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：国内首创技术，研发了大尺寸微结构辊筒模具超精密加工机床，用于液晶面板制造、聚光太阳能发电装置制造等领域。突破了基于光栅衍射原理的微金刚石刀具磨损状态在线监控、低转速条件下的高精度在线动平衡技术、正交叠加静压导轨的动刚度解耦等关键技术，研发成功了国内第一台大尺寸微结构辊筒模具超精密加工机床。目前，该机床装备已经进入实用化测试阶段，已经与国内的多家棱镜膜片生产厂家合作，利用该机床开展相关的工艺研究。该项技术优势明显，相关行业需求迫切，市场前景良好。获得一定量的资金和配套场地、技术人员，采用关键核心部件自行生产、非关键核心部件外委加工的生产方式，可以快速实现该技术的商品化和产业化，作为Roll-to-Roll制造工艺的上游核心装备与技术，可以促进大尺寸微结构滚筒模具的Roll-to-Roll制造工艺在液晶面板制造、聚光太阳能发电装置制造道路照明等领域快速发展。

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：研制开发了基于光纤光栅传感器的监测技术，应用于复合材料成型固化监测、高压电力设备温度监测等领域。基于光纤光栅传感器体积小、应变温度多参数、准分布绝对测量、抗电磁干扰以及耐腐蚀等特点，研制开发了各种应变、温度、声发射等各种光纤传感器，开发了基于时分复用技术的光栅传感器波长解调仪器，目前已经应用到复合材料成型固化监测、服役监测，高压电力设备温度监测、混凝土应力应变以及舰船结构应力监测等领域，取得了很好的研究效果。光纤光栅传感器时分复用解调仪单通道传感器连接数量可以达到500个，应变测量范围：±7000微应变，温度测量范围：-50~150℃，电绝缘。

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：利用磁悬浮技术实现大型精密光学载荷的六自由度重力卸载，解决了传统测试法的问题，支撑大型光学载荷的地面实验验证。大型精密空间光学载荷在发射之前需要进行地面实验验证，对光学载荷系统性能进行综合测试与评定。传统悬吊测试法与气浮测试法存在系统复杂、寄生干扰大、安全隐患大、无法实现六自由度等问题，限制了大型精密光学载荷的精确性能测试。磁悬浮重力卸载技术利用永磁体之间的相互作用力实现对大型载荷的被动支撑，结合多轴主动补偿与稳定控制，可以实现大型精密光学载荷的六自由度磁悬浮重力卸载。该项成果攻克了磁悬浮重力补偿器精确建模与低刚度实现、大气隙模块化精密直线电机研制、六自由度多支撑点精密解耦控制，大尺寸多约束精密装调等多项关键技术，支撑大型精密光学载荷的地面实验验证。载荷质量<5000kg、在全行程内三个维度残余卸载力均不大于2.5N、在全行程内三个维度残余卸载力矩均不大于4Nm、卸载质量适应性±10%。

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：研究精密直线电机系统，攻克电机精细化设计、推力调控驱动、运动控制策略等关键技术，适用于光刻机、高档数控机床等。攻克了精密直线电机系统中电机精细化设计、高品质推力调控驱动、强抗扰高精度运动控制策略等关键技术，取得了系列原创性成果，研制出高端装备精密直线电机系统。研制长行程宏动直线电机最大峰值推力>1350N、定位力<1%、表面温升<0.5℃，最大加速度>4g，最大速度>2m/s，短行程微动直线电机推力规格分布为15N至430N，表面温度控制在22±1℃，定位精度1.3μm、重复定位精度1.13μm。

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：针对人形机器人需求，开发了高功率密度、高效率、智能化伺服驱动器技术，包括栅极驱动芯片技术和伺服控制器参数免调试技术。针对人形机器人下肢、手部对高灵巧、高爆发、高集成等性能的迫切需求，重点突破伺服驱动器高功率密度、高效率、智能化等技术，具体包括：开发能量转化效率达99%的栅极驱动芯片技术；开发智能化自组织电流环技术、伺服控制器参数免调试技术；开发最大连续功率达5kW、10kW、16kW的三款高功率密度伺服驱动器。栅极驱动芯片能量转化效率最高达到99%以上；5kW驱动器工作电压10-95VDC、最大连续电流幅值70A、最大连续功率5kW、体积<45x45x25mm³、重量<50g(不含散热板)；10kW驱动器工作电压20-95VDC、最大连续电流幅值140A、最大连续功率10kW、体积<50x75x33mm³、重量<120g(不含散热板)；16kW驱动器工作电压45-200VDC、最大连续电流幅值210A、最大连续功率16kW、体积<55x80x34.7mm³、重量<210g(不含散热板)。三款驱动器均采用全国产化元器件，具备智能化自组织电流环技术、伺服控制器参数免调试技术等智能化算法，最高功率密度达400W/cm³，技术就绪度预期等级达9级。

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：研发了一种激光增材再制造技术，用于修复金属零部件的制造缺陷和服役损伤，适用于高性能耐磨耐蚀涂层、铸造件缺陷补焊等。针对工业界不同领域大量金属零部件的制造缺陷、服役损伤修复问题，研发了一种激光增材再制造技术。该技术可以通过零件表面激光熔覆修复工艺与装备技术、壁复杂构件的低变形高精密激光修复技术以及激光增材再制造过程智能监控技术，提供更高效、灵活、智能的解决方案，可用于制备高性能耐磨耐蚀涂层、铸造零件缺陷补焊、零件尺寸恢复、服役损伤修复等。通过与工业软件、传感系统的结合，可完成零件缺陷的自动识别、修复、质量诊断的智能化加工。修复区力学性能达到基材90%，无裂纹、无变形。

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。