所属分类：先进装备制造产业

所属单位：江苏大学

成果简介：一种低功耗超宽带调谐范围双模毫米波压控振荡器（VCO）;，;用于毫米波PLL、雷达系统、毫米波信号发生、检测等装置，频率范围;30.32GHz~33.64GHz;（奇模;）和;35.12GHz~41.23GHz;（偶;模）。该压控振荡器作为锁相环及频率综合器的关键核心电路，构成的信号发射源可应用于民用汽车雷达、工业农业及食品无损检测等领域。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：江苏大学

成果简介：针对液体流动、喷雾、燃烧过程，可提供光学测量技术支持，在不扰乱流场基础上，应用非接触式测量技术获得流场速度、喷雾SMD、着火延迟期、火焰浮起长度等信息，开发方便操作国产应用软件，为喷嘴、喷射器、尿素喷雾、发动机性能优化提供专业数据支撑。已经为凯龙高科技股份有限公司、浙江科博达工业有限公司、中国人民解放军第六十研究所、邵阳学院等科研院所开发了测试系统及处理软件。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：该项目制备了核壳型复合结构金属氧化物半导体气体传感器，主要用于检测NO2、NH3等气体。其技术指标优异，包括工作温度低至160℃、高灵敏度、良好的选择性、抗湿性、快速的响应和恢复时间，以及优越的重复性和长期稳定性。这种传感器适用于各种有毒有害气体、易燃易爆气体和有机可挥发性气体的痕量检测。制备的核壳型复合结构金属氧化物半导体气体传感器对NO2、NH3气体的主要技术指标如下： 1）工作温度：可低至160℃； 2）灵敏度：在工作温度为300℃时，对2×10-6体积分数的NO2、NH3气体，复合气体传感器的灵敏度可达到6；对5×10-6体积分数的NO2、NH3气体灵敏度可达到12；对100×10-6体积分数的NO2、NH3气体灵敏度可达到95。 3）选择性：对 5×10-6体积分数的NO2、NH3等气体的选择性>12； 4）抗湿性：湿度高达90%时，对50 ×10-6体积分数NH3的响应仍可达到22左右； 5）响应时间：小于10 s； 6）恢复时间：小于60 s； 7）重复性和长期稳定性：均显著优于目前市售国产同类NO2、NH3气敏传感器。该气体传感器可广泛应用于工业和环境领域，用于检测各种有毒有害气体、易燃易爆气体以及有机可挥发性气体的痕量。相较于传统的金属氧化物半导体气体传感器，其具有更好的抗湿性和选择性，能够根据需要调整气敏材料成分及其结构，以实现对某种气体的专一响应。随着环境保护和安全监测需求的增加，预计该传感器将在市场上获得广泛应用，并具有良好的发展前景。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：为了满足非结构化环境条件下无人车检测识别需求，设计一种新型线结构光视觉传感器，对车辆前方最远可到百米的水障碍、凹凸障碍物进行全天时检测识别。基于线结构光的远距离障碍感知传感器，包括：激光发射器，用于在计算机的控制下发射线结构光到被测目标区域；激光测距仪，用于测量到激光发射系统发射的线结构光条的距离；CCD成像系统，用于捕获被测目标区域的部分散射光并传送至计算机；计算机，通过测量收到激光脉冲的幅度获得探测对象的反射激光的强度，通过激光测距仪获得探测对象的距离，再通过图像处理系统对得到的线结构光图像进行处理，得到目标信息。该传感器具有自主知识产权，授权相关发明专利2项。该成果提出的新型线结构光视觉传感器，可实现对车辆前方最远可到百米的水障碍、凹凸障碍物进行全天时检测识别。理论分析和试验验证了基于线结构光远距离水障碍、凹凸障碍感知新型传感器的原理和应用的可行性，具有测试距离远、全天时、感测快、识别准、成本低等特点；针对水障碍物，提出了一种根据线结构光条灰度值突变特征进行水障碍检测识别的“黑洞”算法，通过连续扫描可以提取水障碍轮廓，实验表明能够实现水障碍物的快速识别。研究成果已实现在较平坦、开阔的沥青路面、草地和土路上的远距离检测。对于野外中等或剧烈的起伏路面进行测试中。采用多光谱段的线结构光视觉系统进行障碍检测识别，可以实现凹凸障碍和水障碍的全天时检测，未考虑极端特殊天气条件如雾天、雨天、浓烟等。当前该成果可以满足地面车辆在常规户外环境下的远距离凹凸障碍和水障碍的障碍检测，技术上具备试产条件。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：本项目致力于满足重载场合下对轻量化、大量程、高精度、高动态响应和高可靠性的六维力传感器的迫切需求。通过机理建模、理论分析、仿真分析和实验研究相结合的方式，构建了面向大量程、并联结构、高动态特性的压电式六维力传感器理论体系，以解决现有六维力传感器在测量精度、动态响应能力和大量程测量等方面存在的技术难题。传感器结构优化设计：基于遗传算法和有限元相结合的方法，完成了传感器结构的轻量化设计和优化，获得了较优的参数组合，并成功研制了传感器样机。 动态测试系统开发：基于虚拟仪器技术和MATLAB技术，开发了六维力传感器动态测试系统，实现了数据采集、显示、记录和处理功能，以及静态和动态标定实验平台搭建。 解耦算法研究：分别研究了基于BP神经网络、RBF神经网络、最小二乘支持向量机等非线性解耦算法，以提高传感器的测量精度和解耦效果。本项目研制的六维力传感器将带动济南市机器人和试验机产业的快速发展。传感器价格仅为国外同类产品的1/3，且具有自主知识产权，预计可完全占领国内市场，显著提高机器人产业的自主创新能力。同时，项目研发的多维力/力矩静动态标定装置和动态测试系统，将提升济南市试验机产业的技术水平，具有重要的经济效益和产业转型升级的意义。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：随着工业的快速发展，传感器技术的应用也越来越广泛，在测量、控制及信息技术等领域对传感器的要求越来越高，传感器技术也已经成为高新技术的核心技术之一。六维力/力矩传感器（以下简称六维力传感器）以其能够感知外力和力矩（三个力分量和三个力矩分量）的全部信息而成为非常重要的一类传感器，在机器人关节力/力矩检测、精密装配、机器人手术、机械手臂研究、轮廓跟踪、零力示教、飞机起落架力学性能测试、直升机旋翼空气动力学测量、飞行器对接物理仿真、汽车车轮力检测、运动员训练平台、驾驶员和乘客座椅的受力监测等许多测量问题六维力传感器都可以得到了广泛的应用，其行业覆盖了机器人、汽车制造、生物力学、医疗等领域。根据不同的应用场合研制能够满足各种需要的高性能六维力传感器具有重要的工程实践意义。新型机器人用压电式六维力传感器测量装置样机技术指标可以达到：测力量程：±1～50kN；力矩量程±0～3kN•m；Ⅰ类（线性）误差低于1%（F•S）；II类（耦合）误差不超过3%（F•S）；频率范围超过3kHz。六维力传感器静动态标定装置研制及其测试系统开发，既可实现单维载荷加载，也可实现复合载荷加载。研制的标定装置技术指标可以达到：轴向载荷100kN，径向载荷50kN，力矩10kN•m。开发出了具有自主知识产权的集信号调理、传输、采集、数据处理等功能一体的六维力传感器的动态测试系统。每套六维力传感器测试系统价格10万元，潜在市场近百亿，发展空间极其广阔。该产品价格仅为国外同类产品的1/3。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：在航道测量、水上运输、江河湖泊的水文调查以及港口、码头、大桥等的建设中都需要对水深及水下地形进行准确的测量，但是水下的地形是起伏看不见的，不能像陆地上测图那样根据地形特征逐点进行测绘，将GPS技术与超声波测深技术相结合应用于水下地形测量，必会使人们认识水下世界变得更简便、直观。随着换能器技术、微电子技术、数字信号处理技术及软件技术的发展，超声波仪器设备的实时信号处理能力、测量精度、分辨率、作用距离及智能化方面都取得了很大进展，超声波测深技术正在从模拟向数字化方向发展。测量仪以单片机为核心，由超声波收发电路、GPS接收模块、数据收发模块和LCD显示等部分组成，可与PC机进行数据通信。下图为GPS定位测量仪的系统配置。 超声波水下地形测量仪的系统配置图 集成GPS定位的双频超声波水下地形测量仪以MCU微处理器为核心，由超声波发射和接收发电路、电源管理电路、串行数据收发模块和LCD显示、键盘输入等部分组成。当微处理器启动测量后，超声波发送电路发出一定脉冲宽度50KHz或200KHz的超声波，同时启动计时程序和时变增益控制，开启高速定时数模转化，并由微处理芯片对其进行AD转换，然后根据AD转换值和超声波发射控制信号与回波的时间差计算出水深值来，然后将水深信息送到LCD显示。GPS技术可独立确定待求点的绝对坐标。将GPS定位技术和超声波水深测量技术相结合，使所测得的数据不但包含水深信息，而且还包含有定位信息。集成GPS定位的双频超声波水下地形测量仪是一种水下地形测量经济有效的解决方案。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：一、技术简介输液生产有严格规范的加工和检测流程，每道工序都需要有其特定的质量检测监控指标。为了提高检测效率和自动化水平，开发了一套在线视觉检测系统，该检测系统涉及到光源设计、确定摄像头安装方式、设计各个检测算法等，识别和检测瓶身缺陷、椭圆度、液位高度、标签状态等。二、整体设计思路1、设计了一套合适的光源系统2、利用摄像头获得待检测药瓶的相应图像3、利用图像处理、模式识别等技术， 三、识别缺陷范围瓶身缺陷（裂纹、结石、气泡）、瓶身椭圆度或圆度检测、液位高度、标签状态和质量、瓶盖封装规范性等，进而进行报警并做相应的处置

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：一、技术简介工业相机采集发动机活塞内腔和外表面的图像。针对活塞内腔字符，提出了一种基于先验字符库的深度学习检测算法，能够有效检测和识别内腔上的字符；针对活塞外表面缺陷检测提出了一种基于外轮廓配准的缺陷检测方法，该方法考虑活塞外轮廓的复杂性和表面纹理的特征能够有效检测缺陷。二、检测方式1、活塞内腔字符识别2、活塞外表面缺陷检测

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：一、技术简介：针对活塞等典型复杂工件，综合利用计算机视觉方法，实现形位、尺寸、缺陷等特征的高精度非接触在线检测。根据不同检测内容的特点，设计合适的光源和综合检测工位,提出了一种双相机标定尺寸测量法，使用高精度相机和微米标定板，最终精度可以达到3μm。非接触式精密测量，能够有效避免接触式检测对工件造成微变形的影响；提出了一种双相机标定尺寸测量法和由粗到精的亚像素定位边缘法，满足工业检测精度和实时性要求。二、特点：1、非接触 2、数据科学化 3、智能化 4、低成本 5、测量高精度 6、自动化三、阶段性成果：已实现对活塞关键检测项的高精度非接触形位、尺寸、缺陷综合检测。部分检测方案不仅仅适用于活塞，还可以应用于其它高精度复杂工件的检测,如汽车制动盘、刹车片、气缸套、汽缸盖、活塞环、精密轴等复杂工件的检测。四、检测方式：1、双相机标定尺寸测量法由粗到精的尺寸测量，将两个相机固定在一起，分别置于目标边缘正上方，让活塞旋转一圈，从而计算出目标的尺寸。2、法由粗到精的边缘检测技术，通过前期处理先对边缘进行粗定位，再由局部阈值分割细化边缘，最后采用亚像素边缘检测技术精确定位边缘位置。3、双相机同心的同轴度测量法，将两个相机对立放置在活塞销孔两侧，让活塞旋转一圈，从而计算出销孔的同轴度。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：济南大学

成果简介：轴承是机械工业中重要的基础零件，钢球作为球轴承的滚动体，它的质量优劣最轴承的运动精度、寿命、性能等起到决定性作用，其中钢球表面缺陷对钢球质量的影响尤为明显，加工后的部分钢球表面会存在麻点、斑点、烧伤、擦痕、凹坑等缺陷，这些表面缺陷使球轴承在旋转运动时产生大的噪声和振动，是制约球轴承质量提高的关键因素。本成果以反射式强度型光纤传感器工作特性为基础，开发了钢球表面缺陷的自动检测技术，并开发出具有自主知识产权的钢球外观检测仪。1.运用光纤检测不仅可以检测不同直径的球，而且还能检验不同材料的球（包括非金属和金属球），使用范围广； 2.从横向表面和纵向切面多角度、多参数评价缺陷，最小能检验出25μm的微小缺陷，比以前的缺陷检测精度提高了一个数量级，并可以确定缺陷的空间大小对缺陷进行初步分类； 3.激光的检测速度，PIN二极管响应速度，以及DSP的处理速度都是目前同类产品或同类技术中速度最高的，可以实现每一粒球的处理时间低至0.3-0.4s，即每小时可以检测16000-20000粒φ4-φ8的轴承球，达到轴承球表面缺陷检测速度的最高水平； 4.由于引进光纤传感技术，简化了散射技术光学仪器复杂的结构，对比当前研究的涡电流检测的复杂设备和机器视觉采用的高速相机，光纤传感技术成本可以做到最低； 5.通过轴承球表面缺陷多因素补偿机理的研究，利用比值法以及比值曲线拟合可以有效消除对光源波动、曲率半径及表面与传感器间夹角等因素的影响；同时光纤不受电磁场的干涉、电动机转动以及电源故障等因素的影响。本成果研究基于光纤传感器对轴承球表面质量进行测量，充分发挥光纤传感器高精度、非接触测量的优势，对测量表面没有作用力，对于纤细的探针不会造成弯曲变形，解决了我国在钢球表面质量检测方面自动化程度低，效率低的瓶颈。