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。

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：我国山区电网分布广泛，依山、跨谷、跨河等高海拔复杂分布，仅云南昆明局管辖6k多公里线路，由于山区横风等多变气候，易造成巡检的无人机摔坏，且无法对线体进行360环视检测，对高海拔的高压线巡检无人化提出了挑战。为此需要能够在线路巡检的机器人，特别是500kV交流线路间隔棒、线体、防震锤和垂线夹等多目标多方位巡查，存在检测内容多、行走困难等挑战。针对高原、大坡度和横风影响的500kV输电区域，团队开发了一种六臂式仿生500kV高压线巡检机器人，替代人工进入电场，突破了基于安全等电位、线上障碍检测与定位、行走避障、多传感器融合损伤检测和线上取电等关键技术，实现了线上可靠行走和检测能力。机器人采用多臂式，可续航4小时，可直接进入电场巡检作业，具备一定防水能力，适用于500kV高压线，线上定位精度小于10cm，线上爬坡能力大于20°，行走最大速度为5km/h，线上取电24V不小于2A。

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：针对汽车轮毂去毛刺替代人工作业的自动化问题，面向轮毂复杂形状、多品种、形变等挑战性因素，结合去毛刺工艺和制造特点，团队研发了机器人加工轨迹离线编程和在线优化系统装备。提出基于几何特征的轮毂视觉检测与定位、基于CAD图纸的轮毂加工轨迹快速编程和基于OneShot在线优化等方法，形成了集视觉、运动和工业机器人的集成工作站，实现了轮毂检测、机器人快速离线编程和在线轨迹纠偏等能力，解决了铝合金轮毂自动混线去毛刺加工关键技术与装备研发。基于2D视觉的轮毂型号识别与定位，识别成功率99.9%，定位精度0.2mm；基于2D视觉的轮毂窗口边线提取技术及机器人轨迹在线误差补偿；去毛刺节拍：40s~80s。

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：针对煤矿行业、热电行业以及冶金行业生成场景中存在作业环境复杂、空间狭小、高空作业对人工巡视造成的阻碍以及大范围巡检导致的人工巡检频率低、时间间隔长等问题，研发了一系列先进的高效轨道巡检机器人设备与系统。通过以沿轨道运行的高可靠性移动平台为载体，集成智能控制系统、深度学习视觉算法、分布式后台服务等核心技术，实现视觉识别、设备测温、环境监测、自主定位、遇障停车、自动巡检等多种功能，为相关行业提供创新智能巡检、智能监控、智能预警的解决方案。机器人移动定位精度±10mm，最大爬坡25°，最小转弯半径500mm，防护等级IP65；针对煤矿井下场景，矿用防爆设计防爆等级Exib 1 Mb；复杂工况巡检任务中，设备测温精度±2℃，在盲区多、易干扰条件下，针对设备的读数检测、声音异响检测等综合数据检测的识别率92.5%，明确任务场景中识别准确率≥99%，可智能识别设备区的人员及其他目标物特征，及时发现安全隐患。较传统人工巡检方法，机器人系统可实现区域无人值守，实际检测效率远高于人工作业。

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：针对能源、电力、煤矿等行业生产作业特别是针对园区室内外大范围人工巡检工作强度大、工作效率与质量不稳定、存在漏检等问题，团队研发了一系列先进的高效地面巡检机器人设备与系统。该技术以智能机器人为核心，基于先进的机器学习和感知技术，打破了传统巡检方式中人力资源有限、效率低下的局限性。通过模块化的科学设计，搭载高清摄像头、红外热像仪、声音采集传感器及温湿度等传感器，采用非接触检测技术、多传感器融合技术、模式识别技术及导航定位技术等，实现对仪器仪表、液位计、磁翻板、异常声音及异常温度的检测，实现对目标场景自适应的全方位、全自主智能巡检和监控，有效降低巡检人员的工作强度，降低生产运维成本，提升巡检作业和管理工作的自动化及智能化水平，为行业智能化管理和安全保障提供了可靠支持。机器人可在室内外场景自主巡检，室外定位精度±100mm，室内定位精度±10mm；特定场景下定制机器人可在-40℃极寒室外环境持续稳定运行；机器人在复杂工况巡检任务中，设备测温精度±2℃，在盲区多、易干扰条件下，针对设备的读数检测、声音异响检测等综合数据检测的识别率92.5%，明确任务场景中识别准确率≥99%，可智能识别设备区的人员及其他目标物特征，及时发现安全隐患。较传统人工巡检方法，机器人系统可实现区域无人值守，并显著提升巡检效率和准确性。