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成果簡介 成果包括：自主導航與控制技術(shù)、在線軌跡規(guī)劃技術(shù)、打磨力柔性控制技術(shù)及打磨缺陷在線自動檢測技術(shù)。實現(xiàn)了AGV全自動導航控制及在線規(guī)劃機器人打磨軌跡，采用力控算法和姿態(tài)適應(yīng)算法保證打磨力可控及曲面適應(yīng)性。 成果開發(fā)了智能磨拋系統(tǒng)，集成了移動機器人運控與SLAM技術(shù)、多傳感器融合的大型復(fù)雜曲面識別與磨拋路徑規(guī)劃技術(shù)、機械臂與打磨頭融合的打磨力控技術(shù)及磨拋質(zhì)量自動視覺檢測技術(shù)。可實現(xiàn)復(fù)雜曲面零件的遙控操作及自動磨拋，改善人工打磨的工藝環(huán)境，保證打磨質(zhì)量。 成果展示

我國的電力工業(yè)在近十年內(nèi)有了很大的發(fā)展，并將有更大的發(fā)展。作為電站的大型設(shè)備，其運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性是至關(guān)重要的，不僅關(guān)系到電廠的安全與生產(chǎn)效益，而且對國民經(jīng)濟有直接影響。 但是多年以來，汽輪發(fā)電機組損失均在千萬元以上，直接經(jīng)濟損失則在數(shù)百億元以上。據(jù)統(tǒng)計，1988年至1991年四年來全國發(fā)電機事故總臺達219臺次，占裝機總臺數(shù)（462臺

產(chǎn)品詳細介紹立體地圖是采用先進的制作工藝和成圖方法，把地形、地貌還原成與實地相符的地形模型，即：采用國家標準地形圖作為制作地形、地貌的基礎(chǔ)底圖，通過地圖制圖、等高線綜合等手段，還原地形圖上的等高線為與實地相符的地形、地貌。又通過了展點、控制等多種地圖制圖手段賦予地形、地貌于基本精度，由高分子樹脂一次成形使之成為立體地圖。

本發(fā)明公開了一種大型自由曲面在機測量方法及裝置，裝置包 括彈性元件、伸縮桿、套筒、光柵尺、激光位移傳感器、支撐腳、噴 墨標記頭以及球形滾輪；伸縮桿位于套筒內(nèi)，伸縮桿上安放有光柵尺；伸縮桿的一端與套筒端部之間安放有彈性元件，伸縮桿的另一端連接 支撐腳的一端，支撐腳的另一端連接球形滾輪，支撐腳的中部安放有 激光位移傳感器，激光位移傳感器與球形滾輪之間安放有噴墨標記頭。 本發(fā)明采用激光位移傳感器和光柵尺結(jié)合的方式實現(xiàn)測量，激光位移 傳感器測量曲面測量點相對于其端面的距離，光柵尺測量激光位移傳 感器的位移，結(jié)合兩距離便可精準計算得到測量點相對于基準點的距 離；能夠根據(jù)現(xiàn)場不同的測量要求來改變安放方式，特別適用于各種 大型復(fù)雜曲面的現(xiàn)場測量。 

項目研究的背景及用途:各種規(guī)格的鋼板卷制是海洋石油導管架及海上 60天津大學科技成果選編 采油平臺制造工程中的必備的生產(chǎn)工藝過程。多年來，一直采用上輥萬能式三輥 卷板機，實施手動操作，費工、費人力、效率低，隨著海洋石油生產(chǎn)的發(fā)展，已 遠不能滿足生產(chǎn)要求。為了提高企業(yè)的形象，增強企業(yè)的競爭優(yōu)勢，海洋石油工 程股份有限公司從生產(chǎn)需要出發(fā)，從企業(yè)的長遠發(fā)展考慮，提出研制“大型卷板 設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)”的課題計劃。 該成果可用于板材的自動卷制成型。 技術(shù)原理及流程:本項目研究與開發(fā)的目的是實現(xiàn)大型卷板設(shè)備數(shù)字化 控制、自動化操作。總體思路為該項成果在彈塑性變形理論基礎(chǔ)上，分析卷制工 藝、正確確定材質(zhì)彈塑性變形量及回彈指數(shù)，核算設(shè)備運動及動力參數(shù)，創(chuàng)造性 地建立了板材卷制的數(shù)學模型;合理設(shè)計卷制工藝，編制計算機程序，采用計算 機程序控制;研制基于 PMAC 的開放式數(shù)控系統(tǒng)，實現(xiàn)大型板材工件數(shù)控卷制。 成果水平及主要技術(shù)指標:該研究達到并部分超過國際先進水平，獲天 津市科技進步三等獎。 市場分析及效益預(yù)測:新研制的數(shù)控卷板設(shè)備可實現(xiàn)板邊預(yù)彎及卷圓工 藝工步的自動化操作，比手動操作減少兩名操作人員，由于實現(xiàn)板邊預(yù)彎，省去 壓力機壓頭工藝，可省去 2000T 油壓機、20 T 橋吊各一臺，省去壓頭操作人員 4 名，達到大幅減少操作人員、縮短工藝時間、提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目 的。正式投入生產(chǎn)使用三年來，驗證提高生產(chǎn)效率近 1 倍，證明其技術(shù)先進，生 產(chǎn)可靠，年均創(chuàng)利稅 150 萬元。 154.TCP-I 型摩托車排氣污染物測量裝置 項目研究的背景及用途:防治大氣污染是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要個 人、集體、國家、乃至全球各國的共同努力。為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護 法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》，配合當前我國機動車行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié) 構(gòu)調(diào)整和企業(yè)認證，控制摩托車排氣污染物對環(huán)境的污染，改善環(huán)境空氣質(zhì)量， 我公司自主研發(fā)試制了符合《摩托車排氣污染物排放限值及測量方法(工況 法)(GB14622-2002)》全部檢測要求的性價比高、可靠實用、易于操作的 TCP-I 型 摩托車排氣污染物測量裝置。 該裝置的試制完成將打破只能以國外裝置作為測量手段，因而國外裝置 61天津大學科技成果選編 在排放檢測領(lǐng)域一統(tǒng)天下的局面，帶來有利于社會發(fā)展的有益競爭。由于整套裝 置依賴于國內(nèi)高校和研究所的科研力量試制完成，因此，使技術(shù)支持有了更充分 的保證，各項服務(wù)措施更加切合實際、易于實現(xiàn)。 技術(shù)原理及流程:本裝置采用工況法測量摩托車排氣中一氧化碳(CO)、碳 氫化合物(HC)和氮氧化物(NOX)的排放值，滿足對摩托車產(chǎn)品進行型式認證試驗 和生產(chǎn)一致性檢查試驗的需求，是摩托車生產(chǎn)企業(yè)、相關(guān)科研部門、摩托車檢測 機構(gòu)進行檢測和分析摩托車排氣污染物的必備專用設(shè)備。 本裝置由中央計算機控制單元、定容稀釋排氣取樣(CVS)單元、分析儀 器單元以及相關(guān)輔助設(shè)備組成。 成果水平及主要技術(shù)指標:國際先進。 市場分析及效益預(yù)測:本裝置可以用于整個摩托車行業(yè)的發(fā)動機排放檢 測，也可用于研究院所進行發(fā)動機的設(shè)計，將裝置進行改進后可以適應(yīng)其他機動 車的排放測量。該裝置的推行，將為我國機動車生產(chǎn)廠家提供高性價比的檢測設(shè) 備，促進各生產(chǎn)廠商迅速提高制造技術(shù)，降低對大氣環(huán)境的污染物排放。隨著世 界各國對發(fā)動機排放的日益重視，各種排放檢測設(shè)備將在各發(fā)展中國家陸續(xù)上馬， 該裝置可以出口到其他國家地區(qū)，打破國外儀器壟斷國際市場的局面。 

本發(fā)明公開了一種基于自相關(guān)的大型軸流風機不平衡量的識別方法。方法:1)假設(shè)軸流風機振動由不平衡量引起,定義軸流風機振動信號工頻信號的幅值與其他頻率信號的幅值之比大于等于二,采樣長度大于轉(zhuǎn)速信號周期;2)對軸流風機振動信號進行低通濾波;3)進行二重自相關(guān),從軸流風機振動信號眾多頻率成分中分離出工頻成分;4)進行有效值計算,還原出軸流風機振動信號中工頻成分幅值;5)用測幅法進行動平衡,確定軸流風機不平衡質(zhì)量的大小和位置。本發(fā)明可以在不提取鍵相信號的前提下,從復(fù)雜振動信號中有效分離出不平衡振動幅值分量,最終通過測幅平衡法找出軸流風機的不平衡大小和位置,有較大的工程應(yīng)用價值。

本項目在大型屋蓋風致作用機理、風效應(yīng)分析理論、設(shè)計風荷載確定方法和 屋面系統(tǒng)抗風的技術(shù)措施、檢測評價方法等方面取得了以下創(chuàng)新成果：（1） 提出了大跨屋蓋非高斯極值風壓分析理論和多模態(tài)耦合風振效應(yīng)分析理論 系統(tǒng)構(gòu)建了非定常、非高斯特性的屋面風荷載模型，提出了屋蓋非高斯風壓時程的概率密度表達式、多樣本風壓極值概率分布模型；提出能夠計入多模態(tài)參 與的耦合效應(yīng)和結(jié)構(gòu)、風荷載、風向不確定性的基于概率的高效風振計算方法。 系統(tǒng)建立了屋面風荷載和結(jié)構(gòu)風效應(yīng)的分析理論。（2） 提出了屋面圍護結(jié)構(gòu)和大跨承重結(jié)構(gòu)抗風設(shè)計方法提出考慮非高斯極值、相關(guān)性面積折減、風向效應(yīng)的圍護結(jié)構(gòu)風荷載計算方 法，提出了可考慮多模態(tài)風振響應(yīng)的多目標等效靜風荷載分析方法。基于提出的 理論方法和大規(guī)模風洞實驗，分析不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和風荷載參數(shù)下的平面、柱面、 球面、雙坡、鞍型、懸挑等典型屋面圍護結(jié)構(gòu)全方向極值風壓及大跨主體結(jié)構(gòu)的 等效靜風設(shè)計荷載，給出了可供設(shè)計直接使用的計算圖表。（3） 提出了改善屋面圍護系統(tǒng)抗風承載力的技術(shù)措施、評價方法以及檢測手段 提出了屋面圍護系統(tǒng)的材料選擇要求和構(gòu)造設(shè)計原則；研發(fā)了改善和提高抗風承載力的金屬屋面板板型和抗風揭部品部件，同時很好地滿足功能及節(jié)能環(huán)保 要求；提出圍護系統(tǒng)抗風揭的實驗室測試方法和現(xiàn)場原位測試方法，及屋面系統(tǒng) 的安全性評價方法。

本項目在大型屋蓋風致作用機理、風效應(yīng)分析理論、設(shè)計風荷載確定方法和 屋面系統(tǒng)抗風的技術(shù)措施、檢測評價方法等方面取得了以下創(chuàng)新成果：（1）  提出了大跨屋蓋非高斯極值風壓分析理論和多模態(tài)耦合風振效應(yīng)分析理論 系統(tǒng)構(gòu)建了非定常、非高斯特性的屋面風荷載模型，提出了屋蓋非高斯風壓時程的概率密度表達式、多樣本風壓極值概率分布模型；提出能夠計入多模態(tài)參 與的耦合效應(yīng)和結(jié)構(gòu)、風荷載、風向不確定性的基于概率的高效風振計算方法。 系統(tǒng)建立了屋面風荷載和結(jié)構(gòu)風效應(yīng)的分析理論。（2）  提出了屋面圍護結(jié)構(gòu)和大跨承重結(jié)構(gòu)抗風設(shè)計方法 提出考慮非高斯極值、相關(guān)性面積折減、風向效應(yīng)的圍護結(jié)構(gòu)風荷載計算方 法，提出了可考慮多模態(tài)風振響應(yīng)的多目標等效靜風荷載分析方法。基于提出的 理論方法和大規(guī)模風洞實驗，分析不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和風荷載參數(shù)下的平面、柱面、 球面、雙坡、鞍型、懸挑等典型屋面圍護結(jié)構(gòu)全方向極值風壓及大跨主體結(jié)構(gòu)的 等效靜風設(shè)計荷載，給出了可供設(shè)計直接使用的計算圖表。（3）  提出了改善屋面圍護系統(tǒng)抗風承載力的技術(shù)措施、評價方法以及檢測手段 提出了屋面圍護系統(tǒng)的材料選擇要求和構(gòu)造設(shè)計原則；研發(fā)了改善和提高抗風承載力的金屬屋面板板型和抗風揭部品部件，同時很好地滿足功能及節(jié)能環(huán)保 要求；提出圍護系統(tǒng)抗風揭的實驗室測試方法和現(xiàn)場原位測試方法，及屋面系統(tǒng) 的安全性評價方法。

新一代航空航天器的跨代高性能要求使得其尺寸越來越大、材料體系越來越多、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)制造周期長、質(zhì)量不穩(wěn)定，無法滿足型號質(zhì)量和精度要求，亟需變革制造模式。工業(yè)機器人智能制造技術(shù)與裝備是解決該難題的最佳新途徑。但機器人精度低、剛性弱、加工穩(wěn)定性差等難題制約了其應(yīng)用于航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效高精制造，且核心裝備被國外發(fā)達國家壟斷，迫切需要突破基于移動機器人的制造核心技術(shù)與裝備，形成基于移動機器人的大型復(fù)雜構(gòu)件原位加工與裝配融合的制造能力，打破國外壟斷，實現(xiàn)自主可控。 技術(shù)特征 圍繞航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效、高精、高質(zhì)量制造急需，突破了基于誤差相似度的機器人精度補償、機器人變剛度建模與加工顫振抑制、融合多源信息的在線感知與自適應(yīng)工藝、多功能末端執(zhí)行器研制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了移動機器人智能制造技術(shù)體系，自主研發(fā)了多臺套多功能末端執(zhí)行器和高精度大負載工業(yè)機器人智能鉆/鉚/銑制造裝備。

新一代航空航天器的跨代高性能要求使得其尺寸越來越大、材料體系越來越多、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)制造周期長、質(zhì)量不穩(wěn)定，無法滿足型號質(zhì)量和精度要求，亟需變革制造模式。工業(yè)機器人智能制造技術(shù)與裝備是解決該難題的最佳新途徑。但機器人精度低、剛性弱、加工穩(wěn)定性差等難題制約了其應(yīng)用于航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效高精制造，且核心裝備被國外發(fā)達國家壟斷，迫切需要突破基于移動機器人的制造核心技術(shù)與裝備，形成基于移動機器人的大型復(fù)雜構(gòu)件原位加工與裝配融合的制造能力，打破國外壟斷，實現(xiàn)自主可控。技術(shù)特征圍繞航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件的高效、高精、高質(zhì)量制造急需，突破了基于誤差相似度的機器人精度補償、機器人變剛度建模與加工顫振抑制、融合多源信息的在線感知與自適應(yīng)工藝、多功能末端執(zhí)行器研制等一系列關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了移動機器人智能制造技術(shù)體系，自主研發(fā)了多臺套多功能末端執(zhí)行器和高精度大負載工業(yè)機器人智能鉆/鉚/銑制造裝備。效益分析:項目的成功研制拓寬了工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域，已在殲20、殲10、L15高教機、大飛機、××導彈、天宮2號空間站等國家重點型號研制和批產(chǎn)中應(yīng)用，實現(xiàn)了殲20翼面、殲10機翼部件、高教機翼面、天宮二號空間站艙體等航空航天產(chǎn)品核心復(fù)雜大部件的生產(chǎn)，為我國航空航天大型復(fù)雜構(gòu)件制造提供了技術(shù)與裝備支撐。此外，成果還在國產(chǎn)機器人、精密零件制造等龍頭企業(yè)實現(xiàn)應(yīng)用推廣，核心專利轉(zhuǎn)化1999.2萬元，近三年新增直接經(jīng)濟效益達11.2409億元。