所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：基于风浪时空演化机制，实现风浪场协同生成，提出缩尺设计方法，用于海洋工程结构的风浪联合作用研究。风浪联合作用是近海桥梁、海上大型风机和海上光伏等海洋工程结构的主导环境荷载，采用大比尺模型试验是确定风浪荷载与结构动力学响应的最有效途径。针对风浪联合作用大比尺模型试验技术，基于波浪时空演化机制和动量传递规律实现了实验室时空尺度下的风浪场协同生成，提出了模型气动-水动-弹性结构的缩尺设计方法，形成了完备的风浪联合作用大比尺模型试验技术。试验水槽长宽高尺寸分别为50m、5m、4.5m，风洞截面尺寸6m×3.6m，是目前国际上最大的回流式风浪联合实验室。风浪联合最大测试风速15m/s，湍流强度<5%，波浪周期0.6~3s，波高0.03~0.5m，具备光学动态捕捉系统、测力系统、流场测量系统。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：针对光刻机、电镜等高端超精密仪器装备、大型科学实验系统中环境微振动干扰问题，突破被动式气浮/磁浮阵列、主动负刚度与主动阻尼等创新方法，系统掌握大型精密气/磁隔微振技术，实现超大、超重、超精密隔微振性能的兼顾。形成系列大型精密隔微振器、大型/超大型精密隔微振平台、嵌入式隔微振器产品，成功研制浮起重量1500吨的超大型超精密气浮隔振平台，用于航天关键应用，发挥了重要作用。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：针对大口径光学元件的制造/装调原位检测需求，研制了大口径光学元件原位三维显微测量仪，以多轴机械臂作为运动执行机构，兼顾加工状态原位测量（卧式）和装调状态原位测量（立式）。在测量方法上创新性提出暗场共焦三维测量新方法，实现表面及亚表面缺陷微观几何结构三维成像；同时针对原位显微测量存在的环境微振动影响，提出基于加速度传感器的振动监测方案，实现环境微振动补偿和测量校准。该技术可以用于遥感相机光学元件的制造原位检测和装调原位检测，为生产制造和运行维护提供检测及计量保障。大口径光学元件原位三维显微测量仪，主要技术指标包括：最大可检测元件口径≥1.2m×1.2m；缺陷检出灵敏度≤280nm；横向分辨力优于300nm；纵向深度定位分辨力优于1μm；准确率≥85%；最大深度＞120μm。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：突破复杂微结构表面测量瓶颈和高精密光学元件亚表面缺陷检测难题，研制复杂微结构三维光学显微测量仪。仪器集成明场、暗场、热波和荧光四种三维显微成像模态，可实现表面与亚表面高精度一体化三维测量，同时具备缺陷吸收性评估和识别功能。通过选择不同模块和配件，满足各种个性化的测量需求。显微视场≥120μm×120μm；水平方向表面显微分辨率≤200nm水平方向亚表面显微分辨率≤300nm；垂直方向测量范围1μm~50μm；垂直方向分辨≤15nm；光滑微结构测倾斜角度≥60°；单一材料台阶高度测量误差≤3%；多层材料台阶高度测量误差≤5%；亚表面缺陷检测深≥110μm；缺陷检出灵敏度≤200nm；深度定位精度≤1μ

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：针对我国高端装备制造领域缺乏必要的质量控制手段问题，研发了宏/微跨尺度阵列式深微结构测量技术与装置。本技术通过在传感技术和视觉引导技术两个方面进行突破，以获得快速、全三维、高精度、各向同性的阵列深微结构尺寸位置误差综合参数。在传感技术层面，通过结合光纤测头和弹性测头的优势，提出一种测量特性各向同性的高精度三维测头；在视觉引导技术层面，将视觉引导技术与微测头传感技术结合，通过机器学习综合理解相机采集到的视觉信号以及微测头传感器采集到的触测信号，获得阵列中各微结构的宏观位置信息，并利用宏观运动控制系统引导测头对各微结构进行测量。被测宏观尺度不超400mm×400mm；被测微观尺度不小于0.3mm×0.3mm，深宽比不超过10:1；阵列微结构测量路径自动寻优，测量结果不确定度优于1μm；视觉测量过程可自动变焦。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：针对我国高端装备制造提出的超精密测量重大需求，突破甚多轴高速超精密激光干涉测量技术。其重大价值表现在两方面：一是作为光刻机等高端装备中不可替代的核心单元，直接决定装备极限精度与性能；二是作为国家溯源精度最高的长度计量测试仪器，准确统一全国相关量值，并支撑国际单位制量子化变革等前沿研究。该技术主要用于先进光刻机，其内部通常需嵌入包含20个以上测量轴的高速超精密激光干涉测量仪器，以实时测量米/秒级高速运动的掩模/硅片的相对位置，其测量精度要求已达数纳米。较传统激光干涉测量技术，本技术的仪器稳定性、测量分辨力、测量速度等核心指标均提高一个数量级以上，可在m/s级高速测量下，实现0.1nm级测量精度。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：针对微传感头式超精密位移测量对体积极小、易嵌入 、 能在狭小空间中执行测量任务的迫切需求，研发了光纤微探头式激光位移传感技术与仪器装置。相较于传统测量仪器，独特优势在于：测头集成度极高、体积极小，易嵌入实验装置或精密装备中，可在狭小空间中执行测量任务；测头与主机仅通过单光纤连接，装调便捷且不引入热污染，易达成超精密测量目标。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：传统的锂电池、小型活塞式发动机或发电机等动力源面临着前所未有的挑战，能量/功率密度低、体积和重量大、制造成本较高等是其致命因素。基于无人系统对高性能动力源的迫切需求，团队基于航空发动机技术，解决了几何尺寸仅为常规航空发动机的5%-10%、功率高约5-10倍、转速高十几倍等技术难题，创新性的研发出了一种重量轻、体积小、排放低、能量密度高的多燃料适应性能量转化机械-模块化通用型微型涡轮动力装置，综合性能指标处于国际领先水平。可实现高效可靠的能源供应，可与电池等能源设备相互补充，共同构建一个更加稳定、可靠、环保的综合能源混合供应系统。可实现0~16万转/分全转速稳定运行、额定输出功率6KW、油耗达0.5kg/(kW·h)、功重比为1.1kW/Kg、热效率≥19%；同总重、同载重下续航时长为锂电池的4-6倍；重量仅为5公斤，是同功率等级柴油发电机组的1/3~1/6，低于同体积锂电池；NOx排放<12ppm，约等于同功率等级柴油发电机组的几百分之一；设计寿命约等于30000小时，为同功率等级柴油发电机组的3倍以上。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：电磁超声无损检测技术作为一种新兴检测技术，利用电磁耦合方式激励和接收超声波，具备非接触、无需声耦合剂、以及容易激发各种类型超声波的特点，能够适应高温、高速、在线等恶劣环境。项目团队建立电磁超声换能器多物理场耦合模型，提出考虑热场和外电路约束的电磁超声换能器多物理场-电路耦合建模方法，实现对电磁超声换能器各个物理场和等效电路模型的仿真计算，定量分析电磁超声换能器各项性能指标，建模精度优于90%。提出电磁超声脉冲压缩信噪比提升方法，通过相位和频率调制改变激励信号，分别在时间域、空间域和时空结合域采用脉冲压缩技术，电磁超声信号信噪比提升了20dB以上。电磁超声换能器多物理场耦合建模精度>90%； 功率放大电路输出电压峰峰值最高2500V，输出电流峰值200A以上，工作频率覆盖8kHz~10MHz； 电磁超声信号信噪比>16dB；电磁超声换能器最高工作温度1200℃；螺栓轴力测量精度<±5；腐蚀厚度测量精度0.001mm。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：高温高压强永磁电机是油田测井和随钻装备中的关键部件，已掌握了高温高压强永磁电机的设计、制造、控制等关键技术，先后为中海油、中石油、中石化等单位研制了50余种电机及相关产品，包括无刷直流电机、永磁同步电机、驱动与控制电路、涡轮发电机、磁定位器、磁力耦合器、电磁铁、电源模块、变压器等，成功应用于随钻测井系统、地层测试仪器等油气勘探设备中。产品具有效率高、体积小、控制特性好等优点。最高环境温度 220°C；环境压力210MPa；电动机功率：20W~3.5kW；发电机功率：20W~4kW；电源模块功率30W~1kW。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：项目团队针对深海永磁电机的设计、控制、制造等关键技术，成功研制了国产化产品，工作深度达到全海深，效率等指标优于国外产品。深海永磁电机主要应用于深海装备的推进器、高压海水泵、液压系统等，是各类深海装备的关键部件。在深海永磁电机及驱动器研究的基础上，项目团队开发出了系列深海推进器产品，其具有单位功率推力大，重量轻等特点。深海永磁电机具有体积小、重量轻、效率高等优点。电机最大功率：50KW；推进器推力：250Kg；耐水压：110MPa（全海深）。

所属分类：先进装备制造产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：面向岛礁、山区等环境地形复杂地区，对无人巡逻车的实际需求，团队研发了特种无人车环境感知与避障技术，突破了非结构化场景定位与建图、敏捷避障与高低速、航向偏差突变以及环境工况变化等多模态切换控制关键技术，开发了激光雷达+相机信息融合在线建图技术、A*+动态窗口法的组合路径规划技术、基于雷达+超声波数据融合障碍物检测的动态避障技术以及远程无线信号传输技术+近端操控系统设计技术。相关研究成果已授权软件著作权2项。特种无人车最大速度≥50km/h，通信延迟≤50ms，平均轨迹跟踪误差<0.5m，自主巡逻速度≥20km/h。