+其它≈520万元。

激光探针技术在其它需要对样品进行快速检测的领域，比如金属，矿石，石油焦，陶瓷，水泥，各种化工材料等，经济效益也将非常可观。

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拟合作方式

技术开发、技术服务。

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项目三：超磁致伸缩智能预紧滚珠丝杠副

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成果简介

该项技术利用性能优异的超磁致伸缩致动器实现对精密滚珠丝杠副预紧力的智能控制，构建集驱动负载、预紧、温度检测于一体的超磁致伸缩驱动的滚珠丝杠传动智能预紧系统，实现滚珠丝杠副预紧力手动和自动精确调整，使调整方式更加灵活。滚珠丝杠副预紧力呈面分布，相对分布式点受力更加均匀，调整相对简单。装置的设计考虑了实际工作情况，结构简单，安装方便，集成性好，左螺母、右螺母与超磁致伸缩致动器之间通过平键与预紧连接盘连接容易实现扭矩传递，左、右螺母对称法兰分布有螺孔便于工作台安装。环状预压螺栓与碟簧组合的预压装置提高了超磁致伸缩预紧系统的输出性能，油冷式散热装置使环状致动器具有更好的散热效果。该技术在滚珠丝杠副预紧应用方面尚数首例，项目技术为不同预紧力对滚珠丝杠副性能影响提供了一种新的方法，对设计高性能滚珠丝杠副传动系统、提高精度具有重要意义，若应用于数控机床精密传动领域，势必推动高端数控装备行业的快速发展。

超磁致预紧型滚珠丝杠副进给试验台

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应用情况

该成果主要应用于高端数控机床等领域。据统计，我国高档数控机床采用的滚动功能部件近80％以上需要从国外、台湾地区购买，花费了国家大量的外汇。因此本课题的顺利实施将极大提高滚珠丝杠副的制造水平，形成系列化、规模化生产能力，提高生产效率，稳定生产质量，降低生产成本，提高国产功能部件的市场竞争能力，对全面提高我国数控机床的整体制造水平起着巨大的推进作用。

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拟合作方式

技术转让、技术开发、技术咨询、技术服务。

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项目四：中重型动力装置液阻型橡胶减振器

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成果简介

该产品采用了创新型结构，具有较强的承载能力和大阻尼特性，可用于中、重型动力装置的隔振。其阻尼峰值及频率可以依据实际需要进行调节，从而大幅度降低振动与噪声水平，显著提高乘坐舒适性，并且结构简单，成本较低。采用了特别的保护措施，具有良好的密封性和较高的可靠性。样品已通过动态特性测试和装车实验，也可进行乘用车动力装置匹配。

模型与样品

实验与仿真

低频动态特性

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应用情况

样品已通过动态特性测试和装车实验，可以大幅度降低振动与噪声水平，显著提高乘坐舒适性。

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拟合作方式

技术转让、技术开发。

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项目五：上肢康复机器人

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成果简介

上肢康复机器人包括外骨骼康复机械手臂以及外骨骼康复机械手指两部分，通过各个运动之间的组合，能够带动手臂和手指完成康复训练，实现手指与上肢一体化康复训练。根据PNF疗法康复运动模式，研发了上肢康复训练控制系统，采用人机交互，运动参数可以调节，实现PNF疗法组合康复运动。提供主动训练模式和被动训练模式，通过肌电、脑电、触觉、视觉等综合信息，获取患者主动意图，提高康复训练的主动性和安全性。设计了虚拟现实环境和康复游戏，实现准确的虚拟跟踪，增强患者的康复过程的积极性和趣味性，提高康复效果。患者既可自主操控机器人进行本地的康复训练，也可由康复师通过远程技术指导患者进行远程康复训练。康复训练过程实时采集记录分析康复信息，通过大数据分析康复训练效果，指导康复训练。

上肢康复机器人

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获奖情况

“HRG博实杯”第一届中国研究生机器人创新设计大赛三等奖。

第十六届山东省大学生机电产品创新设计竞赛二等奖。

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应用情况

据世界银行预测，到2030年我国将有3177万脑卒中患者，而我国脑卒中致残率高达75%，届时我国因脑卒中而致残的患者就高达2382万，加上我国老龄化人口的加剧，人口的老龄化也必将增加中风及其他脑血管疾病的患病几率、致残率，届时我国残疾人口的数量可能远不止此。而按照卫生部要求，我国二、三级医院共需要康复医师5.8万人，治疗师11.6万人，社区综合康复人员需90.2万人，是现有康复人员的25倍以上，存在巨大的人才缺口。

考虑到劳动成本的上升及我国老龄化进程的加快，此缺口难以在短期内修补，康复机器人的应用缓解了医师紧张的社会矛盾。而且国外大量研究表明，康复机器人，特别是具有主动康复训练功能的机器人，可以为不同康复状态等级的患者提供所需的康复训练方式，大大减轻了康复医师的负担，实现了一对多的康复训练方法，缩短康复时间并提高康复效果，增强患者的康复信心，并能提供病人的人体运动学，生理学数据，为医师改进和优化康复方案提供客观依据。因而，康复机器人具有着巨大的社会效益与极为广阔的市场价值。

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拟合作方式

技术转让。

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项目六：水下探测机器人

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成果简介

成果主要针对水下探测机器人的三个方面进行研究：水下机器人平台设计、海洋环境信息处理、水下图像增强与目标识别。突破四项关键技术：水下机器人的水中停靠与智能避障技术、水下图像增强与目标识别、水下目标抓取技术以及基于多信息融合的海洋监测与预警技术。研制的水下探测机器人由机器人平台、水下探测系统、作业系统组成。各部分参数如下：

（1）机器人平台：尺寸为1.2m×0.8m×0.8m，最大航速2.5节，最大下潜深度50m，脐带缆长度150m，空气中重量130kg，水中重量0kg，有效荷载重量35-45kg。

（2）水下探测系统：ROV携带水下摄像机样机可连续实时获取水下图像，并对水下图像进行处理。

（3）作业系统：该系统包含四个螺旋桨及两只5自由度水下抓取机械手，可对水下目标进行抓取。

水下机器人样机

水下图像处理对比效果

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拟合作方式

技术转让、技术开发、技术咨询、技术服务。

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来源：科小易技术转移