哈尔滨工程大学技术成果专场推介——机电一体化技术领域(一)
一、成果介绍
1.液压加载系统
【项目概述】液压加载系统主要用于对大、中、小型的机构、结构装置的力学加载试验提供静态、动态作用力。
本系统由电液伺服作动器、伺服电源、控制阀台和工控机多通道控制器组成。可以同时控制12个伺服作动器完成静态、动态加载试验,最高频率可达10Hz。可以同时控制12个静态作动器联动加载、同步或异步加载试验,可以分别控制2个作动器波形加载。带有独立的水循环冷却系统、工控PC多通道控制系统、加载作动器试验力的模拟及数字量输出;试验数据的计算机屏幕显示,数据库能够同步存储。现已为中船某研究所设计并生产制造了液压加载系统,已用于实际的测试实验中,达到项目技术指标要求,体现了如下特点:1.与传统液压作动系统相比,智能液压作动系统体积小、重量轻、功耗低、效率高、噪声低、结构简单、可靠性高,可维护性强,而且整套系统液压管路短,取消了外部管路。2.液压系统采用先进计算机控制,实现各种波形无级加载输入方式。
【项目成熟情况】技术成熟,已按不同客户要求生产多台套设备。
【应用范围】采用先进制造技术实现的空间大型结构实验台架可用于大型汽轮机冷凝器及结构强度动力学特性实验研究。
2.新型路面监测传感器
【项目概述】目前,路面监测用的应变等测量传感器主要是不锈钢制作的,不锈钢的模量约200GPa,沥青混凝土路面模量约为2000MPa,二者模量差别太大,路面的变形很难完全传递到传感器上。此外,由于传感器局部模量大,会促进埋设传感器位置出现较大破坏。同时,新型、常用的光纤传感器具有精度高,经封装后和路面协调一致性较好,但是存在埋设困难,成活率低,成本昂贵。因此,本项目开发出的路桥健康监测传感器具有和路面变形协调一致性好,对路面影响小、准确监测路面中的健康状况,同时具有埋设简单、成活率高和成本低的特点。
【项目成熟情况】团队一直进行路面压电复合材料和微型压电发点装置的研究,目前已开发出多种压电复合材料和微型压电发电装置,目前处于样品阶段,同时拟在明年进行路面的实际路况实验。
【应用范围】路桥健康监测。
3.旋转机械的先进密封技术
【项目概述】各类旋转机械的动静之间的密封是必须解决的技术问题。传统的迷宫式密封存在泄漏量大,齿间气流涡旋会造成转子涡动,转子振动会造成气封容易磨损,使得泄漏量增大等问题。所以,需要开发先进旋转机械密封技术。
团队先后研究开发了具有国际先进水平的蜂窝式密封和指尖密封,可以作为现有密封的替代产品,生产企业也可以利用该技术进行开发生产先进密封产品。
【项目成熟情况】已有专利,部分技术已达国际先进水平。
【应用范围】各类旋转机械的动静之间的密封,该技术可以用于气体压缩机、汽轮机、燃气轮机等各类旋转机械,量大面广。目前所用的密封泄漏量大、性能差,亟需更新换代。所以,开发此类产品具有较好的市场前景。
团队可以针对用户的需求,设计和开发相应的蜂窝密封或者指尖密封产品。所设计的密封泄漏量小,密封的可靠性和耐用性较高。对于各种机械生产企业来说,完全具备加工该产品的能力。
4.叶轮机械的设计和优化技术
【项目概述】各类叶轮机械属于通用机械类产品,包括各种轴流式和离心式压缩机、汽轮机、燃气轮机、风力发电机、工业通风机、叶轮泵等等。我国各相关企业的产品,效率较低、产品的竞争力较差。另外,各企业也需要开发新产品以扩大企业的经济效益和生产水平。本单位有着高效率径流式汽轮机、轴流式汽轮机、离心压缩机和风机等产品的开发经验。拥有国际先进的正版软件和具有自主知识产权的软件,以及大容量并行机等模拟设备和专业试验能力,具备给企业设计、优化相关产品的条件和水平。
团队设计的产品或者优化的产品,具有性能优良的通流型线,效率一般高于同类产品,或者达到同类产品的先进水平。前期开发的各类产品,证明了本单位的研发水平和能力。本项目对于各种叶轮机械生产企业来说,仅需要添加可以提高企业加工能力的设备。因此,投资依据企业或者投资商目前的条件而定。
【项目成熟情况】技术成熟,具备给企业设计、优化叶轮机械的条件和水平。
【应用范围】叶轮机械的设计、优化。
5.多关节自主控制机械臂
【项目概述】多关节自主控制机械臂具有机械臂多种控制模式、三维仿真与模拟运动、故障诊断与运动保护等功能,系统采用多DSP控制芯片和现场总线技术,实现六轴机械臂的独立运动控制和联动控制,并配备三维可视化机械臂运动过程监视和运动轨迹规划软件,具有六轴机械臂自动无碰撞路径规划能力。整套装置结构紧凑、精度高、作业范围大,姿态灵活、控制精度高,已经成功应用于蒸汽发生器一回路侧检修活动,并支持在机械臂的前端携挂不同检修工具从而对蒸汽发生器实施不同的检修活动。
多关节自主控制机械臂系统结构紧凑、精度高、作业范围大,姿态灵活,作为典型的运动控制研究对象,是突破多自由度机械臂的运动学求解及优化、狭窄空间内机械手的人工路径示教、高维位形空间内机械手自动路径规划以及高精度机械手关节控制系统设计等关键技术的基础平台。同时,多关节自主控制机械臂在工业生产自动装配、海洋深水作业、外层空间开发以及危险复杂环境下检查、装配等领域具有广阔的应用空间。
【项目成熟情况】该产品技术成熟,目前已经具有成品样机。
【应用范围】危险复杂环境下检查、装配等领域。
6.大尺度测量系统
【项目概述】在国际上,高效率和高精度的三维大尺度测量是研究的热点和难点问题,无论是效率、精度和对工业现场的适应性还远未满足现代工程需求。我们当前主要针对1m-100m范围目标点密集的大尺度工件开展快速、实时的现场测量的研究,突破大尺度测量所涉及的关键技术。我们以船体分段数字化测量为突破口,突破其关键技术以带动其它造船测量技术研究,并将相关技术推广到其他大型工业目标的测量。可以应用于现代船舶建造的三大支撑技术之一的总段(分段)三维精密测量、核电站反应堆安全壳测量、大型钢结构测量、水下人工构筑物(如钻井平台、沉船等)、飞机分部及外形测量、大型船舶推进器叶片外形测量、大量程圆柱度测量、发动机叶片叶形现场非接触测量等等,满足国家及国防建设急需。
【项目成熟情况】已与渤海船舶重工有限公司合作完成“现代船舶建造大尺度三维数字化测量系统”实验室样机,并开始开展工程样机的研究。在模拟系统上完成实验室阶段的关键技术研究及演示验证并通过了阶段验收。为山东核电设备制造有限公司研制成功“多用途曲面板坡口切割机器人”,解决了核电安全壳曲面板(9m*4m)的测量技术难题。
【应用范围】船舶制造等大型结构测量领域。
7.多模块并联DC/DC、DC/AC电源
【项目概述】大容量多模块并联DC/DC和DC/AC变换器技术是受基础产品创新项目资助,可实现高可靠性供配电系统的一项关键技术。通过电力变换模块的增减可进行系统容量的调整,在线热插拔技术可为系统维护和紧急状态下的模块更换提供强有力的保障。
研究成果可为船舶配电系统设备的选型、研发、试验及使用维护等提供依据和技术支援。研究成果经产品转化,还可应用于分布式发电系统、新能源发电系统和微电网的电能变换等高技术领域以及为其它民用工业(如为冶金、化工、机械等)提供高性能的电能变换设备。
已获得多项国家发明专利,专利号:ZL200910073437.7,ZL201110115223.9,ZL201010197518.0,ZL201010100992.7,201010197325.5,201110058469.7,201110135170.7,201110112343.3,201110115223.9,201110058469.7。
【项目成熟情况】该产品技术成熟,目前已经具有成品样机,急需成果转化。
【应用范围】船舶供配电系统、分布式发电系统、新能源发电系统和微电网的电能变换等高技术领域,以及为其它民用工业(如为冶金、化工、机械等)提供高性能的电能变换设备。
二、联系方式
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